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算法鼻祖高德納,82 歲仍在寫(xiě)《計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)的藝術(shù)》

 新用戶73286115 2020-06-16

高德納(Donald Ervin Knuth)被譽(yù)為現(xiàn)代計(jì)算機(jī)科學(xué)的鼻祖,畢生致力于編譯程序、屬性文法和運(yùn)算法則等領(lǐng)域的前沿研究,共出版專(zhuān)著17部,發(fā)表論文150余篇,寫(xiě)出TeX和METAFONT兩個(gè)數(shù)字排版系統(tǒng),撰寫(xiě)出IT界經(jīng)典巨著《計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)的藝術(shù)》,提出計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)最基本的兩個(gè)概念:“算法”(Algorithm)和“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”(Data Structure)。

他還是個(gè)音樂(lè)天才,自己譜寫(xiě)樂(lè)曲,用信息論分析音樂(lè)復(fù)雜度?,F(xiàn)年82歲的高德納仍筆耕不斷,忙著完成《計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)的藝術(shù)》第4卷的B部分。下面我們來(lái)一起看看這位程序員大佬的故事吧:

維基百科:高德納

 
寫(xiě)小說(shuō)獲 “科學(xué)天才”獎(jiǎng)提名
高德納于1938年1月10日在美國(guó)威斯康星州密爾沃基市出生。他從小表現(xiàn)出與眾不同的才能:
高德納在8歲的時(shí)候,為了幫自己所在的班在一個(gè)拼寫(xiě)單詞活動(dòng)奪得冠軍,跟老師請(qǐng)假裝病在家兩周,利用一部大字典,得出了4500個(gè)單詞,比裁判所準(zhǔn)備的還要多出2000個(gè),這使得小高德納一下子成了學(xué)校的名人。
高中時(shí),高德納發(fā)明了一種算法,對(duì)任意畫(huà)出的2條相交直線可通過(guò)這種算法立即給出相應(yīng)的方程。
此外,中學(xué)時(shí)期的高德納還寫(xiě)過(guò)一篇名為《普茨比度量衡體系》的科學(xué)幻想小說(shuō),并在美國(guó)著名的《瘋狂》雜志上發(fā)表,大受歡迎,雜志被多次重印。這部小說(shuō)不僅令他掙得平生第一筆稿費(fèi)25美元,更令他獲得了西屋“科學(xué)天才” 獎(jiǎng)的提名。
 
自學(xué)編程為?;@球隊(duì)贏得冠軍

1956年,高德納以打破學(xué)校記錄的高分畢業(yè),進(jìn)入俄亥俄州克利夫蘭的開(kāi)思理工學(xué)院攻讀物理。
大一暑假,高德納留校打工。碰巧他工作室的隔壁是學(xué)校機(jī)房,一臺(tái)新到的、體積龐大的IBM650引起了高德納極大的好奇。他接連好幾天徹夜不眠地呆在機(jī)房,熬夜讀IBM 650的說(shuō)明手冊(cè),甚至自學(xué)基本的程序設(shè)計(jì)。
那時(shí)高等計(jì)算機(jī)語(yǔ)言還沒(méi)問(wèn)世,編寫(xiě)程序只能用第二代或是匯編語(yǔ)言,編程是一件既耗時(shí)又費(fèi)力的事。但操作過(guò)幾次IBM 650后,高德納聲稱(chēng)自己能編寫(xiě)出比說(shuō)明手冊(cè)上介紹的更好程序。
高德納很快便寫(xiě)出了把數(shù)字轉(zhuǎn)化為素?cái)?shù)、井字游戲等可執(zhí)行數(shù)學(xué)函數(shù)的程序。他還為?;@球隊(duì)開(kāi)發(fā)出了一個(gè)應(yīng)用程序,可根據(jù)球員在每場(chǎng)比賽中的得分、助攻、搶斷、籃板球、蓋帽等多項(xiàng)統(tǒng)計(jì)數(shù)字對(duì)球員進(jìn)行綜合評(píng)估,球隊(duì)教練根據(jù)評(píng)估結(jié)果來(lái)挑選球員,這使得開(kāi)思理工學(xué)院在1960年贏得了聯(lián)賽冠軍。
因?yàn)閷?duì)計(jì)算機(jī)編程一發(fā)不可收拾的著迷,高德納在大二時(shí)決定改學(xué)數(shù)學(xué)。
 
 
最年輕的圖靈獎(jiǎng)獲得者

1960年,高德納從開(kāi)思學(xué)院畢業(yè),在全體教員參加的選舉上,因表現(xiàn)出色被授予學(xué)士學(xué)位,還同時(shí)被破例授予碩士學(xué)位。隨之他進(jìn)入加州理工學(xué)院研究生院,1963年獲得博士學(xué)位,留校工作。
高德納在讀研時(shí),開(kāi)始為不同的計(jì)算機(jī)編寫(xiě)編譯器,當(dāng)時(shí)很多軟件公司花費(fèi)高價(jià)尋求這樣的程序,據(jù)說(shuō)高德納的一個(gè)編譯器可賣(mài)出5000美元的高價(jià)。
在博士畢業(yè)的前一年,一著名出版社約小有名氣的高德納寫(xiě)一本編譯器和程序設(shè)計(jì)方面的書(shū)。出版社在1962年約稿,可直到1966年高德納還未收到任何反饋,編輯忍不住催促高德納進(jìn)展。高德納說(shuō)才剛剛完成3000多頁(yè),但仍然沒(méi)有進(jìn)入主題。編輯在震驚之余,決定出多卷本。這便是《計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)藝術(shù)》系列叢書(shū)的由來(lái)。
這一套書(shū)是編程界的名書(shū),第一卷的《基本算法》于1968年正式發(fā)行,主要講述編程時(shí)要用到的基本數(shù)學(xué)知識(shí)和處理不同問(wèn)題要用到的算法。但真正能讀完讀懂的人為數(shù)并不多,據(jù)說(shuō)比爾·蓋茨費(fèi)時(shí)幾個(gè)月才能讀完這一卷。
后來(lái)第二卷、第三卷相繼出版,銷(xiāo)量突破百萬(wàn)不止,風(fēng)靡全球。美國(guó)ACM在1974年將圖靈獎(jiǎng)授予給他。彼時(shí)的高德納不過(guò)36歲,是最年輕的圖靈獎(jiǎng)獲得者,這個(gè)記錄一直保持至今。

十年時(shí)間研究排版美學(xué)
盡管前三卷書(shū)取得了相當(dāng)大的成功,可是高德納隨后卻暫停了寫(xiě)作第四卷的計(jì)劃,理由是現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)排版軟件效果太差,破壞了這套書(shū)的美。
接下來(lái)高德納花費(fèi)整整十年的時(shí)間專(zhuān)研排版問(wèn)題。他發(fā)現(xiàn)當(dāng)時(shí)的計(jì)算機(jī)雖能替代人工排出普通的報(bào)紙雜志樣式,但對(duì)處理復(fù)雜的數(shù)理公式卻無(wú)能為力。于是高德納試圖為計(jì)算機(jī)寫(xiě)一個(gè)小程序來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題,這個(gè)程序被命名為“TeX”。
Tex很快被采用,如今仍是全球?qū)W術(shù)排版的不二之選。除此之外,高德納還字體設(shè)計(jì)系統(tǒng)METAFONT和文學(xué)化編程,前者對(duì)整個(gè)西文印刷行業(yè)帶來(lái)了革命性變革,后者則充分展示程序設(shè)計(jì)的藝術(shù)性:清晰、美感、詩(shī)意。

拿獎(jiǎng)杯裝水果


高德納一生所獲得的榮譽(yù)不計(jì)其數(shù),ACM除了授予他圖靈獎(jiǎng)外,還在1971年授予他以COBOL的發(fā)明人、女計(jì)算機(jī)科學(xué)家霍普(Grace Murray Hopper)命名的獎(jiǎng)項(xiàng),這個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)是專(zhuān)門(mén)獎(jiǎng)勵(lì)30歲以下的優(yōu)秀青年計(jì)算機(jī)科學(xué)家的。
因研發(fā)Tex和METAFONT等成就,當(dāng)時(shí)的美國(guó)總統(tǒng)在1979年親自為高德納頒發(fā)了美國(guó)國(guó)家科學(xué)獎(jiǎng)獎(jiǎng)?wù)隆K€獲得了美國(guó)數(shù)學(xué)和IEEE頒發(fā)的共五個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)。
面對(duì)這么多榮譽(yù),高德納卻始終保持一種十分超然的態(tài)度,據(jù)說(shuō)當(dāng)年的碗狀圖靈獎(jiǎng)杯如今已被他當(dāng)做了盛放水果的果盤(pán)。
 
“寫(xiě)作是演奏管風(fēng)琴”

高德納的父親是一個(gè)多才多藝的人,星期天在教堂演奏風(fēng)琴,受父親影響,高德納從小便愛(ài)上了音樂(lè),這個(gè)愛(ài)好一直伴隨他一生。他甚至一度打算報(bào)考音樂(lè)專(zhuān)業(yè)。
雖然高德納主業(yè)是編程,但音樂(lè)是他的“主要副業(yè)”, 他在著作《娛樂(lè)和游戲論文集》一書(shū)里,用四個(gè)章節(jié)來(lái)闡述了他和音樂(lè)的關(guān)系。高德納將寫(xiě)作喻為演奏管風(fēng)琴,他的書(shū)房里的擺放有一臺(tái)特制的84管管風(fēng)琴,當(dāng)他連續(xù)工作幾天需要放松一下時(shí),便會(huì)著手譜寫(xiě)管風(fēng)琴樂(lè)曲。
高德納稱(chēng)自己在上世紀(jì)60年代就擬訂了作曲的計(jì)劃,雖然別人來(lái)做這些事可以比他高明得多,但“內(nèi)心卻有一個(gè)聲音在催我歌唱!”
細(xì)心的讀者可能會(huì)發(fā)現(xiàn)“高德納”并非其英文原名的音譯,確實(shí)如此,這個(gè)名字是高德納在1977年訪華時(shí),香港城大計(jì)算機(jī)科學(xué)系主任、華裔圖靈獎(jiǎng)得主姚期智夫人姚儲(chǔ)楓教授所起。
以“高”為姓,是因?yàn)樗w型高大,而且輔音G和K讀音接近;“德納”則與“Donald”相諧,在中文里含體面高貴之意。
姚儲(chǔ)楓還給高德納的愛(ài)人取了“高精蘭”的中文名,為他們的孩子John和Jen分別起名“高小強(qiáng)”、“高小珍”。他們?nèi)液椭袊?guó)孩子在公園玩了無(wú)需語(yǔ)言交流的游戲。

現(xiàn)年82歲的高德納仍筆耕不斷,忙著完成第4卷的B部分,他預(yù)計(jì)這本書(shū)將至少包含A到F部分??吹竭@,大家給大佬點(diǎn)個(gè)贊吧!

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