Ричард Хэмминг - Richard Hamming

Ричард Хэмминг
Ричард Хэмминг.jpg
Родившийся(1915-02-11)11 февраля 1915 г.
Чикаго, Иллинойс, США
Умер7 января 1998 г.(1998-01-07) (82 года)
Монтерей, Калифорния, НАС.
Альма-матерЧикагский университет (Б.С. 1937)
Университет Небраски (M.A. 1939)
Университет штата Иллинойс в Урбане-Шампейн (Доктор философии, 1942 г.)
Известен
НаградыПремия Тьюринга (1968)
Премия IEEE Эмануэля Р. Пиоре (1979)
Премия Гарольда Пендера (1981)
Медаль Хэмминга IEEE (1988)
Научная карьера
ПоляМатематика
Учреждения
ТезисНекоторые вопросы граничной теории линейных дифференциальных уравнений (1942)
ДокторантВальдемар Трьицински
ДокторантыМартин Мандельберг
ВлиянияМартин Мандельберг
Под влияниемДэвид Дж. Фарбер

Ричард Уэсли Хэмминг (11 февраля 1915 г. - 7 января 1998 г.) был американским математиком, чья работа имела много значений для компьютерная инженерия и телекоммуникации. Его вклад включает Код Хэмминга (который использует Матрица Хэмминга ), Окно Хэмминга, Числа Хэмминга, сфера-упаковка (или же Граница Хэмминга ), а Расстояние Хэмминга.

Хэмминг родился в Чикаго, учился Чикагский университет, Университет Небраски и Университет штата Иллинойс в Урбане-Шампейн, где он написал докторскую диссертацию по математике под руководством Вальдемар Трьицински (1901–1973). В апреле 1945 г. он присоединился к Манхэттенский проект на Лос-Аламосская лаборатория, где он запрограммировал IBM счетные машины который вычислил решение уравнений, предоставленных физиками проекта. Он ушел, чтобы присоединиться к Bell Telephone Laboratories в 1946 году. В течение следующих пятнадцати лет он принимал участие почти во всех самых выдающихся достижениях лабораторий. За свою работу он получил Премия Тьюринга в 1968 году, став третьим получателем.

После ухода из Bell Labs в 1976 году Хэмминг занял позицию в Военно-морская аспирантура в Монтерей, Калифорния, где он работал адъюнкт профессор и старший преподаватель в Информатика, и посвятил себя обучению и написанию книг. Он прочитал свою последнюю лекцию в декабре 1997 года, всего за несколько недель до того, как умер от сердечного приступа 7 января 1998 года.

Ранние годы

Ричард Уэсли Хэмминг родился в Чикаго, штат Иллинойс, 11 февраля 1915 года.[1] сын Ричарда Дж. Хэмминга, кредитного менеджера, и Мэйбл Г. Редфилд.[2] Он вырос в Чикаго, где учился Крановая техническая школа и Крейн младший колледж.[2]

Изначально Хэмминг хотел изучать инженерное дело, но во время Великая депрессия, и единственное предложение стипендии, которое он получил, поступило от Чикагский университет, не имевшего инженерного училища. Вместо этого он стал студентом естественных наук по специальности математика,[3] и получил степень бакалавра наук в 1937 году.[1] Позже он посчитал это удачным поворотом событий. «Как инженер, - сказал он, - я был бы тем парнем, который лезет в люки вместо того, чтобы получать удовольствие от работы на границе».[1]

Он продолжал получать степень магистра гуманитарных наук в Университет Небраски в 1939 г., а затем поступил в Университет штата Иллинойс в Урбане-Шампейн, где он написал докторскую диссертацию по Некоторые вопросы граничной теории линейных дифференциальных уравнений под присмотром Вальдемар Трьицински.[3] Его диссертация была продолжением работ Трьицинского в этой области. Он посмотрел на Функция Грина и дальнейшее развитие Яков Тамаркин методы получения характеристика решения.[4] Когда он был аспирантом, он обнаружил и прочитал Джордж Буль с Законы мысли.[5]

Иллинойский университет в Урбане-Шампейне присвоил Хэммингу докторскую степень в 1942 году, и он стал там преподавателем математики. Он женился на Ванде Литтл, однокурснице, 5 сентября 1942 года.[3] сразу после того, как она получила степень магистра английской литературы. Они останутся в браке до его смерти, но не имеют детей.[2] В 1944 году он стал доцентом Научная школа JB Speed на Университет Луисвилля в Луисвилл, Кентукки.[3]

Манхэттенский проект

С Вторая Мировая Война все еще продолжается, Хэмминг покинул Луисвилл в апреле 1945 года, чтобы работать над Манхэттенский проект на Лос-Аламосская лаборатория, в Ганс Бете подразделения, программирование IBM счетные машины который вычислил решение уравнений, предоставленных физиками проекта. Его жена Ванда вскоре последовала за ним, устроившись на работу в Лос-Аламос в качестве человеческий компьютер, работая на Бете и Эдвард Теллер.[3] Позже Хэмминг вспоминал, что:

Незадолго до первого полевого испытания (вы понимаете, что маломасштабный эксперимент не может быть проведен - либо у вас есть критическая масса, либо нет), один человек попросил меня проверить некоторые арифметические действия, которые он сделал, и я согласился, думая обмануть его. прочь на некоторых подчиненных. Когда я спросил, что это было, он ответил: «Это вероятность того, что испытательная бомба воспламенит всю атмосферу». Решил сам проверить! На следующий день, когда он пришел за ответами, я заметил ему: «Арифметика, по-видимому, верна, но я не знаю формул для сечений захвата кислорода и азота - в конце концов, не могло быть никаких экспериментов с необходимой энергией. уровней ". Он ответил, как физик разговаривает с математиком, что хочет, чтобы я проверил арифметику, а не физику, и ушел. Я сказал себе: «Что ты наделал, Хэмминг, ты рискуешь всей жизнью, известной во Вселенной, и не знаешь многого из существенной части?» Я ходил по коридору, когда друг спросил меня, что меня беспокоит. Я сказал ему. Его ответ был: «Неважно, Хэмминг, никто никогда не будет винить тебя».[5]

Хэмминг оставался в Лос-Аламосе до 1946 года, когда он принял должность в Bell Telephone Laboratories (BTL). Для поездки в Нью-Джерси он купил Клаус Фукс старая машина. Когда он позже продал его всего за несколько недель до того, как Фукс был разоблачен как шпион, ФБР посчитал время достаточно подозрительным, чтобы допросить Хэмминга.[2] Хотя Хэмминг описал свою роль в Лос-Аламосе как «компьютерного дворника»,[6] он видел компьютерное моделирование экспериментов, которые невозможно было бы провести в лаборатории. «И когда у меня было время подумать об этом, - вспоминал он позже, - я понял, что это означает, что наука будет изменена».[1]

Bell Laboratories

Двумерная визуализация Расстояние Хэмминга. Цвет каждого пиксель указывает на Расстояние Хэмминга между двоичные представления его координат x и y, по модулю 16, в 16-цветной системе.

В Bell Labs Хэмминг какое-то время жил в офисе с Клод Шеннон. В отдел математических исследований также входили Джон Тьюки и ветераны Лос-Аламоса Дональд Линг и Броквей Макмиллан. Шеннон, Линг, Макмиллан и Хэмминг стали называть себя Молодые турки.[3] «Мы были первоклассными нарушителями спокойствия», - вспоминал позже Хэмминг. «Мы делали нетрадиционные вещи нетрадиционными способами и все же получали ценные результаты. Поэтому менеджменту приходилось терпеть нас и оставлять нас в покое большую часть времени».[1]

Хотя Хэмминга наняли для работы над теория упругости, он по-прежнему проводил много времени за счетными машинами.[6] Перед тем, как отправиться домой в пятницу 1947 года, он настроил машины на выполнение длинной и сложной серии вычислений в выходные дни, а когда прибыл в понедельник утром, обнаружил, что в начале процесса произошла ошибка и в расчетах были ошибки. выключенный.[7] Цифровые машины обрабатывали информацию как последовательности нулей и единиц, единицы информации, которые Тьюки назвал бы "биты ".[8] Если один бит в последовательности был неправильным, то была бы ошибкой вся последовательность. Чтобы обнаружить это, бит четности использовался для проверки правильности каждой последовательности. «Если компьютер может определить, когда произошла ошибка, - рассуждал Хэмминг, - несомненно, есть способ узнать, где именно произошла ошибка, чтобы компьютер мог исправить ошибку сам».[7]

Хэмминг поставил перед собой задачу решить эту проблему,[2] который, как он понял, будет иметь огромное количество применений. Каждый бит может быть только нулем или единицей, поэтому, если вы знаете, какой бит неправильный, его можно исправить. В знаменательной статье, опубликованной в 1950 году, он представил концепцию количества позиций, в которых различаются два кодовых слова, и, следовательно, сколько изменений требуется для преобразования одного. кодовое слово в другой, который сегодня известен как Расстояние Хэмминга.[9] Таким образом, Хэмминг создал семейство математических коды с исправлением ошибок, которые называются Коды Хэмминга. Это не только решило важную проблему в области телекоммуникаций и информатики, но и открыло целую новую область исследований.[9][10]

В Граница Хэмминга, также известное как упаковка сфер или граница объема, является пределом параметров произвольной код блока. Это из интерпретации с точки зрения упаковка сфер на расстоянии Хэмминга в Космос из всех возможных слов. Это дает важное ограничение на эффективность с помощью которого любой код с исправлением ошибок может использовать пространство, в которое встроены его кодовые слова. Код, который достигает границы Хэмминга, называется совершенным кодом. Коды Хэмминга - это совершенные коды.[11][12]

Возвращаясь к дифференциальные уравнения, Хэмминг изучал способы их численного интегрирования. Популярным подходом в то время был метод Милна, приписываемый Артур Милн.[13] Это имело недостаток в нестабильности, так что при определенных условиях результат мог быть заглушен шумом округления. Хэмминг разработал улучшенную версию предиктора-корректора Хэмминга. Он использовался в течение многих лет, но с тех пор был заменен Метод Адамса.[14] Он провел обширное исследование цифровых фильтры, разрабатывая новый фильтр, Окно Хэмминга, и в итоге написать целую книгу по этой теме, Цифровые фильтры (1977).[15]

В 1950-х годах он запрограммировал один из первых компьютеров, IBM 650, и с Рут А. Вайс разработал Язык программирования L2, один из первых компьютерных языков, в 1956 году. Он широко использовался в Bell Labs, а также внешними пользователями, которые знали его как Bell 2. Его заменил Фортран когда IBM 650 от Bell Labs были заменены на IBM 704 в 1957 г.[16]

В Дисциплина программирования (1967), Эдсгер Дейкстра приписал Хэммингу проблему эффективного поиска обычные числа.[17] Проблема стала известна как «проблема Хэмминга», а обычные числа в информатике часто называют числами Хэмминга, хотя он их не обнаружил.[18]

На протяжении всего времени в Bell Labs Хэмминг избегал управленческих обязанностей. Несколько раз его продвигали на руководящие должности, но всегда удавалось сделать это временно. «В некотором смысле я знал, что, избегая управления, - вспоминал он позже, - я не выполнял свой долг перед организацией. Это одна из моих самых больших неудач».[1]

Более поздняя жизнь

Хэмминг служил президентом Ассоциация вычислительной техники с 1958 по 1960 гг.[6] В 1960 году он предсказал, что половина бюджета Bell Lab будет потрачена на вычисления. Никто из его коллег не думал, что он когда-либо будет настолько высоким, но на самом деле его прогноз оказался слишком низким.[19] Его философия научных вычислений стала девизом его Численные методы для ученых и инженеров (1962):

Цель вычислений - понимание, а не числа.[20]

Позже Хэмминг заинтересовался преподаванием. С 1960 по 1976 год, когда он покинул лабораторию Bell, он занимал должность приглашенного или адъюнкт-профессора в Стэндфордский Университет, Технологический институт Стивенса, то Городской колледж Нью-Йорка, то Калифорнийский университет в Ирвине и Университет Принстона.[21] Будучи младотурком, Хэмминг возмущался старшими учеными, которые использовали пространство и ресурсы, которые были бы гораздо лучше использованы молодыми турками. Глядя на памятный плакат с ценными достижениями Bell Labs, он отметил, что он работал или был связан почти со всеми из перечисленных в первой половине своей карьеры в Bell Labs, но не во второй. Поэтому он решил уйти на пенсию в 1976 году, спустя тридцать лет.[1]

В 1976 году переехал в Военно-морская аспирантура в Монтерей, Калифорния, где он работал Адъюнкт профессор и старший преподаватель в Информатика.[2] Он бросил исследования и сосредоточился на преподавании и написании книг.[3] Он отметил, что:

То, как сейчас преподают математику, чрезвычайно скучно. В книге по математике, которую мы сейчас используем в моем кампусе, я не нашел ни одной задачи, ответ на которую, как мне казалось, был бы интересен студенту! Задачи в тексте подобны разгадыванию кроссворда - с уверенностью сказать сложно, но результат не имеет значения в жизни.[3]

Хэмминг попытался исправить ситуацию новым текстом, Методы математики в применении к исчислению, теории вероятностей и статистики (1985).[3] В 1993 году он заметил, что «когда я покинул BTL, я знал, что это был конец моей научной карьеры. Когда я уйду отсюда, в другом смысле, это действительно конец».[1] Так оно и оказалось. Он стал Заслуженный профессор в отставке в июне 1997 г.,[22] и прочитал свою последнюю лекцию в декабре 1997 года, всего за несколько недель до своей смерти от сердечного приступа 7 января 1998 года.[6] Его пережила жена Ванда.[22]

Появления

  • Хэмминг принимает участие в сериале 1962 года. Компьютер и разум человека[23]

Награды и профессиональное признание

В Медаль Ричарда Хэмминга IEEE, названная в его честь, ежегодно присуждается Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) за «исключительный вклад в информационные науки, системы и технологии ", и он был первым, кто получил эту медаль.[31] На обратной стороне медали изображена проверочная матрица Хэмминга для кода Хэмминга с исправлением ошибок.[6]

Библиография

  • Хэмминг, Ричард В. (1962). Численные методы для ученых и инженеров. Нью-Йорк: Макгроу-Хилл.; второе издание 1973 г.
  • — (1968). Исчисление и компьютерная революция. Бостон: Хоутон-Миффлин.
  • — (1971). Введение в прикладной численный анализ. Нью-Йорк: Макгроу-Хилл.; Hemisphere Pub. Corp Reprint 1989; Репринт Дувра 2012
  • — (1972). Компьютеры и общество. Нью-Йорк: Макгроу-Хилл.
  • — (1977). Цифровые фильтры. Энглвуд Клиффс, Нью-Джерси: Прентис Холл. ISBN  978-0-13-212571-0.; второе издание 1983 г .; третье издание 1989 г..
  • — (1980). Неоправданная эффективность математики. Вашингтон, округ Колумбия: The American Mathematical Monthly.
  • — (1980). Кодирование и теория информации. Энглвуд Клиффс, Нью-Джерси: Прентис Холл. ISBN  978-0-13-139139-0.; второе издание 1986 г.
  • — (1985). Методы математики в применении к исчислению, теории вероятностей и статистики. Энглвуд Клиффс, Нью-Джерси: Прентис Холл. ISBN  978-0-13-578899-8.
    Нетрадиционный вводный учебник, в котором делается попытка обучить математическому анализу и одновременно дать некоторое представление о том, для чего он нужен. Может представлять особый интерес для кого-то обучение вводный курс по исчислению с использованием обычного учебника для ознакомления с некоторыми новыми педагогическими точками зрения.
  • — (1991). Искусство вероятности для ученых и инженеров. Редвуд-Сити, Калифорния: Аддисон-Уэсли. ISBN  978-0-201-51058-4.
  • — (1997). Искусство заниматься наукой и разработкой: Учиться усваивать знания. Австралия: Гордон и Брич. ISBN  978-90-5699-500-3.
    Развлекательно и поучительно. Хэмминг пытается извлечь общие уроки - как личные, так и технические, - чтобы помочь человеку сделать успешную техническую карьеру, рассказывая истории из собственного опыта.

Примечания

  1. ^ а б c d е ж грамм час «Пионеры компьютеров - Ричард Уэсли Хэмминг». IEEE Computer Society. Получено 30 августа, 2014.
  2. ^ а б c d е ж Карнес 2005 С. 220–221.
  3. ^ а б c d е ж грамм час я «Ричард У. Хэмминг - обладатель премии А.М. Тьюринга». Ассоциация вычислительной техники. Получено 30 августа, 2014.
  4. ^ "Биография Хэмминга". Сент-Эндрюсский университет. Получено 30 августа, 2014.
  5. ^ а б Хэмминг 1998, п. 643.
  6. ^ а б c d е Морган 1998, п. 972.
  7. ^ а б "Дополнительные материалы Ричарда У. Хэмминга". Ассоциация вычислительной техники. Получено 30 августа, 2014.
  8. ^ Шеннон 1948, п. 379.
  9. ^ а б Морган 1998 С. 973–975.
  10. ^ Хэмминг 1950 С. 147–160.
  11. ^ Лин и Син 2004 С. 82–88.
  12. ^ Плесс 1982 С. 21–24.
  13. ^ Вайсштейн, Эрик В. «Метод Милна». MathWorld. Получено 2 сентября, 2014.
  14. ^ Морган 1998, п. 975.
  15. ^ Морган 1998, п. 976–977.
  16. ^ Холбрук, Бернард Д.; Браун, У. Стэнли. "Технический отчет по вычислительной науке № 99 - История компьютерных исследований в Bell Laboratories (1937–1975)". Bell Labs. Архивировано из оригинал 2 сентября 2014 г.. Получено 2 сентября, 2014.
  17. ^ Дейкстра 1976 С. 129–134.
  18. ^ "Проблема Хэмминга". Cunningham & Cunningham, Inc. Получено 2 сентября, 2014.
  19. ^ Морган 1998, п. 977.
  20. ^ Хэмминг 1962, стр. VII, 276, 395.
  21. ^ Карнес 2005, п. 220–221; Tveito, Bruaset & Lysne, 2009 г., п. 59.
  22. ^ а б Фишер, Лоуренс (11 января 1998 г.). «Ричард Хэмминг, 82 года, умер; пионер цифровых технологий». Нью-Йорк Таймс. Получено 30 августа, 2014.
  23. ^ "Форум читателей и редакторов: Новый компьютерный сериал" (PDF). Компьютеры и автоматика. XII (1): 46–47. Январь 1963 г.
  24. ^ "Премия А. М. Тьюринга". Ассоциация вычислительной техники. Архивировано из оригинал 12 декабря 2009 г.. Получено 5 февраля, 2011.
  25. ^ «Лауреаты премии IEEE Эмануэля Р. Пиоре» (PDF). IEEE. Получено 5 февраля, 2011.
  26. ^ "Справочник членов NAE - доктор Ричард В. Хэмминг". Национальная инженерная академия. Получено 5 февраля, 2011.
  27. ^ "Премия Гарольда Пендера". Школа инженерии и прикладных наук, Пенсильванский университет. Получено 5 февраля, 2011.
  28. ^ "Получатели медали Ричарда У. Хэмминга IEEE" (PDF). IEEE. Получено 5 февраля, 2011.
  29. ^ «Стипендиаты ACM - H». Ассоциация вычислительной техники. Архивировано из оригинал 24 января 2011 г.. Получено 5 февраля, 2011.
  30. ^ «Победители премии (в хронологическом порядке)». Фонд Эдуарда Рейна. Архивировано из оригинал 18 июля 2011 г.. Получено 5 февраля, 2011.
  31. ^ "Медаль Ричарда В. Хэмминга IEEE". IEEE. Получено 5 февраля, 2011.

Рекомендации

внешняя ссылка