Кіріспе

Американдық компьютер ғалымы және математик (1938 жылы туған) Дональд Эрвин Кнут (/k//ə/'/n//uː//θ/ Knuth) – «Компьютерлік бағдарламалау өнері» атты көп томдық еңбектің авторы. Ол алгоритмдердің есептеу күрделілігін қатаң талдауды дамытуға және оны жүйелеу үшін формалды математикалық әдістерді жасауға үлес қосты. Осы процесте ол асимптотикалық нотацияны да танымал етті. Теориялық компьютерлік ғылымның бірнеше саласына қосқан маңызды үлесінен басқа, Кнут TeX компьютерлік жинақтау жүйесін, оған байланысты METAFONT қаріптерді анықтау тілі мен көрсету жүйесін, сондай-ақ Computer Modern қаріптер отбасын жасады. Жазушы және ғалым ретінде Кнут WEB және CWEB компьютерлік бағдарламалау жүйелерін құрды, олар түсінікті бағдарламалауды ынталандыруға және жеңілдетуге бағытталған. Ол бағдарламалық қамтамасты патенттеуге қатысты қарсы және өз пікірін АҚШ-тың Патент және сауда белгілері бюросына және Еуропалық патенттік ұйымға жеткізді.

Ерте өмір

Дональд Кнут Висконсин штатының Милуоки қаласында Эрвин Генри Кнут пен Луиза Мари Бонингтің отбасында дүниеге келді. Ол өзінің тегін "Орталық батыстың лютерандық немісі" деп сипаттайды. Оның әкесі шағын баспа бизнесін жүргізіп, есепке алуды оқытқан. Милуоки лютеран орта мектебінде оқып жүргенде Кнут мәселелерді шешудің тапқыр жолдарын ойлап тапты. Мысалы, сегізінші сыныпта ол "Ziegler's Giant Bar" сөзіндегі әріптерді қайта орналастыру арқылы қанша сөз жасауға болатынын анықтау үшін жарысқа қатысты; төрешілер осындай 2500 сөзді анықтаған. Мектептен уақыт босату үшін, іш ауруымен ауырғанын айтып, Кнут толық сөздікті пайдаланып, фразадағы әріптерді қолданып әрбір сөзді құрастыруға болатынын анықтады. Осы алгоритмді пайдаланып, ол 4500-нен астам сөзді анықтап, жеңіске жетті. Жүлде ретінде мектепке жаңа телевизор және барлық сыныптастарына жеуге жеткілікті шоколад таяқшалары берілді.

Білім

Кнут 1956 жылы Огайо штатындағы Кливленд қаласындағы Кейс технология институтына (қазір Кейс-Уэстерн резерв университетінің бөлігі) физикадан стипендия алып оқуға түсті. Ол сондай-ақ "Тета-Чи" бауырластығының "Бета-Ну" бөліміне қосылды. Кейсте физика оқып жүргенде Кнут алғашқы коммерциялық компьютерлердің бірі – IBM 650 компьютерімен танысты. Компьютердің нұсқаулығын оқығаннан кейін, мектепте қолданылатын машинаның құрастыру және компилятор кодтарын жақсырақ жасай алатынына сеніп, қайта жазуға шешім қабылдады. 1958 жылы Кнут мектеп баскетбол командасының ойындарын жеңуіне көмектесетін бағдарлама жасады. Ол ойыншылардың ұпай жинау ықтималдығын бағалау үшін оларға "мәндік көрсеткіштер" берді, бұл жаңа тәсіл кейіннен Newsweek және CBS Evening News жаңалықтарында жарияланды. Содан кейін физикадан математикаға ауысып, 1960 жылы Кейстен екі диплом алды:

Алғашқы жұмыстар

1963 жылы докторлық диссертациясын қорғағаннан кейін Кнут Калтех университетінің факультетіне ассистент-профессор болып қабылданды. «Компьютерлік бағдарламалау өнері» кітабының бірінші томын жариялауға аздай қалғанда, Кнут Калтехтен кетіп, сол кезде Принстон кампусында орналасқан Қорғаныс талдау институтының коммуникациялық зерттеулер бөлімінде жұмыс істеуге келісті. Бұл бөлім Ұлттық қауіпсіздік агенттігіне қолдау көрсету үшін криптография саласында математикалық зерттеулер жүргізіп жатқан еді. 1967 жылы Кнут Индустриялық және қолданбалы математика қоғамының конференциясына қатысып, біреу оның қандай жұмыспен айналысатынын сұрады. Ол кезде компьютерлік ғылым сандық талдау, жасанды интеллект және бағдарламалау тілдеріне бөлінген болатын. Өзінің зерттеулері мен «Компьютерлік бағдарламалау өнері» кітабын оқығаннан кейін Кнут келесі рет сұрағанда «Алгоритмдерді талдау» деп жауап беретініне шешім қабылдады. 1969 жылы Кнут Принстондағы лауазымын тастап, Стэнфорд университетінің факультетіне қосылды, онда ол 1977 жылы Компьютер ғылымдарының Флетчер Джонс профессоры атанды. 1990 жылы «Компьютерлік бағдарламалау өнері» пәнінің профессоры болды және 1993 жылдан бері зейнеткерлікте.

Жазбалар

Кнут – жазушы, әрі компьютер ғалымы.

Өзінің діни нанымдары туралы шығармалары

Компьютер ғылымы туралы жазған еңбектерімен қатар, лютеран Кнут "3:16 Библия мәтіндері: түсіндірмелер" кітабының авторы. Онда ол әр кітаптың 3-тарауының 16-аятындағы мәтіндерді жүйелі түрде талдау арқылы зерттейді. Әр аят Герман Запф жетекшілік ететін каллиграфтар тобының салған көркем жазу үлгісімен бірге келген. Кнут МТИ-де "3:16" жобасының негізіндегі дін және компьютер ғылымына қатысты көзқарастары туралы лекция оқуға шақырылды, нәтижесінде "Компьютер ғалымы сирек сөйлейтін нәрселер" атты тағы бір кітабы жарық көрді, онда ол "Құдай және Компьютер ғылымы" лекцияларын жариялады.

Бағдарламалық жасақтама патенттері туралы пікір

Кнут тривиалды шешімдерге бағдарламалық қамтамасыз ету патенттерін беруге қатаң қарсы, бірақ сызықтық бағдарламалаудың ішкі нүктелік әдісі сияқты күрделі емес шешімдерге қатысты көзқарасы ашық әрі нюанстарлы. Ол АҚШ-тың Патент және сауда белгілері кеңсесі мен Еуропалық патенттік ұйымға өз наразылығын тікелей білдірген.

Цифрлық үлгілеу

1970 жылдары TAOCP баспашылары Монотиптен бас тартып, фотожинақтап басуға көшті. Кнут бұл жаңа жүйенің ескісімен жинақталған алдыңғы томдардың сапасына жете алмайтынына қатты ашуланды, сондықтан ол цифрлық жинақтаумен айналысып, TeX және Metafont жүйелерін жасады.

Жеке өмір

Дональд Кнут 1961 жылдың 24 маусымында Калифорния технология институтында аспирант болып оқығанда Нэнси Джилл Картерге үйленді. Олардың екі баласы бар: Джон Мартин Кнут және Дженнифер Сиера Кнут. Кнут жылына бірнеше рет Стэнфорд университетінде бейресми лекциялар оқиды, оларды ол "Компьютерлік толғаныстар" деп атайды. Ол 2017 жылға дейін Ұлыбританиядағы Оксфорд университетінің Компьютерлік ғылымдар бөлімінде қонақ профессор және Магдален колледжінің құрметті мүшесі болды. Кнут органшы және композитор. Ол әкесімен бірге лютерандық қауымдарда органмен музыка ойнаған. Кнут пен оның әйелі үйінде 16 регистрлі орган бар. 2016 жылы ол органға арналған "Фантазия Апокалиптика" шығармасын аяқтады, оны ол "Әулие Иоаннның Аян кітабының грек мәтінін музыкаға аудару" деп атайды. Ол 2018 жылдың 10 қаңтарында Швецияда тұңғыш рет орындалды.

Қытай атауы

Кнуттың қытай тіліндегі есімі Гао Дена.

Денсаулыққа қатысты мәселелер

2006 жылы Кнутқа простата қатерлі ісігі диагнозы қойылды. Сол жылдың желтоқсан айында оған операция жасалды және ол видеоавтобиографиясында "сақтық үшін сәулелік терапиядан сәл өтті, бірақ болжам өте жақсы" деді.

Құмарлық

Кнут өзінің кітаптарында табылған кез келген типографиялық қателер немесе кемшіліктер үшін 2,56 доллар төлейтін, себебі "256 цент – бұл бір он алтылық доллар", ал "құнды ұсыныстар" үшін 0,32 доллар. Массачусетс технология институтының Technology Review журналында бұл Кнуттың сыйлықтары "компьютерлік әлемінің ең бағалы трофейлерінің бірі" деп жазылған. 2008 жылы банк алаяқтығына байланысты Кнут нақты чектерді жіберуді тоқтатуға мәжбүр болды, ал қазір әрбір қате табушыға өзінің ойдағы "Сан-Серрифе банкісінің" жарияланған балансынан "депозит сертификатын" береді. Бірде ол тілшіге: "Жоғарыдағы кодтағы қателерден сақ болыңыз; мен оны дұрыс екенін дәлелдедім, бірақ сынап көрген жоқпын", - деп ескертті. Рекурсия тұжырымын көрсету үшін Кнут "Айналма анықтама" және "Айналма анықтама" терминдерін "Компьютерлік бағдарламалау өнері" кітабының 1-томдық индексінде бір-біріне сілтеме жасады. "Нақты математика" кітабының кіріспесінде мына абзас бар: "ДЕК" Стэнфордта алғаш рет "Нақты математика" курсын оқытқанда, ол сәл ерекше атауды жұмсақ емес, керісінше қиын математика курсын оқытуға жасаған әрекетімен түсіндірді. Ол әріптестерінің күтіміне қарамастан, жинақтамалар теориясын, Стоунның ендіру теоремасын және тіпті Стоун-Чех тығыздалуын оқытпайтынын жариялады. (Құрылыс факультетінің бірнеше студенті орнынан тұрып, тыныш түрде бөлмеден шығып кетті.) TUG 2010 конференциясында Кнут TeX-тің сатирикалық XML негізіндегі мұрагері "iTeX" (, қоңыраумен орындалды) деп аталатын жаңа нұсқасын жариялады, ол кез келген масштабтағы иррационалдық бірліктерді, 3D басып шығаруды, сейсмографтар мен жүрек мониторларынан деректерді қабылдауды, анимацияны және стерео дыбысты қолдайды.