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以 101页论文定下了现代电脑架构:毋容置疑的天才 John

博弈论相信大家都有听过,但博弈论之父,约翰·冯·诺伊曼(德语: John von Neumann )本人也许并不是每人都曾听闻过。他是一位杰出的数学家、物理学家和化学家,也是一个毋容置疑的天才。

他主要研究博弈论、微分几何学和偏微分方程,推进了电脑的发展和创立了博弈论,被称为「电脑之父」和「博弈论之父」。




全才型科学家 John von Neumann 毋容置疑的天才

John von Neumann 是出生于匈牙利的美国籍犹太人数学家,他从小就显出惊人的记忆力和对于数学的强烈兴趣。6岁时能用古希腊语与父亲交谈,能心算做八位数除法,8岁掌握微积分,12岁就读懂领会了波莱尔《函数论》的要义。

他在22岁的年龄获得了布达佩斯大学数学博士学位,其在电脑科学、经济、物理学中的量子力学及几乎所有数学领域都做过重大贡献。他一生中发表了大约150篇论文,其中有60篇纯数学论文,20篇物理学以及60篇应用数学论文。

他在量子学方面有很大贡献:他建立的算子环理论为量子力学奠定了数学基础,把量子力学的最重要的基础严谨地公式化。1875-1905这三十年间出生于匈牙利首都布达佩斯的人群中,产生了6位诺贝尔奖得主。曾经有人问这6位诺贝尔奖得主之一的维格纳,为什幺他们那代人出了那幺多天才?维格纳说:「我不明白您的问题,只有诺伊曼一个人是天才。」101页报告 奠定电脑逻辑结构的基础

John von Neumann 和的艾伦·图灵 都常常被称为「计算机之父」,但他们的研究是完全不同的方向: 图灵建立了图灵机的理论模型,奠定了人工智能的基础,而冯· 诺依曼则是首先提出了计算机体系结构的设想。

在1945年6月,诺伊曼与戈德斯坦、勃克斯等人联名,以「关于EDVAC的报告草案」(Electronic Discrete Variable Automatic Compute, EDVAC)为题起草了一份 101 页纸的报告,即电脑史上着名的「101页报告」。

报告中,诺伊曼根据电子组件双稳工作的特点,明确规定用二进制替代十进制运算,并预言,二进制的採用将大简化机器的逻辑线路。同时,他在论文中提出了电脑的冯纽曼架构,为电子电脑的逻辑结构设计树立了一座里程碑。

以 101页论文定下了现代电脑架构:毋容置疑的天才 John

冯纽曼架构是一种将程式指令记忆体和资料记忆体合併在一起的电脑设计概念架构,藉由创造一组指令集架构,并将所谓的运算转化成一串程式指令的执行细节,让此机器更有弹性。现时所有电脑都是基于这个架构设计。

然而将CPU与记忆体分开并非十全十美,现时电脑由于CPU速度远大于记忆体读写速率,导致了CPU将会在资料输入或输出记忆体时闲置。这就是所谓的冯诺伊曼瓶颈。

但冯纽曼提出这个架构时,相较于古早时代的电脑,一旦要执行不同的程式码时,必须更动硬体设计,重新接线,冯纽曼架构加速了当时电脑的处理速度,奠定电脑逻辑结构的基础。

结语:

「若人们不相信数学简单,只因他们未意识到生命之複杂。」

诺伊曼1957年因患癌症去世,年仅53岁。他离开人世前的一段时间,曾表示只要有一口气在,就要继续思考。他最后的作品是一个在医院未完成的手稿,后来以书名《电脑与人脑》发布,颇具前瞻性地将计算机和人脑进行了对比,为机械人研究指明了方向。

这位匈牙利出生的美籍科学家深刻地改变了世界,改变了人类的生活、工作乃至思维方式,极大地促进了社会的进步和文明的发展。

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