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林一平
  • 交通大學資工系終身講座教授暨華邦電子講座
現為交通大學資工系終身講座教授暨華邦電子講座,曾任科技部次長,為ACM Fellow、IEEE Fellow、AAAS Fellow及IET Fellow。研究興趣為物聯網、行動計算及系統模擬,發展出一套物聯網系統IoTtalk,廣泛應用於智慧農業、智慧教育、智慧校園等領域/場域。興趣多元,喜好藝術、繪畫、寫作,遨遊於科技與人文間自得其樂,著有<閃文集>、<大橋驟雨>。
工程師都愛的萊娜小姐 究竟是誰?
近日進行物聯網(IoT)資安的研發,要以小封包安全的傳送圖檔。我們以萊娜圖檔(Lena  Image)為測試,研發團隊每個成員都想英雄救美,安全的將萊娜這位美女護送到目的地。萊娜是誰?
1972年任職於《花花公子》雜誌社(Playboy)的美國攝影師德懷特.胡克(Dwight Hooker),挑選了一名叫萊娜.瑟德伯格(Lena Soderberg)的瑞典女孩擔任模特兒。當時萊娜才21歲,剛到美國,身無分文。為了賺錢,就無可奈何地擔任了裸體模特兒,成為11月兔女郎(Miss November)。在拍攝的一系列照片中,最著名的一幅是,戴帽子的萊娜赤身裸體地站在一面全長鏡子前,抓著一隻羽毛,單肩看著鏡頭。這張照片在1972年11月刊上成為期刊的中間折頁,連成一大張多印彩色圖片。萊娜不覺得有何特別,繼續在美國奮鬥討生活。
2019/12/6
接電話的第一聲 「Hello」是怎麼來的?
資通訊服務要成為殺手級應用,必須讓用戶們很快學會使用,才能廣為流傳。我看過很多資通訊的應用非常有創意,但普羅大眾不知如何使用,因而失敗。行動數據最早期的殺手級應用是簡訊(short message),這個應用在台灣也要經過三年教育,教導大眾如何使用,才廣為接受。簡訊應用普及後,即時通訊(instant messaging)也水到渠成,更演進到今日廣為民眾接受的Line、WeChat、Twitter等應用。
使用資通訊服務,引發爭議的有趣例子是電話。電話的發明,提供人們不必面對面的談話方式。而人們第一次面對電話筒時,常常不知所措,講不出第一句話。當時有人建議比較正式的問候語,例如「What is wanted?」或者是「Are you there?」 。

貝爾(Alexander Graham Bell)最早大力推廣「Ahoy-hoy」這個字。「Ship Ahoy」是水手呼喊其他船隻的聲音,意思是「喂,那條船呀」。貝爾大概感覺電話的兩方距離甚遠,就如同呼喚遠方的船,因此建議「Ahoy-hoy」這個字吧。
2019/12/2
寫程式的女將軍
寫電腦程式,如有錯誤,就必須診錯。診錯又稱為「抓蟲」(debug) 。電腦出錯,我們說電腦有蟲(computer bug),典故為何已不太清楚,但這個詞兒確定是因為美國海軍的女將軍哈普(Grace Hopper)的宣傳而眾周所知。哈普是最早期的電腦軟體工程師,修改程式,替電腦抓蟲,是家常便飯。然而軟體工程師如何當上女將軍?
哈普是耶魯大學的數學博士,由於出身軍人世家,嚮往軍旅生涯,因此在1943年投筆從戎。當時哈普34歲,體重105磅。對於這位超齡超重的女生,美國海軍勉為其難的讓她加入後備役中心受訓。結訓後,掛階成為海軍上尉,和Mark I電腦的主要設計者艾肯(Howard Hathaway Aiken)一起工作。
2019/11/22
莎士比亞:戲劇與資通訊的整合
2016年是莎士比亞(William Shakespeare)辭世400周年。我特別到倫敦,跟著查理王子念著「To be, or not to be, that is the question」向莎翁致敬。這一年,英特爾、皇家莎士比亞劇團和Imaginarium工作室,通過資通訊技術打造數位化人物形象,把電影中的3D特效搬上現場演出的舞台劇。我特別前去觀摩,也想以我發展的物聯網平台IoTtalk,和舞台結合,展演一齣莎翁戲劇。
欲將資通訊科技和莎翁劇本結合,必須對劇本有相當認識。英特爾(Intel)選擇《暴風雨》,相當聰明,但也相對簡單。被數位化的角色是精靈Ariel。Ariel本身類似科幻角色,適合以資通訊技術呈現。若要將正常人在舞台劇上以物聯網科技呈現,烘托其演技,則相當困難。而莎翁劇本之難,在於其雙關涵義,如落入窠臼,就庸俗不堪。
2019/11/15
科技發展的省思
資通訊技術(包括早年的電報、電話,以及今日的網際網路)對人類的溝通有重大影響。然而這種影響是正面或負面,端靠人類的智慧如何應用這項科技。
梭羅(Henry David Thoreau)認為自動化紡織機(power looms)、鐵路,以及電信(電報)是十九世紀中葉工業革命的產品。而在盲目追求商業價值下,這些產品可能會毀滅自然。
2019/11/8
華盛頓大學的圖靈機
我1986年就讀華盛頓大學計算機系,當時的系館是Sieg Hall。之後華大耗資7000萬美金建築計算機系館(圖一),於2003年落成。



新系館的系辦公室有一幅大壁畫,是以原尺寸,複製舊系館Sieg Hall二樓牆壁的油畫。這幅油畫是華大計算機系研究生的作品,主題是一部蒸氣推動的圖靈機(Steam-Powered Turing Machine),背景為號稱華盛頓州富士山的Mountain Rainier。西雅圖常下雨,學生們還特別畫了一把雨傘,為蒸氣圖靈機遮雨。而我則有幸,躬逢其盛的目睹整個作畫的過程。
1987年的博士資格考(Qualification Exam)當天晚上,考試的研究生約好,在系館Sieg Hall的二樓及三樓間的樓梯走道牆壁(Stairwell Wall)畫這幅蒸氣圖靈機。當年華大計算機系的資格考很難,通過率低於20%。研究生經過極大壓力的考試過程後,當場以繪畫創作來發洩,釋放壓力。而這個蒸氣圖靈機的構想其實是來自於老師,不是學生的原創構想。



圖靈機(Turing Machine)並非真的機器,而是電腦計算的根本理論基礎。1980年代初期,華大計算機系的波寧教授(Alan Borning)負責出版該系的簡介,需要收集所有教授的研究介紹資料。專精電腦計算理論的魯諾教授(Larry Ruzzo)遲遲沒交資料。波寧威脅,魯諾再不交出來,就會自己瞎掰一份他的資料。結果魯諾不甩威脅,硬是沒交。波寧就掰了一份魯諾的研究簡介,上面寫著:
2019/10/23
我與IBM
我發表的第一篇學術論文是基於IBM的大型資料庫及硬體RISC架構的排列演算法。1968年IBM 發展出第一個層次型數據庫(Hierarchical Database)管理系統,稱為MS V1運作於IBM 360電腦。直到今日,仍有很多企業在使用該數據庫。這麼多年來,S/360系統一直都是IBM在金融市場的主力,也是藍色巨人的金雞母。有趣的是,指令精簡的RISC架構,也是IBM的首創。IBM的寇克(John Cocke,1925~2002年;圖一)主導基於RISC架構的建置,於1975年推出IBM 801電腦。
IBM在擴大其業務的過程,資助全世界各大學的研究,保持良好互動。我1985年進入華盛頓大學研究所第一份研究助理的工作就是在執行IBM的計畫,研究如何快速排列大量的資料。成果發表於IEEE Transactions on Software Engineering,是我發表的第一篇學術論文。
2019/10/14
太空科技的濫觴
今日我們談第六代無線通訊,主角之一是低軌道、低成本的通訊衛星。通訊衛星(Communications Satellite;COMSAT)是用於電信的人造衛星。圖一是收藏於中華電信的通訊衛星模型,當中圖右為Intelsat-3衛星,設計壽命5年,造價530萬美金。



通訊衛星的原始構想來自於科幻小說大師克拉克(Arthur Charles Clarke,1917~2008年;圖二) 。他於1945年在《Wireless World》這份雜誌上發表文章“Extra-terrestrial Relays”陳述通訊衛星的概念。他提出以火箭發射衛星到地球軌道上,當作接收和反射地面信號的中繼站,實現遠距離通信。他特別建議佈建3顆等距離的同步衛星,組成全球通信網,並提出殺手應用(Killer Application),利用衛星同時向幾個地區轉播廣播節目。
克拉克的理論受到兩個人的影響:前蘇聯的齊奧爾科夫斯基 (Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky,1857~1935年;圖三)及奧匈帝國的波托西尼克(Herman Potočnik,1892~1929年;圖四)。齊奧爾科夫斯基與波托西尼克的影響層次不僅只於通訊衛星,更涵蓋火箭技術及外太殖民等議題。齊奧爾科夫斯基小時候因病失聰,被拒絕進入小學念書。他只好自我教育,獨自到圖書館找書唸,之後擔任高中數學老師。他受到凡爾納(Jules Gabriel Verne,1828~1905年)的影響,開始研究太空科學,並於1929年出版一本書《Space Rocket Trains》,倡導多節火箭(Multistage Rocket)的概念,奠定火箭航行的理論基礎。齊奧爾科夫斯基被歸類為「怪博士」之流,大部分研究被當時的人們認為不切實際(例如設計外太空殖民地的食物養殖)。不過他的想法影響後世科學家,被稱為「火箭之父」。



另一位太空科技先驅波托西尼克出身軍校,專長為鐵路及橋樑工程。他參與第一次世界大戰後,因結核病於1919年除役。退役後他到維也納大學拿了電機博士學位,卻因結核病痼疾,找不到工作,也娶不到老婆。1925年他開始研究火箭及太空科技,並於於1929年出版《The Problem of Space Travel》一書。他在同一年貧病交迫,僅37歲便英年早逝。他往生之後,著作風靡了30多年,被認為是研究人類長期居住外太空的權威。



齊奧爾科夫斯基和波托西尼克不但影響了克拉克的想法,也影響到美蘇太空爭霸戰的兩位關鍵人物:布勞恩(Wernher von Braun,1912~1977年)以及科羅萊夫(Sergei Pavlovich Korolev,1907~1966年)。美蘇在太空競爭上有極為戲劇性的過程。由於科羅萊夫的貢獻,蘇聯一路領先美國,最後卻因為科羅萊夫早逝,被美國捷足先登的上了月球。這個故事告訴我們,起始輸不算輸,最後贏才是贏!
2019/10/5
資料庫逸事:科技創新的接力賽跑
1960年後有了快速的排序演算法,資料庫的技術如虎添翼般的進步。1970年是資料庫歷史上劃時代的一年。這一年,IBM的研究員柯德(Edgar F. Codd,1923~2003。圖一)發表了業界第一篇關於關係資料庫理論的論文《A Relational Model of Data for Large Shared Data Banks》,首次提出關係查詢資料庫的模型理論。這篇論文是計算機科學史上最重要的論文之一,奠定了柯德的「關係資料庫之父」的地位。
IBM持續研究在多用戶與大量數據的環境下關係型資料庫的實際可行性,對資料庫技術發展具有關鍵性的影響。1974年IBM發表論文《SEQUEL:A Structured English Query Language》,提出SEQUEL語言,最後演化出SQL,成為今日廣泛為終端用戶使用的非程式化查詢語言。

之後IBM的研究員格雷(James Nicholas "Jim" Gray,1944~2007。圖二)發表論文《Granularity of Locks and Degrees of Consistency in a Shared DataBase》,正式定義了資料庫事務的概念和數據一致性的機制。格雷在資料庫交易處理(Transaction Processing)的發展有重大貢獻。他提出這種資料庫的處理方式係經由資訊網路與資料庫或檔案的結合,以交易資料進行即時處理,有別於傳統批次處理(Batch Processing)。格雷這位電腦奇才在2007年獨自帆船出海,卻未曾再返航。
2019/9/24
一加一大於二:胖瘦搭檔的螢幕傳奇
我多次模仿畫兩位古早的喜劇演員勞萊和哈台(圖一)。
《勞萊和哈台》(圖二)是我小時候最喜歡的喜劇影集,看到著迷,甚至不惜翹課逃學。這部影集最「經典」的橋段是勞萊做錯事,被哈台追著打。小學時代的我,相當調皮搗蛋,惹老師生氣。老師要打人時,我就學《勞萊和哈台》當中追逐的戲碼,跑給老師追。逃跑時還可以裝出「勞萊式」的滑稽動作,回頭頂嘴,令老師看了又好氣又好笑。如今身為人師,碰到犯錯的學生,既不能鞭,又不能打,頂多口頭訓誡一番,還真羨慕當年老師可以追著學生打的日子呢。
2019/9/16