冯诺依曼与计算机的发展

说到计算机的发展,有必要提一下美国科学家冯诺依曼。冯诺依曼以其在算子理论、共振理论、量子理论、集合论等方面的研究而闻名。他开创了冯诺依曼代数。他为电子数字计算机的发展提供了一个基本方案。1944年,冯诺依曼和摩根斯特恩合著了《博弈论与经济行为》,这是博弈论的基础书。冯诺依曼晚年研究自动机理论,写了一本关于人脑和计算机系统精确分析的书《计算机与人脑》。作为20世纪最伟大的数学家之一,冯诺依曼被后人称为“计算机之父”。

20世纪初,物理学家和电工就数值计算机应该采用什么样的结构争论不休。这个问题争论了很多年,但一直没有答案。同时,人们也为十进制计数法所困扰。直到20世纪30年代中期,冯诺依曼才大胆提出放弃十进制,采用二进制作为数字计算机的数字系统基础的思想。此外,冯诺依曼还提出提前编制计算程序,然后由计算机按照人们制定的计算顺序进行数值计算。

冯诺依曼理论的要点是:数字计算机的数字系统采用二进制;计算机应该按程序顺序执行。基于冯诺依曼体系结构的计算机必须具备以下功能:首先,向计算机发送所需的程序和数据。第二,计算机必须具备长时间记忆程序、数据、中间结果和最终运算结果的能力。第三,计算机可以完成各种算术、逻辑运算和数据传输等数据处理能力。第四,计算机可以根据需要控制程序方向,并可以根据指令控制机器各部分的协调运行。第五,计算机可以根据需要将处理结果输出给用户。

所以冯诺依曼对计算机基本结构和工作模式的假设为计算机的诞生和发展提供了理论基础。到目前为止,尽管计算机硬件和软件技术发展迅速,但计算机本身的体系结构并没有明显的突破,今天的计算机仍然属于冯诺依曼体系结构。人们称这个理论为冯诺依曼架构。

科普中国网

暂无留言,赶快评论吧

欢迎留言