科学とは、コンピュータに説明するのに十分理解できるもの。芸術とはそれ以外のすべて。
Donald Ervin Knuthはアメリカ人のコンピュータ科学者、数学者であり、Stanford大学の名誉教授です。彼は1974年のACM Turing Awardの受賞者であり、非公式にはコンピュータ科学のノーベル賞と考えられています。Knuthは「アルゴリズム解析の父」と呼ばれています。
彼は複数巻の著作『The Art of Computer Programming』の著者です。彼はアルゴリズムの計算複雑性の厳密な分析の発展に貢献し、それに対する形式的数学的技法を体系化しました。その過程で、彼はまた漸近記法を普及させました。理論計算機科学のいくつかの分野への基本的な貢献に加えて、Knuthはコンピュータ組版システムTeXの創作者であり、関連するMETAFONTフォント定義言語とレンダリングシステム、およびComputer Modernフォントファミリーの創作者です。
著作家および学者として、Knuthはリテラッププログラミングを促進し促進することを目的とした、WEBおよびCWEBコンピュータプログラミングシステムを作成し、MIX/MMIX命令セットアーキテクチャを設計しました。Knuthは強くソフトウェア特許の付与に反対しており、アメリカ合衆国特許商標庁とヨーロッパ特許庁に意見を述べています。
経歴
幼少期
Knuthはウィスコンシン州ミルウォーキーでドイツ系アメリカ人のErvin Henry KnuthとLouise Marie Bohningに生まれました。彼の父は小さな印刷事業を経営し、簿記を教えていました。Milwaukee Lutheran High Schoolの学生であったDonaldは、問題を解決するための巧妙な方法を考えました。例えば、8年生の時、彼は「Ziegler's Giant Bar」の文字を再配列して作成できる単語の数を見つけるためのコンテストに参加しました。審査員は2,500語を特定していました。仮病で学校を休んでいた間の時間を利用して、問題を別の方法で取り組んだKnuthは、完全な辞書を使用し、各辞書項目がその句の文字を使用して形成されることができるかどうかを判定しました。このアルゴリズムを使用して、彼は4,500語以上を特定し、コンテストに勝利しました。賞として、学校は新しいテレビを受け取り、彼の学友全員が食べるのに十分なキャンディーバーを受け取りました。
教育
Knuthはオハイオ州クリーブランドのCase Western Reserve Universityの一部であるCase Institute of Technologyに物理学の奨学金を受け取り、1956年に入学しました。彼はまたTheta Chi同窓会のBeta Nu Chapterに参加しました。CaseでKnuthが物理学を勉強している間に、初期の商用コンピュータであるIBM 650が紹介されました。コンピュータのマニュアルを読んだ後、Knuthはマシン用の校内で使用されるアセンブリコンパイラコードを書き直すことに決めました。彼はそれをより良くすることができると信じていたからです。
1958年、Knuthは彼の学校のバスケットボールチームが試合に勝つのを助けるプログラムを作成しました。彼はプレイヤーの得点確率を測定するために「値」をプレイヤーに割り当てました。これは斬新なアプローチであり、後にNewsweekとCBS Evening Newsが報告しました。
Knuthはcase Institute's Engineering and Science Reviewの創設編集者の1人であり、1959年に最高の技術雑誌として全国賞を受賞しました。その後、彼は物理学から数学に切り替わり、1960年にCaseから2つの学位を取得しました。学士号と、彼の仕事が特に優れていると考えた学部からの特別表彰による同時修士号です。
1963年、数学者Marshall Hallを顧問として、彼はCalifornia Institute of Technologyから数学の博士号を取得しました。
初期の仕事
博士号を取得した後、KnuthはCaltechの教職員に助教授として参加しました。
彼はコンピュータプログラミング言語コンパイラに関する本を書く委託を受け入れました。このプロジェクトに取り組みながら、Knuthは最初にコンピュータプログラミングの基本理論を開発することなく、トピックを適切に扱うことができないと決定しました。それは『The Art of Computer Programming』になりました。彼はもともとこれを単一の本として発行することを計画していました。Knuthが本の概要を開発したとき、彼は主題を徹底的にカバーするために6巻、その後7巻が必要であると結論付けました。彼は1968年に最初の巻を出版しました。
『The Art of Computer Programming』の最初の巻を出版する直前に、Knuthはcaltechを去り、Institute for Defense Analysesの通信研究部門での雇用を受け入れました。当時、Princeton University キャンパスにあり、国家安全保障局をサポートするために暗号化で数学的研究を行っていました。
1967年、Knuthは産業応用数学会議に出席し、誰かが彼が何をしているのかを尋ねました。その時、コンピュータ科学は数値解析、人工知能、プログラミング言語に分割されていました。彼の研究とThe Art of Computer Programming本に基づいて、Knuthは、次に誰かが彼に尋ねた時、「アルゴリズムの分析」と言うことに決めました。
Knuthその後、この立場を離れて、1969年にStanford University教職員に参加しました。彼はそこでコンピュータ科学のFletcher Jones教授、名誉教授です。
著作
Knuthは著作家であり、コンピュータ科学者でもあります。
The Art of Computer Programming TAOCP
1970年代、Knuthはコンピュータ科学を「本当のアイデンティティを持たない完全に新しい分野。そして利用可能な出版物の基準は高くありませんでした。出現していた多くの論文は単に間違っていました。... だから私の動機の1つは、非常に悪く伝えられてきた物語をまっすぐにすることでした。」2011年までに、彼のシリーズの最初の3巻と第4巻のパート1が出版されていました。Concrete Mathematics: A Foundation for Computer Science 2nd ed.は、TAoCPの第1巻の数学予備セクションの拡張から始まり、出版されました。2020年4月、Knuthは第4巻のパートBに一生懸命取り組んでいると述べ、本には少なくともパートA〜Fがあると予想しています。
その他の著作
KnuthはまたSurreal Numbersの著者です。これはJohn Conwayの数体系の別のシステムの集合論構築に関する数学的ノベレッテです。単に主題を説明する代わりに、本は数学の発展を示すことを求めています。Knuthは、学生が独創的で創造的な研究を行うために本を準備したかったのです。
1995年、Knuthはmarko Petkovšek、Herbert Wilf、Doron Zeilbergerによる『A=B』の本への前置きを書きました。Knuthはまた、Word Ways: The Journal of Recreational Linguisticsへの言語パズルの時折の貢献者でもあります。
Knuthはまたレクリエーション数学に深く入り込んでいます。彼は1960年代からJournal of Recreational Mathematicsに記事を寄稿し、Joseph Madachyの『Mathematics on Vacation』で主要な貢献者として認識されました。
Knuthはまた、YouTubeの多くのNumberphileおよびComputerphileビデオに出演しており、Surreal Numbersの作成からメールを使用しない理由まで、様々なトピックについて議論しています。
Knuthの宗教的信念に関する著作
コンピュータ科学に関する著作に加えて、ルーテル派であるKnuthは、『3:16 Bible Texts Illuminated』の著者でもあります。彼は系統的サンプリングのプロセス、すなわち各本の第3章、第16節の分析によってBibleを調べています。各節には、Hermann Zapfのリーダーシップの下で書道家のグループによって貢献されたカリグラフィアートのレンダリングが付随しています。その後、彼は3:16プロジェクトの背後にある宗教とコンピュータ科学に関する彼の見解について、MITで一連の講義を行うよう招待されました。その結果、「神とコンピュータ科学」という講義を発表した『Things a Computer Scientist Rarely Talks About』という本が出版されました。
ソフトウェア特許に関する意見
学術および科学コミュニティのメンバーとして、Knuthは、明白であるべき自明な解決策のためにソフトウェア特許を付与するポリシーに強く反対していますが、線形計画法の内点法などの非自明な解決策に対してはより微妙な見方を表明しています。彼は米国特許商標庁とヨーロッパ特許庁の両方に直接意見を述べています。
Computer Musings
Knuthは「Computer Musings」と題された1年に数回、Stanford Universityで非公式講義を行っています。彼は2017年までの英国のOxford Universityコンピュータ科学部の訪問教授であり、Magdalen Collegeの名誉研究員です。
プログラミング
デジタル組版
1970年代、TAoCPの出版社はMonotypeを放棄してフォト組版を採用しました。Knuthは後者のシステムが前のボリュームの品質に近づく能力の無力さにいら立ち、古いシステムを使用して組版されていたため、デジタル組版に取り組むために時間を取ることにしました。TeXとMetafontを作成しました。
リテラシープログラミング
TeXを開発している間に、Knuthはプログラミングの新しい方法論を作成しました。彼はそれをリテラシープログラミングと呼びました。プログラマーはプログラムを文学の作品として考えるべきだと信じていたからです。「私たちの主なタスクがコンピュータに何をするかを指示することであると想像する代わりに、私たちがコンピュータに何をしてほしいかを人間に説明することに集中しましょう。」
Knuthはリテラシープログラミングの考えをWEBシステムに体現しました。同じWEBソースは、TeXファイルを織り、Pascalソースファイルをもつれるために使用されます。これらは順番に、プログラムの読みやすい説明と実行可能なバイナリを生成します。システムの後の反復であるCWEBは、PascalをCに置き換えます。
KnuthはWEBを使用してTexおよびMETAFONTをプログラムし、両方のプログラムを本として発行しました。TeXbook（元々1984年に発行）とMETAFONTbook（元々1986年に発行）です。ほぼ同時に、TeXに基づいた現在広く採用されているマクロパッケージであるLaTeXは、Leslie Lamportによって最初に開発され、後に1986年に最初のユーザーマニュアルを発行しました。
音楽
Knuthはオルガン奏者で作曲家です。2016年、彼はFantasia Apocalypticaというオルガンの音楽作品を完了しました。これは「聖ヨハネの黙示録のギリシャ語本文を音楽への翻訳」と説明しています。2018年1月10日にスウェーデンで初演されました。
個人的な生活
Donald KnuthはCalifornia Institute of Technologyの大学院生だった1961年6月24日にNancy Jill Carterと結婚しました。彼らには2人の子供がいます：John Martin KnuthとJennifer Sierra Knuthです。
中国の名前
Knuthの中国の名前はGao Denaです。1977年、中国への3週間の旅行をする直前に、Frances Yaoから この名前を与えられました。彼の1980年版『The Art of Computer Programming』では、Knuthは当時中国に増加している数のコンピュータプログラマーに知られたいので、彼の中国の名前を受け入れたと説明しています。1989年、彼の中国の名前は『Journal of Computer Science and Technology』のヘッダーの上に配置されました。Knuthは「あなたの言語を話すことができないけれど、すべての中国人に近く感じさせてくれます」と述べています。
健康上の懸念
2006年、Knuthは前立腺がんと診断されました。彼はその年の12月に手術を受け、「少しの放射線療法... 予防措置として、しかし予後はかなり良く見えています」と述べました。彼はビデオの自伝で報告したように。
ユーモア
Knuthは彼の本で発見された誤植または間違いについて、「256ペニーは1つの16進数ドルです」という理由から、$2.56のファインダー費用を支払い、「貴重な提案」について$0.32を支払うのに慣れていました。マサチューセッツ工科大学のTechnology Reviewの記事によると、これらのKnuth報酬チェックは「コンピュータムの最も貴重なトロフィーの中にある」です。Knuthは銀行詐欺により2008年に本当のチェックを送付するのを停止し、代わりに各エラーファインダーに彼の架空の「Bank of San Serriffe」からの公開リスト残高から「預金証明書」を与えるようになりました。
彼は一度、「上記のコードのバグに注意してください。私はそれが正しいことを証明しただけで、試してはいません。」と対応者に警告しました。
Knuthは1957年に「The Potrzebie System of Weights and Measures」というタイトルで学校の雑誌に彼の最初の「科学的」記事を出版しました。その中で、彼は長さの基本単位をMad No. 26の厚さとして定義し、力の基本単位を「whatmeworry」と名付けました。Madは1957年6月のNo. 33号で記事を出版しました。
再帰の概念を示すために、Knuthは意図的に『The Art of Computer Programming』第1巻のインデックスで「Circular definition」と「Definition, circular」を互いに参照しました。
Concrete Mathematicsの前置きには、次の段落があります。
DEKがStanfordで初めてConcrete Mathematicsを教えたとき、彼はそれが柔らかい代わりに硬い数学コースを教える試みだったことで、やや奇妙なタイトルを説明しました。彼は、彼の同僚の期待に反して、彼が理論の集計、Stone's埋め込み定理、さらには石-Čechコンパクション化さえ教えようとはしていないと発表しました。（土木工学部からの数人の学生が起き上がり、静かに部屋を出ました。）
TUG 2010会議で、Knuthはベルを鳴らすことで発音される「iTeX」と題された、TeXへの風刺的なXMLベースの後継を発表しました。これは、任意にスケーリングされた無理数単位、3D印刷、地震からの入力などの機能をサポートします。
