Donald E. Knuth

Donald Knuth (2005)

Donald Ervin Knuth (sündinud 10. jaanuaril 1938) on matemaatik, infotehnoloog ja Stanfordi ülikooli emeriitprofessor.

Knuth on tekstilaosüsteemi TeX looja. Teda tuntakse kui algoritmide analüüsimise isa. Ta on aidanud kaasa rangete analüüside arvutuskeerukuse arendamisele. Selle käigus on Knuth süstematiseerinud matemaatilisi meetodeid ja populariseerinud asümptootilisi tähistusi. Lisaks on ta andnud olulise panuse mitmes teoreetilise arvutiteaduse valdkonnas. Ta on mitmeköitelise teose "The Art of Computer Programming" autor.

Knuth on loonud programmeerimise süsteemid WEB ja CWEB. Need on disainitud, et julgustada ja lihtsustada kirjaoskuslikku programmeerimist, kus tavakeeles on kirjeldatud programmi loogikat. Knuth on koos oma õpilase Peter B. Bendixiga loonud Knuthi-Bendixi algoritmi, mida peetakse üheks põhilisemaks algoritmiks algebraliste struktuuridega töötamisel.

Knuth on tarkvara patenteerimise vastane. Ta on väljendanud oma erimeelsusi, saates kirju nii Euroopa Patendiametile kui ka USA patendi- ja kaubamärkide ametile.

Elulugu

Donald Ervin Knuth sündis Wisconsini osariigis Milwaukees. Knuthi isa pidas väikest trükikoda ja oli kohalikus luterlikus keskkoolis raamatupidamise õpetaja. Samas koolis käis ka Knuth. Knuth oli väga andekas nii matemaatikas kui ka muusikas, millest viimane omas suurt rolli tema edasises arengus. Ta kasutas oma intelligentsust väga omapärasel viisil, näiteks kaheksandas klassis osales võistlusel, kus fraasist "Ziegler's Giant Bar" tuli leida kõikvõimalikud sõnad. Knuth leidis üle 4500 sõna, kui samal ajal oli kohtunikel leitud ligikaudu 2500. Sellega teenis ta saatelõigu televisioonis ja šokolaadi tervele koolile.

Keskkoolis huvitus Knuth rohkem muusikast kui matemaatikast. Teda huvitas nii muusika mängimine kui ka komponeerimine. Seega otsustas ta pärast keskkooli õppida muusikat. Oma kooli bändis mängis Knuth saksofoni ja hiljem ka tuubat. 1956. aastal lõpetas Knuth keskkooli kõige kõrgema keskmise hindega selle kooli ajaloos.

Pärast keskkooli asus Knuth õppima füüsikat Case Institute of Technology ülikoolis. Otsus eelistada füüsikat muusikale ei tulnud kergelt.

Ülikoolis õppides tutvus ta ühe esimese suuravuti – IBM 650ga. Pärast arvuti juhendi läbilugemist otsustas Knuth kirjutada sellele arvutile uue assembleri ja kompilaatorikoodi. 1958. aastal lõi Knuth süsteemi, mis analüüsis korvpallimängijaid. See süsteem aitas kohalikul korvpallitreeneril oma meeskonnaga võita meistrivõistlused.

Oma ülikooli teisel aastal vahetas Knuth peaeriala matemaatika vastu. Tema töö ülikoolis oli nii silmapaistev, et samaaegselt bakalaureusekraadi saamisega tegi teaduskond ennenägematu otsuse anda talle ka magistrikraad.

Pärast magistrikraadi saamist asus Knuth õppima California Tehnoloogiainstituudis, mille ta lõpetas kolm aastat hiljem doktorikraadiga. Lõpetamise järel liitus ta sealse teaduskonnaga. Samal ajal oli Knuth ka nõustaja Burroughs Corporationis, kirjutades kompilaatoreid eri programmeerimiskeelte jaoks, sealhulgas ALGOL 58 ja FORTAN II-le. 1968–1969 töötas ta Institute of Defense Analyses. 1969. aastal asus Knuth emeriitprofessorina tööle Stanfordi ülikooli.

Knuthi suur armastus muusika vastu jätkus ning 1965. aastal astus ta muusikute ühendusse American Guild of Organists. Ta jätkas muusika komponeerimist ja mängimist ning töötas välja oma oreli.

Teosed

Knuthi üheks kõige tähtsamaks teoseks on "The Art of Computer Programming" (TAOCP), millest on ilmunud kolm köidet. Neljandast köitest on ilmunud esimene peatükk. Teos on terviklik süvauurimus, mis hõlmab programmeerimise algoritme ja nende analüüse.

Knuth alustas teose kirjutamist 1962. aastal, plaaniga luua raamat kompilaatoritest. 1966. aastaks oli ta käsitsi kirjutanud üle 3000 lehekülje. Kuna materjali ja tööd oli palju rohkem, kui algul arvatud, otsustas Knuth luua seitsmeköitelise teose, mis ei keskendu ainult kompilaatoritele.

1. 1968 – The Art of Computer Programming, 1: Fundamental Algorithms
2. 1969 – The Art of Computer Programming, 2: Seminumerical Algorithms
3. 1973 – The Art of Computer Programming, 3: Sorting and Searching
4. 2011 – The Art of Computer Programming, 4A: Combinatorial Algorithms

Lisaks on Knuth kirjutanud matemaatilise lühinovelli "Surreal Numbers", mis keskendub John Conway hulgateooria ehitusele. Teoses proovib Knuth lisaks teema seletamisele näidata, kuidas arendada matemaatilist mõtlemist. Knuthi soov oli selle teosega suunata õpilasi tegema ise originaalseid ja loomingulisi uurimistöid.

1990. aastal ilus Knuthi raamat "3:16 Bible Texts Illuminated", milles oli uuritud Piibli iga kolmanda peatüki kuueteistkümnendat rida.

Huumor

Knuthi poolt välja antud tšekk

Knuth maksis igaühele, kes leidis tema raamatutest kirja- või muid vigu, 2,56 dollarit ja väärtusliku soovituse eest 0,32 dollarit. Vigade eest makstavad summad ei olnud Knuthil niisama lihtsalt välja mõeldud, vaid vastasid kuueteistkümnendsüsteemis ühele dollarile ja 20 sendile. 2008. aastal lõpetas ta tšekkide saatmise pangapettuste tõttu ning nüüd väljastab ta igale vea leidjale hoiusesertifikaadi tema väljamõeldud pangas.

2010. aasta TUG konverentsil teatas Knuth, et annab välja TeX-i uue XML-il põhineva versiooni iTeX, mis toetab 3D-printimist, animatsioone ja stereoheli.

1990. aasta 1. jaanuaril otsustas Knuth lõpetada e-posti kasutamise. Pärast seda on ta avalikult tunnistanud, et tunneb ennast palju õnnelikuma. Knuth oli kasutanud e-posti 15 aastat ning tema arust on seda ühe eluaja jaoks piisavalt. Hetkel soovitab Knuths temaga kontakti saamiseks saata kiri posti teel.

Tunnustus

• 1971 – üldse esimene ACM Grace Murray Hopperi auhind
• 1973 – valiti Ameerika Kunstide ja Teaduste Akadeemia liikmeks
• 1974 – Turingi auhind
• 1975 – Leste R. Fordi nimeline auhind
• 1975 – valiti USA Rahvusliku Teaduste Akadeemia liikmeks (arvutiteaduse sektsioon)
• 1979 – National Medal of Science
• 1981 – valiti USA Rahvusliku Inseneriakadeemia liikmeks
• 1988 – Benjamin Franklini medal
• 1993 – Leste R. Fordi nimeline auhind
• 1995 – John von Neumanni medal
• 1995 – Harvey auhind
• 1996 – Kyōto auhind
• 1998 – valiti Baieri Teaduste Akadeemia korrespondentliikmeks
• 2008 – valiti Prantsuse Teaduste Akadeemia välisliikmeks
• 2008 – valiti Venemaa Teaduste Akadeemia välisliikmeks
• 2011 – Faraday medal
• 2012 – valiti Ameerika Filosoofiaseltsi liikmeks

Ta on valitud ka Norra Teaduste Akadeemia välisliikmeks.

Mälestuse jäädvustamine

Alates 1996. aastast antakse välja Donald E. Knuthi nimelist auhinda. Selle saab isik, kelle panus infotehnoloogia alustesse on olnud kõige silmapaistvam.