計算機之父馮諾依曼的介紹

　　計算機俗稱電腦，是現(xiàn)代一種用于高速計算的電子計算機器，可以進行數(shù)值計算，又可以進行邏輯計算，還具有存儲記憶功能。以下是小編為大家收集的計算機之父馮諾依曼的介紹，歡迎閱讀，希望大家能夠喜歡。

　　資料1：

　　20世紀即將過去，21世紀就要到來。我們站在世紀之交的大門檻，回顧20世紀科學(xué)技術(shù)的輝煌發(fā)展時，不能不提及20世紀最杰出的數(shù)學(xué)家之一的馮·諾依曼。眾所周知，1946年發(fā)明的電子計算機，大大促進了科學(xué)技術(shù)的進步，大大促進了社會生活的進步。鑒于馮·諾依曼在發(fā)明電子計算機中所起到關(guān)鍵性作用，他被西方人譽為"計算機之父"。

　　約翰·馮·諾依曼，美藉匈牙利人，1903年12月28日生于匈牙利的布達佩斯，父親是一個銀行家，家境富裕，十分注意對孩子的教育。馮·諾依曼從小聰穎過人，興趣廣泛，讀書過目不忘。據(jù)說他6歲時就能用古希臘語同父親閑談，一生掌握了七種語言。最擅德語，可在他用德語思考種種設(shè)想時，又能以閱讀的速度譯成英語。他對讀過的書籍和論文，能很快一句不差地將內(nèi)容復(fù)述出來，而且若干年之后，仍可如此。1911年一1921年，馮·諾依曼在布達佩斯的盧瑟倫中學(xué)讀書期間，就嶄露頭角而深受老師的器重。在費克特老師的個別指導(dǎo)下并合作發(fā)表了第一篇數(shù)學(xué)論文，此時馮·諾依曼還不到18歲。1921年一1923年在蘇黎世大學(xué)學(xué)習(xí)。很快又在1926年以優(yōu)異的成績獲得了布達佩斯大學(xué)數(shù)學(xué)博士學(xué)位，此時馮·諾依曼年僅22歲。1927年一1929年馮·諾依曼相繼在柏林大學(xué)和漢堡大學(xué)擔(dān)任數(shù)學(xué)講師。1930年接受了普林斯頓大學(xué)客座教授的職位，西渡美國。1931年成為該校終身教授。1933年轉(zhuǎn)到該校的高級研究所，成為最初六位教授之一，并在那里工作了一生。馮·諾依曼是普林斯頓大學(xué)、賓夕法尼亞大學(xué)、哈佛大學(xué)、伊斯坦堡大學(xué)、馬里蘭大學(xué)、哥倫比亞大學(xué)和慕尼黑高等技術(shù)學(xué)院等校的榮譽博士。他是美國國家科學(xué)院、秘魯國立自然科學(xué)院和意大利國立林且學(xué)院等院的院土。1954年他任美國原子能委員會委員；1951年至1953年任美國數(shù)學(xué)會主席。

　　1954年夏，馮·諾依曼被使現(xiàn)患有癌癥，1957年2月8日，在華盛頓去世，終年54歲。

　　馮·諾依曼在數(shù)學(xué)的諸多領(lǐng)域都進行了開創(chuàng)性工作，并作出了重大貢獻。在第二次世界大戰(zhàn)前，他主要從事算子理論、鼻子理論、集合論等方面的研究。1923年關(guān)于集合論中超限序數(shù)的論文，顯示了馮·諾依曼處理集合論問題所特有的方式和風(fēng)格。他把集會論加以公理化，他的公理化體系奠定了公理集合論的基礎(chǔ)。他從公理出發(fā)，用代數(shù)方法導(dǎo)出了集合論中許多重要概念、基本運算、重要定理等。特別在1925年的一篇論文中，馮·諾依曼就指出了任何一種公理化系統(tǒng)中都存在著無法判定的命題。

　　1933年，馮·諾依曼解決了希爾伯特第5問題，即證明了局部歐幾里得緊群是李群。1934年他又把緊群理論與波爾的殆周期函數(shù)理論統(tǒng)一起來。他還對一般拓撲群的結(jié)構(gòu)有深刻的認識，弄清了它的代數(shù)結(jié)構(gòu)和拓撲結(jié)構(gòu)與實數(shù)是一致的。他對其子代數(shù)進行了開創(chuàng)性工作，并莫定了它的理論基礎(chǔ)，從而建立了算子代數(shù)這門新的數(shù)學(xué)分支。這個分支在當(dāng)代的有關(guān)數(shù)學(xué)文獻中均稱為馮·諾依曼代數(shù)。這是有限維空間中矩陣代數(shù)的自然推廣。馮·諾依曼還創(chuàng)立了博奕論這一現(xiàn)代數(shù)學(xué)的又一重要分支。1944年發(fā)表了奠基性的重要論文《博奕論與經(jīng)濟行為》。論文中包含博奕論的純粹數(shù)學(xué)形式的闡述以及對于實際博奕應(yīng)用的詳細說明。文中還包含了諸如統(tǒng)計理論等教學(xué)思想。馮·諾依曼在格論、連續(xù)幾何、理論物理、動力學(xué)、連續(xù)介質(zhì)力學(xué)、氣象計算、原子能和經(jīng)濟學(xué)等領(lǐng)域都作過重要的工作。

　　馮·諾依曼對人類的最大貢獻是對計算機科學(xué)、計算機技術(shù)和數(shù)值分析的開拓性工作。

　　現(xiàn)在一般認為ENIAC機是世界第一臺電子計算機，它是由美國科學(xué)家研制的，于1946年2月14日在費城開始運行。其實由湯米、費勞爾斯等英國科學(xué)家研制的"科洛薩斯"計算機比ENIAC機問世早兩年多，于1944年1月10日在布萊奇利園區(qū)開始運行。ENIAC機證明電子真空技術(shù)可以大大地提高計算技術(shù)，不過，ENIAC機本身存在兩大缺點：

　�。�1）沒有存儲器；

　�。�2）它用布線接板進行控制，甚至要搭接見天，計算速度也就被這一工作抵消了。

　　ENIAC機研制組的莫克利和�？颂仫@然是感到了這一點，他們也想盡快著手研制另一臺計算機，以便改進。

　　馮·諾依曼由ENIAC機研制組的戈爾德斯廷中尉介紹參加ENIAC機研制小組后，便帶領(lǐng)這批富有創(chuàng)新精神的年輕科技人員，向著更高的目標(biāo)進軍。1945年，他們在共同討論的基礎(chǔ)上，發(fā)表了一個全新的"存儲程序通用電子計算機方案"--EDVAC。在這過程中，馮·諾依曼顯示出他雄厚的數(shù)理基礎(chǔ)知識，充分發(fā)揮了他的顧問作用及探索問題和綜合分析的能力。

　　EDVAC方案明確奠定了新機器由五個部分組成，包括：運算器、邏輯控制裝置、存儲器、輸入和輸出設(shè)備，并描述了這五部分的職能和相互關(guān)系。EDVAC機還有兩個非常重大的改進，即：

　�。�1）采用了二進制，不但數(shù)據(jù)采用二進制，指令也采用二進制；

　�。�2）建立了存儲程序，指令和數(shù)據(jù)便可一起放在存儲器里，并作同樣處理。簡化了計算機的結(jié)構(gòu)，大大提高了計算機的速度。

　　1946年7、8月間，馮·諾依曼和戈爾德斯廷、勃克斯在EDVAC方案的基礎(chǔ)上，為普林斯頓大學(xué)高級研究所研制IAS計算機時，又提出了一個更加完善的設(shè)計報告《電子計算機邏輯設(shè)計初探》。以上兩份既有理論又有具體設(shè)計的文件，首次在全世界掀起了一股"計算機熱"，它們的綜合設(shè)計思想，便是著名的"馮·諾依曼機"，其中心就是有存儲程序原則--指令和數(shù)據(jù)一起存儲。這個概念被譽為‘計算機發(fā)展史上的一個里程碑"。它標(biāo)志著電子計算機時代的真正開始，指導(dǎo)著以后的計算機設(shè)計。自然一切事物總是在發(fā)展著的，隨著科學(xué)技術(shù)的進步，今天人們又認識到"馮·諾依曼機"的不足，它妨礙著計算機速度的進一步提高，而提出了"非馮·諾依曼機"的設(shè)想。

　　馮·諾依曼還積極參與了推廣應(yīng)用計算機的工作，對如何編制程序及搞數(shù)值計算都作出了杰出的貢獻。馮·諾依曼于1937年獲美國數(shù)學(xué)會的波策獎；1947年獲美國總統(tǒng)的功勛獎?wù)�、美國海軍�?yōu)秀公民服務(wù)獎；1956年獲美國總統(tǒng)的自由獎?wù)潞蛺垡蛩固辜o念獎以及費米獎。

　　馮·諾依曼逝世后，未完成的手稿于1958年以《計算機與人腦》為名出版。他的主要著作收集在六卷《馮·諾依曼全集》中，1961年出版。

　　資料2：

　　約翰·馮·諾伊曼，原名諾依曼·亞諾什·拉約什，生于匈牙利布達佩斯的一個銀行家家庭，逝于1957年2月8日，享年54歲。美國籍猶太人數(shù)學(xué)家、計算機科學(xué)家、物理學(xué)家，是20世紀最重要的數(shù)學(xué)家之一。

　　馮·諾依曼是布達佩斯大學(xué)數(shù)學(xué)博士，他是20世紀最重要的數(shù)學(xué)家之一，在現(xiàn)代計算機、博弈論、核武器和生化武器等領(lǐng)域內(nèi)的科學(xué)全才之一，被后人稱為“計算機之父”和“博弈論之父”。

　　他先后執(zhí)教于柏林大學(xué)和漢堡大學(xué)，1930年前往美國，后入美國籍。歷任普林斯頓大學(xué)、普林斯頓高級研究所教授，美國原子能委員會會員。美國全國科學(xué)院院士。早期以算子理論、共振論、量子理論、集合論等方面的研究聞名，開創(chuàng)了馮·諾依曼代數(shù)。1940年后，轉(zhuǎn)向應(yīng)用數(shù)學(xué)。第二次世界大戰(zhàn)期間為第一顆原子彈的研制作出了計算方面的貢獻。之后，他對世界上第一臺電子計算機ENIAC(電子數(shù)字積分計算機)的設(shè)計提出過建議。1945年3月，在共同討論基礎(chǔ)上起草全新的101頁報告“存儲程序通用電子計算機方案”EDVAC提出采用存儲程序以及二進制編碼等確定的計算機結(jié)構(gòu)，對后來計算機的設(shè)計有決定性的影響，至今仍為電子計算機設(shè)計者所遵循，推進人類文明邁入電子計算機科學(xué)時代。

　　1944年與摩根斯特恩OskarMorgenstern合著《博弈論與經(jīng)濟行為》，是博弈論學(xué)科的奠基性著作。1946年，馮·諾依曼開始研究程序編制問題，他是現(xiàn)代數(shù)值分析——計算數(shù)學(xué)的締造者之一。他首先研究線性代數(shù)和算術(shù)的數(shù)值計算，后來著重研究非線性微分方程的離散化以及穩(wěn)定問題，并給出誤差的估計。他協(xié)助發(fā)展了一些算法，特別是蒙特卡羅方法。40年代末，他晚年開始研究自動機理論，研究一般邏輯理論以及自復(fù)制系統(tǒng)。在生命的最后時刻他深入比較天然自動機與人工自動機。他逝世后其未完成的手稿在1958年以《計算機與人腦》為名出版，是對人腦和計算機系統(tǒng)進行精確分析的著作。

　　馮·諾伊曼的主要著作有《量子力學(xué)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)》(1926)、《計算機與人腦》(1958)、《經(jīng)典力學(xué)的算子方法》、《博弈論與經(jīng)濟行為》(1944)、《連續(xù)幾何》(1960)等。主要著作收集在《馮·諾伊曼全集》(6卷，1961)中。他有兩點精髓貢獻：二進制思想與程序內(nèi)存思想，所以后人稱其為“計算機之父”和“博弈論之父”。

　　馮·諾依曼是二十世紀最重要的數(shù)學(xué)家之一，在純粹數(shù)學(xué)和應(yīng)用數(shù)學(xué)方面都有杰出的貢獻。他的工作大致可以分為兩個時期：1940年以前，主要是純粹數(shù)學(xué)的研究：在數(shù)理邏輯方面提出簡單而明確的序數(shù)理論，并對集合論進行新的公理化，其中明確區(qū)別集合與類；其后，他研究希爾伯特空間上線性自伴算子譜理論，從而為量子力學(xué)打下數(shù)學(xué)基礎(chǔ)；1930年起，他證明平均遍歷定理開拓了遍歷理論的新領(lǐng)域；1933年，他運用緊致群解決了希爾伯特第五問題；此外，他還在測度論、格論和連續(xù)幾何學(xué)方面也有開創(chuàng)性的貢獻；從1936～1943年，他和默里合作，創(chuàng)造了算子環(huán)理論，即所謂的馮·諾伊曼代數(shù)。

　　1940年以后，馮·諾依曼轉(zhuǎn)向應(yīng)用數(shù)學(xué)。如果說他的純粹數(shù)學(xué)成就屬于數(shù)學(xué)界，那么他在力學(xué)、經(jīng)濟學(xué)、數(shù)值分析和電子計算機方面的工作則屬于全人類。第二次世界大戰(zhàn)開始，馮·諾伊曼因戰(zhàn)事的需要研究可壓縮氣體運動，建立沖擊波理論和湍流理論，發(fā)展了流體力學(xué)；從1942年起，他同莫根施特恩合作，寫作《博弈論和經(jīng)濟行為》一書，這是博弈論（又稱對策論）中的經(jīng)典著作，使他成為數(shù)理經(jīng)濟學(xué)的奠基人之一。

　　馮·諾依曼對世界上第一臺電子計算機--電子數(shù)字積分計算機ENIAC的設(shè)計提出過建議，1945年3月他在共同討論的基礎(chǔ)上起草了一個全新的“存儲程序通用電子計算機方案”。這對后來計算機的設(shè)計有決定性的影響，特別是確定計算機的結(jié)構(gòu)，采用存儲程序以及二進制編碼等，至今仍為電子計算機設(shè)計者所遵循。

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