詹姆斯·尼古拉·格雷

詹姆斯·尼古拉·格雷（James Nicholas "Jim" Gray，1944年－），美國資訊工程學家。他就讀於柏克萊加州大學，1966年取得工程數學學士，1969年取得計算機科學博士。他曾於IBM、天登電腦公司和迪吉多工作。1995年成為微軟研究員。他有份開發的資料庫和交易處理系統有IBM的System R、微軟的Terraserver和Skyserver。他提出了資料方塊、鎖定顆粒等概念。他亦有份開發Windows Live Local。2007年，他獨自航向法拉倫島，打算撒散母親的骨灰，1月28日，他的船失蹤了。2月1日，DigitalGlobe掃描過一帶，產生了上千張影象。影象放於Amazon Mechanical Turk，希望人們能合力找出他的船。2月16日，他的家人要求取消搜尋行動。

基本介紹

• 中文名：詹姆斯·尼古拉·格雷
• 外文名：James Nicholas "Jim" Gray
• 國籍：美國
• 職業：工程師
• 畢業院校：美國加州大學
• 主要成就：圖靈獎

研究開發

格雷生於1944年，在著名的美國加州大學伯克利分校計算機科學系獲得博士學位。其博士論文是有關優先文法語法分析理論的。學成以後，他先後在貝爾實驗室、IBM、Tandem、DEC等公司工作，研究方向轉向資料庫領域。

在IBM期間，他參與和主持過IMS、System R、SQL/DS、DB2等項目的開發，其中除System R僅作為研究原型，沒有成為產品外，其他幾個都成為IBM在資料庫市場上有影響力的產品。

在Tandem期間，格雷對該公司的主要資料庫產品ENCOMPASS進行了改進與擴充，並參與了系統字典、並行排序、分散式SQL、Nonstop SQL等項目的研製工作。

在DEC，他仍然主要負責資料庫產品的技術。格雷進入資料庫領域時，關係資料庫的基本理論已經成熟，但各大公司在關係資料庫管理系統(RDBMS)的實現和產品開發中，都遇到了一系列技術問題，主要是在資料庫的規模愈來愈大，資料庫的結構愈來愈複雜，又有愈來愈多的用戶共享資料庫的情況下，如何保障數據的完整性(Integrity)、安全性(Security)、並行性(Concurrency)，以及一旦出現故障後，資料庫如何實現從故障中恢復(Recovery)。這些問題如果不能圓滿解決，無論哪個公司的資料庫產品都無法進入實用，最終不能被用戶所接受。正是在解決這些重大的技術問題，使DBMS成熟並順利進入市場的過程中，格雷以他的聰明才智發揮了十分關鍵的作用。

各DBMS解決上述問題的主要技術手段和方法如下：

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1．把對資料庫的操作劃分為稱之為“事務”(或“事務元”，transaction)的一個個原子單位。事務是事務處理(transaction processing)的基本執行單位，即一個事務中的操作要么全部被執行，要么全部都不執行，即實行所謂all or none的原則。一個事務一般以一個“開始”語句(begin)開始，先從資料庫中取出一些數據，然後進行所需的處理，最後以“提交”語句(commit)結束。如事務中發生異常，則用“異常終止”語句(abort)或“回退”語句(rollback)撤銷本事務執行過程中對資料庫已做的所有更新(即所謂undo)，將資料庫恢復到事務開始時的正確狀態，以保障數據的完整性、一致性。

Jim Gray（1978年） 2．用戶在對資料庫發出操作請求時，系統對有關的不同粒度(granularity)的數據元素(欄位、記錄以至整個檔案)“加鎖”(locking)，加鎖的數據將被暫時禁止其他用戶訪問(我們這裡僅是一種簡化的解釋，實際上，根據用戶對數據請求的不同性質，加鎖的數據如何對待另一用戶的請求，呈現複雜的情況，例如，如果加鎖的數據將被修改，那是絕對禁止其他用戶訪問的；而如果加鎖的數據只用於讀出，則其他用戶的讀出請求還將是允許的。這由所謂“鎖相容性矩陣”——lock compatibility matrix管理和控制)。操作完成後“解鎖”(unlocking)。這一機制用以既保持事務之間的“並發性”，又保證數據的“完整性”。

3．建立系統運行日誌(log)，記載各事務的始點、終點以及在事務中被更新過的頁面的改前和改後狀況(before image和afterimage)，以便在系統出現散障使資料庫遭到破壞時，能根據定期或不定期為資料庫所作的備份(backup)加上日誌中的信息將資料庫恢復到系統故障前的正確狀態，同時又能保留最後一次備份以來對資料庫所作的修改。

4。對資料庫的任何更新分兩階段提交(two-phase commit)。這是基於一個事務可能同時涉及兩個不同的資料庫系統而必需的，這在分散式系統中尤為重要。

上述及其他各種方法可總稱為“事務處理技術”(transaction processing technique)。格雷在事務處理技術上的創造性思維和開拓性工作，使他成為該技術領域公認的權威。他的研究成果反映在他發表的一系列論文和研究報告之中，最後結晶為一部厚厚的專著Transaction Processing：Concepts and Techniques(Morgan Kaufmann Publishers，1993，另一作者為德國斯圖加特大學的A．Reuter教授)。事務處理技術雖然誕生於資料庫研究，但對於分散式系統，client/server結構中的數據管理與通信，對於容錯和高可靠性系統，同樣具有重要的意義。

關鍵

為了完全實現上述3位科學巨人的理想，格雷呼籲美國政府要重視支持對IT技術的長期研究，認為其重要意義不亞於200年前傑弗遜(Thomas Jefferson，1743—1826，“獨立宣言”的起草者，美國第三任總統，1801—1809在位)決定用1 500萬美元從法國政府手中買迴路易斯安娜領地(Louisiana Territory，這是位於密西西比河和洛磯山脈之間，北至加拿大，南達墨西哥灣的大塊土地，面積達2 070 000km2)這一被稱為Louisiana Purchase的著名歷史事件，然後又派出以劉易斯上尉(Captain Meriwether Lewis)和克拉克(William Clark)為首的“發現軍團(Corps for Discovery)到西部探險直至太平洋海岸，為最終形成美國如今的版圖奠定了基礎。格雷認為，一個好的IT長期目標應具有以下5個關鍵性：

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Jim Gray

1．可理解性 目標應能簡單表述並被人理解。

2．有挑戰性 如何達到目標不是很明顯的。

3．用途廣泛 不只對計算機科學家有用，而是對大多數人有用。

4．可測試性 以便檢查項目進展並知道目標是否已經達到。

5．漸進性 中間有若干里程碑，以檢查項目進展並鼓舞研究人員幹下去。

目標

在以上論點支持下，格雷提出的幾個IT技術的長期研究目標如下：

1．規模可伸縮性(scalability)。

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2．通過圖靈測試。

3．語音到文本的轉換(Speech to Text)。

4．文本到語音的轉換(Text to Speech)。

5．機器視覺，能像人一樣識別物體和運動。

6.個人的“梅米克斯”，可記錄人所看到和聽到的一切，需要時快速檢索出來。

Jim Gray 7．世界的“梅米克斯”，即建立文本、音樂、圖像、藝術、電影的“全集”(corpus)，可回答有關的任何提問，像人類專家那樣快而好地做索引，做文摘。

8．虛擬現實(格雷用了TelePresenee這個詞，參見對1969年圖靈獎獲得者明斯基的介紹)。

9．無故障系統(Trouble-Free Systems)。

10．安全系統(Secure Systems)。

11．高可用系統(AlwaysUp)。

12．自動程式設計(Automatic Programming)。

著作

Jim Gray 格雷的另一部著作是The Benchmark Handbook：for Database and Transaction Processing Systems，第1版於1991年，第2版於1993年出版，也是Morgan Kaufmann出版社出版的。格雷還是該出版社“數據管理系統叢書”的主編。

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格雷在資料庫學術界十分活躍。國際上定期或不定期舉行的一些重要的資料庫學術會議如VLDB、SIGMOD上，都能見到他的身影，聽到他的聲音。除了在公司從事研究開發外，他還兼職在母校伯克利、史丹福大學、布達佩斯大學從事過教學和講學活動。1992年，VLDB雜誌(The VLDB Journal)創刊，他出任主編。

格雷是ACM於1988年授予IBM的System R以軟體系統獎的6位得獎人之一，其他5人是Donald Chamberlin、Raymond Lorie、Gianfranco Putzolu、Patricia Selinger和Irving Traiger。正是由於格雷在資料庫技術方面的聲譽，軟體業中的“巨無霸”微軟公司在1993年決定進入大型關係資料庫市場時，才不惜用種種手段把格雷從DEC公司挖過來。因格雷不喜歡微軟總部所在的多雨的西雅圖，願意留在陽光燦爛的舊金山，微軟特地在舊金山開闢第二個微軟研究院海灣區研究中心BARC(Bay Area Research Center)，安排格雷任該研究院主管。格雷果然不負所望，領導一個研製小組開發出了MS SQL Server 7．0，成為微軟歷史上一個里程碑式的版本，而且也成為當今關係資料庫市場上的佼佼者。

格雷是在1999年5月4日於亞特蘭大舉行的ACM全國會議上接受圖靈獎的。格雷發表了“信息技術今後的目標”的演說(What Next?一A dozen remaining IT problems)，縱論了信息技術發展中有關的幾個方向性問題。後來，該文經修改後在SIGMOD的會上以What Next?一A dozen IT Research Goals為題再次發表。格雷的演說在對計算技術的發展作總結性回顧時認為，英國數學家巴貝奇(Charles Babage，1791—1871)在19世紀所夢想和追求的計算機今天已經基本實現；美國數學家布希(Vannevar Bush，1890—1974，曾任羅斯福總統的科學顧問)20世紀40年代所構想的“梅米克斯”MEMEX即“記憶延伸器”(MEMory EXtender)當前已接近實現；而圖靈所提出的智慧型機器離實現還有一段距離，計算機還難以通過“圖靈測試”。

失蹤

Jim Gray　但是這個一生都致力於把人與人連通起來的技術天才卻在駕船出海後與所有人失去了聯繫。美國海岸警衛隊經過幾天搜尋仍一無所獲。

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2007年1月28日早上，格雷獨自駕駛一條長40英尺的遊艇，駛往位於舊金山金門大橋以西25英里的費拉隆島。他告訴家人，他要為過世的97歲的老母親撒骨灰，並打算當晚返回。

早上10點左右，他的妻子和女兒接到他的電話，當時一切如常，他讚嘆天氣很好，有海豚在船周圍游來游去，還說接下來有幾個小時他將收不到電話信號。

然後，格雷消失了。到31日為止，海岸警衛隊沿著太平洋沿岸，搜尋了從蒙特裏海灣到俄勒岡的金1.6萬平方英里的海域，既沒有發現格雷，也沒有找到他的船。令救援人員想不透的是，格雷究竟遭遇了什麼？

據說，28日天氣很好，海上風小浪緩，而且能見度極佳。格雷的航程來回只有60英里，他從一條商用運河出發，穿過金門大橋後就是寬闊的海面，只需一兩小時就能抵達目的地。

如果說他在路上突然出現健康問題，比如心臟病，那么他的船也應該被發現。

如果說遊艇遇到水下暗礁或與鯨魚相撞而翻船沉沒，格雷在此前也應該有足夠時間發出求救信號，只要附近有一條船在22至23英里的範圍內，就能接受到。然而，格雷就這么消失了，沒有留下任何線索。