約翰 馮 諾依曼及馮諾伊曼式計算機簡介

2021-08-10 19:12:59 字數 2926 閱讀 9448

馮·諾依曼

[1](john von neumann,1903~1957),原籍匈牙利,

布達佩斯大學數學博士。

20世紀最重要的數學家之一1,在現代

計算機、

博弈論、

核**和

生化**等領域內的科學全才之一,被後人稱為「計算機之父」和「博弈論之父(涯傑)」。

[2]先後執教於

柏林大學和

漢堡大學,2023年前往美國,後入美國籍。歷任

普林斯頓大學、普林斯頓高階研究所教授,

美國原子能委員會會員。美國全國科學院院士。早期以運算元理論、

共振論、

量子理論、

集合論等方面的研究聞名,開創了馮·諾依曼代數。

第二次世界大戰期間為第一顆

原子彈的研製作出了貢獻。為研製電子數字計算機提供了基礎性的方案。2023年與摩根斯特恩(oskar morgenstern)合著《博弈論與經濟行為》,是博弈論學科的奠基性著作。晚年,研究自動機理論,著有對人腦和計算機系統進行精確分析的著作《計算機與人腦》。

主要著作有《

量子力學的數學基礎》(1926)、《計算機與人腦》(1958)、《

經典力學的運算元方法》、《博弈論與經濟行為》(1944)、《連續幾何》(1960)等。

馮·諾依曼計算機 【von neumann machine】 使用

馮諾依曼體系機構的

電子數字計算機。2023年6月,馮·諾依曼提出了在數字計

算機內部的

儲存器中存放程式的概念(stored program concept),這是所有現代電子計算機的模板,被稱為「馮· 諾依曼結構」,按這一結構建造的電腦稱為

儲存程式計算機(stored program computer),又稱為

通用計算機。

馮·諾依曼計算機主要由

運算器、控制器、儲存器和輸入

輸出裝置組成,它的的特點是:程式以

二進位制**的形式存放在儲存器中;所有的指令都是由

操作碼和

位址碼組成;指令在其儲存過程中按照執行的順序進行儲存;以運算器和控制器作為計算機結構的中心等。

馮諾依曼計算機廣泛應用於資料的處理和控制方面,但是存在一定的侷限性。

馮諾依曼理論的要點是:數字計算機的數制採用

二進位制;計算機應該按照程式

順序執行。

[1]人們把馮諾依曼的這個理論稱為

馮諾依曼體系結構。從edvac到當前最先進的計算機都採用的是馮諾依曼體系結構。所以馮諾依曼是當之無愧的

數字計算機之父。

根據馮諾依曼體系結構構成的計算機,必須具有如下功能:

把需要的程式和資料送至計算機中。

必須具有長期記憶程式、資料、中間結果及最終運算結果的能力。

能夠完成各種算術、邏輯運算和資料傳送等資料加工處理的能力。

能夠根據需要控制程式走向,並能根據指令控制機器的各部件協調操作。

能夠按照要求將處理結果輸出給使用者。

為了完成上述的功能,計算機必須具備五大基本組成部件,包括:

輸入資料和程式的輸入裝置;記憶程式和資料的

儲存器;完成資料加工處理的

運算器;控制程式執行的控制器輸出處理結果的

輸出裝置。

編輯現在一般認為eniac機是世界第一台電子計算機,它是由美國科學家研製的,於2023年2月14日在

費城開始執行.其實由湯公尺、費勞爾斯等英國科學家研製的"科洛

薩斯"計算機比eniac機問世早兩年多,於2023年1月10日在布萊奇利園區開始執行.eniac機證明電子真空技術可以大大地提高計算技術,不過,eniac機本身存在兩大缺點:(1)沒有

儲存器;(2)它用佈線接板進行控制,甚至要搭接幾天,計算速度也就被這一工作抵消了.eniac機研製組的莫克利和

埃克特顯然是感到了這一點,他們也想盡快著手研製另一台計算機,以便改進.

2023年,馮·諾伊曼參加原子彈的研製工作,該工作涉及到極為困難的計算。在對原子核反應過程的研究中,要對乙個反應的傳播做出「是」或「否」的回答。解決這一問題通常需要通過幾十億次的數**算和邏輯指令,儘管最終的資料並不要求十分精確,但所有的中間運算過程均不可缺少,且要盡可能保持準確。他所在的洛·斯阿拉莫斯實驗室為此聘用了一百多名女計算員,利用台式計算機從早到晚計算,還是遠遠不能滿足需要。無窮無盡的數字和邏輯指令如同沙漠一樣把人的智慧型和精力吸盡。

被計算機所困擾的諾伊曼在一次極為偶然的機會中知道了eniac計算機的研製計畫,從此他投身到計算機研製這一巨集偉的事業中,建立了一生中最大的豐功偉績。

2023年夏的一天,正在火車站候車的馮·諾伊曼巧遇戈爾斯坦,併同他進行了短暫的交談。當時,戈爾斯坦是美國彈道實驗室的軍方負責人,他正參與eniac計算機的研製工作。在交談在,戈爾斯坦告訴了馮·諾伊曼有關eniac的研製情況。具有遠見卓識的馮·諾伊曼為這一研製計畫所吸引,他意識到了這項工作的深遠意義。

馮·諾依曼由eniac機研製組的戈爾德斯廷中尉介紹參加eniac機研製小組後,便帶領這批富有創新精神的年輕科技人員,向著更高的目標進軍.2023年,他們在共同討論的基礎上,發表了乙個全新的"儲存程式通用電子計算機方案"--edvac(electronic discrete variable automatic computer的縮寫).在這過程中,馮·諾依曼顯示出他雄厚的數理基礎知識,充分發揮了他的顧問作用及探索問題和綜合分析的能力。諾伊曼以「關於edvac的報告草案」為題,起草了長達101頁的總結報告。報告廣泛而具體地介紹了製造電子計算機和程式設計的新思想。這份報告是計算機發展史上乙個劃時代的文獻,它向世界宣告:電子計算機的時代開始了。

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、

儲存器、輸入和

輸出裝置,並描述了這五部分的職能和相互關係.報告中,諾伊曼對edvac中的兩大設計思想作了進一步的論證,為計算機的設計樹立了一座里程碑。

edvac設計思想之一是

二進位制,他根據電子元件雙穩工作的特點,建議在電子計算機中採用二進位制。報告還提到了二進位制的優點,並預言,二進位制的採用將大簡化機器的邏輯線路。

約翰 馮 諾依曼

約翰 馮 諾依曼 john von nouma 1903 1957 美藉匈牙利人,1903年12 月28 日生於匈牙利的布達佩斯,父親是乙個銀行家,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。據說他6 歲時就能用古 希臘語同父親閒談,一生掌握了七種語言。最擅德語...

大佬feng 諾伊曼與馮 諾依曼機

大佬 馮 諾伊曼機 1945年,數學家馮 諾伊曼在研究edvac機時提出了 儲存程式 的概念。以此概念為基礎的各類計算機統稱為馮 諾依曼機。馮 諾依曼計算機的特點 num1?計算機由運算器 儲存器 控制器 輸入裝置 輸出裝置五大部件組成。num2?指令和資料以同等地位存放於儲存器內,並可按位址訪問。...

馮 諾依曼計算機

2 軟體 2.工作過程 功能 存放原始資料 中間結果 程式。以二進位制形式儲存。功能 執行算術運算 邏輯運算和移位等操作 內部包含 功能 從儲存器中取出指令,解碼分析後產生各種控制指令,控制計算機按程式設定的步驟一步步自動操作。功能 將輸入原始資料和程式轉換成計算機能識別的資訊。功能 將運算結果以操...