高效能先驅

失蹤的微軟計算機科學家吉姆·格雷,幫助構建了使巨型資料庫的構建成為可能的技術

對先驅計算機科學家詹姆斯·格雷的大規模陸地和數字搜尋於 2 月 16 日結束,此前,由各界救援人員組成的隊伍認定,確實已無能為力。格雷於 1 月 28 日駕駛他的 40 英尺長的船隻Tenacious出發,前往舊金山海岸外 25 英里的法拉隆群島附近撒母親的骨灰,此後便杳無音信。

救援工作的強度,計算機專家們來自微軟、谷歌和亞馬遜,他們編寫了用於檢查衛星影像的軟體,甚至組織了自己獨立的空中和水上搜尋,與 NASA 和海岸警衛隊的搜尋工作並行,這都表明了人們對這位資料庫創新者的崇高敬意。格雷的家人現在必須決定是否應該舉行追悼會。

對格雷的尊敬使他在 1999 年獲得了計算機協會的 A. M. 圖靈獎,這被認為是計算機科學領域的最高獎項,以表彰他在資料庫方面的工作,這些工作促成了自動取款機、計算機化航空公司預訂系統和其他應用。格雷的職業生涯始於計算機仍然龐大、緩慢且難以使用的時代。20 世紀 60 年代,他受聘於 IBM 的 T. J. 沃森研究中心從事作業系統工作。


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但是,在一位同事的建議下,他決定改變方向,轉而研究相對未開發的網路和資料庫軟體。他在為 IBM 的分層資料庫編寫程式碼時很快遇到了困難,該資料庫名為資訊管理系統 (Information Management System),最初是為了跟蹤阿波羅太空計劃的庫存而開發的。分層資料庫是一種資料以樹狀結構組織的資料庫。包含屬性(例如,名字、姓氏和主管員工人數)的經理的員工記錄之後,將在較低的分支上跟隨每個員工的記錄,其中包含類似的屬性列表。在使用分層系統時,格雷有時必須讓錯誤檢查“除錯”軟體執行十幾次以上,才能確定特定的程式設計語句是否能正確執行。

關係資料庫——其中資料以表格格式表示——已開始作為分層模型的替代方案出現。格雷透過程式設計介面來幫助促進關係資料庫的出現,這些介面以更直觀的方式在這些表格中顯示資訊。此外,為了促進處理多個數據請求,格雷和他的合作者將一組請求作為一個單獨的“事務”進行處理——這是今天所謂的事務處理的開端,格雷可能因此而最為出名。根據這個模型,每個事務都必須展現幾個屬性。所有操作都需要作為一個單元進行處理,否則必須完全忽略它們,這種特性稱為“原子性”。從支票賬戶到儲蓄賬戶的轉賬應同時作為借項和貸項發生,但如果計算機在交易發生時崩潰,則根本不應記錄。

另一個屬性與確保同時發生的事務得到乾淨利落地處理有關。如果銀行客戶線上向公用事業客戶付款,則收款的公用事業公司在交易完成之前無法看到正在發生的事情。1980 年,格雷開始在 Tandem Computer 設計“容錯”計算機系統,這些系統應該每世紀僅經歷一秒鐘的停機時間。儘管 Tandem 倒閉了,但格雷幫助制定了衡量高效能計算的標準。

1995 年,格雷在數字裝置公司 (Digital Equipment Corp.) 工作一段時間後,以訪問學者的身份入駐加州大學伯克利分校,然後去了微軟研究院。在那裡,格雷領導一個團隊,該團隊正在為龐大的資料庫構建容錯系統。他與美國和俄羅斯政府作為合作伙伴,共同開發了 TerraServer,這是一個網站,儲存了超過 1 太位元組(萬億位元組)的地球壓縮航空和衛星照片。他還幫助構建了 SkyServer,它提供來自斯隆數字巡天的資料,這是一項繪製大片宇宙區域的計劃。一個尚未實現的目標是構建一個“世界廣域望遠鏡”,它將收集全球天文資料庫,以便透過一個統一的介面進行訪問。格雷在透過訪問多個數據庫使幾乎任何數量的資料都可以隨時訪問方面取得的成就,消除了網際網路增長的限制。

Gary Stix, senior editor of mind and brain topics at 大眾科學, edits and reports on emerging advances that have propelled brain science to the forefront of the biological sciences. Stix has edited or written cover stories, feature articles and news on diverse topics, ranging from what happens in the brain when a person is immersed in thought to the impact of brain implant technology that alleviates mood disorders such as depression. Before taking over the neuroscience beat, Stix, as 大眾科學's special projects editor, was responsible for the magazine's annual single-topic special issues, conceiving of and producing issues on Albert Einstein, Charles Darwin, climate change and nanotechnology. One special issue he oversaw on the topic of time in all of its manifestations won a National Magazine Award. With his wife Miriam Lacob, Stix is co-author of a technology primer called Who Gives a Gigabyte? A Survival Guide for the Technologically Perplexed.

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