Дональд Кнут: про Ричарда Фейнмана, награды и алгоритм КМП

Кнут — первый, кто получил премию имени Грейс Мюррей Хоппер. Еще среди его ачивок — медаль фон Неймана, Тьюринга, премия Киото и Национальная научная медаль США.



«Я думаю, что награды играют важную роль в жизни человека, как подтверждение того, что другие люди ценят вашу работу. Несмотря на то, что наша работа в большинстве случаев интересна, порою она тяжелая и приятно осознавать, что она ценится. Таким образом, вручение награды является хорошей традицией.»

Подходы к двух- и трехступечатому проектированию, которые мы используем на проектах в EDISON Software Development Centre.

Важность наград и Премия Киото (87/97)

Для меня стало важным получение Национальной научной медали США, врученной президентом Картером. Я получил привилегию сидеть с Ричардом Фейнманом, когда он получил свою Национальную научную медаль США. И перед тем как подняться за своей наградой, он толкнул меня плечом и сказал: «Хорошо Дон. Это твой важный момент». Он был моим героем. Я знал его с Калифорнийского технологического института, и этот день стал по-особому важным для меня.

Также я получил другие награды, представляя компьютерные науки, как, например, Премия Харви в Израиле. Опять же, эти награды доступны не только для компьютерных специалистов, но и для химиков, физиков, биологов. Людям из разных научных сфер. Некоторые награды были доступны и для гуманитариев, и я рад признать, что я получил ещё и Доктора Гуманитарных Наук за работу над языком программирования METAFONT. Это то, что удовлетворяет мою душу и даёт силы идти дальше.



Самой большой наградой, конечно же, была премия Киото, полученная лет 10 назад. Этот тот самый приз, на который надеются лучшие компьютерные учёные. Она признаёт достижения, совершённые за всю жизнь в определенной области, и присуждается раз в три — четыре года.

В то время я был способен взять свою семью и семью моей жены и провести несколько недель в Японии, что хорошо повлияло на нас всех. Мы были там в течение трёх недель и за это время я дал 13 лекций по 13 различным предметам, из которых восемь были подготовлены, а пять лекций мне пришлось импровизировать.

Я так же встретился с Императором и Императрицей Японии. И, знаете, Императрица была невероятно впечатляющим человеком. Я увиделся со своим кумиром Нобом — величайшим экспертом по головоломкам, с которым мы отведали горячие ванны и посетили множество регионов Японии, что стало ещё одним важным событием в жизни.


Nob Yoshigahara

[Q] И, если я не ошибаюсь, у вас есть интересные упоминания о начале вашей карьеры, так сказать, в начальной школе Милоуке. Вы пожертвовали часть вашей награды вашей начальной школе.

Ох, да, вы правы. Приз Киото так же сопровождается денежной наградой. Конечно это не Нобелевская премия, но достаточно велика, чтобы убедить мир в том, что они подумали дважды, прежде чем вручить её. Приз составил около $400.000 и мы с Джилл не хотели, что бы это разрушило нашу жизнь.

Мы были счастливы и без денег, так что мы не знали, что произошло бы, если бы мы их оставили себе, но понимали, что что-то плохое. Поэтому мы потратили $100.000 на поездки для нашей семьи, $100.000 пожертвовали в мою начальную школу, где я учился с первого по восьмой класс, $100.000 пожертвовали в Стэнфорд и $100.000 потратили на закупку нового органа в церковь, которую я посещаю в Пало-Альто.

Donald Knuth receives Kyoto Prize, the Japanese «Nobel»

Алгоритм Кнута-Морриса-Пратта (92/97)

У меня есть интересная история, о которой я раньше не упоминал.

Алгоритм стал довольно популярен, хотя я им не пользовался последние лет 20. Впрочем, он упомянут во многих учебниках и является действительно хорошим способом поиска слова в объемном тексте. Например, ища слово «t-h-e», глупо искать само слово в тексте. Ну, или давайте рассмотрим на примере слова “d-i-k-r-a-n”. Начнем с любой точки в тексте и проверяем: Это ‘d’? Да. Рассматриваем следующую букву. Это ‘i’? Да. Следующая ‘k’? Нет, потому что это слово, например, “direction”. Теперь мы переходим к следующему слово, вновь проверяем. Первая буква ‘I’, a не ‘d’? Тогда пропускаем слово, переходим к следующему и опять проверяем…

Но существуют и более сложные слова, с удвоением букв, например. Профессор в Бэркли, Стив Кук, предложил ошеломляющую теорию связанную с такими случаями. Он утверждал, что если взять компьютер с очень ограниченным объемом памяти и написать решение для него, вне зависимости от того, как медленно это решение будет работать, то вы сможете написать более быструю версию для нормального компьютера.

Таким образом, одна из проблем, которую мы пытались решить с таким «ограниченным» компьютером, состояла в том, что бы он мог решить, является ли строка букв палиндромом, точнее соединённым каскадом палиндромов. Это было для меня просто любопытным, ведь никто всерьёз не интересовался каскадно-соединенными палиндромами.

В итоге, следуя теореме Кука, после того как я смогу написать программу для ограниченного компьютера, должно было быть более быстрое решение для распознавания таких палиндромов на обычном компьютере. Но я не мог придумать хороший способ воспроизвести это на обычном компьютере, это оказалась задача намного сложнее.

В то время я считал себя хорошим программистом, но была теорема, которая утверждала, что это возможно, а я не мог придумать решение этой задачи. Это было первым таким тупиком у меня. Кто-то говорил, что есть способ сделать это лучше, а я не мог ничего придумать. Итак, я выбрал себе вечер и расписал в мельчайших деталях у себя на доске толкование Кука, которое должно было наконец дать ответ, как сделать эту программу быстрее на обычном компьютере.

И вдруг, ах-ха, вот и подвох. У меня наконец-то возникла идея, как общая теорема подходила бы к обычному компьютеру, и я понял, что это также решает проблему поиска в тексте. Так что я упомянул это во время поездки в Бэркли, где я встречался с Воганом Праттом.



Он был одним из тех, кто совершили важнейшее значение в исследованиях, а я был всего лишь тот, который позже описал их. Позже мы узнали, что Джим Моррис обнаружил эту же идею несколькими месяцами ранее и уже использовал их в программах. Но когда другие люди смотрели на его исходники, они не понимали что это такое, поэтому ему пришлось это убрать.

Несмотря на это, метод довольно эффективен для поиска текста. Более того, он довольно поучительный для обучения основам компьютерным наукам, так что он стал довольно популярен и стал ассоциироваться с моим именем.

Это маленькое чудо — алгоритм Кнута-Морриса-Пратта (КМП)

Перевод: Никита Шаврин

Читать еще

• Дональд Кнут: Я сидел на задних партах и травил шутки, а учителя смирились и не часто били по заднице (1,2,3,7/97)
  
• Дональд Кнут: «Мой совет молодым» (93/97) и «Ощущая потребность самоутвердиться» (9/97)
  
• «Сюрреальные числа»: Я творил шесть дней, а на седьмой отдыхал (40,41,42/97)
  
• Дональд Кнут: Как создавалось «Искусство программирования» (33,38,39/97)
  
• Дональд Кнут: про жену, поцелуи, «Конкретную математику» и взгляд на преподавание в университете
• Дональд Кнут: Когда же, наконец, выйдет четвертый том
• Дональд Кнут: Как я провел лето с компьютером, а не с девушками (19,20,21,22/97)
• Дональд Кнут: про ассемблер, транслятор и грамотное программирование