Введение

Американский математик (1913–2004) американский криминолог.

Герман Хайн Голдстайн (13 сентября 1913 – 16 июня 2004) был математиком и ученым в области вычислительной техники, работавшим директором машины IAS в Институте перспективных исследований и внесшим вклад в разработку ENIAC, первого современного электронного цифрового компьютера. Позже он много лет работал в IBM в качестве IBM Fellow – самой престижной технической должности в компании.

Ранние годы

Голдстайн родился в Чикаго в 1913 году в семье евреев. Он учился в Чикагском университете, где вступил в братство Phi Beta Kappa и окончил его со степенью бакалавра математики в 1933 году, степенью магистра в 1934 году и докторской степенью в 1936 году. В течение трех лет он был научным сотрудником под руководством Гильберта Эймса Блисса, признанного эксперта в области математической теории внешней баллистики.

Начало карьеры

В 1939 году Голдстайн начал преподавать в Мичиганском университете, до вступления Соединенных Штатов во Вторую мировую войну, после чего он поступил на службу в армию США.

BRL и школа Мура

В результате вступления Соединенных Штатов во Вторую мировую войну, Голдстайн покинул Мичиганский университет, где он преподавал, в июле 1942 года, чтобы поступить на военную службу. Он получил звание лейтенанта и работал математиком в области вооружения, рассчитывая таблицы стрельбы в Баллистической исследовательской лаборатории (BRL) на Абердинском полигоне в штате Мэриленд. Эти таблицы использовались в бою для определения угла возвышения и азимута при наведении артиллерии, дальность стрельбы которой составляла несколько миль. Расчеты для таблиц выполняли около ста женщин, работавших на механических настольных калькуляторах. Для каждой комбинации орудия, снаряда и географического региона требовался свой уникальный набор таблиц стрельбы. Для вычисления одной траектории требовалось около 750 вычислений, а каждая таблица содержала около 3000 траекторий. Человеку-вычислителю требовалось не менее 7 часов для расчета одной траектории. Чтобы увеличить производительность, BRL привлекла вычислительные мощности Школы электротехники Мура при Университете Пенсильвании, и Голдстайн выполнял роль связующего звена между BRL и университетом.

ENIAC

В то время как инженер Джозеф Чаплин вносил некоторые коррективы в механический дифференциальный анализатор Школы Мура, он предложил Голдстину посетить Джона Маучли, преподавателя физики в Школе Мура, который распространил служебную записку, в которой утверждалось, что вычисления можно выполнять в тысячи раз быстрее с помощью электронного компьютера на вакуумных лампах. Маучли написал предложение, и в июне 1943 года он и Голдстайн получили финансирование от армии на этот проект. ENIAC был построен за 30 месяцев, потребовав 200 000 человеко-часов. ENIAC был огромен, его размеры составляли 9 на 18 метров, а вес – 30 тонн, он содержал 18 000 вакуумных ламп. Устройство могло хранить всего 20 чисел, а на его программирование уходили дни. Он был завершен в конце 1945 года, когда Вторая мировая война близилась к завершению.

EDVAC

Несмотря на разочарование от того, что ENIAC не внес вклад в военные действия, интерес армии к разработке электронного компьютера оставался высоким. Еще до завершения ENIAC армия заключила второй контракт со Школой Мура на создание усовершенствованной машины, известной как EDVAC. Голдстайн, Мохли, Дж. Преспер Эккерт и Артур Беркс приступили к изучению разработки новой машины, надеясь устранить недостатки ENIAC.

Встреча с Джоном фон Нойманом

Летом 1944 года Голдстайн случайно встретил выдающегося математика Джона фон Неймана на железнодорожной платформе в Абердине, штат Мэриленд, и рассказал ему о своем проекте в Университете Пенсильвании. Голдстайн не знал, что фон Нейман в то время работал над Манхэттенским проектом, целью которого было создание первой атомной бомбы. Вычисления, необходимые для этого проекта, также были чрезвычайно сложными.

Первый проект

В результате его бесед с Голдстайном, фон Нейман присоединился к исследовательской группе и написал записку под названием «Первый проект доклада о EDVAC». Фон Нейман намеревался, чтобы это была записка для исследовательской группы, но Голдстайн оформил её в 101-страничный документ, в котором фон Нейман был указан единственным автором. 25 июня 1946 года Голдстайн разослал 24 экземпляра документа лицам, непосредственно вовлечённым в проект EDVAC; в последующие недели десятки, а возможно, и сотни мимеографированных копий доклада были отправлены коллегам фон Неймана в университетах Соединенных Штатов и Великобритании. Несмотря на неполноту, работа была очень хорошо принята и стала основой для создания электронных цифровых компьютеров. Благодаря известности фон Неймана как выдающегося американского математика, архитектура EDVAC стала известна как архитектура фон Неймана. Одной из ключевых идей «первого проекта» было то, что программист мог хранить программу в электронной памяти компьютера, а не программировать его с помощью механических переключателей и соединительных кабелей. Эта и другие идеи, представленные в докладе, обсуждались в исследовательской группе EDVAC до присоединения к ней фон Неймана. Тот факт, что Экерт и Мокли, фактические изобретатели и конструкторы ENIAC, не были указаны в качестве соавторов, вызвал возмущение, которое привело к роспуску группы в конце войны. Экерт и Мокли основали компанию Eckert Mauchly Computer Corporation, которая частично существует и сегодня как Unisys Corporation, в то время как фон Нейман, Голдстайн и Беркс перешли к научной деятельности в Институте перспективных исследований. Летом 1946 года они все вновь встретились, чтобы выступить с докладами на первом компьютерном курсе, который впоследствии стал известен как Лекции школы Мура; доклады Голдстайна, представленные без записок, глубоко и тщательно освещали численные математические методы, полезные при разработке программ для цифровых компьютеров.

Институт передовых исследований

После Второй мировой войны Голдстайн присоединился к фон Нейману и Берксу в Институте перспективных исследований в Принстоне, где они построили компьютер, известный как машина IAS. Голдстайн был назначен помощником директора проекта, а позднее стал его директором, начиная с 1954 года. Машина IAS оказала влияние на конструкцию ранних компьютеров IBM через фон Неймана, который был консультантом IBM. После смерти фон Неймана в 1957 году проект компьютера IAS был завершен. Голдстайн стал директором-основателем отдела математических наук в исследовательском центре IBM Watson в Йорктауне-Хайтс, штат Нью-Йорк.

IBM

В IBM одной из наиболее важных ролей Голдстайна было развитие связей между исследователями IBM и академическим сообществом. В 1969 году он был удостоен звания IBM Fellow – высшей технической награды компании – и стал консультантом директора по исследованиям. Будучи IBM Fellow, Голдстайн проявил интерес к истории вычислительной техники и математических наук. Он написал три книги на эту тему: «Компьютер от Паскаля до фон Неймана», «История численного анализа XVI–XIX веков» и «История вариационного исчисления XVII–XIX веков». Как следует из названия, в книге «Компьютер от Паскаля до фон Неймана» Голдстайн не оставляет сомнений в том, что, по его мнению, фон Нейман сыграл ключевую роль в разработке современных теорий вычислений.

Поздняя карьера

На пенсии Голдстайн занимал должность исполнительного директора Американского философского общества в Филадельфии с 1985 по 1997 год, и на этом посту ему удалось привлечь множество выдающихся гостей и докладчиков.

Личная жизнь

В 1941 году он женился на Адель Кац, которая была программистом ENIAC и написала техническое описание к ENIAC. У него родились дочь и сын от Адель, которая умерла в 1964 году. Два года спустя он женился на своей второй жене, Эллен Уотсон.

Смерть

Голдстайн умер 16 июня 2004 года в своем доме в Брин-Мор, штат Пенсильвания, после продолжительной борьбы с болезнью Паркинсона. О его смерти объявился Исследовательский центр имени Томаса Дж. Уотсона в Йорктауне-Хайтс, штат Нью-Йорк, где постдокторантская стипендия была переименована в его честь.

Публикации

Артур В. (Артур Уолтер) Беркс, Герман Хайн Голдстайн, Джон фон Нейман; Предварительное обсуждение логической схемы электронного вычислительного устройства; (Институт перспективных исследований, 1 января 1946) ASIN B0007HW8WE