這套書他寫了50年,程式史上最重要神作「電腦程式設計藝術」第四卷B新的章節預覽釋出
這套書他寫了50年,程式史上最重要神作「電腦程式設計藝術」第四卷B新的章節預覽釋出
2017.01.25 | 產品

或許你不知道高德納(Donald Ervin Knuth)是誰,甚至可能沒有讀過他的著作。但是事實上任何資工科系的學生,現在在學校裡頭所念的課本,裡頭的內容多少都是他的著作的翻譯以及翻譯的再翻譯。甚至可以說,整個電腦史上如果沒有他,可能現在的演算法走向就會完全不一樣。

高德納,史丹佛大學的電腦係榮譽退休教授,是現代電腦科學以及現代數學的大師級人物,尤其是在演算法領域可以說為後人奠定了基礎,現代我們學習演算法中有一個字串搜尋演算法「Knuth–Morris–Pratt」,就是他與學生的合作發明。

他早在1962年還是研究生的時候就已經從事程式設計,而在他攻讀博士學位的時候,就有人找他撰寫程式設計相關的書籍。但是當時他課業繁忙,一直到1968年,才開始出版他的著作,也就是至今被程式設計史上列為經典的「電腦程式設計藝術」(The Art of Computer Programming)。

The Art of Computer Programming.png
圖/ T客邦

TAOCP被美國科學家期刊列為與相對論、博奕論、量子力學等重量級學術作品並駕齊驅的科學史上最重要著作,李開復也說過,要把資料結構、演算法、資料庫、作業系統原理、離散數學等基礎課程學好,就去練習TAOCP裡面的題目。甚至比爾蓋茲在1995年的時候還建議新鮮人「如果你能讀懂整套書的話,請發給我一份你的履歷。」

TAOCP一書的出版過程也是電腦書籍出版史上的一個傳奇,前面說在1962年就有出版社跟他約稿,當時他回答課業繁忙,四年之後出版社問他書寫的怎麼樣,他回答「才寫了3000多頁...」讓編輯大吃一驚,他們只想要出一本電腦基礎的書本,但是高納德把這本書的規格提高到前所未有的高度。

而這三千多頁的內容,僅僅只是整套TAOCP的一章。

而從1968年到1973年,這本書出到了第三部,在這期間他已經是史丹佛大學的教授,而這三部書也被電腦界已經視為是經典之作,在1974年他才36歲就以這套書獲得了美國電腦界最高成就的圖靈獎,為至今最年輕的獲獎者。不過,就在這時候,他宣布要暫時停筆,不寫了。理由是當時的「排版工具太爛,無法表現書中的演算法之美」。

於是,接下來的十年,他花了時間去設計了一套論文排版系統TEX,這個系統專門針對適合學術寫作和數學式的排版設計;並且設計了一個字體設計系統METAFONT。值得一提的是,高納德的想法處處與眾不同,TEX的版本開發並不是像一般Windows 2.0、3.0這樣一路往上累進的,而是使用圓周率來當版本開發的代號,TEX3、TEX3.1、TEX3.14......這樣一路往下,不斷逼近圓周率以趨近完美。

而到了1992年,高德納宣布從史丹佛大學退休,並且從此不收Email。理由是希望專心完成整套TAOCP。整套TAOCP預計一共有七冊,每冊的主題如下:

第一冊 - 基礎演算法(Fundamental Algorithms)

  • 第一章 - 基本觀念(Basic concepts)
  • 第二章 - 資訊結構(Information structures)

第二冊 - 半數值演算法(Seminumerical Algorithms)

  • 第三章 - 隨機數(Random numbers)
  • 第四章 - 算數(Arithmetic)

第三冊 - 排序與搜尋(Sorting and Searching)

  • 第五章 - 排序(Sorting)
  • 第六章 - 搜尋(Searching)

第四冊 - 組合演算法 (Combinatorial Algorithms),準備中(至2009年4月已出版五個分冊),測試版本已上載到Knuth's的網站).

  • 第4A卷, 列舉與回溯(Enumeration and Backtracking)

第七章 - 組合的搜尋(Combinatorial searching)

  • 第4B卷, 圖形與網路演算法(Graph and Network Algorithms)

    • 第七章續(continued)
  • 第4C及4D(可能)卷, 最佳化與遞迴(Optimization and Recursion)

    • 第七章續(continued)
    • 第八章 - 遞歸(Recursion)

第五冊 - 造句演算法(Syntactic Algorithms), 計劃中(預計2020年完成).

  • 第九章 - 語句掃瞄(Lexical scanning)
  • 第十章 - 剖析技術(Parsing techniques)

第六冊 - 與上下文無關語言理論(Theory of Context-Free Languages), 計劃中

第七冊 - 編譯器技術(Compiler Techniques), 計劃中

就跟許多不按牌理出牌的大師一樣,高德納的興趣很廣,從音樂到小說藝術都有。但他最愛的還是程式設計的藝術,以及「做到完美」的信念。

最近高德納在他的網站上發表了他最近的寫作進度,並且披露了最近寫到4B的部分內容,提供了52頁的預覽版

The Art of Computer Programming 01.png
圖/ T客邦

在這部分他主要是延伸了第一卷中第一章以及第二章的數學基礎,並且加入了他表示在1960年代當時的他還不知道的內容。他表示與過去一樣,任何首先發現錯誤以及提出有價值意見的人,他都會寄出獎勵。高納德的獎勵是:每指出一個錯誤,就能得到2.56美元,因為256美分為16進制的1美元。這就是高納德有名的「16進制獎勵」。

此外,高德納最近還很高興的宣布,他在2016年在史丹佛的一場講課,可能是美國大學史上第一場首次用3D VR LIVE直播的講課。

你可以在這段影片中看出,他本人也非常幽默。一開始他就說,這可能是史丹佛有史以來第一場的VR 3D Live直播講課,所以他個人覺得應該邀請一些舞者來這邊開場,他也跟那些在觀看影片的觀眾說,如果你想要感受3D有多Cool,或是確認你看的是不是VR 3D,請你把頭往下低下來。

The Art of Computer Programming02.png
圖/ T客邦

你會看到他在360像機底下,為大家準備了幾本課本。

The Art of Computer Programming03.png
圖/ T客邦

(雖然畫面不是很清楚,不過看起來左邊兩本是TAOCP的日文版、第三本是TAOCP的英文版,至於第四本...可能是與拼圖有關的書,實在看不清楚)

根據高德納的規劃,從他1992年退休至今,他實際上只出了第四冊A(而第四冊還分成A、B、C、D四部!),現在還在努力跟第四冊B努力奮鬥中。而他希望在2020年可以完成第五冊,看來這個時間表真的拖延的有點長。希望今年已經79歲高齡的大師真的要好好照顧身體,把整套書完成啊!

延伸閱讀:向史上最棒的電子電路學課本致敬

其實講到國外的經典課本,除了這套TAOCP之外,過去我們也介紹過,在電子電路學方面,還有另外一本經典課本是由Forrest Mims III所著作的「電子學入門」(Getting Started in Electronics)

The Art of Computer Programming04.png
圖/ T客邦

這本書用的不是冰冷的印刷字體,也不是冷冰冰的電路圖,整本書就像是一個工程師的筆記本,採用手寫字搭配手繪電路圖,深入淺出的幫大家解說電路學的原理。也是值得一看的奇書。

相關報導:向史上最棒的電子電路學課本致敬,自己親手打造出「經典電路」

本文授權轉載自:T客邦

關鍵字: #工程師文化
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迎戰大缺工時代!德國凱馳在台首推「智慧自主洗地機器人」,開啟商用清潔革命
迎戰大缺工時代!德國凱馳在台首推「智慧自主洗地機器人」,開啟商用清潔革命

在少子化與高齡化的雙重夾擊下,台灣勞力結構正面臨前所未有的嚴峻挑戰,預估從2020至2030年間,15至64歲的勞動人口將減少約10.3%。「缺工」不再是短期波動,而是長期影響各行各業的結構性危機,尤以高度依賴人力的清潔產業為甚。

然而在後疫情時代,社會對場域的衛生標準只增不減,加上大型商場、交通樞紐、物流中心與高科技廠房的建設面積每年持續擴增,清潔人員招募困難且年齡漸趨中高齡,有限人力難以扛起龐大的日常清潔工作。

面對亟待填補的市場空缺,全球清潔設備領導品牌德國凱馳,憑藉深厚的專業底蘊與嚴謹的研發標準,首次在台推出「KIRA BR 50智慧自主洗地機器人」,為台灣大型商用場域提供劃時代的智慧清潔解方。

凱馳總經理李恒毅觀察,少子化與高齡化衝擊清潔產業,透過更省時省力的「人機協作」模式,可大幅減輕第一線清潔人員負擔。
凱馳總經理李恒毅觀察,少子化與高齡化衝擊清潔產業,透過更省時省力的「人機協作」模式,可大幅減輕第一線清潔人員負擔。
圖/ 數位時代

凱馳總經理李恒毅強調,「KIRA BR 50並非要取代清潔人員,而是建立更省時省力的『人機協作』模式。」在傳統模式下,清潔人員必須拖著重達數十公斤的水桶與設備,在大面積區域來回奔波,耗時費力。有了KIRA BR 50後,機器人能精準且獨立承接大面積地板的頻繁清掃與洗刷,讓清潔人員將珍貴時間與專注力轉移至桌面、扶手及高接觸頻率的精細區域清潔,大幅減輕第一線負擔。

集結百年洗地技術與智慧科技,四大特點樹立清潔標竿

事實上,市場不乏新創科技公司推出清潔機器人,但凱馳業務總監李敍均指出,大多新創公司擅長科技部分,但對於「如何把地洗乾淨」的清潔本質缺乏經驗。德國凱馳成立近百年來,早已是這方面的專家,歷經總部反覆打磨,KIRA BR 50結合凱馳的專業工藝與前沿科技,以四大特點樹立智慧清潔標竿。

凱馳業務總監李敍均指出,「KIRA BR 50智慧自主洗地機器人」經過德國總部嚴格打磨才正式問世,展現德國工藝的嚴謹與專業。
凱馳業務總監李敍均指出,「KIRA BR 50智慧自主洗地機器人」經過德國總部嚴格打磨才正式問世,展現德國工藝的嚴謹與專業。
圖/ 數位時代

首先是「高效清潔」,相較一般清潔機器人使用盤刷,容易讓污垢在地面旋轉滯留,KIRA BR 50採用獨家滾刷技術,一次完成預掃、收集垃圾、洗地與擦乾,搭配側刷貼近牆角,完成零死角邊緣清潔。每分鐘超過1300轉的高轉速刷頭,加上業界最高刷壓,大幅提升清潔效果,最高每小時可自主清潔高達2365平方公尺,相當於5.6座籃球場,一小時即可完成約兩次台北車站大廳的清潔作業,非常適合面積廣大的車站、機場、物流中心等大型場域使用。

第二是「極致安全」,隨著智慧設備進入高科技產業與政府機關等敏感場域,企業對設備安全與隱私防護的要求也日益提高,KIRA BR 50配備「3D點陣式影像偵測技術」,當機器人在環境感知與避障時僅呈現去識別化的點陣雲,不記錄或上傳實體影像,從源頭杜絕案場影像與隱私資訊被記錄或外洩的疑慮。此外資料傳輸裝置均支援AES-256位元高規格加密,並通過IEC與Syss等多項國際認證的自主導航、電氣安全與防駭客入侵設計,領先競品,建立清潔機器人極致安全的新標準。

第三是「解放人力」,大面積且重複的洗地工作交給機器人後,第一線員工便能投入更多需要專業服務的細緻清潔工作;同時搭配四合一自動工作基站,能自動高速充電、補充清水、排放汙水、清洗水箱,讓清潔人員更加省事。

第四是「友善操作」,考量許多清潔人員為中高齡族群,機身特別以簡單顏色和圖形化介面標示清潔人員可獨立操作的簡易按鈕,直覺易懂。針對開放式大面積,僅需人工操作一次,機器人便可在短時間內自主完成地圖掃描與路徑規劃,並具備智慧記憶功能,能自動回補因臨時障礙物而漏洗的區域,無須專業工程師提前設定地圖與電子圍籬,大幅降低使用門檻。

第一線清潔龍頭實測驗證,人機協作打造清潔新紀元

這套智慧清潔方案在正式推向市場前,也已在台灣機場等第一線大型場域實地驗證,與凱馳合作長達10多年的台灣清潔產業龍頭——信實集團,正是這場科技變革的最佳見證者。

信實集團副總經理趙雪吟相當期待未來在大型公共場域中引進KIRA BR 50,藉此提升清潔效率。
信實集團副總經理趙雪吟相當期待未來在大型公共場域中引進KIRA BR 50,藉此提升清潔效率。
圖/ 數位時代

信實集團承攬機場、車站等眾多大型公共標案,對設備品質與安全極為挑剔,信實集團副總經理趙雪吟坦言,「服務業缺工已經是全面性挑戰,第一線清潔產業長期面臨人力招募困境,引進自動化設備是不可逆趨勢。」

早在一、兩年前他親赴德國凱馳,看到KIRA BR 50後,便非常期待正式在台上市的一天。此次信實率先參與驗證,對KIRA BR 50展現出的穩定度與清潔效率印象深刻,不僅能高效自主洗地,完成後還會返回工作站維護充電,讓有限人力集中於精細工作上。

「KIRA BR 50智慧自主洗地機器人」具備四大特點,以高效清潔與極致安全協助企業穩定清潔量能。
「KIRA BR 50智慧自主洗地機器人」具備四大特點,以高效清潔與極致安全協助企業穩定清潔量能。
圖/ 數位時代

趙雪吟也特別強調,公家機關與大型企業標案對設備的製造品質、電氣安全與資安防護有嚴格標準,凱馳耗費數年進行嚴謹測試與多項國際認證,正是信實能放心將機器人引入重要案場的關鍵,期望未來導入至更多大型公共場域。

隨著KIRA BR 50正式登台,凱馳不僅為缺工時代提供最佳解方,也展現作為全球清潔設備領導品牌的前瞻視野,敏銳洞察清潔產業缺工、高齡化的必然趨勢,從第一線人員與企業實際需求出發,提前佈局研發對應智慧產品。未來凱馳將持續以領航者之姿,引進多元的專業清潔機型,讓「人機協作」不再只是前瞻概念,而是兼顧品質、安全與人本價值的最佳幫手,全力助攻台灣清潔產業邁向更高效、智慧、也更有溫度的全新紀元。

在2026台北國際自動化工業大展中,凱馳也將「KIRA BR 50智慧自主洗地機器人」帶到現場,展示人機協作的智慧清潔模式。
在2026台北國際自動化工業大展中,凱馳也將「KIRA BR 50智慧自主洗地機器人」帶到現場,展示人機協作的智慧清潔模式。
圖/ 數位時代
關鍵字: #機器人

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