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2020 杰弗里-大卫-厄尔曼 美国

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发表于 2023-10-10 21:04:21 | 显示全部楼层 |阅读模式

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杰弗里-大卫-厄尔曼
美国 - 2020
荣誉
因其在编程语言实现方面的基本算法和理论,以及在其极具影响力的著作中综合了这些成果和其他成果,培养了一代又一代的计算机科学家。

简短注释
参考文献
研究
主题
杰弗里-乌尔曼的童年是在纽约皇后区度过的。他最早在阿斯托利亚长大,之后全家搬到城市边缘一个新建的具有郊区特色的开发区。他对数学情有独钟,曾是范伯伦高中数学队的队长。乌尔曼第一次接触计算机是在哥伦比亚大学工程数学系就读期间。作为精算暑期实习的一部分,他配置了一块插线板来控制一台自动计算器。第二年夏天,Ullman 有机会在布鲁克海文国家实验室为更大更快的 IBM 709 计算机编程。

1963 年毕业后,Ullman 进入普林斯顿大学攻读电气工程博士学位。他的研究生研究重点是编码理论,这是一个对计算机和数字媒体中的信息表示至关重要的数学领域。他对纠错码的兴趣源于一个夏天在 IBM Yorktown Heights 实验室与 Bob Chien 一起工作的经历。

另一个暑期实习让 Ullman 来到了系统开发公司。正如他在接受采访时所说,"我从西摩-金斯伯格(Seymour Ginsburg)那里学到了数学的严谨性"。这段经历 "给了我足够的数学视角,让我能够找到自己未来的方向,成为一名理论性很强的计算机科学家,同时还能担心自己所做工作的工程后果"。[1]

贝尔实验室

毕业后,Ullman 进入贝尔实验室工作,贝尔实验室是当时领先的计算机研究中心,他在那里继续发展在 SDC 度过暑假时获得的对形式语言理论的兴趣。三年后,他的第一本书《形式语言及其与自动机的关系》(Formal Languages and Their Relation to Automata)于 1969 年出版。这本书是与约翰-霍普克罗夫特(John Hopcroft)合著的,霍普克罗夫特因其在算法和数据结构方面的工作而获得了图灵奖。作为普林斯顿大学的新教员,霍普克罗夫特受邀为一小群研究生讲授计算机科学这一新兴领域的知识。乌尔曼就是其中之一,他后来与霍普克罗夫特合作,将课程材料扩展和延伸成一本书,成为计算机科学教育的主要内容。作为一门学科,计算机科学建立在数学、工程学和逻辑学等现有分支领域的理论和技术基础之上。这样的书籍对于整合这些以前分散的知识领域、以与计算研究相关的方式扩展这些知识领域,以及以连贯的方式向第一代接受计算机科学教育的学生展示这些知识领域至关重要。

同年,乌尔曼回到普林斯顿,成为了一名教员。由于他的研究成果令人印象深刻,他直接被聘为副教授。Ullman 与 Kenneth Steiglitz 等人一起,开始将计算机科学发展成为电气工程专业的一个主要领域。

与阿霍的合作

Ullman 保留了与贝尔实验室的咨询安排,并继续与他的前同事 Al Aho 合作开发编程语言的解析技术。他们的工作有助于根据自动机识别语言所需的能力来定义语言类别。在早期的一篇论文中,阿霍和乌尔曼展示了如何让唐纳德-克努斯的 LR(k) 解析算法在技术上不符合 LR(k) 语法要求的简单语法中发挥作用。贝尔实验室的另一位员工史蒂夫-约翰逊(Steve Johnson)通过 YACC 将他们的想法付诸实践,YACC 是一种广泛使用的 Unix 工具,用于根据语法规范自动生成语言解析器。乌尔曼说,"结果,过去需要五个程序员耗时三个月的项目变成了一天就能完成的事情"。

这只是阿霍和乌尔曼对形式语言理论做出的众多贡献之一。他们发明了词法分析、语法分析、代码生成和代码优化的高效算法。他们还开发了高效的数据流分析算法,利用了当时刚刚成为规范的 "无数据 "程序的结构。

他们早期在算法设计和分析技术方面的合作,为这一时期出现的计算机科学理论核心贡献了重要方法。这些算法工作侧重于处理图、字符串和序列的基本方法,与他们对编程语言的研究紧密结合在一起。他们与约翰-霍普克罗夫特(John Hopcroft)合作的奠基之作《计算机算法的设计与分析》(The Design and Analysis of Computer Algorithms)于 1974 年出版,这本书不仅为数十年来标准计算机科学课程中的算法教学,还为展示和分析研究界开发的新算法创建了概念框架。除了吸收他们自己的成果,该书还将一系列不同的算法编入一套通用的设计方法中,包括分而治之、递归、动态编程和其他早已进入计算机科学家标准工具箱的方法。

阿霍和乌尔曼在 20 世纪 70 年代的另一个重要贡献来自他们关于计算机语言理论的著作。他们将自己对计算机语言的研究结集成两卷本的《解析、翻译和编译理论》丛书,于 1972 年至 1933 年出版。阿霍说,在这本书中,他们 "试图提炼自动机和语言理论的精髓,并将其应用到编译过程中。我认为,这是将理论基础应用到计算机科学的一个重要实践领域的有趣示范之一"。这提供了 "一个可用于设计翻译过程算法的理论基础。更重要的是,人们可以构建工具,帮助构建编译器的组件"[2]。

这为他们于 1977 年出版的编译器技术权威教科书《编译器设计原理》奠定了基础。这本 "龙书"(因其彩色封面而得名)以及后来与拉维-塞西(Ravi Sethi)合作的版本,以及后来与塞西和莫妮卡-林(Monica Lam)合作的版本,成为了编译器设计领域的圣经。这些书清晰地列出了将高级编程语言转换为机器代码的各个阶段,将整个编译器构建过程模块化。

这对搭档还帮助正式确定了关系数据库的结构。关系数据库管理系统基于埃德加-科德(Edgar Codd)获得图灵奖的模型,其基本理念是每条信息只需存储一次。数据库查询指定了存储在不同表(或科德正式模型中的 "关系")中的记录应如何重新组合。Ullman 与 Aho 和 Catriel Beeri 共同发表了一篇关于 "无损连接 "的论文,为无冗余数据存储的 "正常形式 "研究带来了严谨性,并提供了一种方法来确定何时可以在不丢失信息的情况下将关系分解成更小的部分[3]。

斯坦福大学与数据库研究

长期以来,Ullman 一直对普林斯顿大学的政治感到失望,因为该校的计算机研究被边缘化,并一直阻止建立独立的计算机科学系。1979 年,他接受了斯坦福大学的邀请,前往斯坦福大学计算机科学系工作。他在斯坦福度过了余下的职业生涯,并在 2000 至 2004 年间担任系主任。

在斯坦福,乌尔曼继续根据自己的教学和研究领域编写计算机科学教科书。计算机科学基础》(Foundations of Computer Science)是乌尔曼与阿霍的另一次合作,于 1992 年出版。该书以理论和数学为基础,介绍了计算机科学。20 世纪 80 年代,乌尔曼的其他教科书涉及 ML 编程和超大规模集成电路。

来到斯坦福大学时,乌尔曼已经将研究重点转向数据库系统。因此,他又出版了一批有影响力的教科书。他的著作《数据库系统原理》(Principles of Database Systems)于 1980 年出版,该书基于 Ullman 还在普林斯顿大学时开发的一门课程,彻底改变了各级数据库课程的内容,将数据库从一门纯粹的工程学科转变为一门具有坚实理论基础的学科。这本书经过多次修订,在数据模型、数据库设计和数据库管理系统的使用方面培养了一代又一代的计算机科学家。

在斯坦福大学,乌尔曼与吉奥-维德霍尔德(Gio Wiederhold)、赫克托-加西亚-莫利纳(Héctor García-Molina)和詹妮弗-维多姆(Jennifer Widom)一起成立了一个数据库研究小组,后来被称为信息实验室(InfoLab)。他们的工作重点是合并不同来源的数据库记录,以及开发数据挖掘和数据结构技术,以便进行高效分析。20 世纪 80 年代,Ullman 对 Datalog 特别感兴趣,这是一种专为数据库查询而设计的逻辑编程语言。它提供了当时 IBM 广泛使用的 SQL 语言所缺乏的功能,包括对递归规则的支持,但比使用通用逻辑来查询数据库更加实用。

近期作品

与斯坦福大学计算机科学系的许多成员一样,乌尔曼也与业界保持着积极的联系。他领导的 Gradiance 公司试图将自动分级和分配作业问题的工具商业化。他曾在许多企业咨询委员会任职,并为许多研究生提供指导,这些研究生后来都在研究领域取得了巨大成功:谷歌联合创始人谢尔盖-布林(Sergey Brin)。

乌尔曼于 2003 年从斯坦福大学退休,但保留了名誉教员的身份,并继续不定期地授课。乌尔曼最近开设了一门新的本科课程 "通过设计架起政策与技术的桥梁"。他的研究和出版成果也在继续,包括几本新书和新版本。这些著作的重点是数据库和数据挖掘。Ullman 与信息实验室的同事一起编写了《数据库系统第一课》和《数据库系统实施》(这两本书已合并为《数据库系统:全书》)。另一本书《海量数据集的挖掘》是围绕乌尔曼、尤雷-莱斯科维德和阿南德-拉贾曼在斯坦福大学教授的课程编写的。这本书的重点是网络数据的处理,包括讨论基于云的并行编程技术,这也是乌尔曼近年来的重点领域。  

作者:托马斯-海与 ACM 工作人员


[1] 本简介中的这段引文、乌尔曼的其他引文以及所使用的许多传记细节均摘自乌尔曼 2021 年与娜塔莉-让-玛琳-斯特里特(Natalie Jean Marine-Street)的访谈。可从斯坦福大学网站 https://purl.stanford.edu/cg099yd5865 获取。

[2] 迈克尔-S-马霍尼的口述历史访谈,约 1989 年。https://www.princeton.edu/~hos/mike/transcripts/aho.htm

[3] Alfred V. Aho、Catriel Beeri、Jeffrey D. Ullman:关系数据库中的连接理论。ACM Trans.Database Syst.4(3):297-314 (1979).
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