Richard Hamming - Richard Hamming

Ei pidä sekoittaa Richard Hammondiin .
Richard Hamming
Richard Hamming.jpg
Syntynyt ( 1915-02-11 )11. helmikuuta 1915
Chicago, Illinois, Yhdysvallat
Kuollut 7. tammikuuta 1998 (1998-01-07)(82 -vuotias)
Monterey, Kalifornia , Yhdysvallat
Alma mater Chicagon yliopisto (BS 1937)
Nebraskan yliopisto (MA 1939)
Illinoisin yliopisto Urbana – Champaignissa (toht. 1942)
Tunnettu
Palkinnot Turing -palkinto (1968)
IEEE Emanuel R.Piore -palkinto (1979)
Harold Pender -palkinto (1981)
IEEE Hamming -mitali (1988)
Tieteellinen ura
Kentät Matematiikka
Toimielimet
Väitöskirja Joitakin ongelmia lineaaristen differentiaaliyhtälöiden raja -arvoteoriassa  (1942)
Tohtorin neuvonantaja Waldemar Trjitzinsky
Tohtorikoulutettavat Martin Mandelberg
Vaikutukset Martin Mandelberg
Vaikuttanut David J. Farber

Richard Wesley Hamming (11. helmikuuta 1915 - 7. tammikuuta 1998) oli yhdysvaltalainen matemaatikko, jonka työllä oli monia vaikutuksia tietotekniikkaan ja tietoliikenteeseen. Hänen esityksiinsä kuuluvat Hamming-koodi (joka käyttää Hamming-matriisia ), Hamming-ikkuna , Hamming-numerot , pallopakkaus (tai Hamming-sidottu ) ja Hamming-etäisyys .

Syntynyt Chicagossa, Hamming osallistui University of Chicago , University of Nebraska ja University of Illinois at Urbana- , jossa hän kirjoitti hänen väitöskirjaansa matematiikan valvonnassa Waldemar Trjitzinsky (1901-1973). Huhtikuussa 1945 Paasikivi liittyi Manhattan Project on Los Alamos Laboratory , jossa hän ohjelmoinut IBM laskukoneet että lasketaan ratkaisu yhtälöiden antaman hankkeen fyysikot. Hän lähti liittymään Bell Telephone Laboratoriesiin vuonna 1946. Seuraavien viidentoista vuoden aikana hän oli mukana lähes kaikissa laboratorioiden merkittävimmistä saavutuksista. Työssään hän sai Turing -palkinnon vuonna 1968 ja oli sen kolmas saaja.

Jäätyään eläkkeelle Bell Labs vuonna 1976, Hamming otti kantaa klo Naval tutkijakoulun vuonna Monterey, Kaliforniassa , jossa hän työskenteli apulaisprofessorina ja lehtori vuonna tietotekniikassa ja omistautui opetusta ja kirjojen kirjoittaminen. Hän piti viimeisen luennonsa joulukuussa 1997, vain muutama viikko ennen kuolemaansa sydänkohtaukseen 7. tammikuuta 1998.

Aikainen elämä

Richard Wesley Hamming syntyi Chicagossa, Illinoisissa 11. helmikuuta 1915, luottopäällikön Richard J. Hammingin ja Mabel G. Redfieldin poika. Hän varttui Chicagossa, missä hän osallistui Cranen tekniseen lukioon ja Crane Junior Collegessa .

Hamming halusi aluksi opiskella tekniikkaa, mutta rahaa oli niukasti suuren laman aikana , ja ainoa stipenditarjous, jonka hän sai, tuli Chicagon yliopistolta , jolla ei ollut teknillistä korkeakoulua. Sen sijaan hänestä tuli luonnontieteiden opiskelija, pääaineenaan matematiikka, ja hän suoritti kandidaatin tutkinnon vuonna 1937. Myöhemmin hän piti tätä onnekkaana käänteenä. "Insinöörinä", hän sanoi, "olisin ollut se mies, joka meni kaivoja pitkin sen sijaan, että olisin saanut innostusta etututkimustyöstä."

Hän jatkoi ansaita maisteriksi alkaen University of Nebraska vuonna 1939, ja sitten tuli University of Illinois at Urbana- , jossa hän kirjoitti väitöskirjaansa joitakin ongelmia raja-arvo teoria Linear Differentiaaliyhtälöt alla Waldemar Trjitzinskin valvonta . Hänen väitöskirjansa oli jatkoa Trjitzinskyn työlle tällä alalla. Hän katsoi Greenin funktio ja kehittää edelleen Jacob Tamarkin n menetelmiä saamiseksi ominaisuus ratkaisuja. Kun hän oli jatko-opiskelija, hän löysi ja lukea George Boole 's lakeja Thought .

Illinoisin yliopisto Urbana -Champaignissa myönsi Hammingille filosofian tohtorin vuonna 1942, ja hänestä tuli siellä matematiikan opettaja. Hän meni naimisiin opiskelutoverinsa Wanda Littlen kanssa 5. syyskuuta 1942 heti sen jälkeen, kun hänelle oli myönnetty oma englanninkielisen kirjallisuuden maisteri. He pysyisivät naimisissa hänen kuolemaansa saakka, eikä heillä ollut lapsia. Vuonna 1944 hänestä tuli apulaisprofessori JB Speed tieteellinen Koulu on University of Louisville vuonna Louisville, Kentucky .

Manhattan -projekti

Kanssa toisen maailmansodan vielä kesken, Hamming jäljellä Louisville huhtikuussa 1945 työtä Manhattan-projekti on Los Alamos Laboratory vuonna Hans Bethe n divisioona, ohjelmoinnista IBM laskukoneet että lasketaan ratkaisu yhtälöiden antaman hankkeen fyysikot. Hänen vaimonsa Wanda seurasi pian ja otti työpaikan Los Alamosissa ihmisen tietokoneena ja työskenteli Bethen ja Edward Tellerin palveluksessa . Hamming muistutti myöhemmin, että:

Vähän ennen ensimmäistä kenttätestiä (huomaat, että pienimuotoista kokeilua ei voida tehdä - joko sinulla on kriittinen massa tai sinulla ei ole sitä), mies pyysi minua tarkistamaan jonkin hänen suorittamastaan ​​laskennasta, ja suostuin siihen, että ajattelin ryöstää sen pois joltain alaiselta. Kun kysyin, mitä se oli, hän sanoi: "On todennäköistä, että koepommi sytyttää koko ilmakehän." Päätin tarkistaa itse! Seuraavana päivänä, kun hän haki vastauksia, huomautin hänelle: "Aritmeetti oli ilmeisesti oikein, mutta en tiedä hapen ja typen sieppauspoikkileikkausten kaavoista - loppujen lopuksi tarvittavalla energialla ei voitu tehdä kokeita tasot. " Hän vastasi, kuten fyysikko, joka puhui matemaatikolle, että hän halusi minun tarkistavan aritmeettisen, ei fysiikan, ja lähti. Sanoin itselleni: "Mitä olet tehnyt, Hamming, olet vaarassa vaarantaa kaiken maailmankaikkeudessa tunnetun elämän, etkä tiedä paljon olennaisesta osasta?" Kävelin ylös ja alas käytävällä, kun ystävä kysyi minulta, mikä minua vaivasi. Sanoin hänelle. Hänen vastauksensa oli: "Älä välitä, Hamming, kukaan ei koskaan syytä sinua."

Hamming pysyi Los Alamosissa vuoteen 1946, jolloin hän hyväksyi tehtävän Bell Telephone Laboratoriesissa (BTL). New Jerseyn matkalle hän osti Klaus Fuchsin vanhan auton. Kun hän myöhemmin myi sen vain viikkoja ennen kuin Fuchs paljastettiin vakoojaksi, FBI piti ajoitusta riittävän epäilyttävänä Hammingin kuulusteluun. Vaikka Hamming kuvaili rooliaan Los Alamosissa "tietokoneenhoitajaksi", hän näki tietokoneessa simulaatioita kokeista, joita ei olisi voitu suorittaa laboratoriossa. "Ja kun minulla oli aikaa miettiä sitä", hän muisteli myöhemmin, "tajusin, että se tarkoitti sitä, että tiedettä muutetaan".

Bell Laboratories

Hamming-etäisyyden kaksiulotteinen visualisointi . Kunkin pikselin väri osoittaa Hamming-etäisyyden sen x- ja y-koordinaattien binääristen esitysten välillä , modulo 16, 16-värisessä järjestelmässä.

Bell Labsissa Hamming jakoi toimiston jonkin aikaa Claude Shannonin kanssa . Matemaattisen tutkimuksen osastoon kuuluivat myös John Tukey ja Los Alamosin veteraanit Donald Ling ja Brockway McMillan . Shannon, Ling, McMillan ja Hamming alkoivat kutsua itseään nuoriksi turkkilaisiksi . "Olimme ensimmäisen luokan häiriötekijöitä", Hamming muisteli myöhemmin. "Teimme epätavallisia asioita epätavallisilla tavoilla ja saimme silti arvokkaita tuloksia. Näin ollen johdon oli sietettävä meitä ja jätettävä meidät rauhaan paljon aikaa."

Vaikka Hamming oli palkattu työskentelemään kimmoisuusteorian parissa , hän vietti silti suuren osan ajastaan ​​laskukoneiden kanssa. Ennen kuin hän lähti kotiin eräänä perjantaina vuonna 1947, hän asetti koneet suorittamaan pitkän ja monimutkaisen laskelmasarjan viikonloppuna.Hän havaitsi maanantaiaamuna saapuessaan, että prosessin alkuvaiheessa tapahtui virhe ja että laskelma oli virheellinen vinossa. Digitaaliset koneet manipuloivat tietoa nolla- ja ykkösjaksoina, tietoyksiköinä, jotka Tukey kastaisi " bitteiksi ". Jos yksi bitti sarjassa oli väärä, koko sarja olisi. Tämän havaitsemiseksi pariteettibittiä käytettiin kunkin sekvenssin oikeellisuuden tarkistamiseen. "Jos tietokone voi kertoa, milloin virhe on tapahtunut", Hamming perusteli, "varmasti on tapa kertoa virheen paikka, jotta tietokone voi korjata virheen itse."

Hamming asetti tehtävänsä ratkaista tämä ongelma, jolla hän tiesi olevan valtava valikoima sovelluksia. Jokainen bitti voi olla vain nolla tai yksi, joten jos tiedät mikä bitti on väärä, se voidaan korjata. Vuonna 1950 julkaistussa maamerkkipaperissa hän esitteli käsitteen niiden paikkojen lukumäärästä, joissa kaksi koodisanaa eroaa toisistaan, ja siksi kuinka monta muutosta tarvitaan yhden koodisanan muuttamiseksi toiseksi, joka tunnetaan nykyään Hamming -etäisyytenä . Hamming loi siten matemaattisia virheitä korjaavia koodeja , joita kutsutaan Hamming-koodeiksi . Tämä ei ratkaissut vain tietoliikenteen ja tietojenkäsittelytieteen tärkeää ongelmaa, vaan avasi aivan uuden tutkimusalueen.

Hamming sidottu , tunnetaan myös alalla, pakkaus tai tilavuus sitoutuneen on raja parametrit mielivaltaisen lohkon koodin . Se on tulkinnasta, joka koskee pallomaista pakkaamista Hamming -etäisyydellä kaikkien mahdollisten sanojen tilaan . Se rajoittaa merkittävästi tehokkuutta , jolla virheitä korjaava koodi voi käyttää tilaa, johon sen koodisanat on upotettu. Koodin, joka saavuttaa Hammingin rajan, sanotaan olevan täydellinen koodi. Hamming -koodit ovat täydellisiä koodeja.

Palaten differentiaaliyhtälöihin Hamming tutki tapoja integroida ne numeerisesti. Tuolloin suosittu lähestymistapa oli Milne's Method, Arthur Milne . Tämän haittana oli epävakaus, joten tulos saattoi tietyissä olosuhteissa peittää pyöristysmelun. Hamming kehitti parannetun version, Hammingin ennustinkorjaimen. Tämä oli käytössä monta vuotta, mutta on sittemmin korvattu Adams -menetelmällä . Hän tutki laajasti digitaalisia suodattimia ja kehitti uuden suodattimen, Hamming -ikkunan , ja lopulta kirjoitti aiheesta koko kirjan Digital Filters (1977).

1950 -luvulla hän ohjelmoi yhden varhaisimmista tietokoneista, IBM 650: n , ja yhdessä Ruth A.Weissin kanssa kehitettiin L2 -ohjelmointikieli , yksi varhaisimmista tietokonekielistä, vuonna 1956. Sitä käytettiin laajalti Bell Labsissa, ja myös ulkoiset käyttäjät, jotka tiesivät sen nimellä Bell 2. Fortran korvasi sen, kun Bell Labsin IBM 650 korvattiin IBM 704: llä vuonna 1957.

Kirjassa A Discipline of Programming (1967) Edsger Dijkstra katsoi Hammingin syyksi löytää säännöllisiä numeroita tehokkaasti . Ongelma tunnettiin nimellä "Hammingin ongelma", ja säännöllisiä numeroita kutsutaan usein Hamming -numeroiksi tietotekniikassa, vaikka hän ei löytänyt niitä.

Koko Bell Labsissa olonsa aikana Hamming vältti johtotehtäviä. Hänet ylennettiin johtotehtäviin useita kertoja, mutta hän onnistui aina pitämään nämä vain väliaikaisina. "Tiesin tietyssä mielessä, että välttämällä hallintoa", hän muisteli myöhemmin, "en tehnyt organisaationi velvollisuutta. Se on yksi suurimmista epäonnistumisistani."

Myöhemmässä elämässä

Hamming toimi Computing Machinery Associationin presidenttinä vuosina 1958–1960. Vuonna 1960 hän ennusti, että jonain päivänä puolet Bell Labin budjetista käytetään tietotekniikkaan. Kukaan hänen kollegoistaan ​​ei uskonut, että se olisi koskaan niin korkea, mutta hänen ennusteensa osoittautui itse asiassa liian alhaiseksi. Hänen filosofiansa tieteellisestä tietojenkäsittelystä ilmestyi hänen Numerical Methods for Scientists and Engineers (1962) -mottona:

Laskennan tarkoitus on oivallus, ei numeroita.

Myöhemmin Hamming kiinnostui opettamisesta. Vuosina 1960 ja 1976, kun hän lähti Bell Labs, hän on ollut vierailevana tai lisänä professuuria Stanfordin yliopistossa , Stevens Institute of Technology , The City College of New Yorkin , The University of California at Irvine ja Princetonin yliopiston . Nuorena turkkilaisena Hamming paheksui vanhempia tiedemiehiä, jotka olivat käyttäneet tilaa ja resursseja, jotka nuoret turkkilaiset olisivat käyttäneet paljon paremmin. Katsellessaan Bell Labsin arvokkaiden saavutusten muistojulistetta hän totesi, että hän oli työskennellyt tai ollut yhteydessä lähes kaikkiin Bell Labsin uran ensimmäisellä puoliskolla lueteltuihin, mutta ei toisella. Siksi hän päätti jäädä eläkkeelle vuonna 1976 kolmenkymmenen vuoden jälkeen.

Vuonna 1976 hän siirtyi Naval tutkijakoulun vuonna Monterey, Kaliforniassa , jossa hän työskenteli dosentti ja lehtori vuonna tietotekniikassa . Hän luopui tutkimuksesta ja keskittyi opettamiseen ja kirjojen kirjoittamiseen. Hän totesi, että:

Tapa, jolla matematiikkaa opetetaan tällä hetkellä, on erittäin tylsää. Oppilaitoksessamme tällä hetkellä käytetystä laskentakirjasta en löytänyt yhtäkään ongelmaa, jonka vastauksesta mielestäni opiskelija olisi kiinnostunut! Tekstin ongelmilla on arvokkuus ratkaista ristisanatehtävä - vaikea olla varma, mutta tuloksella ei ole merkitystä elämässä.

Hamming yritti korjata tilanteen uudella tekstillä Methods of Mathematics Applied to Calculus, Probability, and Statistics (1985). Vuonna 1993 hän huomautti, että "kun lähdin BTL: stä, tiesin, että se oli tieteellisen urani loppu. Kun jään eläkkeelle täältä, toisessa mielessä se on todella loppu." Ja niin se osoittautui. Hänestä tuli emeritusprofessori kesäkuussa 1997 ja piti viimeisen luennonsa joulukuussa 1997, vain muutama viikko ennen kuolemaansa sydänkohtauksesta 7. tammikuuta 1998. Hänen vaimonsa Wanda jäi eloon.

Ulkonäkö

  • Hamming osallistuu vuoden 1962 TV -sarjaan Tietokone ja mieli

Palkinnot ja ammatillinen tunnustus

Hänen mukaansa nimetty IEEE Richard W. Hamming -mitali on sähkö- ja elektroniikkainsinöörien instituutin (IEEE) vuosittain myöntämä palkinto "poikkeuksellisesta panoksesta tietotieteisiin , järjestelmiin ja tekniikkaan ", ja hän oli tämän saaja mitali. Mitalin kääntöpuolella on Hammingin pariteettitarkistusmatriisi Hammingin virheenkorjauskoodille.

Bibliografia

  • Hamming, Richard W. (1962). Numeeriset menetelmät tutkijoille ja insinööreille . New York: McGraw-Hill.; Toinen painos 1973
  • - (1968). Laskenta ja tietokoneen vallankumous . Boston: Houghton-Mifflin.
  • - (1971). Johdanto sovellettuun numeeriseen analyysiin . New York: McGraw-Hill.; Hemisphere Pub. Corp, uusintapainos 1989; Doverin uusintapainos 2012
  • - (1972). Tietokoneet ja yhteiskunta . New York: McGraw-Hill.
  • - (1977). Digitaaliset suodattimet . Englewood Cliffs, New Jersey: Prentice Hall. ISBN 978-0-13-212571-0.; toinen painos 1983; kolmas painos 1989 .
  • - (1980). Matematiikan järjetön tehokkuus . Washington, DC: The American Mathematical Monthly.
  • - (1980). Koodaus ja informaatioteoria . Englewood Cliffs, New Jersey: Prentice Hall. ISBN 978-0-13-139139-0.; toinen painos 1986.
  • - (1985). Laskutoimituksiin, todennäköisyyksiin ja tilastoihin sovelletut matematiikan menetelmät . Englewood Cliffs, New Jersey: Prentice Hall. ISBN 978-0-13-578899-8.
    Epätavallinen johdanto -oppikirja, joka yrittää sekä opettaa laskentaa että antaa jonkinlaisen käsityksen siitä, mihin se on hyvä samaan aikaan. Saattaa olla erityisen kiinnostavaa, jos joku opettaa peruslaskentakurssin perinteisellä oppikirjalla uusien pedagogisten näkökulmien löytämiseksi.
  • - (1991). Todennäköisyyden taito tutkijoille ja insinööreille . Redwood City, Kalifornia: Addison-Wesley. ISBN 978-0-201-51058-4.
  • - (1997). Tieteen ja tekniikan tekemisen taito : Oppiminen oppimaan . Australia: Gordon ja Breach. ISBN 978-90-5699-500-3.
    Viihdyttävä ja opettavainen. Hamming yrittää poimia yleisiä opetuksia - sekä henkilökohtaisia ​​että teknisiä - auttaakseen menestyksekkäässä teknisessä urassa kertomalla tarinoita omista kokemuksistaan.

Huomautuksia

Viitteet

Ulkoiset linkit