Кнут дональд эрвин. Дональд эрвин кнут - биография, информация, личная жизнь

Автор 19 монографий (в том числе ряда классических книг по программированию) и более 160 статей, разработчик нескольких известных программных технологий. Автор всемирно известной серии книг, посвящённой основным алгоритмам и методам вычислительной математики , а также создатель настольных издательских систем T E X и METAFONT , предназначенных для набора и вёрстки книг научно-технической тематики (в первую очередь - физико-математических).

Биография

Родился в семье преподавателя. Его отец преподавал бухгалтерский учёт, а также занимался печатным делом на дому как любитель (этим можно объяснить последующий интерес Дональда к этому делу и такие разработки как T E X). С юных лет в нём наблюдалась склонность к математике, физике и музыке.

Окончил с отличием отделение математики (бакалавр, 1960). Одновременно за значительные достижения в программировании был удостоен степени магистра. Спустя три года получил докторскую степень в . Преподавал там же математику и одновременно консультировал по проблемам разработки программного обеспечения в компании Burroughs Corporation.

В 1968 году перешел в Стэнфордский университет. В 1968-69 годах также работал в Институте оборонных исследований. Приглашенный профессор математики в университете Осло, Норвегия (1972, 1973). В Стэнфорде под его руководством защищено 28 докторских диссертаций.

Большое влияние на юного Дональда Кнута оказали работы Андрея Петровича Ершова , впоследствии его друга.

Это началось ещё когда я был студентом последнего курса. Тогда только появилась книга Андрея «Программирование для БЭСМ », и мы, группа студентов, смогли убедить преподавателя русского языка включить её в курс в качестве одного из двух сборников текстов для изучения научной лексики .

Поскольку Кнут всегда считал монографию «Искусство программирования » основным проектом своей жизни, в 1990(3?) году он вышел в отставку, с намерением полностью сконцентрироваться на написании недостающих частей и приведении в порядок существующих.

Признание

Член редакционных коллегий многих научных журналов.

Действительный член Американской академии искусств и наук, Национальной академии наук, Национальной академии инженерных наук. Член Американской гильдии органистов (с 1965 года), Американского математического общества (1961), Ассоциации компьютерной техники (ACM) (1959), Математической ассоциации Америки (1959), Общества промышленной и прикладной математики (1965), действительный член Британского компьютерного общества (1980), почетный член IEEE (1982). Иностранный член Российской академии наук (29.05.2008) . Почётный доктор многих университетов. Почётный доктор СПбГУ (1992).

Профессор Кнут удостоен многочисленных премий и наград в области программирования и вычислительной математики, среди которых

Отрывок, характеризующий Кнут, Дональд Эрвин

Лысые Горы, именье князя Николая Андреича Болконского, находились в шестидесяти верстах от Смоленска, позади его, и в трех верстах от Московской дороги.
В тот же вечер, как князь отдавал приказания Алпатычу, Десаль, потребовав у княжны Марьи свидания, сообщил ей, что так как князь не совсем здоров и не принимает никаких мер для своей безопасности, а по письму князя Андрея видно, что пребывание в Лысых Горах небезопасно, то он почтительно советует ей самой написать с Алпатычем письмо к начальнику губернии в Смоленск с просьбой уведомить ее о положении дел и о мере опасности, которой подвергаются Лысые Горы. Десаль написал для княжны Марьи письмо к губернатору, которое она подписала, и письмо это было отдано Алпатычу с приказанием подать его губернатору и, в случае опасности, возвратиться как можно скорее.
Получив все приказания, Алпатыч, провожаемый домашними, в белой пуховой шляпе (княжеский подарок), с палкой, так же как князь, вышел садиться в кожаную кибиточку, заложенную тройкой сытых саврасых.
Колокольчик был подвязан, и бубенчики заложены бумажками. Князь никому не позволял в Лысых Горах ездить с колокольчиком. Но Алпатыч любил колокольчики и бубенчики в дальней дороге. Придворные Алпатыча, земский, конторщик, кухарка – черная, белая, две старухи, мальчик казачок, кучера и разные дворовые провожали его.
Дочь укладывала за спину и под него ситцевые пуховые подушки. Свояченица старушка тайком сунула узелок. Один из кучеров подсадил его под руку.
– Ну, ну, бабьи сборы! Бабы, бабы! – пыхтя, проговорил скороговоркой Алпатыч точно так, как говорил князь, и сел в кибиточку. Отдав последние приказания о работах земскому и в этом уж не подражая князю, Алпатыч снял с лысой головы шляпу и перекрестился троекратно.
– Вы, ежели что… вы вернитесь, Яков Алпатыч; ради Христа, нас пожалей, – прокричала ему жена, намекавшая на слухи о войне и неприятеле.
– Бабы, бабы, бабьи сборы, – проговорил Алпатыч про себя и поехал, оглядывая вокруг себя поля, где с пожелтевшей рожью, где с густым, еще зеленым овсом, где еще черные, которые только начинали двоить. Алпатыч ехал, любуясь на редкостный урожай ярового в нынешнем году, приглядываясь к полоскам ржаных пелей, на которых кое где начинали зажинать, и делал свои хозяйственные соображения о посеве и уборке и о том, не забыто ли какое княжеское приказание.
Два раза покормив дорогой, к вечеру 4 го августа Алпатыч приехал в город.
По дороге Алпатыч встречал и обгонял обозы и войска. Подъезжая к Смоленску, он слышал дальние выстрелы, но звуки эти не поразили его. Сильнее всего поразило его то, что, приближаясь к Смоленску, он видел прекрасное поле овса, которое какие то солдаты косили, очевидно, на корм и по которому стояли лагерем; это обстоятельство поразило Алпатыча, но он скоро забыл его, думая о своем деле.
Все интересы жизни Алпатыча уже более тридцати лет были ограничены одной волей князя, и он никогда не выходил из этого круга. Все, что не касалось до исполнения приказаний князя, не только не интересовало его, но не существовало для Алпатыча.
Алпатыч, приехав вечером 4 го августа в Смоленск, остановился за Днепром, в Гаченском предместье, на постоялом дворе, у дворника Ферапонтова, у которого он уже тридцать лет имел привычку останавливаться. Ферапонтов двенадцать лет тому назад, с легкой руки Алпатыча, купив рощу у князя, начал торговать и теперь имел дом, постоялый двор и мучную лавку в губернии. Ферапонтов был толстый, черный, красный сорокалетний мужик, с толстыми губами, с толстой шишкой носом, такими же шишками над черными, нахмуренными бровями и толстым брюхом.
Ферапонтов, в жилете, в ситцевой рубахе, стоял у лавки, выходившей на улицу. Увидав Алпатыча, он подошел к нему.
– Добро пожаловать, Яков Алпатыч. Народ из города, а ты в город, – сказал хозяин.
– Что ж так, из города? – сказал Алпатыч.
– И я говорю, – народ глуп. Всё француза боятся.
– Бабьи толки, бабьи толки! – проговорил Алпатыч.
– Так то и я сужу, Яков Алпатыч. Я говорю, приказ есть, что не пустят его, – значит, верно. Да и мужики по три рубля с подводы просят – креста на них нет!
Яков Алпатыч невнимательно слушал. Он потребовал самовар и сена лошадям и, напившись чаю, лег спать.
Всю ночь мимо постоялого двора двигались на улице войска. На другой день Алпатыч надел камзол, который он надевал только в городе, и пошел по делам. Утро было солнечное, и с восьми часов было уже жарко. Дорогой день для уборки хлеба, как думал Алпатыч. За городом с раннего утра слышались выстрелы.
С восьми часов к ружейным выстрелам присоединилась пушечная пальба. На улицах было много народу, куда то спешащего, много солдат, но так же, как и всегда, ездили извозчики, купцы стояли у лавок и в церквах шла служба. Алпатыч прошел в лавки, в присутственные места, на почту и к губернатору. В присутственных местах, в лавках, на почте все говорили о войске, о неприятеле, который уже напал на город; все спрашивали друг друга, что делать, и все старались успокоивать друг друга.
У дома губернатора Алпатыч нашел большое количество народа, казаков и дорожный экипаж, принадлежавший губернатору. На крыльце Яков Алпатыч встретил двух господ дворян, из которых одного он знал. Знакомый ему дворянин, бывший исправник, говорил с жаром.
– Ведь это не шутки шутить, – говорил он. – Хорошо, кто один. Одна голова и бедна – так одна, а то ведь тринадцать человек семьи, да все имущество… Довели, что пропадать всем, что ж это за начальство после этого?.. Эх, перевешал бы разбойников…
– Да ну, будет, – говорил другой.
– А мне что за дело, пускай слышит! Что ж, мы не собаки, – сказал бывший исправник и, оглянувшись, увидал Алпатыча.
– А, Яков Алпатыч, ты зачем?
– По приказанию его сиятельства, к господину губернатору, – отвечал Алпатыч, гордо поднимая голову и закладывая руку за пазуху, что он делал всегда, когда упоминал о князе… – Изволили приказать осведомиться о положении дел, – сказал он.
– Да вот и узнавай, – прокричал помещик, – довели, что ни подвод, ничего!.. Вот она, слышишь? – сказал он, указывая на ту сторону, откуда слышались выстрелы.
– Довели, что погибать всем… разбойники! – опять проговорил он и сошел с крыльца.
Алпатыч покачал головой и пошел на лестницу. В приемной были купцы, женщины, чиновники, молча переглядывавшиеся между собой. Дверь кабинета отворилась, все встали с мест и подвинулись вперед. Из двери выбежал чиновник, поговорил что то с купцом, кликнул за собой толстого чиновника с крестом на шее и скрылся опять в дверь, видимо, избегая всех обращенных к нему взглядов и вопросов. Алпатыч продвинулся вперед и при следующем выходе чиновника, заложив руку зазастегнутый сюртук, обратился к чиновнику, подавая ему два письма.

Никто не может «владеть» математической формулой. Математика принадлежит Богу.

Дональд Кнут
о недопустимости патентов на программное обеспечение

Покупая сегодня компьютер, можно быть уверенным: через пять лет он будет считаться устаревшим, и многие новые программы даже не запустятся на нём. Срок жизни программ тоже обычно невелик: новые программы рассчитаны на бо льшие вычислительные мощности и потому быстрее, удобнее, красивее старых.

Так что же - пользоваться компьютерными учебниками или программами, написанными пять лет назад, бесполезно: всё равно они безнадёжно устарели? Обычно это так, но бывают исключения. Например, один из самых популярных учебников по компьютерным наукам начал печататься аж в 1968 году - это многотомник американского учёного Дональда Кнута «Искусство программирования для ЭВМ» («The Art of Computer Programming»). А бо льшая часть физико-математической и технической литературы по сей день верстается на компьютерах с помощью системы (обычно пишут: ТеХ), которая практически не изменялась с 1989 года. Кстати, ТеХ создал тот же Дональд Кнут. Что же это за уникальный человек?

Дональд Эрвин Кнут родился в 1938 году в американском городе Милуоки. В детстве он был очарован печатными изданиями и уже в пятилетнем возрасте отметил все «засечки» у букв в своей азбуке. В юности Дональд увлёкся игрой на саксофоне и трубе и думал, что станет профессиональным музыкантом. Однако поступил Кнут в Западный университет Кейза, где активно занялся физикой. На первых курсах он считал чистую математику весьма скучной, но после встречи с Полом Гюнтером, математиком с незаурядным чувством юмора, Кнут заинтересовался ею.

В 1956 году Дональд впервые познакомился с компьютером. Он внимательно анализировал примеры программ из руководства для пользователя и многие из них существенно улучшил. Через два года Кнут написал программу, подсчитывающую рейтинг игроков университетской баскетбольной команды по статистике бросков, передач и т. п.; программа имела неожиданный успех, и о ней написали в газетах.

По окончании университета Кейза в 1960 году Кнут поступил в аспирантуру Калифорнийского технологического университета, где продолжил свои изыскания в области компьютерных наук (Computer Science). В 1963 году он защитил диссертацию. Ещё будучи аспирантом, в 1962 году Кнут задумал свой многотомник, «библию для программистов», где хотел изложить фундаментальные алгоритмы, применяющиеся при написании программ. Выходившие с 1968 года тома пользовались большим успехом, и через несколько лет их решили переиздать. Но случилась весьма необычная история.

Все уже вышедшие тома «Искусства программирования» были напечатаны в типографии на монотипе 1 . Но в 1974–75 годах монотипы вытеснила намного более дешёвая технология фотонаборной печати 2 , при которой сложные формулы получались уродливо. Кнут был крайне разочарован тем, как будет выглядеть его книга после фотонабора. С большим трудом он нашёл монотип и добился перевёрстки на нём. Однако после полного исчезновения монотипов было непонятно, как добиваться красиво изданных книг.

13 мая 1977 года Кнут составил план создания компьютерной системы вёрстки ТеХ. Он рассчитывал осуществить этот план месяцев за восемь, но сильно недооценил объём работ, затянувшихся более чем на 10 лет. В итоге помимо самой системы ТеХ были созданы: язык программирования METAFONT для рисования шрифтов; специальный язык программирования, на котором была написана система ТеХ; а также концепция «грамотного программирования» (англ. literate programming ). Эта концепция позволяет писать программу на понятном человеку, «литературном» языке; позже «слова» из этой программы обрабатываются специальной программой, выдающей код на языке, понятном компьютеру.

Я не могу прийти в ресторан и просто заказать еду, потому что начинаю изучать шрифты в меню.

Дональд Кнут

В 1982 году системой ТеХ уже можно было пользоваться для набора текстов, и новое издание «Искусства программирования» было подготовлено в ТеХ"е. Особенностью ТеХ"а стала отточенная вёрстка сложных формул, отвечающая классическим канонам. Есть даже высказывание: «ТеХ - стандарт для набора формул, к которому стремятся приблизиться все остальные издательские системы». Кроме того, Кнут выложил эту систему в свободный доступ, она бесплатна. В результате ТеХ как бы объединил всех математиков: не обязательно переписываться, вставляя в текст формулы «от руки», - каждый может легко освоить ТеХ и набирать тексты с формулами любой сложности. ТеХ стал стандартным форматом научных публикаций, и сейчас большая часть физико-математической литературы верстается в программах, основанных на ТеХ"е. Для набора формул в Википедии и на некоторых других сайтах также применяется ТеХ.

В 1989 году была выпущена версия ТеХ 3.0, оказавшаяся исключительно стабильной. С тех пор исправляются только небольшие ошибки, а очередные версии ТеХ"a нумеруются десятичными знаками числа π. На 2014 год актуальна версия 3.1415926. Кнут завещал, когда он покинет этот мир, присвоить текущей на тот момент версии номер π, а все ошибки, которые останутся, считать особенностями системы.

В этом коде могут быть ошибки. Я лишь доказал, что он работает, но не проверял на компьютере.

Дональд Кнут

Первым не латинским шрифтом, появившимся в ТеХ"е, была кириллица. Кстати, Кнут знает русский язык - он выучил его, чтобы читать работы русских математиков в подлиннике. Одним из друзей Кнута был советский программист Андрей Петрович Ершов, чьи книги автор ТеХ"а очень ценит.

Кнут всегда чрезвычайно беспокоится о точности и правильности того, что он пишет. Чтобы избавиться от ошибок в ТеХ"е и в книге «Искусство программирования», он придумал оригинальную систему: за каждую найденную ошибку выплачивалось небольшое денежное вознаграждение. Например, в первый год после выхода «Искусства программирования» каждый нашедший ошибку получал от автора чек на $2,56. Получение подобного чека - дело очень редкое и почётное, поскольку даже первоначальные версии были практически безошибочны. Большинство обладателей этих чеков не отнесли их в банк, а оставили на память. Сейчас Кнут вместо чеков высылает шуточные сертификаты.

Кнут работает над «Искусством программирования» по сей день. В 1990 году он вышел на пенсию, чтобы целиком посвятить себя написанию этого труда. В 2011 году была выпущена первая часть 4 тома, а на сайте автора можно скачать несколько фрагментов второй части.

В свободное время Кнут занимается музыкой. В 1977 году он опубликовал шутливую статью «Оценка сложности песен», в которой постарался дать математическое описание популярных песен.

Юрий Романов

10 января 1938 года в Милуоки (штат Висконсин, США) родился Дональд Эрвин Кнут . Сегодня ему исполнилось 76 лет. В биографии его нет длинного перечня названий городов и стран, где он жил и работал. Математик по образованию, в 1960-м окончил Кейсовский технологический институт, через три года в Калифорнийском технологическом институте стал доктором математики, а с 1968 года преподавал в Стэнфордском университете, профессор.

В 1990 году досрочно уходит на пенсию, чтобы полностью посвятить себя главному делу, которое он для себя избрал, - написанию фундаментальной монографии «The Art of Computer Programming», из семи запланированных томов которой свет увидели пока лишь три и первая часть четвёртого.

Сегодня Дональд Кнут является почётным профессором информатики Стэнфорда и ряда университетов разных стран мира, в том числе Санкт-Петербургского. Удостоен премии Ассоциации вычислительной техники имени Грейс Мюррей Хоппер, престижнейшей премии Тьюринга, имеет Национальную медаль США за научные заслуги, является лауреатом премии Харви, премии Киото, премии Института инженеров по электротехнике и электронике, а также премии Математической ассоциации США. Кнут издал 19 монографий и 160 статей.
Является создателем программ для издательской подготовки математических публикаций TEX и METAFONT. В прошлом году занимал 37-е место в списке наиболее цитируемых авторов в области компьютерных наук по версии системы индексирования научных публикаций CiteSeer.

Что интересно при таком обилии официальных знаков признания: отношение к мэтру со стороны представителей математического сообщества и программистов далеко от, казалось бы, ожидаемого – восторженного. Разумеется, в нём нет непочтительности или сомнений в ценности сделанного и значимости заслуг. Но есть нечто от переживаний студентов или даже школьников, которым… слишком много задали на дом. А ведь кроме «своих», айтишников, есть имеются спецы в области патентных прав и участники перманентной «битвы» сторонников проприетарного и свободного ПО, у которых свои резоны соглашаться или не соглашаться с доводами Дональда Кнута… На фоне всей этой бурлящей пестроты слов, взглядов, точек зрения и оценок того, о чем говорит и пишет наш юбиляр, очень хочется задать всего один вопрос. Кто вы, профессор Кнут?

Математик? Книга «Конкретная математика. Основание информатики», написанная в соавторстве Дональдом Кнутом, Рональдом Грэхэмом и Ореном Паташником, как известно, создана на базе одноимённого курса лекций для Стэнфордского университета. Значительная часть её в той или иной мере повторяет содержание главы «Математическое введение» первого тома «Искусства программирования». Слова «конкретная математика» – игра даже не слов, а понятий, которую очень любит профессор Кнут. Это и комбинация КОНтинуальной и дисКРЕТНОЙ математики. Здесь и ненавязчивый посыл в адрес целевой аудитории: это книга для практиков, решающих конкретные задачи. Тут и противопоставление математики прикладной и абстрактной…

Но что важно - это не фундаментальный математический труд, предпосланный желающим изучить предмет. Это - фундаментальный учебник. Несколько фраз из Введения: «Что же в действительности представляет собой конкретная математика? Это осмысленное оперирование математическими формулами с использованием определённых наборов методов решения задач… Предпочтение здесь будет отдаваться технической стороне дела, а не теоремам существования и комбинаторным рассуждениям». В книгу помещено около 500 заданий для самостоятельного решения (кстати, с аккуратным перечислением их авторов и источников).

После некоторого количества абсолютно понятного, чрезвычайно доходчивого, блестяще написанного текста книги эти задачки воспринимаются как ушат холодной воды за шиворот. И, что греха таить, именно эта особенность книг профессора Кнута вызывает максимум внутренней борьбы читающей публики. Зато позволяет предположить ответ на первый наш вопрос…

Программист? В 1960 году «свежеиспечённый» бакалавр математики Дональд Кнут вплотную занялся программированием. Причём без дураков. Системное программирование - что может быть круче? Он настолько успешно справился с проектом по созданию компилятора ALGOL-а, что в 1962-м издательство Addison–Wesley предложило ему написать книгу о компиляторах. В это же время он начинает активную преподавательскую деятельность в должности ассистента профессора Калифорнийского технологического института.

В процессе работы над книгой сама концепция издания претерпела коренные изменения. Автора больше не интересовала частная проблема создания компиляторов. При поддержке издательства он начинает подготовку семитомной монографии «Искусство программирования». В 1965 году вышел из печати первый том… Трёхтомник Кнута оказался бестселлером Addison–Wesley. Двухтысячный тираж каждого тома расходился за месяц, начиная с первого издания и далее - в продолжение десяти лет. Книги были переведены на 5 иностранных языков, включая русский. На молодого профессора буквально обрушилась слава. А в 1979 году он получает из рук президента Картера Национальную медаль в области науки…

Именно тогда Дональд Кнут берет «тайм-аут» и вновь - на пять лет - возвращается в программирование. Результатом стали TEX и METAFONT, а также – попутно – новая концепция программирования, получившая название «Literate Programming». («Грамотное программирование». Часто можно встретить некорректный перевод «Литературное программирование»… Ох уж этот профессор - любитель каламбуров и непереводимых названий…)

В 1986 году на торжественном приёме в Addison–Wesley Кнут заявил, что на завершение оставшихся четырёх томов ему потребуется два десятилетия. Через тринадцать лет, в 1999-м, он сообщил, что намерен вплотную заняться следующими двумя томами, а для повышения актуальности монографии запланировал переписать все описания и примеры, данные в книгах на языке ассемблера «морально устаревшего» виртуального компьютера MIX 1009, на язык более современного RISC-процессора MMIX 2009. С этой целью Дональд Кнут разработал архитектуру этого виртуального процессора, написал симулятор и ассемблер.

Что интересно: все без исключения тома «Искусства программирования» были восприняты публикой с величайшим пиететом. Наличие «Кнута» в домашней библиотеке каждого программиста стало считаться само собой разумеющимся. Но лишь немногие разработчики ПО действительно извлекают пользу из этих книг. Причина? Да та же самая: там все построено на принципе практического обучения. Нужно решать задачки… Короче говоря, по некоторым оценкам, на сотню владельцев «Кнута» реально проштудировавших эти книги найдётся едва ли десяток… Как по поводу этого шутил (шутил ли?) Билл Гейтс, наверное, все помнят.

Однажды в интервью Питеру Сейбелу, автору книги «Кодеры за работой. Размышления о ремесле программиста», Дональд Кнут признался: «Я узнал очень много нового… В частности, как много ресурсов мозга съедает разработка ПО. Я не мог одновременно преподавать на полную ставку и полноценно заниматься разработкой ПО. Но я мог преподавать на полную ставку и полноценно заниматься написанием книг»…

Это намёк к нашему второму вопросу…

Борец за свободу “софта”? В 1994 году Дональд Кнут вернулся к вопросу о взаимоотношениях программирования и математики с неожиданной стороны. Совместно с другими учёными он пытался инициировать процесс пересмотра патентной практики в США, касающейся патентования программного обеспечения. Не получилось… Ни в этот раз, ни в 2009-м, когда он вновь попытался повлиять на патентную политику, на этот раз - в Европе. Тем не менее гражданская позиция профессора Кнута, несомненно, заслуживает уважения.

Она предельно ясно выражена в его письме в адрес Комиссара по патентам и товарным знакам Вашингтона (округ Колумбия), где, в частности, говорится:

«Я хотел бы попросить вас пересмотреть текущую политику предоставления патентов на вычислительные процессы… В 1945–1980 годах было принято считать, что патентное право не относится к программному обеспечению. Однако теперь выясняется, что некоторые люди получили патенты на алгоритмы, имеющие большое практическое значение (например, сжатия Зива и RSA-шифрования с открытым ключом), что в настоящее время юридически ограничивает других программистов в использовании этих алгоритмов… Я боюсь, это изменение будет вредно для общества.

Мне сказали, что суды пытаются провести различие между математическими алгоритмами и нематематическими. Для компьютерного учёного это лишено смысла, потому что каждый алгоритм является математическим. Алгоритм - это абстрактное понятие, не связанное с физическими законами Вселенной.

Идея принятия законов, какие-то алгоритмы относящих к математике, а какие-то - нет, напоминает мне попытки в XIX веке в штате Индиана принять закон, что отношение длины окружности к её диаметру равно в точности 3, а не примерно 3,1416… Или церковное постановление о том, что Солнце вращается вокруг Земли. Представляете, что произойдёт, если отдельные юристы запатентуют свои методы защиты и если судьи Верховного суда смогут запатентовать свои прецеденты? Сегодня я твёрдо уверен, что тенденция к патентованию алгоритмов приносит пользу небольшому числу адвокатов и изобретателей и серьёзно вредит подавляющему большинству людей, которые хотят делать какие-то полезные вещи с помощью компьютеров…»

Дональд Эрвин Кнут - американский учёный, почётный профессор Стэнфордского университета и нескольких других университетов в разных странах, преподаватель и идеолог программирования, автор 19 монографий (в том числе ряда классических книг по программированию) и более 160 статей, разработчик нескольких известных программных технологий. Автор всемирно известной серии книг, посвящённой основным алгоритмам и методам вычислительной математики, а также создатель настольных издательских систем TEX и METAFONT, предназначенных для набора и вёрстки книг, посвящённых технической тематике (в первую очередь - физико-математических).

Дональд Кнут родился 10 января 1938 года в Милуоки (штат Висконсин)-Его отец преподавал бухгалтерский учет в университете и занимался также дома, в подвале, печатным делом. Ребенком Кнут с удовольствием играл с калькулятором отца, который мог перемножать десятизначные числа, но у него уходило от десяти до двадцати секунд, чтобы напечатать ответ.

Кнут вспоминает, как он пытался извлечь квадратный корень из десяти, пытался и ошибся. Открыв, что ответ находится между 3,16 и 3,17, он сделал заключение, что число должно иметь истинное значение п, а не 3,14, как говорилось в его учебнике. Вскоре он понял, что его заключение было ошибочным.

Любовь Кнута к математике усилилась на первом году учебы в университете. Он был захвачен графикой алгебраических функций - областью нескончаемых возможностей.

Физика также ему нравилась, и он разрывается между ней и музыкой - он серьезно обучался игре на пианино, сам написал несколько произведений. Кнут признает, что у него комплекс неполноценности. Это объясняет, говорит он, то, что он всегда много работал. В старших классах Милуокской лютеранской высшей школы он беспокоился, что низкие оценки по математике могут помешать его поступлению в колледж, но это была непонятная озабоченность, поскольку он закончил школу с самым высоким коэффици-ентом за все времена - 97,5%.

В 1956 году он поступил в Кейский Технологический институт в Кливленде. На первом году обучения он занялся высшей математикой. Снова из-за страха, что не справится, Кнут в дополнительное время с рвением изучал дифференциальное и интегральное исчисление и аналитическую геометрию.

Во время каникул после первого курса Кнут впервые занялся работой с компьютером. У него было задание на лето - построить графики для статистиков Кейса. В соседней комнате находилась новая машина IBM 650. Кнут так загорелся ею, что посвятил «Искусство программирования» компьютеру IBM 650, установленному в Кэйском технологическом институте, в память о многих приятных вечерах. Некоторые из его преподавателей советовали ему держаться в стороне от компьютеров, утверждая, что это ни к чему хорошему не приведет. Но любопытство взяло верх, он проводил ночи напролет с компьютером.

Кнут с легкостью оставил физику. Его лабораторные работы, казалось, не приносили удовлетворения, он ронял детали на пол и часто оказывался последним. Сварка оказалась катастрофой: при росте 6 футов и 4 дюйма он был слишком высоким для сварочных столов, и ему невозможно было наблюдать за работой, кроме того, очки ему не подходили.

Кнут добился успехов, используя компьютер для оценки игры баскетбольной команды, менеджером которой он являлся. Он выработал сложную формулу для ранжирования игроков, рассчитывая вклад каждого в игру, не только по количеству очков, которые он принес команде. Кнут обычно сидел за компьютером IBM 650 и подводил статистику игры, в то время, когда тренер стоял рядом. Используя программу Д. Кнута, тренер мог определить Истинный вклад каждого в игру и в соответствии с этим использовать игроков. Оказалось также, что данная программа стимулировала игроков работать с большей отдачей. В 1960 году Кэйский институт выиграл чемпионат лиги, а магическая формула Кнута неожиданно была опубликована в «Walter Cronkite"s Sunday» и в «Newsweek».

В 1960 году Кнут получил звание бакалавра по математике, причем студенты даже проголосовали за присуждение ему степени доктора. Летом этого года в Пассадене Кнут занялся работой по системному программированию, результатом которой было создание компилятора для ALGOL. За эту работу он получил 5,5 тысячи долларов. Осенью того же года он поступает в Калифорнийский технологический институт для получения степени доктора философии по математике.

В январе 1962 года издательство «Addison-Wesley» предложило Кнуту написать книгу по компиляторам. Он принял это предложение.

В июне 1963 года в Калифорнийском технологическом институте Кнуту присуждается степень доктора философии по математике и он становится ассистентом профессора. Вскоре он начинает работу над главами своей книги.

Находясь в зачаточном состоянии, компьютерная наука того времени страдала от недостатка специальной литературы, которая была к тому же неоднородной. Кнут обнаружил, что многие из опубликованных статей были неправильны. Тысячи программистов писали новые алгоритмы для мэйнфреймов. Но когда приходила хорошая мысль, она терялась в журнале или техническом докладе. Многие программы просто не читались. Результатом было то, что люди вновь открывали методы, которые уже были известны. Кнуту пришла в голову мысль, что будет полезным иметь общую картину всей этой ценной литературы. Он узнал, что те, кто раньше пытались суммировать технику программирования, были необъективны на основании их собственных теорий. Не развив ни одну из новых идей, но уже уверенный, что является хорошим писателем, Кнут почувствовал, что именно он подходит для этой работы.

Цель Кнута в этой монументальной работе состояла в том, чтобы обобщить технику программирования и найти ей соответствующее применение. Его основным вкладом было обобщение материала и анализ методов. Он пытался развить наиболее используемые теории для разных методов и заполнить пробелы в этих теориях, он был первым, кто находил эти пробелы и собрал все эти разбросанные теории. Вначале Кнут думал, что напишет толь" одну книгу о компиляторах. Набросав несколько глав, тем не менее, он почувствовал, что книга должна быть гораздо большей и основополагающей. Получив зеленый свет от издателя, он писал, писал и писал. К июню 1965 года он завершил первый проект из двенадцати глав, который размещался на трех тысячах страниц рукописного текста. В октябре он отослал первую главу издателю. Издательство «Addison-Wesley» предложило, что двенадцать частей будут опубликованы как семь отдельных томов, каждый которых будет содержать один или два раздела. Кнута устраивало такое предложение.

Проведя напряженные дни и ночи над реализацией семитомного проекта, Кнут испытал несколько приступов язвы летом 1967 года. Как вспоминает он, это случилось на середине «алгоритма Евклида», на 333 странице второго тома.

Данные издания, как оказалось, имели наибольший спрос из всех книг, продаваемых «Addison-Wesley». В середине 80-х годов две тысячи экземпляров каждого из трех томов расходились в течение месяца, и эта цифра не менялась с середины 70-х годов. Работа была переведена на китайский, румынский, японский, испанский и русский, планировалось издание на португальском и венгерском. Кнут становится все более знаменитым: в 1979 г. в возрасте 41 года он получает из рук президента Дж. Картера Национальную медаль в области науки за свою работу по алгоритмам.

Несмотря на свою импозантность, Кнут говорит быстро, его руки находятся в постоянном движении. Музыка представляет для него большой интерес. Он стал дизайнером органа в стиле барокко, состоящего из 1000 труб, для лютеранской церкви в парке Менло в Калифорнии и построил уменьшенную версию для своего дома. С 1968 года он член Совета факультета Стэнфордского университета как профессор в области компьютерной науки.

Может показаться неправдоподобным, но Д. Кнут также пишет фантастические вещи. Его новелла «Сюрреалистические числа: как два бывших студента занялись чистой математикой и нашли полное счастье» была опубликована в издательстве «Addison-Wesley» в 1974 году. В книге рассказывается об исследовании новой системы чисел, открытой в Кэмбриджском университете Дж. Конвэем. Кнут узнал о данной системе от самого Конвэя в 1972 году. Один журналист отметил, что впервые значимое открытие в математике описывается сначала в научной фантастике. Кнут написал данную книгу не для того, чтобы проповедовать теорию Конвэя, а чтобы объяснить, как человек может создать такую теорию.

Весной 1977 года Дональд Кнут резко изменил род своих занятий. Просматривая гранки проверенного издания второго тома, он неожиданно почувствовал, что полиграфия нуждается в кардинальном изменении. Он хотел уничтожить эти гранки, поскольку они выглядели ужасно. Пространственное расположение знаков было плохим, и особенно острой проблемой в издании был стандартный шрифт и вид математических уравнений. Кнут хотел понять, почему печатная работа, в которой использовался фоторепродукционный шрифт, была такой непривлекательной. Он решил посвятить несколько месяцев тому, чтобы попытаться совместить математику и компьютерную науку с задачей улучшения внешнего вида книг. Проект длился Девять лет!

Кнут изобрел ТеХ, первую издательскую систему, а также METAFONT, систему, которая использует классическую математику для придания внешнего вида шрифтам. ТеХ был назван одним из наиболее важных изобретений в истории печатания книг. Некоторые сравнивали его по значению с Библией Иоганна Гуттенберга, что смутило Кнута.

ТеХ позволяет наборной машине размещать буквы и знаки на странице со значительной гибкостью и эстетичным качеством.

METAFONT позволяет дизайнеру создавать шрифт или комплект шрифта, полный с буквами, числами и пунктуацией в специфичном стиле. Комплект шрифта может быть изображен на мониторе и может быть изменен любым способом.

Кнут ввел обе программы в открытое пользование: ни он, ни Стэнфордский университет не заработали на них ни гроша. Он написал программы, как он говорит, из любви к книгам и для достижения необходимой эстетики.

Когда Кнут сверстал второй том «Искусства программирования», используя METAFONT и ТеХ, результат был лучше, но не идеальным. Плохо получались числа. Так он потратил еще пять лет, работая с лучшими дизайнерами по графике, для того, чтобы создать новые системы и наиболее полно использовать их потенциал. Летом 1986 года разработки Кнута по типографии были завершены, и вышел пятитомник «Компьютеры и набор знаков». Первый том посвящен ТеХ; второй содержит полный источник кодов ТеХ; третий и четвертый, соответственно, посвящены METAFONT и полному источнику кодов для него; пятый том содержит 500 с лишним примеров программирования по METAFONT.

В 1986 году на приеме в издательстве «Addison-Wesley», устроенном в его честь, ему задали вопрос: «Будет ли завершен его семитомник, будут ли дописаны четыре недостающих тома?» Он ответил, что их написание заняло бы еще двадцать лет.

Прошло тринадцать лет. В 1999 году профессор Кнут заявил, что к существующим трем томам он намерен добавить еще два тома. Кроме того, он решил заменить виртуальную модель компьютера MIX 1009 (модель, похожую на реальные компьютеры конца 60-х - начала 70-х годов), на языке которого написаны большинство алгоритмов первых трех томов, на новую модель - 64-разрядный процессор MMIX 2009 с RISC-архитектурой. В следующих изданиях «Искусство программирования» примеры будут приводиться на языке ассемблера MMIX.

Дональд Кнут полагает, что изучение машинного языка по-прежнему необходимо программисту, ведь надо знать, во что будут переведены конструкции языков высокого уровня и что представляет собой аппаратное обеспечение. В противном случае, по словам профессора Кнута, программы будут получаться весьма странными.

Номер 2009 является средним арифметическим номеров четырнадцати процессоров. В их числе - CRAY I, IBM 701, Alpha 21264, MIPS 4000, StrongArm 110, Sparc 64 и др. Логическая модель MMIX довольно подробно описывает поведение настоящего процессора. Например, для каждой команду указано число тактов, требующихся для выполнения, определено поведение процессора в таких ситуациях, как неверное предсказание ветвления или промах кэша. В модели имеется набор изменяемых параметров, поэтому на самом деле MMIX - это целое семейство совместимых процессоров. Профессор Кнут намерен реализовать метасимулятор для всего семейства, чтобы можно было менять параметры модели и исследовать поведение программ.

Дональд Кнут уже разработал архитектуру процессора, простой симулятор и ассемблер. Первая редакция описания набора команд была опубликована в феврале, а четвертая редакция введения в MMIX вышла в конце июня. Теперь предстоит перенос всего накопленного программного фонда старого MIX на новый RISC-процессор MMIX. Дональд Кнут приглашает к сотрудничеству добровольцев со всего мира, прежде всего студентов.

] Автор: Кнут Дональд Эрвин (Donald Ervin Knuth). Научное издание. Перевод с английского Р.М. Кузнец, О.А. Маховая, Н.В. Третьяков, Ю.В. Тюменцев, под редакцией И.А. Маховой. Художник И.И. Куликова.
(Москва: Издательство «Мир», Издательство «ACT», 2003. - Серия «Библиотека издательских технологий»)
Скан, обработка, формат Djv: ???, предоставил: Михаил, 2016

• КРАТКОЕ ОГЛАВЛЕНИЕ:
  Предисловие редактора перевода (5).
  Предисловие (11).
  Ссылки на источники (16).
  Глава 1. Компьютерная типография (19).
  Глава 2. Математическая типография (36).
  Глава 3. Верстка абзацев (79).
  Глава 4. Сочетание текстов, читаемых справа налево и слева направо (167).
  Глава 5. Рецепты и дроби (187).
  Глава 6. Логотип системы TEX в различных шрифтах (192).
  Глава 7. Генерирование избранных страниц (194).
  Глава 8. Макро, написанные для Джил (196).
  Глава 9. Задача на субботнее утро (205).
  Глава 10. Упражнения к книге TEX: The Program (207).
  Глава 11. Мини-указатели для самодокументированных программ (235).
  Глава 12. Виртуальные шрифты. Развлечение для настоящих мастеров (256).
  Глава 13. Буква S (273).
  Глава 14. Мое первое знакомство с индийской письменностью (293).
  Глава 15. Концепция меташрифта (296).
  Глава 16. Уроки METRFONT"a (321).
  Глава 17. AMS Euler - новый математический шрифт (344).
  Глава 18. Набор книги Concrete Mathematics (369).
  Глава 19. Из опыта преподавания программирования на METAFONT"e (381).
  Глава 20. Меташрифт Punk (393).
  Глава 21. Шрифты для дискретных полутонов (415).
  Глава 22. Оцифровка полутонов посредством диффузии точки (447).
  Глава 23. Заметки об оцифровке углов (469).
  Глава 24. TEXDR.AFT (477).
  Глава 25. TEX.ONE (506).
  Глава 26. TEX"овские инкунабулы (539).
  Глава 27. Пиктограммы для TEX"a и METAFONT"a (552).
  Глава 28. Компьютеры и книгоиздание (559).
  Глава 29. Новые версии TEX"a и METRFONT"a (567).
  Глава 30. Будущее TEX"a и METRFONT"a (576).
  Глава 31. Вопросы и ответы, I (578).
  Глава 32. Вопросы и ответы, II (604).
  Глава 33. Вопросы и ответы, III (625).
  Глава 34. Последние ошибки TEX"а (651).
  Предметный указатель (659).

Аннотация издательства: Сборник работ Д. Кнута, написанных им за время работы над созданием всемирно известных систем TEX и metafont, в который вошли также статьи последних лет по этой тематике. Книга состоит из 34 глав, разделенных условно на три части: TEX и относящиеся к нему темы; metafont и родственные вопросы; TEX и metafont в историческом аспекте. Представлен богатый иллюстративный материал и приводятся листинги программ.
Как и во всех книгах Д. Кнута, весьма серьезные вопросы излагаются просто и увлекательно, что, учитывая междисциплинарную направленность книги, делает ее доступной для специалистов в разных областях науки.
Книга представляет интерес для научных работников всех специальностей, самостоятельно готовящих свои работы к публикации, для специалистов в области информатики и издательских систем, а также для математиков, интересующихся нестандартными приложениями.