شاهد حسين بخاري

شاهد حسين بخاري عالِم باكستاني في علوم الحاسوب والهندسة الكهربائية، صار من أكثر الباحثين استشهاداً في ميدان الحوسبة المتوازية والموزَّعة، وظلّ لسنوات طويلة أبرز باحثي الحوسبة المعترف بهم دولياً ممن يعملون من داخل باكستان نفسها. أسهمت مساهماته التأسيسية فيما يُعرف بمسألة التخطيط (mapping) وفي تقسيم الحسابات على معالجات متعددة في تشكيل تصوّر العلماء والمهندسين لكيفية توزيع العمل بكفاءة على آلات الحاسوب المتوازي المترابطة. وانتُخب زميلاً في معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE) وفي جمعية الحاسبات (ACM)، فبلغ أعلى مستوى دولي مع بقائه في معظم مسيرته متجذّراً في وطنه، وهو مثال نادر ومؤثر لبحث عالمي المستوى يُنجَز من أمة نامية.

وُلد في السابع عشر من يناير عام 1952 في لاهور بباكستان، في بلد لم يمضِ على استقلاله سوى سنوات قليلة وكان لا يزال يبني مؤسساته العلمية والهندسية. تلقّى تعليمه المبكر في لاهور، ثم درس الهندسة الكهربائية في جامعة الهندسة والتكنولوجيا (UET) في لاهور، إحدى أبرز الجامعات التقنية في باكستان، فأكمل درجة البكالوريوس عام 1974. وإذ أظهر نبوغاً استثنائياً، سافر إلى الولايات المتحدة للدراسات العليا في جامعة ماساتشوستس في أمهرست، حيث نال الماجستير عام 1976 والدكتوراه في الهندسة الكهربائية والحاسوبية عام 1978. وكان مشرفه على الدكتوراه الأستاذ هارولد س. ستون، أحد الأعلام في معمارية الحاسوب والخوارزميات، وبإرشاده بدأ بخاري خط بحثه في إسناد المهام الحسابية وتوزيعها، وهو الخط الذي طبع مسيرته.

أما المسألة الفكرية المركزية التي كرّس لها بخاري نفسه فبسيطة الصياغة عميقة الصعوبة. فالحاسوب المتوازي يتألف من معالجات كثيرة تربطها شبكة اتصال؛ ويمكن تقسيم الحساب الكبير إلى مهام فرعية أصغر، لكن هذه المهام تحتاج إلى تبادل المعلومات فيما بينها أثناء تنفيذها. والسؤال هو كيف نُسند المهام الفرعية إلى المعالجات بحيث تُوضع المهام التي يكثر تواصلها معاً على معالجات متجاورة في الشبكة، فنقلّل بذلك من تأخيرات الاتصال البعيد المكلفة. هذه هي مسألة التخطيط، وفي عام 1981 نشر بخاري بحثاً صار كلاسيكياً بعنوان "في مسألة التخطيط" (On the Mapping Problem) في مجلة IEEE Transactions on Computers. وقدّم فيه معالجة صورية دقيقة للمسألة، مبيّناً صلتها بأسئلة عميقة في نظرية المخطّطات — منها تماثل المخطّطات ومسألة الإسناد التربيعي — وبتمثيل الأنظمة الخطية المتفرّقة كمصفوفات شريطية ضيّقة النطاق. وبصياغته للتحدي الهندسي العملي في قالب رياضي صارم، أتاح فهماً واضحاً لسبب صعوبة المسألة وأساساً يبني عليه غيره حلولاً تقريبية ودقيقة. وهذا هو العمل الذي ذُكر تحديداً حين انتُخب زميلاً في IEEE.

وامتدّ بحث بخاري طبيعياً إلى الميدان الوثيق الصلة وهو التقسيم (partitioning). فحيث تسأل مسألة التخطيط كيف نضع مجموعة ثابتة من المهام الفرعية، تسأل مسألة التقسيم كيف نقطّع الحساب أصلاً إلى أجزاء متوازنة العبء، حتى لا يبقى معالج عاطلاً بينما تُثقَل معالجات أخرى. وفي عام 1988 نشر بحثاً مؤثراً قدّم فيه خوارزمية تحلّ مسألة التقسيم حلاً أمثل لعدة أصناف واسعة من الحساب الموزَّع، وهو من أكثر أعماله استشهاداً. وواصل صقل هذه الأفكار في السنوات التالية. وبالتعاون مع باحثين منهم مارشا بيرغر، أسهم في "التنصيف الإحداثي العَوْدي" (recursive coordinate bisection)، وهي تقنية تقسّم مجال المسألة الهندسي مراراً على المحاور الإحداثية إلى مجالات فرعية متساوية العبء حتى يساوي عددها عدد المعالجات المتاحة. ثم طوّر لاحقاً، مع توماس كروكيت وديفيد نيكول، "التشريح الثنائي البارامتري" (parametric binary dissection)، وهو منهج يمضي خطوة أبعد بدمج المعلومات عن الشكل الهندسي للمجالات الفرعية مع هدف موازنة عبئها الحسابي، فيقلّل التقسيم الناتج من اللاتوازن ومن الاتصال العابر للحدود معاً. وعالجت تقنيات التقسيم هذه حاجة عملية أساسية في الحوسبة الفائقة العلمية، حيث ينبغي تقسيم مسائل مثل ديناميكا الموائع والمحاكاة الإنشائية على مئات أو آلاف المعالجات بأكبر قدر من الكفاءة.

شغل بخاري في معظم مسيرته منصب أستاذ في قسم الهندسة الكهربائية بجامعة الهندسة والتكنولوجيا في لاهور، حيث عمل من نحو عام 1980 حتى تقاعده عام 2005. وتولّى هناك مناصب قيادية عدة، فأدار مختبر أنظمة الحاسوب ومختبر الاتصالات وبرنامج الدراسات العليا، فضلاً عن إدارة البحث والخدمات الاستشارية في الجامعة. وجمع بين هذه الخدمة المؤسسية في باكستان وانخراط مستمر في مجتمع البحث الدولي، وأنتج سيلاً مطّرداً من الأبحاث كثيرة الاستشهاد، وألّف كتاب "مسائل الإسناد في الحوسبة المتوازية والموزَّعة"، الذي جمع جوهر برنامجه البحثي في مرجع واحد.

ومما زاد إنجاز بخاري بروزاً موقعه الجغرافي. فالبحث العالمي المستوى في علوم الحاسوب يتركّز غالباً في عدد قليل من الأمم الثرية وافرة الموارد، ومع ذلك أنتج بخاري عملاً مؤثراً دولياً كثير الاستشهاد وهو مقيم بصفة رئيسة في باكستان. وعند تقاعده عام 2005 كان المقيم الوحيد في باكستان الذي يجمع بين زمالتَي IEEE وACM، والباكستاني الوحيد المصنَّف باحثاً عالي الاستشهاد لدى ISI وهو مقيم في البلد. وأقرّت زمالته في ACM بإسهاماته البحثية في الموازنة الآلية للأحمال وتقسيم العمليات الموزَّعة، بينما كرّمت زمالته في IEEE إسهاماته في مسألة التخطيط. وهذان التكريمان يجعلانه عالِماً دخلت أفكاره عُدّة الميدان المعيارية.

ويتجاوز إرث بخاري خوارزمياته بعينها ليكمن في برهانه على أن البحث الأساسي المعترف به دولياً يمكن إنجازه من داخل بلد نامٍ، وفي إرشاده أجيالاً من المهندسين وعلماء الحاسوب الباكستانيين في جامعة لاهور. فقد أثبت أن قلّة الموارد لا تحدّ بالضرورة من طموح أسئلة البحث أو من صرامتها، وأن باحثاً واحداً مكرَّساً يعمل على مسائل ذات أهمية باقية يستطيع أن ينال مكاناً دائماً في أدبيات تخصّص عالمي. ولا تزال مسألتا التخطيط والتقسيم اللتان أسهم في صياغتهما محوريتين في الحوسبة المتوازية بعد عقود، إذ تظلّ الآلات الأكبر فالأكبر، بمعالجاتها المتزايدة، تواجه ذات تحديات الوضع والتوازن والاتصال التي صاغها بوضوح بالغ. وتقف مسيرته مثالاً دائماً على التميّز والصرامة والتجذّر، وإلهاماً لعلماء العالم النامي الطامحين إلى الإسهام في تخوم المعرفة.