Кто вы, профессор Дональд Кнут? Кнут дональд эрвин
Дональд Эрвин Кнут - американский учёный, почётный профессор Стэнфордского университета и нескольких других университетов в разных странах, преподаватель и идеолог программирования, автор 19 монографий (в том числе ряда классических книг по программированию) и более 160 статей, разработчик нескольких известных программных технологий. Автор всемирно известной серии книг, посвящённой основным алгоритмам и методам вычислительной математики, а также создатель настольных издательских систем TEX и METAFONT, предназначенных для набора и вёрстки книг, посвящённых технической тематике (в первую очередь - физико-математических).
Дональд Кнут родился 10 января 1938 года в Милуоки (штат Висконсин)-Его отец преподавал бухгалтерский учет в университете и занимался также дома, в подвале, печатным делом. Ребенком Кнут с удовольствием играл с калькулятором отца, который мог перемножать десятизначные числа, но у него уходило от десяти до двадцати секунд, чтобы напечатать ответ.
Кнут вспоминает, как он пытался извлечь квадратный корень из десяти, пытался и ошибся. Открыв, что ответ находится между 3,16 и 3,17, он сделал заключение, что число должно иметь истинное значение п, а не 3,14, как говорилось в его учебнике. Вскоре он понял, что его заключение было ошибочным.
Любовь Кнута к математике усилилась на первом году учебы в университете. Он был захвачен графикой алгебраических функций - областью нескончаемых возможностей.
Физика также ему нравилась, и он разрывается между ней и музыкой - он серьезно обучался игре на пианино, сам написал несколько произведений. Кнут признает, что у него комплекс неполноценности. Это объясняет, говорит он, то, что он всегда много работал. В старших классах Милуокской лютеранской высшей школы он беспокоился, что низкие оценки по математике могут помешать его поступлению в колледж, но это была непонятная озабоченность, поскольку он закончил школу с самым высоким коэффици-ентом за все времена - 97,5%.
В 1956 году он поступил в Кейский Технологический институт в Кливленде. На первом году обучения он занялся высшей математикой. Снова из-за страха, что не справится, Кнут в дополнительное время с рвением изучал дифференциальное и интегральное исчисление и аналитическую геометрию.
Во время каникул после первого курса Кнут впервые занялся работой с компьютером. У него было задание на лето - построить графики для статистиков Кейса. В соседней комнате находилась новая машина IBM 650. Кнут так загорелся ею, что посвятил «Искусство программирования» компьютеру IBM 650, установленному в Кэйском технологическом институте, в память о многих приятных вечерах. Некоторые из его преподавателей советовали ему держаться в стороне от компьютеров, утверждая, что это ни к чему хорошему не приведет. Но любопытство взяло верх, он проводил ночи напролет с компьютером.
Кнут с легкостью оставил физику. Его лабораторные работы, казалось, не приносили удовлетворения, он ронял детали на пол и часто оказывался последним. Сварка оказалась катастрофой: при росте 6 футов и 4 дюйма он был слишком высоким для сварочных столов, и ему невозможно было наблюдать за работой, кроме того, очки ему не подходили.
Кнут добился успехов, используя компьютер для оценки игры баскетбольной команды, менеджером которой он являлся. Он выработал сложную формулу для ранжирования игроков, рассчитывая вклад каждого в игру, не только по количеству очков, которые он принес команде. Кнут обычно сидел за компьютером IBM 650 и подводил статистику игры, в то время, когда тренер стоял рядом. Используя программу Д. Кнута, тренер мог определить Истинный вклад каждого в игру и в соответствии с этим использовать игроков. Оказалось также, что данная программа стимулировала игроков работать с большей отдачей. В 1960 году Кэйский институт выиграл чемпионат лиги, а магическая формула Кнута неожиданно была опубликована в «Walter Cronkite"s Sunday» и в «Newsweek».
В 1960 году Кнут получил звание бакалавра по математике, причем студенты даже проголосовали за присуждение ему степени доктора. Летом этого года в Пассадене Кнут занялся работой по системному программированию, результатом которой было создание компилятора для ALGOL. За эту работу он получил 5,5 тысячи долларов. Осенью того же года он поступает в Калифорнийский технологический институт для получения степени доктора философии по математике.
В январе 1962 года издательство «Addison-Wesley» предложило Кнуту написать книгу по компиляторам. Он принял это предложение.
В июне 1963 года в Калифорнийском технологическом институте Кнуту присуждается степень доктора философии по математике и он становится ассистентом профессора. Вскоре он начинает работу над главами своей книги.
Находясь в зачаточном состоянии, компьютерная наука того времени страдала от недостатка специальной литературы, которая была к тому же неоднородной. Кнут обнаружил, что многие из опубликованных статей были неправильны. Тысячи программистов писали новые алгоритмы для мэйнфреймов. Но когда приходила хорошая мысль, она терялась в журнале или техническом докладе. Многие программы просто не читались. Результатом было то, что люди вновь открывали методы, которые уже были известны. Кнуту пришла в голову мысль, что будет полезным иметь общую картину всей этой ценной литературы. Он узнал, что те, кто раньше пытались суммировать технику программирования, были необъективны на основании их собственных теорий. Не развив ни одну из новых идей, но уже уверенный, что является хорошим писателем, Кнут почувствовал, что именно он подходит для этой работы.
Цель Кнута в этой монументальной работе состояла в том, чтобы обобщить технику программирования и найти ей соответствующее применение. Его основным вкладом было обобщение материала и анализ методов. Он пытался развить наиболее используемые теории для разных методов и заполнить пробелы в этих теориях, он был первым, кто находил эти пробелы и собрал все эти разбросанные теории. Вначале Кнут думал, что напишет толь" одну книгу о компиляторах. Набросав несколько глав, тем не менее, он почувствовал, что книга должна быть гораздо большей и основополагающей. Получив зеленый свет от издателя, он писал, писал и писал. К июню 1965 года он завершил первый проект из двенадцати глав, который размещался на трех тысячах страниц рукописного текста. В октябре он отослал первую главу издателю. Издательство «Addison-Wesley» предложило, что двенадцать частей будут опубликованы как семь отдельных томов, каждый которых будет содержать один или два раздела. Кнута устраивало такое предложение.
Проведя напряженные дни и ночи над реализацией семитомного проекта, Кнут испытал несколько приступов язвы летом 1967 года. Как вспоминает он, это случилось на середине «алгоритма Евклида», на 333 странице второго тома.
Данные издания, как оказалось, имели наибольший спрос из всех книг, продаваемых «Addison-Wesley». В середине 80-х годов две тысячи экземпляров каждого из трех томов расходились в течение месяца, и эта цифра не менялась с середины 70-х годов. Работа была переведена на китайский, румынский, японский, испанский и русский, планировалось издание на португальском и венгерском. Кнут становится все более знаменитым: в 1979 г. в возрасте 41 года он получает из рук президента Дж. Картера Национальную медаль в области науки за свою работу по алгоритмам.
Несмотря на свою импозантность, Кнут говорит быстро, его руки находятся в постоянном движении. Музыка представляет для него большой интерес. Он стал дизайнером органа в стиле барокко, состоящего из 1000 труб, для лютеранской церкви в парке Менло в Калифорнии и построил уменьшенную версию для своего дома. С 1968 года он член Совета факультета Стэнфордского университета как профессор в области компьютерной науки.
Может показаться неправдоподобным, но Д. Кнут также пишет фантастические вещи. Его новелла «Сюрреалистические числа: как два бывших студента занялись чистой математикой и нашли полное счастье» была опубликована в издательстве «Addison-Wesley» в 1974 году. В книге рассказывается об исследовании новой системы чисел, открытой в Кэмбриджском университете Дж. Конвэем. Кнут узнал о данной системе от самого Конвэя в 1972 году. Один журналист отметил, что впервые значимое открытие в математике описывается сначала в научной фантастике. Кнут написал данную книгу не для того, чтобы проповедовать теорию Конвэя, а чтобы объяснить, как человек может создать такую теорию.
Весной 1977 года Дональд Кнут резко изменил род своих занятий. Просматривая гранки проверенного издания второго тома, он неожиданно почувствовал, что полиграфия нуждается в кардинальном изменении. Он хотел уничтожить эти гранки, поскольку они выглядели ужасно. Пространственное расположение знаков было плохим, и особенно острой проблемой в издании был стандартный шрифт и вид математических уравнений. Кнут хотел понять, почему печатная работа, в которой использовался фоторепродукционный шрифт, была такой непривлекательной. Он решил посвятить несколько месяцев тому, чтобы попытаться совместить математику и компьютерную науку с задачей улучшения внешнего вида книг. Проект длился Девять лет!
Кнут изобрел ТеХ, первую издательскую систему, а также METAFONT, систему, которая использует классическую математику для придания внешнего вида шрифтам. ТеХ был назван одним из наиболее важных изобретений в истории печатания книг. Некоторые сравнивали его по значению с Библией Иоганна Гуттенберга, что смутило Кнута.
ТеХ позволяет наборной машине размещать буквы и знаки на странице со значительной гибкостью и эстетичным качеством.
METAFONT позволяет дизайнеру создавать шрифт или комплект шрифта, полный с буквами, числами и пунктуацией в специфичном стиле. Комплект шрифта может быть изображен на мониторе и может быть изменен любым способом.
Кнут ввел обе программы в открытое пользование: ни он, ни Стэнфордский университет не заработали на них ни гроша. Он написал программы, как он говорит, из любви к книгам и для достижения необходимой эстетики.
Когда Кнут сверстал второй том «Искусства программирования», используя METAFONT и ТеХ, результат был лучше, но не идеальным. Плохо получались числа. Так он потратил еще пять лет, работая с лучшими дизайнерами по графике, для того, чтобы создать новые системы и наиболее полно использовать их потенциал. Летом 1986 года разработки Кнута по типографии были завершены, и вышел пятитомник «Компьютеры и набор знаков». Первый том посвящен ТеХ; второй содержит полный источник кодов ТеХ; третий и четвертый, соответственно, посвящены METAFONT и полному источнику кодов для него; пятый том содержит 500 с лишним примеров программирования по METAFONT.
В 1986 году на приеме в издательстве «Addison-Wesley», устроенном в его честь, ему задали вопрос: «Будет ли завершен его семитомник, будут ли дописаны четыре недостающих тома?» Он ответил, что их написание заняло бы еще двадцать лет.
Прошло тринадцать лет. В 1999 году профессор Кнут заявил, что к существующим трем томам он намерен добавить еще два тома. Кроме того, он решил заменить виртуальную модель компьютера MIX 1009 (модель, похожую на реальные компьютеры конца 60-х - начала 70-х годов), на языке которого написаны большинство алгоритмов первых трех томов, на новую модель - 64-разрядный процессор MMIX 2009 с RISC-архитектурой. В следующих изданиях «Искусство программирования» примеры будут приводиться на языке ассемблера MMIX.
Дональд Кнут полагает, что изучение машинного языка по-прежнему необходимо программисту, ведь надо знать, во что будут переведены конструкции языков высокого уровня и что представляет собой аппаратное обеспечение. В противном случае, по словам профессора Кнута, программы будут получаться весьма странными.
Номер 2009 является средним арифметическим номеров четырнадцати процессоров. В их числе - CRAY I, IBM 701, Alpha 21264, MIPS 4000, StrongArm 110, Sparc 64 и др. Логическая модель MMIX довольно подробно описывает поведение настоящего процессора. Например, для каждой команду указано число тактов, требующихся для выполнения, определено поведение процессора в таких ситуациях, как неверное предсказание ветвления или промах кэша. В модели имеется набор изменяемых параметров, поэтому на самом деле MMIX - это целое семейство совместимых процессоров. Профессор Кнут намерен реализовать метасимулятор для всего семейства, чтобы можно было менять параметры модели и исследовать поведение программ.
Дональд Кнут уже разработал архитектуру процессора, простой симулятор и ассемблер. Первая редакция описания набора команд была опубликована в феврале, а четвертая редакция введения в MMIX вышла в конце июня. Теперь предстоит перенос всего накопленного программного фонда старого MIX на новый RISC-процессор MMIX. Дональд Кнут приглашает к сотрудничеству добровольцев со всего мира, прежде всего студентов.
] Автор: Кнут Дональд Эрвин (Donald Ervin Knuth). Научное издание. Перевод с английского Р.М. Кузнец, О.А. Маховая, Н.В. Третьяков, Ю.В. Тюменцев, под редакцией И.А. Маховой. Художник И.И. Куликова.
(Москва: Издательство «Мир», Издательство «ACT», 2003. - Серия «Библиотека издательских технологий»)
Скан, обработка, формат Djv: ???, предоставил: Михаил, 2016
- КРАТКОЕ ОГЛАВЛЕНИЕ:
Предисловие редактора перевода (5).
Предисловие (11).
Ссылки на источники (16).
Глава 1. Компьютерная типография (19).
Глава 2. Математическая типография (36).
Глава 3. Верстка абзацев (79).
Глава 4. Сочетание текстов, читаемых справа налево и слева направо (167).
Глава 5. Рецепты и дроби (187).
Глава 6. Логотип системы TEX в различных шрифтах (192).
Глава 7. Генерирование избранных страниц (194).
Глава 8. Макро, написанные для Джил (196).
Глава 9. Задача на субботнее утро (205).
Глава 10. Упражнения к книге TEX: The Program (207).
Глава 11. Мини-указатели для самодокументированных программ (235).
Глава 12. Виртуальные шрифты. Развлечение для настоящих мастеров (256).
Глава 13. Буква S (273).
Глава 14. Мое первое знакомство с индийской письменностью (293).
Глава 15. Концепция меташрифта (296).
Глава 16. Уроки METRFONT"a (321).
Глава 17. AMS Euler - новый математический шрифт (344).
Глава 18. Набор книги Concrete Mathematics (369).
Глава 19. Из опыта преподавания программирования на METAFONT"e (381).
Глава 20. Меташрифт Punk (393).
Глава 21. Шрифты для дискретных полутонов (415).
Глава 22. Оцифровка полутонов посредством диффузии точки (447).
Глава 23. Заметки об оцифровке углов (469).
Глава 24. TEXDR.AFT (477).
Глава 25. TEX.ONE (506).
Глава 26. TEX"овские инкунабулы (539).
Глава 27. Пиктограммы для TEX"a и METAFONT"a (552).
Глава 28. Компьютеры и книгоиздание (559).
Глава 29. Новые версии TEX"a и METRFONT"a (567).
Глава 30. Будущее TEX"a и METRFONT"a (576).
Глава 31. Вопросы и ответы, I (578).
Глава 32. Вопросы и ответы, II (604).
Глава 33. Вопросы и ответы, III (625).
Глава 34. Последние ошибки TEX"а (651).
Предметный указатель (659).
Аннотация издательства:
Сборник работ Д. Кнута, написанных им за время работы над созданием всемирно известных систем TEX и metafont, в который вошли также статьи последних лет по этой тематике. Книга состоит из 34 глав, разделенных условно на три части: TEX и относящиеся к нему темы; metafont и родственные вопросы; TEX и metafont в историческом аспекте. Представлен богатый иллюстративный материал и приводятся листинги программ.
Как и во всех книгах Д. Кнута, весьма серьезные вопросы излагаются просто и увлекательно, что, учитывая междисциплинарную направленность книги, делает ее доступной для специалистов в разных областях науки.
Книга представляет интерес для научных работников всех специальностей, самостоятельно готовящих свои работы к публикации, для специалистов в области информатики и издательских систем, а также для математиков, интересующихся нестандартными приложениями.
«Сейчас предельно ясно, что с той скоростью с которой я пишу, я не закончу весь проект до своего девяностолетия.»
Прочитайте и оцените объем работ. И не торопите дедушку Кнута, он и так старается.
Поддержка публикации - компания Edison , которая разрабатывает корпоративные порталы и приложения для передачи видеороликов .
Volume Three of «The Art of Computer Programming» (48/97)
Третий том - о сортировке и поиске. Эта область сильно изменилась с тех пор, как я писал окончательный вариант книги. Итак я размышляю о сортировке и поиске как если бы я сейчас был в Принстоне. Вы знаете, я окончил работу над второй частью книги и я готов был приехать в Стэнфорд, но у меня постоянно появлялись новые идеи о сортировке, поскольку эта область была подвержена изменениям.
Поэтому после моего приезда в Стэнфорд мне нужно было преподавать и начинать делать совершенно новые вещи, которые я никогда не делал до этого момента. На это ушло какое-то время и я не смог закончить работу над третьей частью книги до моей поездки в Норвегию в 1972, когда у меня был академический отпуск. Вообще-то это не был настоящий академический отпуск, я его только так называю. А на самом деле это был отпуск за свой счет. Я уже три года работал в Стэнфорде и подумал, что это была бы отличная идея.
Профессора обычно работают 6 лет, потом уходят на год в академический отпуск, затем снова 6 лет работы и опять 1 год академического отпуска. Я подумал, что может я выберу 4-х годичный цикл. Я проработаю 3 года, возьму отпуск за свой счет, потом снова 3 года и затем академический отпуск. Правила Стэнфорда не препятствовали такому плану. А я получил приглашение из Университета Норвегии провести там один год в качестве приглашенного профессора и, так как мне не нужна была материальная помощь от Стэнфорда, я мог поехать туда, взяв отпуск за свой счет без всех этих проблем, связанных с оплатами.
И я любил Норвегию - мы посетили ее в 1967, верьте или нет. Это была еще одна из тех вещей, которые случились в 1967! И я влюбился в эту страну и в норвежский национальный гимн - Ja, vi elsker dette landet. Мы любим эту страну.
И я уехал в Норвегию и именно там я закончил работу над третьей частью и начал писать четвертую. В течение того года я читал лекции в университете каждую среду, в свободное время я был дома, писал книгу и читал, и проводил все остальное время со своими детьми.
И когда, в конце концов, третья часть вышла в свет, она добавила новый аспект ко всей этой идее анализа алгоритмов, потому что когда вы начинаете говорить о темах, которые описываются в третьей части, оказывается, что даже несмотря на то, что в ней описываются конкретные ситуации, сортировка, поиск - уроки, которые вы учитесь применять ко многим другим ситуациям, в ней еще очень много дополнительных тем.
И именно поэтому третья часть была особенно важна для меня. Парадигмы и методы которые мы использовали для изучения алгоритмов всех видов, казалось все они возникли в контексте сортировки. И я мог бы создать единую историю обо всем этом, но я преподаю общие принципы и одновременно могу проиллюстрировать их на примере особого предмета: сортировка и поиска.
Working on Volume Four of «The Art of Computer Programming» (49/97)
Затем я прихожу домой и думаю, ок я готов. Я буду писать четвертый том. Она о комбинаторных алгоритмах. Комбинаторный… это значит, что алгоритм оперирует неисчислимым количеством комбинаций способов выполнять действия и, как результат, существовало много, много проблем, которые люди хотели чтобы компьютеры решали за них.
Так много случаев надо было решить. Вам был нужен компьютер, чтобы сделать это, но теперь никто не мог выяснить как сделать это эффективно. А хорошая идея могла бы создать метод работающий в миллионы раз быстрее и я собирал все эти хорошие идеи, но у людей появлялись все новые и новые отличные идеи. И тогда..., есть такое понятие комбинаторные взрыв, которое означает для большинства людей, что размер проблемы увеличивается до гигантских масштабов и очень быстро.
Для меня комбинаторный взрыв означал, что исследование комбинаторных методов резко усиливалось. В 1974, 1975 и 1976, когда я работал над четвертой книгой, более чем 50% всех статей во всех технических журналах были о темах, которые описывались в ней. Другими словами это как сидеть на кипящем котле, вы не можете его контролировать. Каждый раз когда я писал что-то на одной неделе, на следующей это уже устаревало.
Вы знаете, это похоже на попытку написать книгу об интернете сегодня или что-то в этом роде. И поэтому казалось невозможным закончить четвертую книгу. Я стараюсь изо всех сил, собираю материал для нее, читаю газеты, делаю множество заметок. Наверху у меня сотни папок с этими заметками.
Когда я начал у меня было 30 папок и они были хорошо организованы, затем я создал папки под названиями Х1, Х2, Х3 и так до Х15 - не очень хорошо организованные, но просто расширения системы. А затем появился новый материал и я стал сваливать его в кучу, в надежде что однажды у меня будет время это прочесть. И я так и надеялся… Но эта область растет очень быстро.
Updating Volumes One to Three of «The Art of Computer Programming» (81/97)
Я закончил книгу «3:16», я закончил «Конкретную математику». И я все еще не могу вернуться к «Искусству программирования», потому что у меня все еще есть одно незаконченное дело и это Stanford GraphBase. Это собрание программ грамотности, которые используются для стандартных примеров, которые будут в четвертой части книги «Искусство программирования».
И чтобы сделать эту работу мне потребовалось еще несколько лет. Было необходимо выпустить эту базу до выхода самой книги, чтобы я смог закончить остальные проекты с другими людьми в разных частях света, которые способствовали написанию книги, чтобы они смогли использовать Stanford GraphBase для своей работы.
Примерно в 1995 году я смог открыть дверь той самой комнаты, куда я бросал все новые материалы для книги в течение 15 лет. Пока я работал над TeX, у меня совсем не было времени думать об этом и когда я получал что-то по почте, относящееся к четвертому, пятому или другим томам книги, я просто отправлял это в кучу, затем у меня появились коробки и еще коробки и в итоге накопилось примерно 17 футов материала в длину.
А кроме этого у меня были все те материалы, которые я собрал в предыдущие годы. Поэтому я решил, что мне нужно их все реорганизовать и на это ушел еще один год, даже больше года, чтобы просмотреть всё, каждый клочок бумаги, который попал туда, а затем отправить все в нужное место, создать компьютерный указатель, так, чтобы я мог найти все, разложить всё по тысячам маленьких папок-файлов и также скорректировать все ошибки в первого, второго и третьего томов.
Люди писали мне, сообщая об ошибках в первом, втором и третьем томах. У меня были письма с 1981, 1982 года, на которые я еще не ответил. И я выписал всем этим людям чеки с процентами с того дня. Вы знаете у меня была маленькая программа, которая вычисляла эти проценты и в ней была ошибка, поэтому я думаю, что выплатил чуть больше процентов. Но в любом случае я отослал сотни чеков и получил большой список опечаток для «Искусства компьютерного программирования» для первого, второго и третьего томов, которые я мог набрать с помощью TeX и сделать это правильно.
Все эти годы люди продолжали покупать книги на постоянной основе в книжных магазинах, они покупали издания, который вышел в 70-х годах, но уже в 30-м, в 40-м издании. И каждая из книг до сих пор продается в количестве примерно 4000 книг в год. Вторая часть была издана в 1981 года, та самая, в которой я не мог терпеть цифры, но математический материал был в порядке.
Когда вышла моя серия книг «Компьютеры и верстка», те 5 частей, все было сделано с новыми шрифтами, с соответствующим оформлением. В книге «Конкретная математика» я смог использовать новый шрифт, созданный Herman Zapf, а для книги «3:16» у меня был другой шрифт над которым я работал.
Поэтому в то время оставалась только книга «Искусство компьютерного программирования», в которой было уродливое оформление и все-равно я не хотел его исправлять. У меня заняло так много времени возвращение к написанию четвертой части, как мог я остановиться и переделывать первые три, не подождав еще немного?
На выручку пришел Silvio Levy, который живет в Беркли, который был очень активен во многих математических проектах и сейчас работает библиотекарем в Институте изучения математических наук. Он был большим фанатом TeX и совместно мы создали CWEB - систему грамотного программирования, используя C как язык программирования вместо Pascal.
Silvio решил, что он наберет первые три части книги в TeX ради общественного блага и он запросил у издательства символическую оплату, на что они конечно же легко согласились. Он, совместно со своей женой Sheila, провели исправление ошибок и они проделали изумительную работу, проверив все три части и соединив все ошибки в моем списке ошибок.
Затем у меня не заняло много времени… я имею ввиду на это ушло 3 или 4 месяца, но это ничто по сравнению с тем, сколько бы у меня ушло времени на эту работу, если бы я все делал один. И в итоге в 1997/1998 у нас было обновленное «Искусство программирования» с подходящей версткой и всеми 20 годами исправлений, которые раньше были в моих файлах, а теперь оказались включенными в текст.
Getting started on Volume Four of «The Art of Computer Programming» (82/97)
И тогда я был готов начать работу над четвертой частью. Но она до сих пор не вышла, не так ли? Так что же случилось. Ну, на самом деле, примерно 400 страниц книги уже выпущены в мягкой обложке, но для написания одной страницы мне требуется более одного дня. И я просто не в состоянии убедить себя согласиться просто на репродукцию материалов, которые я нахожу в своих файлах. Каждый раз, когда я смотрю на что-то из материалов, я вижу, что есть возможность улучшить их, и на это у меня уходит еще несколько дней.
Так что я добавляю множество материала по ходу написания четвертого тома, которого нет в литературе. Я не могу поддерживать, то что уже знаю, но те тома книги которые я сейчас пишу, я повторяю себе, что они настолько существенны, что они отличаются от томов, которые последуют за ними и что в следующем году я буду просто объединять те тома, которые не слишком-то оригинальны. Но на самом деле..., как например сегодня я закончу работу над каталогом для новой секции и это примерно 60 страниц, из которых я думаю только 15 страниц содержат информацию, которой нет в другой литературе.
Но также там есть и несколько отличающихся идей… Я не могу удержаться и не выйти за пределы источников, которыми я располагаю, когда я пишу настолько существенную часть книги. Так что сейчас предельно ясно, что с той скоростью с которой я пишу, я не закончу весь проект до своего 90-летия.
Но даже несмотря на то, что я не добавляю ничего, я не выхожу за рамки оглавления, которое я набросал в тот день в январе 1962, когда меня попросили написать книгу о компиляторах. У меня до сих пор хранится примерно такое же оглавление..., но эта область настолько увеличилась и теперь существует столь обширное количество хорошего материала, который я просто не могу не включить в книгу.
Моя жизнь сейчас преимущественно состоит из просмотра материалов для четвертого тома. Все материалы которые я продолжаю читать в библиотеке, зарождают новые идеи и я объединяю их и связываюсь с людьми со всех концов земного шара с просьбами о помощи в отладке идей и проверке того, что я все сделал верно.
Будем надеяться, что у меня получится продолжать эту работу еще долгое время. Это интересно, поскольку мне приходится объединять работы авторов, которые даже не знали о трудах друг друга и у них появляется шанс создать настоящую связь их трудов и мне нравится находить способы представления материала.
Я понимаю, что сейчас я уже старый человек и пишу уже не так оживленно, как в молодости, но у меня до сих пор есть 3000 страниц рукописи, написанной в 60-х, из которой я могу взять предложения и фразы, чтобы омолодить книгу.
И также я осознаю, что этот материал совсем не легкое чтение, люди может будут держать эту книгу в туалете или в схожем месте, а может она будет стоять на полке, просто давая понять кому-нибудь, что они могут ее понять.
К некоторым из этих материалов нет легкого пути, что-то из него по своей сути трудно, но я почти в восторге от того как все идет. Например сегодня утром я составлял оглавление и я видел те части, написание которых далось мне нелегко. Но сейчас когда они закончены, они смотрятся как отличная история и то, что я мучился с их написанием, уже не кажется мне таким очевидным.
Юрий Романов
10 января 1938 года в Милуоки (штат Висконсин, США) родился Дональд Эрвин Кнут . Сегодня ему исполнилось 76 лет. В биографии его нет длинного перечня названий городов и стран, где он жил и работал. Математик по образованию, в 1960-м окончил Кейсовский технологический институт, через три года в Калифорнийском технологическом институте стал доктором математики, а с 1968 года преподавал в Стэнфордском университете, профессор.
В 1990 году досрочно уходит на пенсию, чтобы полностью посвятить себя главному делу, которое он для себя избрал, - написанию фундаментальной монографии «The Art of Computer Programming», из семи запланированных томов которой свет увидели пока лишь три и первая часть четвёртого.
Сегодня Дональд Кнут является почётным профессором информатики Стэнфорда и ряда университетов разных стран мира, в том числе Санкт-Петербургского. Удостоен премии Ассоциации вычислительной техники имени Грейс Мюррей Хоппер, престижнейшей премии Тьюринга, имеет Национальную медаль США за научные заслуги, является лауреатом премии Харви, премии Киото, премии Института инженеров по электротехнике и электронике, а также премии Математической ассоциации США. Кнут издал 19 монографий и 160 статей.
Является создателем программ для издательской подготовки математических публикаций TEX и METAFONT. В прошлом году занимал 37-е место в списке наиболее цитируемых авторов в области компьютерных наук по версии системы индексирования научных публикаций CiteSeer.
Что интересно при таком обилии официальных знаков признания: отношение к мэтру со стороны представителей математического сообщества и программистов далеко от, казалось бы, ожидаемого – восторженного. Разумеется, в нём нет непочтительности или сомнений в ценности сделанного и значимости заслуг. Но есть нечто от переживаний студентов или даже школьников, которым… слишком много задали на дом. А ведь кроме «своих», айтишников, есть имеются спецы в области патентных прав и участники перманентной «битвы» сторонников проприетарного и свободного ПО, у которых свои резоны соглашаться или не соглашаться с доводами Дональда Кнута… На фоне всей этой бурлящей пестроты слов, взглядов, точек зрения и оценок того, о чем говорит и пишет наш юбиляр, очень хочется задать всего один вопрос. Кто вы, профессор Кнут?
Математик? Книга «Конкретная математика. Основание информатики», написанная в соавторстве Дональдом Кнутом, Рональдом Грэхэмом и Ореном Паташником, как известно, создана на базе одноимённого курса лекций для Стэнфордского университета. Значительная часть её в той или иной мере повторяет содержание главы «Математическое введение» первого тома «Искусства программирования». Слова «конкретная математика» – игра даже не слов, а понятий, которую очень любит профессор Кнут. Это и комбинация КОНтинуальной и дисКРЕТНОЙ математики. Здесь и ненавязчивый посыл в адрес целевой аудитории: это книга для практиков, решающих конкретные задачи. Тут и противопоставление математики прикладной и абстрактной…
Но что важно - это не фундаментальный математический труд, предпосланный желающим изучить предмет. Это - фундаментальный учебник. Несколько фраз из Введения: «Что же в действительности представляет собой конкретная математика? Это осмысленное оперирование математическими формулами с использованием определённых наборов методов решения задач… Предпочтение здесь будет отдаваться технической стороне дела, а не теоремам существования и комбинаторным рассуждениям». В книгу помещено около 500 заданий для самостоятельного решения (кстати, с аккуратным перечислением их авторов и источников).
После некоторого количества абсолютно понятного, чрезвычайно доходчивого, блестяще написанного текста книги эти задачки воспринимаются как ушат холодной воды за шиворот. И, что греха таить, именно эта особенность книг профессора Кнута вызывает максимум внутренней борьбы читающей публики. Зато позволяет предположить ответ на первый наш вопрос…
Программист? В 1960 году «свежеиспечённый» бакалавр математики Дональд Кнут вплотную занялся программированием. Причём без дураков. Системное программирование - что может быть круче? Он настолько успешно справился с проектом по созданию компилятора ALGOL-а, что в 1962-м издательство Addison–Wesley предложило ему написать книгу о компиляторах. В это же время он начинает активную преподавательскую деятельность в должности ассистента профессора Калифорнийского технологического института.
В процессе работы над книгой сама концепция издания претерпела коренные изменения. Автора больше не интересовала частная проблема создания компиляторов. При поддержке издательства он начинает подготовку семитомной монографии «Искусство программирования». В 1965 году вышел из печати первый том… Трёхтомник Кнута оказался бестселлером Addison–Wesley. Двухтысячный тираж каждого тома расходился за месяц, начиная с первого издания и далее - в продолжение десяти лет. Книги были переведены на 5 иностранных языков, включая русский. На молодого профессора буквально обрушилась слава. А в 1979 году он получает из рук президента Картера Национальную медаль в области науки…
Именно тогда Дональд Кнут берет «тайм-аут» и вновь - на пять лет - возвращается в программирование. Результатом стали TEX и METAFONT, а также – попутно – новая концепция программирования, получившая название «Literate Programming». («Грамотное программирование». Часто можно встретить некорректный перевод «Литературное программирование»… Ох уж этот профессор - любитель каламбуров и непереводимых названий…)
В 1986 году на торжественном приёме в Addison–Wesley Кнут заявил, что на завершение оставшихся четырёх томов ему потребуется два десятилетия. Через тринадцать лет, в 1999-м, он сообщил, что намерен вплотную заняться следующими двумя томами, а для повышения актуальности монографии запланировал переписать все описания и примеры, данные в книгах на языке ассемблера «морально устаревшего» виртуального компьютера MIX 1009, на язык более современного RISC-процессора MMIX 2009. С этой целью Дональд Кнут разработал архитектуру этого виртуального процессора, написал симулятор и ассемблер.
Что интересно: все без исключения тома «Искусства программирования» были восприняты публикой с величайшим пиететом. Наличие «Кнута» в домашней библиотеке каждого программиста стало считаться само собой разумеющимся. Но лишь немногие разработчики ПО действительно извлекают пользу из этих книг. Причина? Да та же самая: там все построено на принципе практического обучения. Нужно решать задачки… Короче говоря, по некоторым оценкам, на сотню владельцев «Кнута» реально проштудировавших эти книги найдётся едва ли десяток… Как по поводу этого шутил (шутил ли?) Билл Гейтс, наверное, все помнят.
Однажды в интервью Питеру Сейбелу, автору книги «Кодеры за работой. Размышления о ремесле программиста», Дональд Кнут признался: «Я узнал очень много нового… В частности, как много ресурсов мозга съедает разработка ПО. Я не мог одновременно преподавать на полную ставку и полноценно заниматься разработкой ПО. Но я мог преподавать на полную ставку и полноценно заниматься написанием книг»…
Это намёк к нашему второму вопросу…
Борец за свободу “софта”? В 1994 году Дональд Кнут вернулся к вопросу о взаимоотношениях программирования и математики с неожиданной стороны. Совместно с другими учёными он пытался инициировать процесс пересмотра патентной практики в США, касающейся патентования программного обеспечения. Не получилось… Ни в этот раз, ни в 2009-м, когда он вновь попытался повлиять на патентную политику, на этот раз - в Европе. Тем не менее гражданская позиция профессора Кнута, несомненно, заслуживает уважения.
Она предельно ясно выражена в его письме в адрес Комиссара по патентам и товарным знакам Вашингтона (округ Колумбия), где, в частности, говорится:
«Я хотел бы попросить вас пересмотреть текущую политику предоставления патентов на вычислительные процессы… В 1945–1980 годах было принято считать, что патентное право не относится к программному обеспечению. Однако теперь выясняется, что некоторые люди получили патенты на алгоритмы, имеющие большое практическое значение (например, сжатия Зива и RSA-шифрования с открытым ключом), что в настоящее время юридически ограничивает других программистов в использовании этих алгоритмов… Я боюсь, это изменение будет вредно для общества.
Мне сказали, что суды пытаются провести различие между математическими алгоритмами и нематематическими. Для компьютерного учёного это лишено смысла, потому что каждый алгоритм является математическим. Алгоритм - это абстрактное понятие, не связанное с физическими законами Вселенной.
Идея принятия законов, какие-то алгоритмы относящих к математике, а какие-то - нет, напоминает мне попытки в XIX веке в штате Индиана принять закон, что отношение длины окружности к её диаметру равно в точности 3, а не примерно 3,1416… Или церковное постановление о том, что Солнце вращается вокруг Земли. Представляете, что произойдёт, если отдельные юристы запатентуют свои методы защиты и если судьи Верховного суда смогут запатентовать свои прецеденты? Сегодня я твёрдо уверен, что тенденция к патентованию алгоритмов приносит пользу небольшому числу адвокатов и изобретателей и серьёзно вредит подавляющему большинству людей, которые хотят делать какие-то полезные вещи с помощью компьютеров…»
Дональд Эрвин Кнут (Donald Ervin Knuth). Родился 10 января 1938 года в Милуоки, штат Висконсин. Американский учёный, эмерит-профессор Стэнфордского университета и нескольких университетов в разных странах, преподаватель и идеолог программирования, автор 19 монографий (в том числе ряда классических книг по программированию) и более 160 статей, разработчик нескольких известных программных технологий. Автор всемирно известной серии книг, посвящённой основным алгоритмам и методам вычислительной математики, а также создатель настольных издательских систем TEX и METAFONT, предназначенных для набора и вёрстки книг, посвящённых технической тематике (в первую очередь - физико-математических).
Родился в семье преподавателя. Его отец преподавал бухгалтерский учёт, а также занимался печатным делом на дому как любитель (этим можно объяснить последующий интерес Дональда к этому делу и такие разработки как TEX). С юных лет в нём наблюдалась склонность к математике, физике и музыке.
Окончил с отличием отделение математики Кейсовского технологического института (бакалавр, 1960). Одновременно за значительные достижения в программировании был удостоен степени магистра. Спустя три года получил докторскую степень в Калифорнийском технологическом институте. Преподавал там же математику и одновременно консультировал по проблемам разработки программного обеспечения в компании Burroughs Corporation.
В 1968 году перешел в Стэнфордский университет. В 1968-69 годах также работал в Институте оборонных исследований. Приглашенный профессор математики в университете Осло, Норвегия (1972, 1973). В Стэнфорде под его руководством защищено 28 докторских диссертаций.
Большое влияние на юного Дональда Кнута оказали работы Андрея Петровича Ершова, впоследствии его друга.
Поскольку Кнут всегда считал монографию «Искусство программирования» основным проектом своей жизни, в 1990 году он вышел в отставку, с намерением полностью сконцентрироваться на написании недостающих частей и приведении в порядок существующих.
На январь 2013 года Дональд Кнут занимает 37 место в списке самых цитируемых авторов в области компьютерных наук согласно проекту CiteSeer.
Член редакционных коллегий многих научных журналов.
Действительный член Американской академии искусств и наук, Национальной академии наук, Национальной академии инженерных наук. Член Американской гильдии органистов (с 1965 года), Американского математического общества (1961), Ассоциации компьютерной техники (ACM) (1959), Математической ассоциации Америки (1959), Общества промышленной и прикладной математики (1965), действительный член Британского компьютерного общества (1980), почетный член IEEE (1982). Иностранный член Российской академии наук (29.05.2008). Почётный доктор многих университетов. Почётный доктор СПбГУ (1992).
Профессор Кнут удостоен многочисленных премий и наград в области программирования и вычислительной математики, среди которых премия имени Грейс Мюррей Хоппер (1971), премия Тьюринга (1974), Национальная научная медаль США (1979), Премия Стила (1986) за серию научно-популярных статей, Медаль Франклина (1988), премия Харви (1995), Медаль Джона фон Неймана (1995), премия Киото (1996) за достижения в области передовых технологий, BBVA Foundation Frontiers of Knowledge Awards (2010), Медаль Фарадея (2011).
Существует премия его имени за вклад в основы компьютерной науки.
Библиография Дональда Кнута:
2003 - Всё про TEX
2003 - Всё про METAFONT
Компьютеры и набор текста (Computers & Typesetting)
2006 - Конкретная математика. Основание информатики
2006- Искусство программирования, том 1. Основные алгоритмы
2006 - Искусство программирования, том 1, выпуск 1. MMIX - RISC-компьютер для нового тысячелетия
2007 - Искусство программирования, том 2. Получисленные методы
2007 - Искусство программирования, том 3. Сортировка и поиск
2013 - Искусство программирования, том 4, A. Комбинаторные алгоритмы