冯·诺依曼:一个永远的传奇

综合报道

提起冯·诺依曼这个名字,相信大家都不会陌生。正是他在计算机发展初期,高屋建瓴地提出了现代计算机的理论基础,即用二进制代替十进制和把程序放在计算机内部存储器,他的敏锐和聪慧,给计算机的发展指出了一个明确的方向。所以时至今日,所有的计算机又都叫“冯·诺依曼机器”。
冯·诺依曼,1903年出生在匈牙利,很小的时候就表现出过人的才气。12岁起已经开始接受布达佩斯大学一流数学家们的教育。1930年,冯·诺依曼应聘到普林斯顿大学任教。作为20世纪最重要的数学家之一,冯·诺依曼具备了一个研究数学的人最优良的品质:不介意谁获得了荣誉,但对于别人无法解决的数学和物理学难题却有超乎常人的兴趣以及敏锐。
二战时期,大部分站在科学前沿的人都投身为战争服务,冯·诺伊曼也不例外。那时,他担任研制原子弹的顾问,而人类的第一台计算机已经由莫齐利埃克特打造了一半。冯·诺伊曼在偶然的机会参观宾夕法尼亚大学的电子数字积分计算机(ENIAC)时才获悉这一消息。在永无终点的科学研究上,永远没有迟来的人。冯·诺伊曼见到庞大笨重的ENIAC,大约就像莫齐利当年在阿塔纳索夫的指引下看见ABC机一样好奇。但这个每7分钟就要出一次故障的娇贵儿每执行一项新的任务就需要操作人员飞快地跑来跑去,转换开关并重新连接电缆。所以冯·诺伊曼在加入研究计算机的工作几个月后,就有针对性地提出了可存储程序计算机的蓝图设想计算机的核心由5部分组成,冯·诺伊曼称它们为中央控制器、中央运算器、输入、输出设备和存储器。冯·诺依曼的天才在这里发挥得淋漓尽致。
科学的触角非常敏锐,它可以从很多方面直达精髓。冯·诺伊曼首先是个数学家,而且最初还是研究量子学的,但是,他从数字和逻辑间发现了最直接的本质:科学目的是追求简洁的美,追求理性的实现,它们的原理实际上非常简单,重要的是你要从纷繁复杂的现象中找到那些简单而优美的东西时。冯·诺依曼非凡的融合能力和觉察力使他在这方面游刃有余。当社会环境极度需要计算机技术的发展时,从事这方面研究的人不可谓不多,但能够在这些智力艺术中了解好别人的智慧,还能够用自己的智慧让它更为完善和优雅,却不是一件那么容易的事情。单是一个用二进制来代替十进制的想法就足以让人口瞪目呆。
1945年6月,冯·诺依曼写了一篇论文《关于离散变量自动电子计算机的草案》,第一次提出了在数字计算机内部的存储器中存放程序的概念。这个所有现代计算机的范式,被称为“冯·诺依曼结构”,而按这一结构建造的计算机都称为存储程序计算机,又称为通用计算机。但由于当时ENIAC已经存在,与其修修补补,不如另起炉灶,所以时至1949年5月,第一台存储程序的“冯·诺依曼机器”由英国剑桥大学的莫里斯·威尔克斯研制成功,命名为“爱达赛克”(EDSAC)。时至今日,大多数的计算机都采用了冯·诺伊曼设计存储程序以及二进制编码等结构,所以都拥有一个共同的名字“冯·诺依曼机器”。
冯·诺依曼,一个永远的传奇!(图1)

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