ЭДСГЕР ДЕЙКСТРА

«Смиренный» программист

Я прихожу к выводу, что возникает настоятельная необходимость перестать подходить к программированию с точки зрения минимизации коэффициента отношения стоимости к результату.

Следует осознать, что даже теперь программирование в гораздо большей степени стало интеллектуальным состязанием: искусство программирования — это умение организовать сложную систему и управлять ее бесчисленными элементами, пресекая всеми силами присущую им тенденцию к изначальному хаосу.

Эдсгер Дейкстра

Эдсгер Дейкстра

Один из тех людей, с именем которых связано превращение программирования из шаманства в науку, — Эдсгер Дейкстра. Профессиональный словарь программиста полон слов, введенных или предложенных Э. В. Дейкстрой, — «дисплей», «мертвая хватка», «семафор», «программирование с минимумом операторов go to», «структурное программирование».

Однако его влияние на программирование является более всепроникающим.

Ценнейший вклад Дейкстры — его стиль: подход к программированию как к высокому искусству и интеллектуальному творчеству, настойчивые требования и практическая демонстрация того, что программы должны быть с самого начала правильно составлены, а не просто отлаживаться до тех пор, пока не станут правильными; ясное понимание того, какие проблемы лежат в основе программирования. Во всех своих исследованиях Дейкстра придает большое значение простоте и изяществу математических рассуждений. При написании своих работ он создал новый стиль научных и технических сообщений, который можно описать как нечто среднее между журнальными публикациями и дружеской перепиской.

Эдсгер Вайб Дейкстра родился в Роттердаме (Голландия) в 1930 году. Его родители принадлежали к интеллигенции и были хорошо образованными людьми: отец был химиком, а мать — математиком.

В 1942 году в возрасте 12 лет Дейкстра поступил в гимназию Эрасминиум — школу для особо одаренных детей, где преподавался ряд разнообразных предметов, в том числе греческий, латынь, французский, немецкий и английский языки, биология, математика и химия.

В 1945 году Дейкстра подумал, что он мог бы изучать право и, возможно, работать в качестве представителя Нидерландов в ООН. Однако, вследствие его успехов в изучении химии, математики и физики, он поступил в университет Лейдена, где решил заняться теоретической физикой. В 1951 году он посещал летнюю школу по программированию в Кембриджском университете.

Вследствие длинной череды совпадений Дейкстра официально стал программистом первым весенним утром 1952 года и был первым голландцем, начавшим заниматься этим в своей стране. Он стал работать в качестве совместителя в Математическом центре в Амстердаме.

После того как он прозанимался программированием где-то около трех лет, у него состоялась важная беседа с ван Вейнгаарденом, который был тогда его руководителем в Математическом центре.

Дело в том, что Дейкстра параллельно изучал теоретическую физику в Лейденском университете, но совмещать эти два занятия становилось все труднее, и ему надо было сделать выбор — либо прекратить программировать и стать настоящим физиком, либо стать… кем же? Программистом? Но разве это респектабельная профессия? Однажды Дейкстра постучал в дверь кабинета ван Вейнгаардена и, когда, несколько часов спустя, покидал его кабинет, он чувствовал себя абсолютно другим человеком. Терпеливо выслушав, что беспокоит Дейкстра, ван Вейнгаардена согласился, что в настоящее время есть не так уж много вещей, которые можно было бы отнести к дисциплине программирования, но затем он спокойно продолжал объяснять, что автоматические вычисления машины — не кратковременная мода, за ними будущее, что мы находимся у самых истоков и — как знать? — может быть, именно Дейкстра призван превратить программирование в почетную научную дисциплину. Это был поворотный момент всей жизни Эдсгера Дейкстра, и он как можно быстрее прошел все курсы, требующиеся для получения диплома в области теоретической физики, и начал заниматься программированием.

https://www.youtube.com/watch?v=-cuoV89nRGo\u0026pp=ygWFAdCt0LTRgdCz0LXRgCDQlNC10LnQutGB0YLRgNCwOiDQsdC40L7Qs9GA0LDRhNC40Y8sINCy0LrQu9Cw0LQg0LIg0LjQvdGE0L7RgNC80LDRgtC40LrRgywg0LjRgdGC0L7RgNC40Y8g0YHQvtC30LTQsNC90LjQtSDQsNC70LPQvtC70LA%3D

Однако одной из проблем, с которой он столкнулся, было то, что к тому времени программирование еще не было официально признано профессией. (Когда он подавал документы для регистрации брака в 1957 году, ему пришлось написать в качестве своей профессии «физик-теоретик».

) Все первые автоматические электронные компьютеры были уникальными, построенными в единственном экземпляре машинами, очень громоздкими и действительно фантастическими. Поэтому несчастных программистов едва замечали.

По мере того как мощность машин возросла более чем в тысячу раз, честолюбивые замыслы общества, связанные с применением этих машин, росли в той же пропорции, и именно несчастный программист обнаружил, что его работа оказалась в поле зрения между целями и средствами.

Тогда, в середине 60-х годов, случилось нечто ужасное: появились компьютеры так называемого третьего поколения. Когда о таких ЭВМ было объявлено и стали известны их функциональные спецификации, многим из программистов стало не по себе; по крайней мере, такое чувство возникло у Эдсгера Дейкстра.

Было естественно ожидать, что такие вычислительные машины хлынут потоком на компьютерный рынок, и следовало ожидать, что их организация будет более разумной. Но проект содержал такие серьезные ошибки, что Дейкстра почувствовал, что одним ударом прогресс в информатике был заторможен по меньшей мере лет на десять.

Это была самая черная неделя во всей его профессиональной карьере. Вот, что говорил он по этому поводу: «Быть может, печальнее всего то, что после всех этих лет разочаровывающего опыта многие все еще честно верят в то, что в силу некоторого закона природы машины должны быть именно такими».

Причиной, по которой Дейкстра уделил столько внимания аппаратной части, было ощущение, что одним из наиболее важных аспектов любого вычислительного устройства является его влияние на способ мышления тех. кто его использует.

Когда была создана машина EDSAC в Кембридже, Дейкстра считал очень примечательным, что с самого начала понятие библиотеки подпрограмм играло центральную роль в конструкции этой машины и способе, которым она должна была использоваться. Много лет спустя в своей статье он выделяет четыре самые крупные изобретения в области программного обеспечения.

Одним из величайших изобретений, он считал, является замкнутая подпрограмма, которая воплощает одну из фундаментальных абстракций. Вторым крупным достижением в области программного обеспечения Дейкстра называл рождение FORTRAN.

Это был чрезвычайно смелый проект, который должен оцениваться как успешная методика программирования, но с очень ограниченным числом средств поддержки основной концепции. В наши дни этот язык считают устаревшим.

Трагическая судьба FORTRAN — следствие его широкого признания, приковавшего мышление тысяч и тысяч программистов к прошлым ошибкам.

Третьим проектом, о котором упоминает Дейкстра, является LISP. На использовании LISP основаны многие в некотором смысле наиболее изощренные программные продукты.

В шутку LISP описывался как «наиболее интеллигентный способ злоупотребления компьютером».

Дейкстра считал, что подобная характеристика является большим комплиментом, поскольку она передает всю полноту освобождения: LISP помогает многим из наиболее одаренных программистов мыслить о вещах, ранее считавшихся немыслимыми.

Четвертым проектом был ALGOL-60. В то время как определение LISP до сих пор остается причудливой мешаниной из того, что язык означает, и того, как он работает, знаменитое «Сообщение об алгоритмическом языке ALGOL-60» является плодом подлинных усилий перейти на следующий уровень абстрактности и определить язык программирования способом, не зависящим от его реализации.

Это все было в прошлом. Однажды Дейкстра набросал один из вариантов будущего развития программного обеспечения.

«Картина такова, что еще до завершения семидесятых мы сможем изобрести и реализовать системы такого рода, которые сейчас находятся на пределе наших возможностей программировать, и затратить на них лишь несколько процентов тех усилий, которых они требуют ныне, и, кроме того, эти системы будут практически свободными от ошибок.

Такая решительная перемена за такой короткий период времени была бы революцией. Но на сколько вероятно, что эта революция произойдет? По-видимому, надо, чтобы выполнились три основных условия.

Весь мир должен признать необходимость перемены; во- вторых, экономическая необходимость этой перемены должна быть достаточно сильной; и, в-третьих, эта перемена должна быть технически выполнимой». Поворотной точкой была Конференция по технике программного обеспечения в Гармише в октябре 1968 года. Эта конференция стала сенсационной, когда на ней впервые был открыто признан кризис программного обеспечения. Поэтому первое условие Дейкстра считал выполненным.

Второе условие Дейкстра тоже считал выполненным. А в пользу третьего условия, т. е. что оно возможно, он даже привел шесть доводов. Дейкстра предлагал ограничиться пока разработкой и реализацией удобочитаемых программ с предсказуемым поведением.

https://www.youtube.com/watch?v=-cuoV89nRGo\u0026pp=YAHIAQE%3D

Первый довод состоял в том, что если программисту приходится рассматривать только программы с предсказуемым поведением, то альтернативы, из которых он выбирает, намного легче оценивать и сравнивать.

Второй довод заключается в том, что поскольку решили ограничиться предсказуемыми программами, то раз и навсегда добились резкого сокращения рассматриваемого пространства решений.

Третий довод основан на конструктивном подходе к проблеме правильности программы. Единственный эффективный способ значительно повысить доверие к программе — это дать убедительное доказательство правильности. Программист должен доказывать правильность программы одновременно с ее написанием.

Четвертый довод относится к способу, при котором количество интеллектуальных усилий, необходимых для составления программы, зависит от длины программы.

Высказывалось предположение, что существует некий закон природы, гласящий, что количество необходимых интеллектуальных усилий пропорционально квадрату длины программы. Но никто не смог его доказать, и выяснилось, что он не обязательно справедлив.

Дейкстра склонялся к предположению, что при надлежащем применении способностей к абстракции интеллектуальное усилие, требующееся для написания программы, пропорционально длине самой программы.

• В следующем доводе Дейкстра предвидел большое будущее у систематических и очень скромных языков программирования.
• И последним доводом в пользу технической реализуемости революции он привел широкую применимость хорошо разложимых на компоненты решений.
• Вот какой совет дает Эдсгер Дейкстра своим коллегам: «Мы будем лучше справляться с нашей работой программистов, если только мы будем подходить к этой работе с полным сознанием ее ужасающей сложности, если только мы будем верны скромным и элегантным языкам программирования, если мы будем учитывать природную ограниченность человеческого ума и приниматься за эту работу как Очень Смиренные Программисты».

Проф. М. Гуда и проф. Э. Дейкстра в Техническом университете Эйндховена

Многим программистам Дейкстра известен как создатель алгоритма «кратчайшего пути», предложенного им еще в 1952 году, который появился в результате его работы над задачей по оценке производительности компьютера ARCMAC, установленного в Математическом Центре. Этот алгоритм позволяет находить наилучший путь для перемещения между двумя точками.

Ученый также использовал этот алгоритм для решения задачи «О нахождении оптимального пути передачи электрического тока всем существенным элементам цепи, минимизируя при этом расход меди», с которой столкнулись инженеры, разрабатывавшие ARCMAC. Он назвал этот способ «алгоритмом дерева с кратчайшими ветвями».

В начале 60-х годов Дейкстра применил идею взаимного исключения к технологии связи между компьютером и его клавиатурой. Он использовал символы Р и V для представления двух операций, производимых в задаче взаимного исключения.

Эта идея стала частью практически всех современных процессоров и модулей памяти, начиная с 1964 года, когда IBM впервые использовала ее в своей архитектуре IBM/360. Он помог программной индустрии стать намного более дисциплинированной, выдвинув тезис, что оператор «go to является вредным».

Это означало, что чем больше в программе операторов go to, тем труднее разобраться в исходном коде программы. Эдсгер Дейкстра стоял у истоков структурного программирования. В 1972 году он вместе с Оле Далом и Тони Хоаром опубликовал основополагающую монографию «Структурное программирование».

Дейкстра продолжал работу в Математическом Центре до тех пор, пока в начале 70-х годов не перешел на работу исследователем в корпорацию Burroughs в США. В 1972 году ACM наградила Дейкстра премией Тьюринга (ACM Turing Award).

В 1974 году AFIPS удостоила его памятной наградой Гарри Гуда (AFIPS Налу Goode Memorial Award). В начале 1980-х годов Дейкстра переехал в Остин, штат Техас.

В 1984 году он был назначен деканом факультета компьютерных наук в Техасском университете.

https://www.youtube.com/watch?v=MCfjc_UIP1M\u0026pp=ygWFAdCt0LTRgdCz0LXRgCDQlNC10LnQutGB0YLRgNCwOiDQsdC40L7Qs9GA0LDRhNC40Y8sINCy0LrQu9Cw0LQg0LIg0LjQvdGE0L7RgNC80LDRgtC40LrRgywg0LjRgdGC0L7RgNC40Y8g0YHQvtC30LTQsNC90LjQtSDQsNC70LPQvtC70LA%3D

Эдсгер Вайб Дейкстра является Почетным Иностранным членом Американской Академии гуманитарных, естественных и технических наук. Он также является членом Голландской королевской Академии наук, действительным членом Британского Компьютерного Общества и, наконец, доктором наук Королевского университета в Белфасте.

В настоящее время он до сих пор работает в Техасском университете и занимается вопросами вывода и представления программ, а также оптимизации математических рассуждений.

Мы научились оценивать хорошие программы так же, как мы оцениваем хорошую литературу. И в центре этого движения находится Эдсгер Дейкстра, который создает образцы, столь же прекрасные, как и полезные, и размышляет над ними.

Структурное программирование и call-by-name: чем известен Эдсгер Дейкстра

В 1957 году в Нидерландах 27-летний ученый Эдсгер Дейкстра, заполняя документы, в поле «профессия» написал «программист». Органы власти не приняли бумаги и даже затеяли скандал.

В Голландии не было такой специальности, поэтому профессию записали так, как было указано в дипломе Эдсгера, — «физик-теоретик».

Но это не остановило Дейкстру: через несколько лет он добился изменений в документах и стал первым в стране программистом.

За более чем 50 лет работы ученый стал одним из создателей концепции структурного программирования и (из ненависти к языку FORTRAN) изобрел собственный язык.

Рассказываем историю Эдсгера Дейкстры — программиста, считавшего компьютерные науки искусством, которое не может быть банальным и легкодоступным.

Не бросать начатое

Эдсгер Дейкстра родился в 1930 году в Роттердаме. Он рос в скромной, но интеллигентной семье: пока папа преподавал в школе химию, мама занималась домашними делами и прививала Эдсгеру любовь к математике. Позже он вспоминал, что именно мама воспитала в нем умение видеть глубже и больше, чем кажется на первый взгляд.

В 1948 году Эдсгер Дейкстра окончил среднюю школу и объявил родителям, что больше не хочет развивать детскую мечту о сотрудничестве с ООН. Он поступил в Лейденский университет на кафедру теоретической физики.

И уже на втором году обучения подумал, что компьютер мог бы упростить его эксперименты: так, сам того не осознавая, Дейкстра увлекся программированием.

После этого он подал документы в Математический центр в Амстердаме, проучился там еще три года — и снова оказался на распутье: если программирование действительно такое полезное, то почему в Нидерландах почти не говорят о компьютерных науках?

Сомнения развеял тогдашний научный руководитель Дейкстры Адриан Вейнгаарден. Он посоветовал молодому ученому как можно быстрее разобраться с образованием в области теоретической физики и «своими руками сделать из программирования самую востребованную в мире профессию». Эдсгер все-таки окончил Лейденский университет и вернулся в Амстердам с целью реализовать замысел Вейнгаардена.

Алгоритм ALGOL-60

В Математическом центре самым крупным проектом ученого стал компьютер ARMAC, официально презентованный в 1956 году.

Для ARMAC Дейкстра ответил на вопрос «как, учитывая сеть дорог, определить кратчайший маршрут между двумя выбранными городами?». Это решение, к которому ученый пришел за 20 минут, сидя на заправке, вошло в историю как «алгоритм Дейкстры».

Суть открытия состоит в том, что время выполнения алгоритмов будет расти пропорционально квадрату, а не кубу, как считалось раньше.

В 1960 году вместе с коллегой Яапой Зоннефельдом ученый разработал первый компилятор для языка программирования ALGOL. Это было не случайное открытие: в 1957-м Дейкстра перешел на язык FORTRAN и быстро в нем разочаровался.

Ученый так сильно не любил FORTRAN, что на конференции в Швейцарской высшей технической школе, где собрались искать альтернативу FORTRAN, заявил: «Не буду бриться, пока не закончу компилятор».

И сдержал слово — на презентации решения ALGOL-60 он появился на публике с шестинедельной бородой.

Во время разработки алгоритма ALGOL-60 ученый также открыл новое правило компиляции — call-by-name, или «вызов по имени», когда аргументы подставляются сразу в тело, а не обозначаются перед функцией.

Эдсгер Дейкстра / Wikipedia

Структурное программирование

Стремительное развитие компьютерных технологий в начале 1970-х сказалось на качестве программ. Разработчики, как говорил Дейкстра, запутались в собственных решениях и стали грешить «спагетти-кодом» — программами, в которых часто встречался оператор GOTO, в результате чего отдельные пути выполнения переплетались и процесс отладки таких программ напоминал распутывание комка спагетти.

Чтобы заявить о проблеме и решить ее, ученый опубликовал статью Goto considered harmful, посвященную критике команды goto — перехода к другой точке кода. Дейкстра предложил писать программы более структурированно, пошагово — с подпрограммами, циклами и ответвлениями.

Старания Дейкстры и его коллег привели к концепции структурного программирования, когда код представлен в виде блоков.

В 1972 году Эдсгер Дейкстра был удостоен самой престижной в информатике премии Тьюринга. Ученый преподавал почти 50 лет, последние годы был профессором в Техасском университете. Дейкстра умер 6 апреля 2002 года от онкологического заболевания. Программиста похоронили дома в Нидерландах.

По материалам Britannica, MacTutor, CWI и IEE.

Эдсгер Вибе Дейкстра | это… Что такое Эдсгер Вибе Дейкстра?

Э́дсгер Ви́бе Де́йкстра (нидерл. Edsger Wybe Dijkstra; 11 мая 1930, Роттердам (Нидерланды) — 6 августа 2002) — выдающийся нидерландский учёный, идеи которого оказали огромное влияние на развитие компьютерной индустрии.

Биография

Родился 11 мая 1930 года в Роттердаме, в семье учёных (отец — химик, мать — математик). По окончании школы поступил на факультет теоретической физики Лейденского университета.

В 1951 году увлёкся программированием, поступил на трёхнедельные компьютерные курсы в Кембридже, с 1952 года работал программистом в Математическом центре Амстердама под руководством профессора Ван Вейнгаардена (впоследствии — автора одного из способов формального описания грамматики формальных языков — так называемых двухуровневых грамматик Ван Вейнгаардена). Уже в 1952 году принял решение окончательно специализироваться на программировании, но курс теоретической физики закончил. В 1956 году принял участие в разработке ЭВМ X1. Эта машина была создана тремя энтузиастами за год. Именно для оптимизации разводки плат для X1 был придуман алгоритм поиска кратчайшего пути на графе, известный как «алгоритм Дейкстры».

В 1957 году Дейкстра женился.

Как вспоминал он сам, в графе «профессия» анкеты, которую положено заполнять при бракосочетании, он написал «программист» — и его заставили переписывать документы, заявив, что такой профессии не существует. В результате, как писал Дейкстра: «Хотите — верьте, хотите — нет, но в графе „профессия“ моего свидетельства о браке значится забавная запись „физик-теоретик“!»[1].

В 1958—1960 годах принимал участие в разработке языка программирования Алгол, в 1960-х — участвовал в создании операционной системы THE (англ.

) — первой операционной системы, построенной в виде множества параллельно исполняющихся взаимодействующих процессов.

Именно в процессе этой работы появились понятия синхронизации процессов, идея семафора, а также была чётко осознана необходимость в структуризации процесса программирования и самих программ.

Длительное время работал в фирме Burroughs Corporation. В 1970-е годы вместе с Чарльзом Хоаром и Никлаусом Виртом разработал основные положения ставшей классикой методологии разработки программ — структурного программирования.

В последние годы жизни преподавал в США, в Техасском университете. Умер 6 августа 2002 года.

Научные достижения

Известность Дейкстре принесли его работы в области применения математической логики при разработке компьютерных программ. Он активно участвовал в разработке языка программирования Алгол и написал первый компилятор Алгол-60.

Будучи одним из авторов концепции структурного программирования, он проповедовал отказ от использования инструкции семафоров» для синхронизации процессов в многозадачных системах и алгоритм нахождения кратчайшего пути на ориентированном графе с неотрицательными весами рёбер, известный как Алгоритм Дейкстры. В 1972 году Дейкстра стал лауреатом премии Тьюринга.

Литературные труды

Дейкстра был активным писателем, его перу (он предпочитал авторучку клавиатуре) принадлежит множество книг и статей, самыми известными из которых являются книги «Дисциплина программирования» и «Заметки по структурному программированию», и статья «О вреде оператора GOTO» (GOTO considered harmful) — классические книги по теории структурного программирования.

Помимо обсуждения специальных вопросов, в своих статьях и книгах Дейкстра последовательно отстаивал необходимость математического подхода к программированию, который предполагает предварительное точное, всестороннее математическое описание задачи и способа её решения, формальное доказательство правильности выбранного алгоритма и последующую реализацию алгоритма в виде максимально простой, структурированной программы, корректность которой должна быть формально доказана. По мнению Дейкстры, господствующий в компьютерной индустрии подход к программированию как к процессу достижения результата методом проб и ошибок («написать код — протестировать — найти ошибки — исправить — протестировать — …») порочен, поскольку стимулирует программистов не думать над задачей, а писать код, при этом совершенно не гарантирует корректность программ, которая не может быть доказана тестированием в принципе.

Дейкстра многократно предостерегал от попыток превратить разработку программ в некий тривиальный процесс; по его мнению, программирование, в сути своей — чрезвычайно сложная научная и инженерная деятельность, и никакие новые методы и инструменты не смогут кардинально изменить это положение — они лишь освобождают программиста от части рутинной работы. Попытки же превратить программирование в простое занятие, доступное каждому, обречены на провал.

Влияние

Дейкстра также приобрёл немалую известность за пределами академических кругов благодаря своим резким и афористичным высказываниям по актуальным проблемам компьютерной индустрии. Вот некоторые из его афоризмов:

Литература

Дейкстра Э. Дисциплина программирования = A discipline of programming. — 1-е изд. — М.: Мир, 1978. — С. 275.

Дал У., Дейкстра Э., Хоор К. Структурное программирование = Structured Programming. — 1-е изд. — М.: Мир, 1975. — С. 247.

См. также

• Алгоритм Дейкстры
• Премия Дейкстры

Ссылки

Примечания

1. ↑ Смиренный программист. EWD340

Дейкстра Эдсгер Вайб, специалист в области теоретического программирования

Эдсгер Вибе Дейкстра родился 11 мая 1930 года. Известен как нидерландский учёный, исследователь распределённых вычислений и формальной верификации, один из разработчиков концепции структурного программирования, его работы оказали влияние на развитие информационных технологий и информатики.

Биография

Эдсгер родился в г. Роттердам (Нидерланды).

Обучался в Лейденском университете на факультете теоретической физики. Программированием начал заниматься с 1951 года, закончил в Кембридже трёхнедельные компьютерные курсы.

В 1952 году Дейкстра стал работать программистом в Математическом центре в Амстердаме.

Его руководителем стал профессор Адриан ван Вейнгаарден, который впоследствии является автором двухуровневых грамматик ван Вейнгаардена – одного из способов формального описания грамматики формальных языков.

Заказать

С этого же года Эдсгер Вайб уже принял решение окончательно связать свою деятельность с программированием, но заканчивает курс теоретической физики.

Дейкстра при поиске путей оптимизации разводки плат, во второй половине 1950-х годов разрабатывает алгоритм отыскания кратчайшего пути на графе, который стал известен под названием «алгоритм Дейкстры».

С 1958 по 1960 год Дейкстра принимал активное участие в разработке языка программирования Алгол, работая в группе создания компилятора языка. Группа соревновалась с датской командой Петера Наура. Дейкстра дал клятву до завершения проекта не бриться и победил, так как написал компилятор за полтора месяца, при этом он изобрел «вызов по имени» – новое правило компиляции.

В 1960-х годах Дейкстра участвует в создании операционной системы THE, которая построена в виде множества параллельно исполняющихся взаимодействующих процессов. В ходе создания ОС появилась идея семафора, родилось понятие синхронизации процессов, а также появилось осознание необходимости структуризации самих программ и процесса программирования.

«Дейкстра Эдсгер Вайб, специалист в области теоретического программирования» ???? Готовые курсовые работы и рефераты Купить от 250 ₽ Решение задач по учебе за 24 часа Заказать
Реферат по этой теме за 48 часов Заказать

Долгое время Дейкстра работает в компании Burroughs.

В 1970-х годах совместно Никлаусом Виртом и Тони Хоаром Дейкстра разрабатывает основные положения структурного программирования.

Дейкстра преподает в Техасском университете до конца своих дней. Умер Эдсгер Дейкстра в возрасте 72 лет 6 августа 2002 года в г. Нюэнен (Нидерланды) от рака.

Научная деятельность

Дейкстра стал известен своими работами по применению математической логики в ходе разработки компьютерных программ. Являлся активным участником при разработке языка программирования Алгол и создателем первого компилятора Алгол-60.

Дейкстра, являясь одним из авторов концепции структурного программирования, продвигал идею отказа от использования инструкции GOTO. Является автором идеи применения «семафоров» с целью синхронизации процессов в многозадачных системах и алгоритма нахождения самого короткого пути на ориентированном графе, который стал известен как алгоритм Дейкстры.

Награды

Лауреат премии Тьюринга (1972 год).

Ежегодная премия за публикацию, которая оказала наибольшее влияние на область распределённых вычислений от Симпозиума по принципам распределённых вычислений Ассоциации вычислительной техники (2002 год). Начиная с 2003 года данная премия стала носить название премии Дейкстры в знак признания его заслуг.

Научные публикации

В своих трудах настаивал на необходимости математического подхода к программированию. Является автором нескольких книг и многих статей, среди которых:

• «Заметки по структурному программированию»,
• «Дисциплина программирования»,
• «О вреде оператора GOTO».

Находи статьи и создавай свой список литературы по ГОСТу

Дейкстра Эдсгер Вайб: гений теоретического программирования и его вклад в развитие компьютерной науки

Введение

В данной лекции мы рассмотрим жизнь и вклад Эдсгера Дейкстры в теоретическое программирование. Дейкстра – известный голландский ученый, который сделал значительный вклад в различные области информатики.

Мы изучим его основные работы и алгоритм, который носит его имя – алгоритм Дейкстры. Также рассмотрим практическое применение этого алгоритма в различных задачах.

Наконец, мы обсудим влияние Дейкстры на развитие информатики в целом.

Нужна помощь в написании работы?

Написание учебной работы за 1 день от 100 рублей. Посмотрите отзывы наших клиентов и узнайте стоимость вашей работы.

Подробнее

Вклад Дейкстры в теоретическое программирование

Эдсгер Дейкстра был выдающимся ученым и программистом, который внес значительный вклад в развитие теоретического программирования. Его исследования и открытия оказали огромное влияние на различные области информатики и компьютерных наук.

Одним из основных вкладов Дейкстры является разработка алгоритма Дейкстры, который используется для нахождения кратчайшего пути в графе. Этот алгоритм является одним из фундаментальных алгоритмов в теории графов и находит применение во многих практических задачах, таких как маршрутизация в компьютерных сетях и оптимизация планирования.

Дейкстра также внес вклад в развитие понятия структурного программирования. Он предложил использовать конструкцию “управляющий граф” для анализа и проектирования программ. Это позволяет более ясно представлять структуру программы и обнаруживать потенциальные ошибки и улучшения.

Кроме того, Дейкстра внес значительный вклад в область параллельного программирования. Он разработал концепцию взаимного исключения, которая позволяет избежать состояний гонки и других проблем, связанных с одновременным доступом к общим ресурсам несколькими потоками выполнения.

В целом, вклад Дейкстры в теоретическое программирование невозможно переоценить. Его исследования и открытия стали основой для многих современных алгоритмов и методов программирования, и его идеи продолжают влиять на развитие информатики и компьютерных наук.

Основные работы Дейкстры

Эдсгер Дейкстра сделал значительный вклад в различные области информатики и программирования. Вот некоторые из его основных работ:

“Solution of a Problem in Concurrent Programming Control”

В этой работе Дейкстра представил концепцию взаимного исключения, которая стала основой для разработки алгоритмов синхронизации и обеспечения безопасности в параллельном программировании. Он ввел понятие “семафора” и предложил алгоритмы для его использования.

“Goto Statement Considered Harmful”

В этой статье Дейкстра критиковал использование оператора “goto” в программировании, утверждая, что он усложняет понимание и отладку кода. Он предложил использовать структурированное программирование с использованием последовательных, условных и циклических операторов.

“Hierarchical Ordering of Sequential Processes”

В этой работе Дейкстра представил понятие “порядка выполнения” для последовательных процессов. Он разработал алгоритмы для управления порядком выполнения процессов и предложил использовать так называемые “условные переменные” для синхронизации процессов.

“A Discipline of Programming”

В этой книге Дейкстра представил свою методологию программирования, основанную на формальных спецификациях и доказательствах корректности программ. Он предложил использовать математическую нотацию для описания программ и вводил понятие “инварианта” – условия, которые должны быть истинными на определенных этапах выполнения программы.

Эти работы Дейкстры имеют огромное значение для развития информатики и программирования. Они внесли значительный вклад в области параллельного программирования, структурированного программирования и методологии программирования.

Алгоритм Дейкстры

Алгоритм Дейкстры – это алгоритм нахождения кратчайшего пути во взвешенном графе от одной вершины до всех остальных. Он был разработан нидерландским ученым Эдсгером Дейкстрой в 1956 году и является одним из фундаментальных алгоритмов в теории графов и информатике.

Описание алгоритма

Алгоритм Дейкстры работает с направленными или ненаправленными графами с неотрицательными весами ребер. Он использует жадный подход, выбирая на каждом шаге вершину с наименьшим весом и обновляя расстояния до соседних вершин.

Алгоритм состоит из следующих шагов:

1. Инициализация: устанавливаем начальную вершину и расстояние до нее равным 0, а расстояние до всех остальных вершин – бесконечностью.
2. Выбор вершины: выбираем вершину с наименьшим расстоянием и помечаем ее как посещенную.
3. Обновление расстояний: для каждой соседней непосещенной вершины, проверяем, если новое расстояние до нее через текущую вершину меньше, чем текущее расстояние, то обновляем расстояние.
4. Повторяем шаги 2 и 3, пока все вершины не будут посещены.

Свойства алгоритма

Алгоритм Дейкстры гарантирует нахождение кратчайшего пути от начальной вершины до всех остальных вершин в графе. Он работает только с неотрицательными весами ребер и не может обрабатывать графы с отрицательными циклами.

Сложность алгоритма Дейкстры зависит от способа реализации и структуры данных, используемых для хранения графа и расстояний. В общем случае, время работы алгоритма составляет O(|V|^2), где |V| – количество вершин в графе. Однако, с использованием приоритетной очереди, время работы может быть улучшено до O((|V| + |E|) log |V|), где |E| – количество ребер в графе.

Алгоритм Дейкстры широко применяется в различных областях, таких как маршрутизация в компьютерных сетях, планирование маршрутов в транспортных системах, оптимизация логистических задач и других задачах, связанных с нахождением кратчайших путей.

Применение алгоритма Дейкстры в практических задачах

Алгоритм Дейкстры является одним из основных алгоритмов для нахождения кратчайшего пути во взвешенном графе. Он находит кратчайший путь от одной вершины до всех остальных вершин в графе. Это делает его полезным во многих практических задачах, где требуется определить оптимальный маршрут или планировать перемещение в сети или системе.

Маршрутизация в компьютерных сетях

Алгоритм Дейкстры широко используется в компьютерных сетях для определения оптимального маршрута передачи данных. Каждая вершина графа представляет собой узел сети, а ребра – соединения между узлами.

Вес ребра может представлять задержку, пропускную способность или другие параметры, влияющие на выбор оптимального маршрута.

Алгоритм Дейкстры позволяет найти кратчайший путь от исходного узла до всех остальных узлов в сети.

Планирование маршрутов в транспортных системах

Алгоритм Дейкстры также применяется в транспортных системах для планирования оптимальных маршрутов.

Например, в системе общественного транспорта, каждая остановка может быть представлена вершиной графа, а ребра – маршруты между остановками.

Вес ребра может представлять время пути или другие факторы, влияющие на выбор оптимального маршрута. Алгоритм Дейкстры позволяет найти кратчайший путь от начальной остановки до всех остальных остановок в системе.

Оптимизация логистических задач

Алгоритм Дейкстры также может быть использован для оптимизации логистических задач, связанных с доставкой грузов или планированием маршрутов транспортных средств.

Например, в задаче доставки грузов, каждая вершина графа может представлять местоположение склада или клиента, а ребра – возможные маршруты доставки. Вес ребра может представлять время доставки или другие факторы, влияющие на выбор оптимального маршрута.

Алгоритм Дейкстры позволяет найти кратчайший путь от исходного местоположения до всех остальных местоположений в задаче.

Все эти примеры демонстрируют практическую применимость алгоритма Дейкстры в различных областях. Он позволяет находить оптимальные маршруты и планировать перемещение в сетях и системах, что делает его важным инструментом в теоретическом программировании.

Влияние Дейкстры на развитие информатики

Эдсгер Дейкстра считается одним из основателей исследования алгоритмов и структур данных. Его работа в области теоретического программирования оказала значительное влияние на развитие информатики. Вот некоторые из основных вкладов Дейкстры:

Алгоритм Дейкстры

Одним из наиболее известных вкладов Дейкстры является разработка алгоритма Дейкстры. Этот алгоритм используется для нахождения кратчайшего пути в графе с неотрицательными весами ребер. Алгоритм Дейкстры является одним из основных алгоритмов в теории графов и находит применение во многих практических задачах, таких как планирование маршрутов, оптимизация сетей и т.д.

Структуры данных

Дейкстра внес значительный вклад в развитие структур данных. Он предложил новые структуры данных, такие как двоичная куча (binary heap), которая используется в алгоритме Дейкстры для эффективного хранения и обработки данных. Эти структуры данных позволяют ускорить выполнение алгоритмов и оптимизировать использование памяти.

Принципы программирования

Дейкстра также внес вклад в развитие принципов программирования.

Он разработал концепцию структурного программирования, которая предлагает использовать структуры данных и контрольные структуры, такие как условные операторы и циклы, для создания более понятного и эффективного кода. Эти принципы стали основой для развития других парадигм программирования, таких как объектно-ориентированное программирование.

Формальные методы

Дейкстра также внес вклад в развитие формальных методов в программировании. Он разработал концепцию доказательства корректности программ, которая позволяет формально доказывать, что программа выполняет требуемые функции и не содержит ошибок. Это позволяет повысить надежность программного обеспечения и уменьшить количество ошибок.

В целом, вклад Дейкстры в теоретическое программирование и информатику был огромным. Его работы и идеи стали основой для развития многих алгоритмов, структур данных и принципов программирования, которые используются в современной информатике.

Таблица сравнения алгоритма Дейкстры и алгоритма Беллмана-Форда

Свойство
Алгоритм Дейкстры
Алгоритм Беллмана-Форда

Тип графа	Только для графов с положительными весами ребер	Может работать с графами с отрицательными весами ребер
Сложность времени	O((V + E) log V)	O(VE)
Память	O(V)	O(V)
Оптимальность	Находит кратчайшие пути только для положительных весов ребер	Находит кратчайшие пути для всех типов графов
Работа с отрицательными циклами	Не обрабатывает графы с отрицательными циклами	Обрабатывает графы с отрицательными циклами

Заключение

Эдсгер Дейкстра – выдающийся ученый и пионер в области информатики. Его вклад в теоретическое программирование и разработку алгоритмов оказал огромное влияние на развитие этой науки.

Алгоритм Дейкстры, разработанный им, стал одним из самых популярных и широко используемых алгоритмов в практических задачах. Благодаря своим работам и идеям, Дейкстра оказал значительное влияние на развитие информатики в целом.

Его научный наследие продолжает вдохновлять и влиять на новое поколение ученых и программистов.