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    弗吉尼亚·威廉姆斯

    图片:贾里德查尼

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发现算法的真正潜力

弗吉尼亚·威廉姆斯

用数学理论,弗吉尼亚·威廉斯哄着算法的运行速度或他们已经打证明他们的最大速度。


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每学期,副教授vassilevska弗吉尼亚·威廉斯试图传递一个重要的教训,她的计算机科学本科:数学是一切的基础。

通常情况下,学生们吃进威廉姆斯级,6006(算法导论),想要潜入高级编程提供动力的最新,最大的计算技术。相反,她的课注重算法是如何围绕核心数学模型和概念设计。  

“当服用算法课,很多学生希望编程了很多,使用深层学习也许,但它是非常的数学和有没有什么进展,”威廉姆斯的史蒂芬摹说。 (1968年)和Renee芬兰人职业发展WHO最近获得电气工程和计算机科学系的教授任职。 “我们不“吨(只有两个小时,每周)在一起有太多的时间在课堂上,但我希望在这段时间里,他们能看到数学的美的小 - 数学允许你因为看到如何以及为什么一切工作在一起。这真的是一个美丽的东西。“

威廉姆斯的生活很大程度上是由数学形。如父母双方的子女数学家,她爱上了主题早期。但即使她在主题表现出色,她的高中班集中在德国,写作和生物学。回到她在大学及以后的初恋,她申请她的数学技能,使计算机科学波。

在极具影响力的工作,威廉姆斯在2012年的改进算法“矩阵乘法“ - 这被认为是24年来最快的迭代 - 整个计算机科学的一个关键操作。多年后,她共同创办称为一个新兴的领域“细粒度的复杂性,”它试图解释,部分,如何快速算法可以解决某些各种问题。

在矩阵乘法,她的工作现在已经略微转向显示,现有的技术“不能做的更好,”她说。 “我们不能改善我们自己的算法的性能了,所以我们想出了各种办法来解释我们为什么不能,为什么其他方法不能改善提高性能无论是。”

曲径通幽,以数学

在索菲亚长大,保加利亚,威廉姆斯喜爱数学,是一个有天赋的学生。提醒她的父母,但她通常情况下,数学家的生活不完全是美艳当试图找到 - 尤其是在同一地区的教师演出两个人。他们工作有时走遍如果把他们。

这包括在美国各地的简要奥德赛作为一个孩子。第一站是怀俄明州拉勒米的。被她的父母客座教授在怀俄明大学,而威廉姆斯至第四级最初是因为语言不通的挣扎。 “我真的没有讲英语,和被扔进ESTA学校。我的哥哥和我学英语看迪士尼频道,这是很有趣的,“威廉姆斯,今天讲保加利亚语,英语,德语和一些俄国说。

下一站是洛杉矶 - 罗德尼·金的骚乱对周围的时间。 “我们街道的另一边的房子着火了九月,”威廉姆斯回忆道。 “这些都是湖人的一些很奇怪的记忆”

两年后回到保加利亚,威廉姆斯决定将“探索她选择”之外的数学在索非亚德语高中招生,当时,在那里她学习德语的语言,文学,历史学全国顶尖的高中,和其他人文学科。但是,当它来申请大学,她也从来没有动摇她的初恋。 “我真的想喜欢人文,我学到了什么是对我很有帮助时下。这些科目,但都非常难受。我的大脑只是不工作方式,“她说。 “我回到我喜欢的。”

通过算法呆若木鸡

1999年,威廉姆斯就读于加州理工学院。计算机科学:在她大二的时候,她成为由一个令人兴奋的新领域重拳出击。 “我把我的第一个编程课程,我喜欢它,”她说。

成为她通过矩阵乘法算法,其核心有一些重型数学呆若木鸡。这些算法计算数字对应于某些数据,并输出一些目标值的单个组合矩阵的多个阵列。应用范围广泛,包括对待计算机图形学,产品设计,人工智能和生物技术。

如在卡耐基梅隆大学的博士研究生,超越,她出版 多篇论文,在主题:如快速发展矩阵特殊代数结构乘算法,其应用包括网络路由和飞行计划。赢得她的博士学位后,她注意到关于在加州大学伯克利分校的高级研究学院,以及斯坦福大学,她在那里降落在算法2013教师教学课程的位置了一系列博士后职位和研究员。

在2012年,她开发了一种新的算法比这铜匠,威诺格拉德算法快,最高统治地位在其中有自20世纪80年代矩阵乘法。威廉姆斯的方法减少了需要乘以矩阵的步数。她的算法只是稍微慢于目前的纪录保持者。

处理复杂性

2010年至2015年,威廉姆斯和她的丈夫瑞恩·威廉姆斯,谁也是一个bt365手机app教授,​​成为当时的主要奠基者“细粒度的复杂性。”的“计算复杂性”的发现可证明有效的算法和算法,很可能是低效的老场,根据计算步骤某个阈值来解决他们采取的一个问题。

通过问题细粒度计算复杂性团体,可以更好地证明等价如果算法是真正的最佳与否。例如,两个非常不同的问题可能会在什么和多少他们解决算法,采取措施来解决这些问题出现。但细粒度这种复杂性节目是偷偷同样的问题。因此,如果算法存在一个问题,即使用更少的步骤,必须存在一个则算法为其他的问题,使用更少的步骤,反之亦然。在另一面,如果存在一个问题,一个可证明的优化算法,那么所有的问题必须有相当的优化算法。如果有人曾经找到更快的算法有一个问题,所有的问题都可以等同更快解决。

因为共同开展场,“它的激增,” Williams说。 “MOST理论计算机科学的会议,你现在可以在标题下提交论文“细粒复杂性。”

在2017年,威廉姆斯来到bt365手机app,她说她在哪里发现慷慨激昂,志同道合的研究者。许多研究生和同事,例如,在有关细粒复杂专题的工作。反过来,她的学生们纷纷推出了其他学科,密码学:比如,她现在引进的想法,从细粒复杂。

有时也被她学习“计算社会选择”,现场吸引了她的眼球期间的研究生院。在她的工作检查需要在哪里竞争对手在括号成对放置钻机游戏体育,表决方案,和其他系统的计算复杂度焦点。如果有人知道,比如,哪位球员将在配对的巅峰对决获胜,比赛组织者可以放置在最初的播种特定位置的所有玩家,以保证一定的玩家赢得这一切。

模拟所有可能的组合钻机可以很这些方案计算复杂。但威廉姆斯,一个狂热的网球选手,撰写2010 这发现它是相当容易的钻机一个单败淘汰制,以便对某些玩家获胜,这取决于比赛了获奖者和其他因素准确的预测。

ESTA年她参与创作 结果表明能安排一场比赛组织者和初始播种一些顶级球员贿赂 - 在一个特定的预算 - 以确保最喜欢的球员赢得比赛。 “当我需要从我平时的工作突破,我在ESTA领域的工作,” Williams说。 “这是一个节奏的变化的乐趣。”

由于今天计算的普及,威廉姆斯的研究生进入她的教室通常远在计算机科学中比较有经验,她曾在自己的年龄。但是,可以引导他们失望截然不同的道路,她吸引了来自她自己的大学经历的启发,今天她仍然奉行特定主题的沉醉。

“为了做好研究,你要缠住了一个问题,”威廉姆斯说。 “我希望他们找到我的课程东西,他们可以缠住了。”


主题: 研究, 计算机科学与技术, 算法, 轮廓, 学院, 计算机科学和人工智能实验室(CSAIL), Electrical Engineering & Computer Science (eecs), 工程学院, 数学

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