Richard Hamming

Nicht zu verwechseln mit Richard Hammond.
Richard Hamming
Richard Hamming.jpg
Geboren 11. Februar 1915
Chicago, Illinois, USA
Gestorben 7. Januar 1998 (82 Jahre)
Monterey, Kalifornien, UNS.
Alma Mater Universität von Chicago (B.S. 1937)
Universität von Nebraska (M. A. 1939)
Universität von Illinois in Urbana -Champaign (Ph.D. 1942)
Bekannt für
Auszeichnungen Turing Award (1968)
IEEE Emanuel R. Piore Award (1979)
Harold Pender Award (1981)
IEEE Hamming -Medaille (1988)
Wissenschaftliche Karriere
Felder Mathematik
Institutionen
These Einige Probleme in der Grenzwerttheorie linearer Differentialgleichungen (1942)
Doktorand Waldemar Trjitzinsky
Beeinflusst David J. Farber

Richard Wesley Hamming (11. Februar 1915 - 7. Januar 1998) war ein amerikanischer Mathematiker, dessen Arbeit viele Auswirkungen auf Technische Informatik und Telekommunikation. Zu seinen Beiträgen gehören die Hamming -Code (Was nutzt a Hamming -Matrix), das Hamming -Fenster, Hamming -Zahlen, Kugelverpackung (oder Hamming gebunden), und die Hamming -Entfernung.

Hamming wurde in Chicago geboren und besuchte Universität von Chicago, Universität von Nebraska und die Universität von Illinois in Urbana -Champaign, wo er seine Doktorarbeit in Mathematik unter der Aufsicht von Waldemar Trjitzinsky (1901–1973) schrieb. Im April 1945 trat er dem bei Manhattan -Projekt Bei der Los Alamos Labor, wo er das programmierte IBM Berechnungsmaschinen Das berechnete die Lösung für Gleichungen, die von den Physikern des Projekts bereitgestellt wurden. Er ging, um sich dem anzuschließen Bell Telefonlabors 1946. In den nächsten fünfzehn Jahren war er an fast allen wichtigsten Errungenschaften der Labors beteiligt. Für seine Arbeit erhielt er das Turing Award 1968 als dritter Empfänger.

Nachdem er 1976 aus den Bell Labs zurückgezogen war, nahm Hamming eine Position bei der Marine -Postgraduiertenschule in Monterey, Kalifornien, wo er als ein arbeitete Adjunct Professor und alter Dozent in Informatikund widmete sich dem Unterrichten und Schreiben von Büchern. Er hielt seinen letzten Vortrag im Dezember 1997, nur wenige Wochen bevor er am 7. Januar 1998 an einem Herzinfarkt starb.

Frühen Lebensjahren

Richard Wesley Hamming wurde am 11. Februar 1915 in Chicago, Illinois, geboren.[1] Der Sohn von Richard J. Hamming, einem Kreditmanager, und Mabel G. Redfield.[2] Er wuchs in Chicago auf, wo er teilnahm Crane Technical High School und Crane Junior College.[2]

Hamming wollte zunächst Engineering studieren, aber Geld war während der Weltwirtschaftskriseund das einzige Stipendienangebot, das er erhielt, kam von der Universität von Chicago, die keine Ingenieurschule hatte. Stattdessen wurde er Wissenschaftsstudent mit Schwerpunkt Mathematik,[3] und erhielt 1937 seinen Bachelor of Science.[1] Später betrachtete er dies für eine glückliche Wendung der Ereignisse. "Als Ingenieur", sagte er, "wäre ich der Typ gewesen, der Menschenlöcher hinuntergegangen wäre, anstatt die Aufregung der Grenzforschungsarbeit zu haben."[1]

Er machte einen Master of Arts -Abschluss aus dem Universität von Nebraska 1939 und dann in die eingetragen Universität von Illinois in Urbana -Champaign, wo er seine Doktorarbeit schrieb Einige Probleme in der Grenzwerttheorie linearer Differentialgleichungen Unter der Aufsicht von Waldemar Trjitzinsky.[3] Seine These war eine Erweiterung von Trjitzinskys Arbeit in diesem Bereich. Er sah sich an Green's Funktion und weiterentwickelt Jacob TamarkinMethoden zum Erhalten charakteristisch Lösungen.[4] Als Doktorand entdeckte und las er als Doktorand George Boole's Die Gesetze des Denkens.[5]

Die Universität von Illinois in Urbana - Champaign verlieh 1942 seinen Doktor der Philosophie, und er wurde dort Ausbilder für Mathematik. Er heiratete Wanda Little, einen Kommilitonen, am 5. September 1942.[3] Unmittelbar nachdem sie in englischer Literatur mit ihrem eigenen Künste ausgezeichnet wurde. Sie würden bis zu seinem Tod verheiratet bleiben und keine Kinder hatten.[2] 1944 wurde er Assistenzprofessor am J.B. Speed ​​Scientific School Bei der Universität von Louisville in Louisville, Kentucky.[3]

Manhattan -Projekt

Mit Zweiter Weltkrieg Hamming war noch andauern und verließ Louisville im April 1945, um daran zu arbeiten Manhattan -Projekt Bei der Los Alamos Labor, in Hans BetheAbteilung, programmieren Sie die IBM Berechnungsmaschinen Das berechnete die Lösung für Gleichungen, die von den Physikern des Projekts bereitgestellt wurden. Seine Frau Wanda folgte bald und nahm einen Job bei Los Alamos als menschlicher Computer, arbeiten für Bethe und Edward Teller.[3] Hamming erinnerte sich später daran:

Kurz vor dem ersten Feldtest (Sie stellen fest, dass kein kleines Experiment durchgeführt werden kann - entweder Sie haben eine kritische Masse oder Sie nicht), bat mich ein Mann, eine Arithmetik zu überprüfen, die er getan hatte, und ich stimmte zu und dachte daran, es zu fob auf etwas Untergeordneter. Als ich fragte, was es sei, sagte er: "Es ist die Wahrscheinlichkeit, dass die Testbombe die gesamte Atmosphäre entzündet." Ich entschied, dass ich es selbst überprüfen würde! Am nächsten Tag, als er zu den Antworten kam, bemerkte ich ihm: "Die Arithmetik war anscheinend korrekt, aber ich weiß nichts über die Formeln für die Capture -Querschnitte für Sauerstoff und Stickstoff - danach könnte es keine Experimente mit der erforderlichen Energie geben Ebenen. " Er antwortete wie ein Physiker, der mit einem Mathematiker sprach, dass er wollte, dass ich die Arithmetik nicht über die Physik prüe und ging. Ich sagte mir: "Was hast du getan, Hamming, du bist daran beteiligt, das ganze Leben zu riskieren, das im Universum bekannt ist, und du weißt nicht viel von einem wesentlichen Teil?" Ich ging auf dem Korridor auf und ab, als ein Freund mich fragte, was mich störte. Ich sagte ihm. Seine Antwort lautete: "Egal, Hamming, niemand wird dir jemals die Schuld geben."[5]

Hamming blieb bis 1946 in Los Alamos, als er einen Posten am Bell Telefonlabors (BTL). Für die Reise nach New Jersey kaufte er Klaus Fuchsaltes Auto. Als er es später nur wenige Wochen vor Fuchs verkaufte, wurde er als Spion entlarvt, der FBI betrachtete das Timing als misstrauisch genug, um Hamming zu befragen.[2] Obwohl Hamming seine Rolle bei Los Alamos als die eines "Computer Hausmeisters" bezeichnete, war es[6] er sah Computersimulationen von Experimenten, die in einem Labor unmöglich gewesen wären. "Und als ich Zeit hatte, darüber nachzudenken", erinnerte er sich später, "wurde mir klar, dass die Wissenschaft verändert wurde".[1]

Glockenlabors

Eine zweidimensionale Visualisierung der Hamming -Entfernung. Die Farbe von jedem Pixel Zeigt die an Hamming -Entfernung zwischen den Binäre Darstellungen seiner x- und y -Koordinaten, Modulo 16, im 16-Farben-System.

Im Bell Labs Hamming teilte ein Büro für eine Zeit mit mit Claude Shannon. Die Abteilung für mathematische Forschungsabteilung enthielt ebenfalls John Tukey und Los Alamos Veteranen Donald Ling und Brockway McMillan. Shannon, Ling, McMillan und Hamming kamen, um sich als die zu bezeichnen Junge Türken.[3] "Wir waren erstklassige Unruhestifter", erinnerte sich Hamming später. "Wir haben unkonventionelle Dinge auf unkonventionelle Weise gemacht und immer noch wertvolle Ergebnisse erzielt. Daher musste das Management uns tolerieren und uns die meiste Zeit allein allein lassen."[1]

Obwohl Hamming eingestellt worden war, um daran zu arbeiten ElastizitätstheorieEr verbrachte immer noch einen Großteil seiner Zeit mit den Berechnungsmaschinen.[6] Bevor er an einem Freitag 1947 nach Hause ging, setzte er die Maschinen ein, um über das Wochenende eine lange und komplexe Reihe von Berechnungen durchzuführen, nur um festzustellen, als er am Montagmorgen ankam aus.[7] Digitale Maschinen manipulierten Informationen als Sequenzen von Nullen und Einheiten, Informationseinheiten, die Tukey taufen würde. "Bits".[8] Wenn ein einzelnes Bit in einer Sequenz falsch wäre, wäre die gesamte Sequenz. Um dies zu erkennen, a Paritätsbit wurde verwendet, um die Richtigkeit jeder Sequenz zu überprüfen. "Wenn der Computer erkennen kann, wann ein Fehler aufgetreten ist," Hamming hat begründet, "gibt es sicherlich eine Möglichkeit zu sagen, wo der Fehler ist, damit der Computer den Fehler selbst korrigieren kann."[7]

Hamming hat sich die Aufgabe gemacht, dieses Problem zu lösen,[2] was er erkannte, würde eine enorme Anwendungs ​​Reihe haben. Jedes Bit kann nur Null oder eins sein. Wenn Sie also wissen, welches Bit falsch ist, kann es korrigiert werden. In einem wegweisenden Papier, das 1950 veröffentlicht wurde, stellte er ein Konzept der Anzahl der Positionen ein, in denen sich zwei Codewörter unterscheiden und wie viele Änderungen erforderlich sind, um einen zu transformieren Codewort in einen anderen, der heute als das bekannt ist Hamming -Entfernung.[9] Hamming schuf dadurch eine Familie mathematischer Fehlerkorrigierende Codes, die genannt werden Hamming -Codes. Dies löste nicht nur ein wichtiges Problem in Telekommunikation und Informatik, sondern eröffnete auch ein ganz neues Studienfeld.[9][10]

Das Hamming gebundenAuch als Sphärenverpackung oder Volumengebundene bezeichnet eine Grenze für die Parameter eines willkürlichen Blockcode. Es ist aus einer Interpretation in Bezug auf Kugelverpackung im Hamming -Abstand in die Platz von allen möglichen Wörtern. Es gibt eine wichtige Einschränkung der Effizienz mit dem jeder fehlerkorrigierende Code den Speicherplatz verwenden kann, in dem seine Codewörter eingebettet sind. Ein Code, der die Hamming -Grenze erreicht, soll ein perfekter Code sein. Hamming -Codes sind perfekte Codes.[11][12]

Zurückkehren zu Differentialgleichung, Hamming untersuchte Mittel, um sie numerisch zu integrieren. Ein beliebter Ansatz war zu dieser Zeit Milnes Methode, die auf die Methode zugeschrieben wurde Arthur Milne.[13] Dies hatte den Nachteil, instabil zu sein, so dass das Ergebnis unter bestimmten Bedingungen durch Roundoff -Rauschen überflutet werden konnte. Hamming entwickelte eine verbesserte Version, den Hamming-Prädiktor-Korrektor. Dies wurde seit vielen Jahren verwendet, wurde aber seitdem von der ersetzt Adams -Methode.[14] Er hat umfangreiche Untersuchungen zu Digital durchgeführt Filtereinen neuen Filter entwickeln, der Hamming -Fensterund schließlich ein ganzes Buch zu diesem Thema schreiben, Digitale Filter (1977).[15]

In den 1950er Jahren programmierte er einen der frühesten Computer, die IBM 650, und mit Ruth A. Weiss entwickelte die L2 Programmiersprache, eine der frühesten Computersprachen im Jahr 1956. Es wurde in den Bell -Labors und auch von externen Nutzern verwendet, die es als Bell 2 wussten. Es wurde von ersetzt von Forran Als der IBM 650 der Bell Labs durch die ersetzt wurde IBM 704 1957.[16]

Im Eine Disziplin der Programmierung (1976), Edsger Dijkstra zugeschrieben auf das Problem des effizienten Findens Regelmäßige Zahlen.[17] Das Problem wurde als "Hammings Problem" bekannt, und die regulären Zahlen werden oft als Hamming -Zahlen in der Informatik bezeichnet, obwohl er sie nicht entdeckt hat.[18]

Während seiner Zeit bei Bell Labs vermieden Hamming die Verantwortlichkeiten der Management. Er wurde mehrmals in Managementpositionen befördert, gelang es jedoch immer, diese nur vorübergehend zu machen. "Ich wusste in gewissem Sinne, dass durch das Vermeiden von Management" er später erinnerte, "meine Pflicht von der Organisation nicht erledigte. Das ist eines meiner größten Misserfolge."[1]

Späteres Leben

Hamming diente als Präsident der Verband für Rechenmaschinen von 1958 bis 1960.[6] 1960 sagte er voraus, dass ein Tag die Hälfte des Bell -Laborbudgets für Computer ausgegeben würde. Keiner seiner Kollegen glaubte, dass es jemals so hoch sein würde, aber seine Prognose erwies sich als zu niedrig.[19] Seine Philosophie zum wissenschaftlichen Computer erschien als Motto von ihm Numerische Methoden für Wissenschaftler und Ingenieure (1962):

Der Zweck des Computers ist Einsicht, keine Zahlen.[20]

Im späteren Leben interessierte sich Hamming für den Unterricht. Zwischen 1960 und 1976, als er die Bell -Labors verließ, hielt er Besuchs- oder Zusatzprofessoren bei Universität in Stanford, Stevens Institute of Technology, das City College of New York, das Universität von Kalifornien in Irvine und Princeton Universität.[21] Als junger Türke hatte Hamming ältere Wissenschaftler verärgert, die Platz und Ressourcen aufgebraucht hatten, die von den jungen Türken viel besser genutzt worden wären. Als er sich ein Gedenkplakat der geschätzten Erfolge der Bell Labs ansah, stellte er fest, dass er an fast allen in der ersten Hälfte seiner Karriere bei Bell Labs gearbeitet hatte oder mit fast allen in Verbindung gebracht worden war, aber in der zweiten. Er beschloss daher, 1976 nach dreißig Jahren in den Ruhestand zu gehen.[1]

1976 zog er zur Marine -Postgraduiertenschule in Monterey, Kalifornien, wo er als ein arbeitete Adjunct Professor und alter Dozent in Informatik.[2] Er gab Forschung auf und konzentrierte sich auf das Unterrichten und Schreiben von Büchern.[3] Er bemerkte das:

Die Art und Weise, wie Mathematik derzeit gelehrt wird, ist außerordentlich langweilig. In dem Calculus -Buch, das wir derzeit auf meinem Campus verwenden, fand ich kein einziges Problem, dessen Antwort ich für den Schüler interessierte! Die Probleme im Text haben die Würde, ein Kreuzworträtsel zu lösen - es ist schwierig, sicher zu sein, aber das Ergebnis ist im Leben nicht von Bedeutung.[3]

Hamming versuchte, die Situation mit einem neuen Text zu korrigieren, Methoden der Mathematik, die auf Kalkül, Wahrscheinlichkeit und Statistik angewendet werden (1985).[3] 1993 bemerkte er: "Als ich BTL verließ, wusste ich, dass dies das Ende meiner wissenschaftlichen Karriere war. Als ich von hier aus zurückzog, ist es in einem anderen Sinne wirklich das Ende."[1] Und so bewies es. Er wurde Emeritierter Professor Im Juni 1997,[22] und hielt seinen letzten Vortrag im Dezember 1997, nur wenige Wochen vor seinem Tod durch einen Herzinfarkt am 7. Januar 1998.[6] Er wurde von seiner Frau Wanda überlebt.[22]

Erscheinungen

  • Hamming nimmt an der TV -Serie von 1962 teil Der Computer und der Geist des Menschen[23]

Auszeichnungen und berufliche Anerkennung

Das IEEE Richard W. Hamming -Medaillenach ihm benannt ist eine Auszeichnung, die jährlich von der vergeben wird Institut für Elektro- und Elektronikingenieure (IEEE) für "außergewöhnliche Beiträge zu Informationswissenschaften, Systeme und Technologie", und er war der erste Empfänger dieser Medaille.[31] Die Rückseite der Medaille zeigt eine Hamming-Paritätsprüfungsmatrix für einen Hamming-Fehlerkorrekturcode.[6]

Literaturverzeichnis

  • Hamming, Richard W. (1962). Numerische Methoden für Wissenschaftler und Ingenieure. New York: McGraw-Hill.; Zweite Ausgabe 1973
  • - (1968). Kalkül und Computerrevolution. Boston: Houghton-Mifflin.
  • - (1971). Einführung in die angewandte numerische Analyse. New York: McGraw-Hill.; Hemisphere Pub. Corp Nachdruck 1989; Dover Nachdruck 2012
  • - (1972). Computer und Gesellschaft. New York: McGraw-Hill.
  • - (1977). Digitale Filter. Englewood Cliffs, New Jersey: Prentice Hall. ISBN 978-0-13-212571-0.; zweite Ausgabe 1983; Dritte Ausgabe 1989.
  • - (1980). Die unangemessene Wirksamkeit der Mathematik. Washington, D.C.: The American Mathematical Monthly.
  • - (1980). Codierung und Informationstheorie. Englewood Cliffs, New Jersey: Prentice Hall. ISBN 978-0-13-139139-0.; Zweite Ausgabe 1986.
  • - (1985). Methoden der Mathematik, die auf Kalkül, Wahrscheinlichkeit und Statistik angewendet werden. Englewood Cliffs, New Jersey: Prentice Hall. ISBN 978-0-13-578899-8.
    Unkonventionelles einführendes Lehrbuch, das versucht, sowohl Kalkül zu unterrichten als auch eine Vorstellung davon, wofür es gleichzeitig gut ist. Könnte für jemanden von besonderem Interesse sein Lehren Ein Einführungskalkülkurs mit einem herkömmlichen Lehrbuch, um einige neue pädagogische Standpunkte zu erhalten.
  • - (1991). Die Kunst der Wahrscheinlichkeit für Wissenschaftler und Ingenieure. Redwood City, Kalifornien: Addison-Wesley. ISBN 978-0-201-51058-4.
  • - (1997). Die Kunst des Wissenschaft und Ingenieurwesens: Lernen zu lernen. Australien: Gordon und Breach. ISBN 978-90-5699-500-3.
    Unterhaltsam und lehrreich. Hamming versucht, allgemeine Lektionen zu extrahieren - sowohl persönlich als auch technisch - zu helfen, eine erfolgreiche technische Karriere zu haben, indem er Geschichten aus seinen eigenen Erfahrungen erzählt.

Anmerkungen

  1. ^ a b c d e f g h "Computerpioniere - Richard Wesley Hamming". IEEE Computer Society. Archiviert von das Original am 3. September 2014. Abgerufen 30. August, 2014.
  2. ^ a b c d e f Carnes 2005, S. 220–221.
  3. ^ a b c d e f g h i "Richard W. Hamming - A.M. Turing Award Sieger". Verband für Rechenmaschinen. Abgerufen 30. August, 2014.
  4. ^ "Hamming -Biographie". Universität von St. Andrews. Abgerufen 30. August, 2014.
  5. ^ a b Hamming 1998, p. 643.
  6. ^ a b c d e Morgan 1998, p. 972.
  7. ^ a b "Richard W. Hamming zusätzliche Materialien". Verband für Rechenmaschinen. Abgerufen 30. August, 2014.
  8. ^ Shannon 1948, p. 379.
  9. ^ a b Morgan 1998, S. 973–975.
  10. ^ Hamming 1950, S. 147–160.
  11. ^ Ling & Xing 2004, S. 82–88.
  12. ^ Pless 1982, S. 21–24.
  13. ^ Weisstein, Eric W. "Milnes Methode". Mathord. Abgerufen 2. September, 2014.
  14. ^ Morgan 1998, p. 975.
  15. ^ Morgan 1998, p. 976–977.
  16. ^ Holbrook, Bernard D.; Brown, W. Stanley. "Technischer Bericht von Computing Science Nr. 99 - Eine Geschichte der Computerforschung bei Bell Laboratories (1937–1975)". Bell Labs. Archiviert von das Original am 2. September 2014. Abgerufen 2. September, 2014.
  17. ^ Dijkstra 1976, S. 129–134.
  18. ^ "Hamming -Problem". Cunningham & Cunningham, Inc.. Abgerufen 2. September, 2014.
  19. ^ Morgan 1998, p. 977.
  20. ^ Hamming 1962, S. VII, 276, 395.
  21. ^ Carnes 2005, p. 220–221; Tveito, Bruaset & Lysne 2009, p. 59.
  22. ^ a b Fisher, Lawrence (11. Januar 1998). "Richard Hamming, 82, stirbt; Pionier in der digitalen Technologie". Die New York Times. Abgerufen 30. August, 2014.
  23. ^ "Leser- und Editor -Forum: Neue Computer -TV -Serie" (PDF). Computer und Automatisierung. Xii (1): 46–47. Januar 1963.
  24. ^ "A. M. Turing Award". Verband für Rechenmaschinen. Archiviert von das Original am 12. Dezember 2009. Abgerufen 5. Februar, 2011.
  25. ^ "IEEE Emanuel R. Piore Award -Empfänger" (PDF). IEEE. Archiviert von das Original (PDF) am 24. November 2010. Abgerufen 20. März, 2021.
  26. ^ "NAE -Mitgliederverzeichnis - Dr. Richard W. Hamming". Nationale Akademie des Ingenieurwesens. Abgerufen 5. Februar, 2011.
  27. ^ "Der Harold Pender Award". School of Engineering und angewandte Wissenschaft, Universität von Pennsylvania. Archiviert von das Original am 22. Februar 2012. Abgerufen 5. Februar, 2011.
  28. ^ "IEEE Richard W. Hamming -Medaillenempfänger" (PDF). IEEE. Abgerufen 5. Februar, 2011.
  29. ^ "ACM Fellows - H". Verband für Rechenmaschinen. Archiviert von das Original am 24. Januar 2011. Abgerufen 5. Februar, 2011.
  30. ^ "Preisträger (chronologisch)". Eduard Rhein Foundation. Archiviert von das Original am 18. Juli 2011. Abgerufen 5. Februar, 2011.
  31. ^ "IEEE Richard W. Hamming Medal". IEEE. Abgerufen 5. Februar, 2011.

Verweise

Externe Links