Bilim, bir bilgisayara açıklayabilecek kadar iyi anladığımız şeydir; sanat, diğer her şeydir.
Donald Ervin Knuth, Stanford Üniversitesi'nde profesör emeritus olan bir Amerikan bilgisayar bilimci ve matematikçidir. 1974 yılında ACM Turing Ödülü'nün sahibidir; gayri resmi olarak bilgisayar biliminin Nobel Ödülü olarak kabul edilir. Knuth, "algoritmaların analizi babası" olarak anılmıştır.
Çok ciltli bir eserin yazarı olan The Art of Computer Programming'in yazarıdır. Algoritmaların hesaplama karmaşıklığının sıkı analizinin geliştirilmesine katkıda bulunmuş ve bunu için biçimsel matematiksel teknikleri sistematikleştirmiştir. Bu süreçte asimptotik gösterimi de popülerleştirmiştir. Teorik bilgisayar biliminin çeşitli dallarına yaptığı temel katkıların yanı sıra, Knuth TeX bilgisayar yazı tipi sistemi, ilgili METAFONT yazı tipi tanımlama dili ve işleme sistemi ve Computer Modern yazı tipi ailesinin yaratıcısıdır.
Bir yazar ve bilgin olarak Knuth, okunaklı programlamayı teşvik etmek ve kolaylaştırmak için tasarlanan WEB ve CWEB bilgisayar programlama sistemlerini oluşturmuş ve MIX/MMIX komut seti mimarilerini tasarlamıştır. Knuth, yazılım patentlerinin verilmesine kesin karşı çıkmakta, bu görüşünü Amerika Birleşik Devletleri Patent ve Ticari Marka Ofisi'ne ve Avrupa Patent Örgütü'ne ifade etmiştir.
Biyografi
Erken yaşam
Knuth, Milwaukee, Wisconsin'de Alman-Amerikan Ervin Henry Knuth ve Louise Marie Bohning'in oğlu olarak doğmuştur. Babası küçük bir matbaa işletme ve muhasebe öğretirdi. Milwaukee Lutheran Lisesi'nde öğrenci olan Donald, sorunları çözmek için zekice yollar bulmuştur. Örneğin, sekizinci sınıfta, "Ziegler's Giant Bar" harflerinin yeniden düzenlenip oluşturabileceği kelime sayısını bulma yarışmasına katıldı; yargıçlar 2.500 kelimeyi tanımlamışlardı. Okula yapılan bahane mağrur ve problemi ters yönden çalışarak, Knuth bir baskısız sözlük kullanmış ve her sözlük girişinin ifadedeki harfler kullanılarak oluşturulup oluşturulamayacağını belirmiştir. Bu algoritmayı kullanarak 4.500'den fazla kelime tanımlamış ve yarışmayı kazanmıştır. Ödüller olarak okul yeni bir televizyon ve tüm sınıf arkadaşlarının yiyebileceği kadar şeker çubuğu aldı.
Eğitim
Knuth, Cleveland, Ohio'daki Case Western Reserve Üniversitesi'nin bir parçası olan Case Institute of Technology'de fizik alanında burs aldı ve 1956'da kaydoldu. Ayrıca Theta Chi kardeşliğinin Beta Nu Bölümü'ne katıldı. Case'deki fiziği öğrenirken, Knuth IBM 650'ye, erken ticari bir bilgisayara tanıştırıldı. Bilgisayarın kılavuzunu okuduktan sonra, Knuth okulunda kullanılan makine için derleme ve derleyici kodunu yeniden yazmaya karar verdi, çünkü bunu daha iyi yapabileceğine inanıyordu.
1958'de Knuth, okulunun basketbol takımının oyunlarını kazanmasına yardımcı olmak için bir program oluşturdu. Oyuncunun puan alma olasılığını ölçmek için oyunculara "değerler" atadı; bu yeni yaklaşım daha sonra Newsweek ve CBS Evening News tarafından haber konusu yapıldı.
Knuth, 1959'da en iyi teknik dergi olarak ulusal bir ödül kazanan Case Institute'in Engineering and Science Review'ının kurucu editörlerinden biriydi. Daha sonra fiziğinden matematiğe geçti ve 1960'da Case'den iki derece aldı: lisans derece ve aynı anda, fakültenin özel bir ödülü ile yüksek lisans derecesi; akademik çalışmasını istisnai derecede olağanüstü olarak gördüler.
1963'te matematikçi Marshall Hall danışmanı olarak, California Institute of Technology'den matematik alanında doktora derecesi almıştır.
Erken çalışmalar
Doktorasını aldıktan sonra Knuth, Caltech fakültesine yardımcı profesör olarak katıldı.
Bilgisayar programlama dili derleyicileri hakkında bir kitap yazması için bir görev kabul etti. Bu proje üzerinde çalışırken, Knuth konuyu ilk olarak bilgisayar programlamayı temel bir teorisini geliştirmeden yeterince işleyemeyeceğine karar verdi; bu The Art of Computer Programming oldu. Başlangıçta bunu tek bir kitap olarak yayınlamayı planladı. Knuth kitabı için taslağını geliştirdikçe, konuyu kapsamlı bir şekilde ele almak için altı cilt, sonra yedi cilt gerektiğini sonuçlandırdı. İlk cildi 1968'de yayınladı.
The Art of Computer Programming'in ilk cildini yayınlamadan kısa önce, Knuth Caltech'i bırakmış, Princeton Üniversitesi kampüsü üzerinde bulunan Institute for Defense Analyses'in Communications Research Division'ında çalışmayı kabul etmiştir; bu bölüm Ulusal Güvenlik Ajansı'nı desteklemek için kriptografi konusunda matematiksel araştırma yapmaktaydı.
1967'de Knuth, Society for Industrial and Applied Mathematics konferansına katıldı ve birisi ne yaptığını sordu. O zaman bilgisayar bilimi sayısal analiz, yapay zeka ve programlama dillerine bölünmüştü. Çalışması ve The Art of Computer Programming kitabına dayanarak, Knuth bir dahaki sefere birisi sorsaydı "Algoritmaların analizi" diyeceğine karar verdi.
Knuth daha sonra bu pozisyonu bırakmış ve 1969'da Stanford Üniversitesi fakültesine katılmış; burada şimdi Computer Science Fletcher Jones Profesörü, Emeritur'dur.
Yazılar
Knuth bir yazar ve aynı zamanda bir bilgisayar bilimcidir.
The Art of Computer Programming TAOCP
1970'lerde Knuth, bilgisayar bilimini "gerçek bir kimliği olmayan tamamen yeni bir alan" olarak tanımladı. Ve mevcut yayınların standardı o kadar yüksek değildi. Çıkan makalelerin çoğu oldukça basitçe yanlış idi. ... Yani motivasyonlarımdan biri çok kötü anlatılmış bir hikayeyi düzeltmekti." 2011 yılına kadar, serisinin ilk üç cildi ve dördüncü cildinin birinci kısmı yayınlanmıştı. Concrete Mathematics: A Foundation for Computer Science 2. baskı, TAoCP'nin Cilt 1'inin matematiksel ön koşullar bölümünün genişlemesiyle ortaya çıkmış ve yayınlanmıştır. Nisan 2020'de Knuth, dördüncü cildinin B kısmı üzerinde çok çalıştığını söylemiş ve kitabın en az A ile F parçaları arasında olacağını tahmin etmiştir.
Diğer eserler
Knuth ayrıca Surreal Numbers'ın yazarıdır; John Conway'in alternatif sayılar sistemi kurgusu üzerine matematiksel noveleti. Konuyu basitçe açıklamak yerine, kitap matematiğin gelişimini göstermeyi amaçlar. Knuth, kitabın öğrencileri orijinal, yaratıcı araştırma yapmaya hazırlamasını istiyordu.
1995'te Knuth, Marko Petkovšek, Herbert Wilf ve Doron Zeilberger tarafından yazılan A=B kitabının önsözünü yazdı. Knuth ayrıca Word Ways: The Journal of Recreational Linguistics'e ara sıra dil bulmacaları sunmaktadır.
Knuth ayrıca rekreatif matematiğe girmiştir. 1960'lardan başlayarak Journal of Recreational Mathematics'e makaleler katkısında bulunmuş ve Joseph Madachy'nin Mathematics on Vacation'ında önemli bir katkıda bulunan olarak tanınmıştır.
Knuth ayrıca YouTube'da Surreal Numbers yazmanın olgularından e-posta kullanmadığı nedenine kadar konuları tartışmış olduğu Numberphile ve Computerphile videolarının bir dizi görüntüsünde yer almıştır.
Knuth'un dini inançlarıyla ilgili eserler
Bilgisayar bilimine ilişkin yazılarının yanı sıra, Luteriyen olan Knuth, 3:16 Bible Texts Illuminated'ın yazarıdır; bu yapıtta sistematik örnekleme süreci yoluyla İncil'i incelemektedir; her kitabın 3. bölümünün 16. ayetinin analizi. Her ayet, Hermann Zapf liderliğinde bir kaligrafi grubu tarafından yapılan kaligrafi sanat renderi ile birlikte gelir. Daha sonra, MIT'de din ve bilgisayar bilimi hakkındaki görüşleri 3:16 projesi arkasında bir dizi dersi vermek için davet edildi; bu da başka bir kitap, Things a Computer Scientist Rarely Talks About ile sonuçlanmıştır; burada "Tanrı ve Bilgisayar Bilimi" adlı derslerini yayınladı.
Yazılım patentleri hakkında görüş
Akademik ve bilimsel toplumun bir üyesi olarak Knuth, açık olmalı olan önemsiz çözümler için yazılım patentleri verme politikasına kesin karşı çıkmaktadır; ancak doğrusal programlamada iç nokta yöntemi gibi önemsiz olmayan çözümler için daha nüanslı görüşler ifade etmiştir. Amerikan Birleşik Devletleri Patent ve Ticari Marka Ofisi ve Avrupa Patent Örgütü'ne doğrudan anlaşmazlığını ifade etmiştir.
Bilgisayar Müzisyenleri
Knuth yılda birkaç kez Stanford Üniversitesi'nde "Computer Musings" başlıklı gayri resmi dersler verir. 2017'ye kadar Birleşik Krallık'taki Oxford Üniversitesi Bilgisayar Bilimleri Bölümü'nde ziyaretçi profesör ve Magdalen College'in onursal ortağı idi.
Programlama
Dijital yazı tipi
1970'lerde TAOCP yayıncıları Monotype'ı fotolito lehine terk ettiler. Knuth, sonraki sistemin eski sistem kullanılarak yazı tipi olan önceki ciltlerin kalitesine yaklaşamama yetersizliğinden o kadar hayal kırıklığına uğradı ki, dijital yazı tipi üzerine çalışmak için zaman ayırdı ve TeX ve Metafont oluşturdu.
Okunaklı programlama
TeX geliştirirken, Knuth yeni bir programlama metodolojisi oluşturdu; programcıların programları edebiyat eserleri olarak düşünmeleri gerektiğine inandığı için buna okunaklı programlama adını verdi. "Ana görevimiz bir bilgisayara ne yapması gerektiğini öğretmek olduğunu hayal etmek yerine, bir bilgisayarın ne yapmasını istediğimizi insanlara açıklamaya odaklanmalıyız."
Knuth, okunaklı programlama fikrini WEB sisteminde gerçekleştirdi. Aynı WEB kaynağı bir TeX dosyasını dokumak ve bir Pascal kaynak dosyasını kıvırmak için kullanılır. Bunlar sırasıyla programın okunabilir bir açıklamasını ve yürütülebilir bir ikilisini üretirler. Sistemin daha sonraki bir yinelemesi olan CWEB, Pascal'ı C ile değiştirir.
Knuth, TeX ve METAFONT'ı programlamak için WEB kullanmış ve her iki programı kitap olarak yayınlamıştır: Orijinal olarak 1984'te yayınlanan The TeXbook ve orijinal olarak 1986'da yayınlanan The METAFONTbook. Aynı zamanda, şimdi yaygın olarak benimsenmiş LaTeX makro paketi, Leslie Lamport tarafından ilk olarak geliştirilen ve daha sonra ilk kullanıcı kılavuzunu 1986'da yayınlamıştır.
Müzik
Knuth bir organist ve besteci. 2016'da Fantasia Apocalyptica başlıklı organ için bir müzik parçası tamamladı; "Saint John the Divine'ın Revelation'ının Yunanca metninin müziğe çevirisi" olarak tanımlar. Öncü premiyer 10 Ocak 2018'de İsveç'te yapılmıştır.
Kişisel yaşam
Donald Knuth, 24 Haziran 1961'de, California Institute of Technology'de yüksek lisans öğrencisiyken Nancy Jill Carter ile evlendi. İki çocukları vardır: John Martin Knuth ve Jennifer Sierra Knuth.
Çin adı
Knuth'un Çin adı Gao Dena'dır. 1977'de, Çin'e 3 haftalık bir seyahate gitmeden kısa önce Frances Yao tarafından bu ad verilmiştir. 1980 The Art of Computer Programming cildinde, Knuth, Çin'deki artan sayıda bilgisayar programcı tarafından tanınmak istediği için Çin adını benimsediğini açıklamaktadır. 1989'da Çin adı, Journal of Computer Science and Technology'nin başlığına konmuş ve Knuth "dilinizi konuşamasa da bana tüm Çin halkına yakın hissettiriyor".
Sağlık endişeleri
2006'da Knuth, prostat kanseriyle teşhis edildi. Aynı yıl Aralık ayında ameliyat oldu ve "biraz radyasyon tedavisi ... bir önlem olarak ancak prognoz oldukça iyi görünüyor" dedi; video otobiyografisinde rapor ettiği gibi.
Mizah
Knuth, kitaplarında bulunan herhangi bir yazılış hatası veya hatası için 2,56 dolar bulucunun ücretini ödemeye alışkındı; çünkü "256 penny'si bir onaltılı dolar"dır ve "değerli öneriler" için 0,32 dolar ödemeyi. Massachusetts Institute of Technology'nin Technology Review dergisindeki bir makaleye göre, bu Knuth ödül çekleri "bilgisayar dünyasının en çok aranan trofeleri" arasındadır. Knuth banka dolandırıcılığı nedeniyle 2008'de gerçek çekler göndermeyi durdurdu ve bunun yerine her hata bulucu bir kurgusal "Bank of San Serriffe"'nin kamuya açık listelenen bakiyesinden bir "mevduat sertifikası" verir.
Bir karşılıklı kişiye bir kez "Yukarıdaki koddaki hatalara karşı dikkat edin; onu doğru kanıtlamış ancak denemedim," uyarısında bulundu.
Knuth ilk "bilimsel" makalesini "The Potrzebie System of Weights and Measures" başlığı altında 1957'de bir okul dergisinde yayınladı. İçinde, uzunluğun temel birimini Mad No. 26'nın kalınlığı olarak tanımladı ve kuvvetin temel birimini "whatmeworry" olarak adlandırdı. Mad makaleyi 1957 Haziran'ı No. 33'te yayınladı.
Özyineleme kavramını göstermek için, Knuth The Art of Computer Programming, Cilt 1'in dizininde "Dairesel tanım" ve "Tanım, dairesel" başvurularını kasıtlı olarak birbirlerine atıfta bulundu.
Concrete Mathematics önsözü aşağıdaki paragrafı içerir:
DEK Stanford'da Concrete Mathematics'i ilk kez öğrettiğinde, biraz garip başlığı, zor değil yumuşak bir matematik dersi öğretmeye çalışması olduğunu açıkladı. Meslektaşlarının beklentilerinin aksine, Aggregates Teorisini öğretmeyecek olduğunu, Stone'un Gömme Teoremi'ni ve hatta Stone–Čech kompaktlaştırmasını da duyurdu. (İnşaat Mühendisliği Bölümü'nden birkaç öğrenci sessizce kalktı ve odayı terk etti.)
TUG 2010 Konferansı'nda, Knuth, TeX'in satirik bir XML tabanlı ardılını duyurdu; "iTeX" başlıklı, bir çan çalınması ile seçilir; keyfi olarak ölçeklenmiş irrasyonel birimler, 3D baskı, seisden giriş gibi özellikleri destekleyen.
