Anugerah Turing 2022 dianugerahkan kepada bapa Ethereum yang berusia 76 tahun! Tesis kedoktoran yang gagal menjadikan era Internet menjadi kenyataan

Baru semalam, ACM mengumumkan pemenang Anugerah Turing 2022 - pencipta Ethernet Bob Metcalfe, sebagai pengiktirafan terhadap ciptaannya, penyeragaman dan pengkomersilan Ethernet.

Anugerah ACM AM Turing dipanggil "Hadiah Nobel dalam pengkomputeran", dan pemenang akan menerima ganjaran daripada Hadiah Google $1 juta.

Kepentingan penciptaan Ethernet kepada manusia jelas terbukti dengan sendirinya. Teknologi ini, dibangunkan 50 tahun yang lalu, adalah asas kepada Internet, membenarkan komputer kita dan berbilion-bilion peranti lain untuk menyambung ke Internet, dan menjadikannya saling berkaitan.

Jeff Dean, naib presiden kecerdasan buatan di Google, berkata dalam pengumuman rasmi ACM, "Hari ini, terdapat kira-kira 7 bilion port di dunia, Ethernet ada di mana-mana, dan kita semua ambil mudah. ​​Walau bagaimanapun, mudah untuk melupakan bahawa tanpa ciptaan Bob Metcalfe dan visinya yang kekal bahawa setiap komputer mesti disambungkan ke Internet, dunia kita yang terhubung akan menjadi sangat berbeza. Ya, sebelum penciptaan Ethernet, dunia tidak rata. Pada masa itu, orang tidak pernah membayangkan bahawa 50 tahun kemudian, robot bernama ChatGPT akan menakluk dunia melalui rangkaian ini.

Tesis yang gagal

Penciptaan yang telah memberi kesan kepada semua manusia ini berasal daripada tesis pelajar siswazah yang gagal.

Metcalfe, dilahirkan pada tahun 1946, belajar kejuruteraan elektrik dan pengurusan industri di MIT sebagai sarjana muda.

Selepas tamat pengajian, Metcalfe pergi ke Harvard untuk sekolah siswazah dan turut diambil sebagai penyelidik di MIT Ini bertepatan dengan Jabatan Pertahanan AS meningkatkan sokongannya untuk Arpanet (pendahulu kepada Internet).

Beliau mencadangkan kepada Harvard bahawa antara muka harus diwujudkan untuk menyambungkan Arpanet ke komputer kerangka utama Harvard, tetapi Harvard menolaknya. Dia beralih kepada MIT dan membuat cadangan yang sama.

Metcalfe, yang masih pelajar siswazah, membina antara muka ini untuk menyambungkan komputer kerangka utama MIT kepada Arpanet, pendahulu komputer moden Internet

Pada tahun 1972, beliau menyerahkan kertas kerjanya kepada jawatankuasa tesis Harvard yang menerangkan ideanya, tetapi ia gagal melepasi pembelaan. Jawatankuasa merasakan bahawa topik itu tidak cukup teori.

Berdiri di atas bahu mereka yang mendahului kita

Nasib baik, genius sentiasa ada tempat untuk mempamerkan bakat mereka.

Pada masa itu, Metcalfe telah ditawarkan pekerjaan di Pusat Penyelidikan Palo Alto (PARC) Xerox Corporation di California.

Pengarah makmal Bob Taylor memberitahunya bahawa dia perlu datang ke Palo Alto untuk menyiapkan tesisnya tidak kira apa cara sekalipun.

Setibanya di sana, Metcalfe mula membina satu lagi antara muka Arpanet untuk komputer PARC baharu, sambil cuba mencari topik yang cukup "teoretikal" untuk memuaskan hati jawatankuasa tesis Harvard.

Percubaan PARC Xerox berharap dapat mencipta komputer peribadi moden yang pertama dan mempunyai satu di setiap meja.

Metcalfe berkata, "Jadi mereka meminta saya mereka bentuk rangkaian untuk ini. Saya mendapat kad rangkaian dengan 60 cip. Itu adalah perkara kedua terbaik dalam hidup saya. Perkara pertama ialah bahawa saya dilahirkan dalam keluarga ibu bapa saya”

MetCalfe di rumah Austin, memegang tesis kedoktoran 1973

Pada masa itu, rangkaian komputer merupakan cabaran kejuruteraan dan juga cabaran teori. Kesukaran asas terletak pada perkongsian akses kepada rangkaian di kalangan ramai pengguna.

Rangkaian telefon menyelesaikan masalah ini dengan cara yang paling mudah: semasa panggilan, sambungan antara kedua-dua pihak mengunci saluran komunikasi supaya pengguna lain tidak dapat mengakses saluran, walaupun saluran itu tidak digunakan sepenuhnya.

Walau bagaimanapun, ketidakcekapan ini bukanlah masalah besar bagi rangkaian telefon. Apabila anda membuat panggilan telefon, sentiasa ada satu orang bercakap dan panggilan itu tidak akan menjadi senyap lama.

Tetapi komputer berbeza, komunikasinya bergantung pada denyutan pendek, dan denyutan ini biasanya dipisahkan oleh masa mati yang lama.

Bagaimana untuk menerangkan aliran data dalam rangkaian?

Pada awal 1960-an, saintis komputer Leonard Kleinrock membuktikan bahawa masalah ini boleh diselesaikan dengan menggunakan teori beratur. Teori ini adalah cabang matematik yang memodelkan kesesakan lalu lintas dan perkara lain yang boleh berlaku apabila orang menunggu dalam barisan.

Alamat kertas: https://dspace.mit.edu/handle/1721.1/11562

Model ini menunjukkan kepada jurutera bagaimana masa mati dapat dikurangkan dengan ketara, dan Arpanet dapat membuktikan bahawa pendekatan ini berfungsi dalam amalan. Walau bagaimanapun, bagaimana untuk menyelaraskan trafik dalam rangkaian bukanlah tugas yang mudah.

Pada tahun 1971, profesor Universiti Hawaii Norm Abramson menunjukkan alternatif radikal kepada penyelarasan pengangkutan yang akan menjadikan mana-mana perancang Bandar menjadi terkejut.

Dia membina rangkaian radio yang dipanggil ALOHAnet, yang, seperti Arpanet, menghantar data dalam paket kecil.

Tetapi tidak seperti Arpanet, ALOHAnet tidak cuba mengelakkan perlanggaran antara paket. Sebaliknya, mana-mana pengguna yang mesejnya hilang atau bercelaru kerana konflik boleh mencuba sekali lagi selepas selang waktu rawak.

"pengiriman semula rawak" ini serupa dengan etika dalam perbualan orang ramai: apabila dua orang mula bercakap pada masa yang sama, kedua-dua pihak berhenti dan cuba lagi kemudian. Selepas beberapa percubaan, masalah akan selesai dengan sendirinya.

Walau bagaimanapun, strategi ini juga mempunyai pepijat: dalam keadaan trafik yang rendah, penghantaran lancar, tetapi apabila rangkaian menjadi sesak, perlanggaran menjadi begitu kerap sehingga tiada lagi mesej boleh datang melalui.

Metcalfe terjumpa kertas kerja oleh Abramson yang mencipta cara untuk memintas kebuntuan teori giliran ALOHAnet.

Alamat kertas: https://www.clear.rice.edu/comp551/papers/Abramson-Aloha.pdf

Diilhamkan oleh ini, Metcalfe membina model di mana pengguna secara bebas melaraskan purata masa menunggu antara percubaan penghantaran, sambil mengambil kira kekerapan konflik. Jika konflik jarang berlaku, mereka akan mencuba semula dengan lebih cepat jika rangkaian sesak, mereka akan tercicir untuk mengekalkan kecekapan komunikasi keseluruhan.

Ilustrasi kertas Abramson

This The model akhirnya membuat kertas Metcalfe "teori" cukup untuk dia lulus pembelaannya di Universiti Harvard. Pada masa yang sama, Metcalfe juga menyedari bahawa dia boleh mempraktikkan model ini di tempat kerja.

Pada masa itu, Arpanet membenarkan penyelidik berkongsi komputer yang besar, tetapi ia mahal. ALOHAnet juga menghubungkan banyak titik akses ke hab pusat. Dan makmal PARC sedang menjalankan pendekatan khas untuk rangkaian komputer.

Ilustrasi kertas Abramson

PARC Taylor mempunyai idea: rangkaian tempatan yang terdiri daripada banyak komputer di bangunan yang sama Sebagai pekerja baharu, Metcalfe segera mula mereka bentuk rangkaian ini.

Ethernet, yang akan tercatat dalam sejarah selama-lamanya, dilahirkan

Dalam memo terkenal pada Mei 1973, Metcalfe menghuraikan visinya.

Pada halaman pertama memo Mei 1973, Metcalfe membentangkan visinya untuk Ethernet

Beliau mencadangkan komputer peribadi pertama - PARC's Altos - disambungkan dalam bangunan, yang akan membuka jalan kepada peranti untuk berkomunikasi antara satu sama lain dan berkongsi maklumat dalam rangkaian kawasan setempat. Diratakan jalan.

Ethernet pertama berjalan pada 2.94 megabit sesaat, kira-kira 10,000 kali lebih pantas daripada rangkaian terminal asal.

Memorandum mengesyorkan bahawa rangkaian harus menyesuaikan diri dengan teknologi baharu seperti gentian optik, pasangan terpiuh, Wi-Fi dan rangkaian kuasa, dan menggantikan kabel sepaksi asal sebagai kaedah komunikasi utama dengan rangkaian "Ethernet"".

Sumbangan ini kemudiannya diabadikan dalam artikel ACM Communications 1976 "Ethernet: Distributed Packet Switching for Local Computer Networks" oleh Metcalfe dan rakan sekerja.

Alamat kertas: https://dl.acm.org/doi/pdf/10.1145/360248.360253

Di sebelah kiri ialah Bob Metcalfe di sebelah kanan ialah David Boggs

Dalam memo itu, ideanya menggabungkan sistem penghantaran semula rawak Abramson, pelarasan Metcalfe pada masa dan penambahbaikan lain pada model ALOHAnet yang mengurangkan kesan perlanggaran.

Sesetengah inovasi teori ini datang daripada penyelidik lain, tetapi Metcalfe adalah yang pertama menyepadukannya ke dalam reka bentuk rangkaian tempatan sebenar.

Dalam visinya, hab pusat ALOHAnet turut dihapuskan. Sebaliknya, komputer akan disambungkan melalui beberapa medium pasif.

Metcalfe memikirkan kabel khusus yang sangat praktikal. Tetapi dia menyatakan bahawa, secara teori, rangkaian berwayar atau wayarles lain boleh berfungsi dengan baik.

Untuk mengelak daripada menekankan perkakasan tertentu, Metcalfe memanggil ideanya sebagai rangkaian Ethernet, yang kini dikenali sebagai Ethernet.

"Eter" ialah medium yang akan dilalui oleh ahli fizik pada abad ke-19 dengan hipotesis gelombang elektromagnet. Idea ini kemudiannya terbukti salah. Tetapi perkataan itu telah bertahan sepanjang sejarah.

Prototaip penyesuai Ethernet daripada Metcalfe yang menyambungkan komputer peribadi awal ke komputer yang dia bantu sambungkan pada tahun 1973 Dibangunkan pada rangkaian tempatan pertama

Pada November 1973, Metcalfe dan rakan-rakannya membina rangkaian pertama.

Dia terus mengembangkan lagi rangkaian itu, dengan harapan dapat mengembangkannya melangkaui Kadar pengkomersialan teknologi amat perlahan.

Selamanya muda, sentiasa mencuba

Menjelang 1979, Metcalfe akhirnya sudah cukup. Dia meninggalkan PARC dan mengasaskan syarikatnya sendiri, 3Com, untuk melakukan apa yang dia tidak boleh lakukan di Xerox.

Vinton Cerf, yang dikenali sebagai bapa Internet, menyifatkan Metcalfe seperti ini - "Anda tidak akan menggambarkannya sebagai seorang yang rendah hati. Sebaik sahaja dia mempunyai idea, dia akan segera mempraktikkannya. .”

Sejurus selepas memulakan perniagaannya, Metcalfe menggegarkan seluruh industri. Ia meyakinkan syarikat asal Xerox, Intel, dan banyak syarikat peralatan digital yang kini tidak berfungsi untuk menerima pakai Ethernet sebagai standard industri terbuka untuk rangkaian tempatan.

Dalam persaingan dengan teknologi lain, Ethernet akhirnya menang Ia boleh dikatakan bahawa ini disebabkan oleh kebolehcadangannya dan penyeragaman yang dipromosikan oleh Metcalfe pada masa awalnya.

3Com telah meningkatkan daya maju komersial Ethernet dengan menjual perisian rangkaian, transceiver Ethernet dan kad Ethernet untuk komputer kecil dan stesen kerja. Apabila IBM memperkenalkan komputer peribadi, 3Com memperkenalkan antara muka Ethernet pertama untuk PC IBM dan klonnya.

Pada tahun 1990, Metcalf meninggalkan 3Com dan menjadi kolumnis pakar dan teknologi. Semasa terus bekerja sebagai kapitalis teroka, beliau kemudiannya berkhidmat sebagai profesor di Universiti Texas di Austin.

Mengapa terdapat perubahan besar dalam kerjaya? Metcalf mempunyai teori tentang ini: "Pada mulanya, anda tidak tahu apa-apa, dan kemudian anda naik ke lengkung pembelajaran, dan kemudian anda tahu segala-galanya. Dan dia menunjukkan bahawa bahagian yang paling menarik adalah di tengah-tengah lengkung.

Ethernet telah mengalami banyak perubahan selama bertahun-tahun, dengan beberapa butiran teknikal asal dikekalkan. Tetapi ia terus memainkan peranan penting sebagai saluran rumah untuk rangkaian komputer peribadi hari ini.

Ethernet yang membolehkan segalanya.

Kini, Metcalfe yang berusia 76 tahun masih tidak berhenti melambung. Beliau menukar trek kerjaya sekali lagi tahun lepas dan kini menjadi penyelidik di MIT yang mengkaji aplikasi superkomputer dalam tenaga dan bidang lain.

Pemenang Anugerah Turing 23 tahun berkata, "Saya masih di peringkat awal keluk pembelajaran. Saya tidak tahu banyak, tetapi saya masih bekerja keras. "

Hari ini, Ethernet ialah saluran utama untuk komunikasi rangkaian berwayar di seluruh dunia, mengendalikan kadar data dari 10 Mbps hingga 400 Gbps, dengan kemunculan teknologi 800 Gbps dan 1.6 Tbps.

Ethernet juga telah menjadi pasaran yang besar, dengan hasil daripada suis Ethernet sahaja melebihi $30 bilion pada 2021, menurut International Data Corporation.

Oleh kerana zaman dahulu, Metcalfe berkeras untuk menggunakan nama asal "Wireless Ethernet" untuk memanggil Wi-Fi.

Profesor Daniela Rus, pengarah CSAIL dan Jabatan Kejuruteraan Elektrik dan Sains Komputer MIT, berkata, “Disebabkan ciptaan Ethernet, beliau mencapai komunikasi yang lancar dan perkongsian maklumat, yang telah membolehkan ramai orang untuk menjadi kami Ia telah membuka jalan untuk aplikasi yang penting dalam kehidupan seharian kita Dari Internet ke penstriman video dalam talian, Ethernet membentuk asas teknologi moden dan telah mengubah cara kita berhubung tanpanya sambungan yang dibawa oleh Ethernet "

Dan Bob Metcalfe sendiri berkata: "Sekarang, semua manusia tiba-tiba berhubung, dan ini adalah fakta yang paling penting tentang keadaan manusia."

Atas ialah kandungan terperinci Anugerah Turing 2022 dianugerahkan kepada bapa Ethereum yang berusia 76 tahun! Tesis kedoktoran yang gagal menjadikan era Internet menjadi kenyataan. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!