Richard Hamming - Richard Hamming

For ikke å forveksle med Richard Hammond .
Richard Hamming
Richard Hamming.jpg
Født ( 1915-02-11 )11. februar 1915
Chicago, Illinois, USA
Døde 7. januar 1998 (1998-01-07)(82 år)
Monterey, California , USA
Alma mater University of Chicago (BS 1937)
University of Nebraska (MA 1939)
University of Illinois at Urbana - Champaign (Ph.D. 1942)
Kjent for
Utmerkelser Turing Award (1968)
IEEE Emanuel R. Piore Award (1979)
Harold Pender Award (1981)
IEEE Hamming Medal (1988)
Vitenskapelig karriere
Enger Matematikk
Institusjoner
Avhandling Noen problemer i grenseverditeorien for lineære differensialligninger  (1942)
Doktorgradsrådgiver Waldemar Trjitzinsky
Doktorgradsstudenter Martin Mandelberg
påvirkninger Martin Mandelberg
Påvirket David J. Farber

Richard Wesley Hamming (11. februar 1915 - 7. januar 1998) var en amerikansk matematiker hvis arbeid hadde mange implikasjoner for datateknikk og telekommunikasjon. Hans bidrag inkluderer Hamming-koden (som bruker en Hamming-matrise ), Hamming-vinduet , Hamming-tall , kulepakning (eller Hamming-bundet ) og Hamming-avstanden .

Hamming ble født i Chicago og gikk på University of Chicago , University of Nebraska og University of Illinois at Urbana - Champaign , hvor han skrev sin doktoravhandling i matematikk under veiledning av Waldemar Trjitzinsky (1901–1973). I april 1945 begynte han i Manhattan -prosjektet ved Los Alamos Laboratory , hvor han programmerte IBMs beregningsmaskiner som beregnet løsningen på ligninger levert av prosjektets fysikere. Han dro for å bli medlem av Bell Telephone Laboratories i 1946. I løpet av de neste femten årene var han involvert i nesten alle Laboratories mest fremtredende prestasjoner. For sitt arbeid mottok han Turing -prisen i 1968, og var den tredje mottakeren.

Etter at han trakk seg fra Bell Labs i 1976, tok Hamming stilling ved Naval Postgraduate School i Monterey, California , hvor han jobbet som adjunkt og universitetslektor i informatikk , og viet seg til å undervise og skrive bøker. Han holdt sitt siste foredrag i desember 1997, bare noen få uker før han døde av et hjerteinfarkt 7. januar 1998.

Tidlig liv

Richard Wesley Hamming ble født i Chicago, Illinois, 11. februar 1915, sønn av Richard J. Hamming, en kredittsjef, og Mabel G. Redfield. Han vokste opp i Chicago, hvor han gikk på Crane Technical High School og Crane Junior College .

Hamming ønsket først å studere ingeniørfag, men penger var knappe under den store depresjonen , og det eneste stipendtilbudet han mottok kom fra University of Chicago , som ikke hadde ingeniørskole. I stedet ble han en naturfagstudent med hovedfag i matematikk og fikk sin Bachelor of Science -grad i 1937. Senere anså han dette som en heldig hendelse. "Som ingeniør," sa han, "jeg ville ha vært fyren som gikk ned i kummer i stedet for å ha spenningen ved grenseundersøkelser."

Han fortsatte med å ta en Master of Arts -grad fra University of Nebraska i 1939, og gikk deretter inn på University of Illinois i Urbana - Champaign , hvor han skrev sin doktoravhandling om Some Problems in the Boundary Value Theory of Linear Differential Equations under tilsyn av Waldemar Trjitzinsky . Hans avhandling var en forlengelse av Trjitzinskys arbeid på dette området. Han så på Greens funksjon og videreutviklet Jacob Tamarkins metoder for å få karakteristiske løsninger. Mens han var utdannet student, han oppdaget og lese George Boole 's The Laws of Thought .

University of Illinois i Urbana - Champaign tildelte Hamming sin doktor i filosofi i 1942, og han ble instruktør i matematikk der. Han giftet seg med Wanda Little, en medstudent, 5. september 1942, umiddelbart etter at hun ble tildelt sin egen Master of Arts i engelsk litteratur. De ville forbli gift til han døde, og hadde ingen barn. I 1944 ble han assisterende professor ved JB Speed ​​Scientific School ved University of Louisville i Louisville, Kentucky .

Manhattan -prosjektet

Mens andre verdenskrig fortsatt pågår, forlot Hamming Louisville i april 1945 for å jobbe med Manhattan -prosjektet ved Los Alamos Laboratory , i Hans Bethes divisjon, og programmerte IBMs beregningsmaskiner som beregnet løsningen til ligninger levert av prosjektets fysikere. Hans kone Wanda fulgte snart etter, og tok jobb i Los Alamos som en menneskelig datamaskin og jobbet for Bethe og Edward Teller . Hamming husket senere at:

Rett før den første feltprøven (du innser at det ikke kan utføres småskalaeksperimenter - enten har du en kritisk masse eller ikke), spurte en mann meg om å sjekke noe regnestykke han hadde gjort, og jeg sa ja til å tenke å fjerne det av på noen underordnede. Da jeg spurte hva det var, sa han: "Det er sannsynligheten for at testbomben vil tenne hele atmosfæren." Jeg bestemte meg for at jeg ville sjekke det selv! Dagen etter da han kom for svarene, bemerket jeg ham: "Regnestykket var tilsynelatende riktig, men jeg vet ikke om formlene for fangsttverrsnittene for oksygen og nitrogen - det kunne tross alt ikke være eksperimenter med den nødvendige energien nivåer. " Han svarte, som en fysiker som snakket med en matematiker, at han ville at jeg skulle kontrollere aritmetikken, ikke fysikken, og dro. Jeg sa til meg selv: "Hva har du gjort, Hamming, du er involvert i å risikere alt liv som er kjent i universet, og du vet ikke mye om en vesentlig del?" Jeg gikk opp og ned i korridoren da en venn spurte meg hva som plaget meg. Jeg fortalte ham. Svaret hans var: "Never mind, Hamming, ingen vil noensinne klandre deg."

Hamming ble værende i Los Alamos til 1946, da han takket ja til en stilling ved Bell Telephone Laboratories (BTL). For turen til New Jersey kjøpte han Klaus Fuchs gamle bil. Da han senere solgte den bare uker før Fuchs ble avmasket som spion, anså FBI timingen som mistenkelig nok til å forhøre Hamming. Selv om Hamming beskrev sin rolle i Los Alamos som en "datevaktmester", så han datasimuleringer av eksperimenter som ville vært umulige å utføre i et laboratorium. "Og da jeg hadde tid til å tenke over det," husket han senere, "innså jeg at det betydde at vitenskapen kom til å bli endret".

Bell Laboratories

En todimensjonal visualisering av Hamming-distansen . Fargen på hver piksel indikerer Hamming-avstanden mellom de binære representasjonene av dens x- og y-koordinater, modulo 16, i 16-fargesystemet.

På Bell Labs delte Hamming et kontor for en tid med Claude Shannon . Matematisk forskningsavdeling inkluderte også John Tukey og Los Alamos veteraner Donald Ling og Brockway McMillan . Shannon, Ling, McMillan og Hamming kom for å kalle seg ungtyrkerne . "Vi var førsteklasses bråkmakere," husket Hamming senere. "Vi gjorde ukonvensjonelle ting på ukonvensjonelle måter og fikk fremdeles verdifulle resultater. Dermed måtte ledelsen tolerere oss og la oss være alene mye av tiden."

Selv om Hamming hadde blitt ansatt for å jobbe med elastisitetsteori , brukte han fortsatt mye av tiden sin på regnemaskinene. Før han dro hjem en fredag ​​i 1947, satte han maskinene til å utføre en lang og kompleks serie beregninger i løpet av helgen, bare for å finne ut da han kom mandag morgen at det hadde oppstått en feil tidlig i prosessen og beregningen hadde feil av. Digitale maskiner manipulerte informasjon som sekvenser av nuller og ener, enheter av informasjon som Tukey ville døpe " biter ". Hvis en enkelt bit i en sekvens var feil, ville hele sekvensen være. For å oppdage dette ble det brukt en paritetsbit for å verifisere korrektheten i hver sekvens. "Hvis datamaskinen kan fortelle når det har oppstått en feil," resonnerte Hamming, "det er sikkert en måte å fortelle hvor feilen er, slik at datamaskinen kan rette feilen selv."

Hamming satte seg i oppgave å løse dette problemet, som han innså ville ha et enormt bruksområde. Hver bit kan bare være en null eller en, så hvis du vet hvilken bit som er feil, kan den korrigeres. I et landemerkeoppslag som ble publisert i 1950, introduserte han et begrep om antall stillinger der to kodeord er forskjellige, og derfor hvor mange endringer som kreves for å transformere ett kodeord til et annet, som i dag er kjent som Hamming -avstanden . Hamming opprettet derved en familie av matematiske feilrettende koder , som kalles Hamming-koder . Dette løste ikke bare et viktig problem innen telekommunikasjon og informatikk, det åpnet for et helt nytt studieretning.

Den Hamming bundet , også kjent som kulepakking eller volum bundet er en grense for parameterne til en vilkårlig blokk-kode . Det er fra en tolkning når det gjelder kulepakking i Hamming -avstanden i rommet til alle mulige ord. Det gir en viktig begrensning for effektiviteten som en hvilken som helst feilrettende kode kan utnytte plassen der kodeordene er innebygd. En kode som oppnår Hamming -grensen sies å være en perfekt kode. Hamming -koder er perfekte koder.

Tilbake til differensialligninger studerte Hamming måter å numerisk integrere dem. En populær tilnærming på den tiden var Milnes metode, tilskrevet Arthur Milne . Dette hadde den ulempen at det var ustabilt, slik at resultatet under visse forhold kunne oversvømmes av avrundingsstøy. Hamming utviklet en forbedret versjon, Hamming predictor-corrector. Dette var i bruk i mange år, men har siden blitt erstattet av Adams -metoden . Han forsket grundig på digitale filtre , utviklet et nytt filter, Hamming -vinduet , og til slutt skrev han en hel bok om emnet, Digital Filters (1977).

I løpet av 1950 -årene programmerte han en av de tidligste datamaskinene, IBM 650 , og utviklet sammen med Ruth A. Weiss programmeringsspråket L2 , et av de tidligste dataspråkene, i 1956. Det ble mye brukt i Bell Labs, og også av eksterne brukere, som kjente det som Bell 2. Det ble erstattet av Fortran da Bell Labs 'IBM 650 ble erstattet av IBM 704 i 1957.

I A Discipline of Programming (1967) tilskrev Edsger Dijkstra Hamming problemet med å effektivt finne vanlige tall . Problemet ble kjent som "Hammings problem", og de vanlige tallene blir ofte referert til som Hamming -tall i informatikk, selv om han ikke oppdaget dem.

Gjennom sin tid i Bell Labs unngikk Hamming ledelsesansvar. Han ble forfremmet til lederstillinger flere ganger, men klarte alltid å gjøre disse bare midlertidige. "Jeg visste på en måte at ved å unngå ledelse," husket han senere, "gjorde jeg ikke plikten min fra organisasjonen. Det er en av mine største feil."

Senere liv

Hamming fungerte som president i Association for Computing Machinery fra 1958 til 1960. I 1960 spådde han at en dag ville halvparten av Bell Labs budsjett bli brukt på databehandling. Ingen av hans kolleger trodde at det noen gang ville bli så høyt, men prognosen hans viste seg faktisk å være for lav. Hans filosofi om vitenskapelig databehandling fremsto som mottoet for hans Numerical Methods for Scientists and Engineers (1962):

Formålet med databehandling er innsikt, ikke tall.

I senere liv ble Hamming interessert i å undervise. Mellom 1960 og 1976, da han forlot Bell -laboratoriene, hadde han besøkende eller adjungerte professorater ved Stanford University , Stevens Institute of Technology , City College i New York , University of California ved Irvine og Princeton University . Som ung tyrker hadde Hamming irritert eldre forskere som hadde brukt opp plass og ressurser som de unge tyrkerne ville ha brukt mye bedre. Når han så på en minneplakat med Bell Labs verdsatte prestasjoner, bemerket han at han hadde jobbet med eller blitt assosiert med nesten alle som er oppført i første halvdel av karrieren i Bell Labs, men ingen i den andre. Han bestemte seg derfor for å trekke seg i 1976, etter tretti år.

I 1976 flyttet han til Naval Postgraduate School i Monterey, California , hvor han jobbet som adjunkt og universitetslektor i informatikk . Han ga opp forskning og konsentrerte seg om å undervise og skrive bøker. Han bemerket at:

Måten matematikk undervises på er ekstremt kjedelig. I regneboken vi bruker for øyeblikket på campus, fant jeg ikke et eneste problem hvis svar jeg følte at studenten ville bry seg om! Problemene i teksten har verdigheten til å løse et kryssord - vanskelig å være sikker på, men resultatet har ingen betydning i livet.

Hamming forsøkte å rette opp situasjonen med en ny tekst, Methods of Mathematics Applied to Calculus, Probability, and Statistics (1985). I 1993 bemerket han at "da jeg forlot BTL, visste jeg at det var slutten på min vitenskapelige karriere. Når jeg går av med pensjon herfra, på en annen måte, er det virkelig slutten." Og det beviste det. Han ble professor emeritus i juni 1997, og holdt sitt siste foredrag i desember 1997, bare noen få uker før han døde av et hjerteinfarkt 7. januar 1998. Han ble overlevd av kona Wanda.

Utseende

  • Hamming deltar i TV -serien The Computer and the Mind of Man fra 1962

Utmerkelser og profesjonell anerkjennelse

Den IEEE Richard W. Hamming Medal , oppkalt etter ham, er en utmerkelse gitt årlig av Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), for "eksepsjonelle bidrag til informasjonsvitenskap , systemer og teknologi ", og han var den første mottaker av dette medalje. Baksiden av medaljen viser en Hamming paritetskontrollmatrise for en Hamming feilkorrigerende kode.

Bibliografi

  • Hamming, Richard W. (1962). Numeriske metoder for forskere og ingeniører . New York: McGraw-Hill.; andre utgave 1973
  • - (1968). Calculus og Computer Revolution . Boston: Houghton-Mifflin.
  • - (1971). Introduksjon til anvendt numerisk analyse . New York: McGraw-Hill.; Hemisphere Pub. Corprykk 1989; Dover -opptrykk 2012
  • - (1972). Datamaskiner og samfunn . New York: McGraw-Hill.
  • - (1977). Digitale filtre . Englewood Cliffs, New Jersey: Prentice Hall. ISBN 978-0-13-212571-0.; andre utgave 1983; tredje utgave 1989 .
  • - (1980). Matematikkens urimelige effektivitet . Washington, DC: The American Mathematical Monthly.
  • - (1980). Koding og informasjonsteori . Englewood Cliffs, New Jersey: Prentice Hall. ISBN 978-0-13-139139-0.; andre utgave 1986.
  • - (1985). Matematiske metoder anvendt på beregning, sannsynlighet og statistikk . Englewood Cliffs, New Jersey: Prentice Hall. ISBN 978-0-13-578899-8.
    Ukonvensjonell innledende lærebok som prøver å både lære regning og gi en ide om hva det er bra for samtidig. Kan være av spesiell interesse for noen som lærer et introduksjonskalkulskurs ved hjelp av en konvensjonell lærebok for å hente noen nye pedagogiske synspunkter.
  • - (1991). Sannsynlighetens kunst for forskere og ingeniører . Redwood City, California: Addison-Wesley. ISBN 978-0-201-51058-4.
  • - (1997). The Art of Doing Science and Engineering : Learning to Learn . Australia: Gordon og Breach. ISBN 978-90-5699-500-3.
    Underholdende og lærerikt. Hamming prøver å trekke ut generelle leksjoner - både personlige og tekniske - for å hjelpe en med å få en vellykket teknisk karriere ved å fortelle historier fra sine egne erfaringer.

Merknader

Referanser

Eksterne linker