根据“存储程序”的工作原理,说明计算机的工作过程

“存储程序”原理，是将根据特定问题编写的程序存放在计算机存储器中，然后按存储器中的存储程序的首地址执行程序的第一条指令，以后就按照该程序的规定顺序执行其他指令，直至程序结束执行。

　1945年，美藉匈牙利科学家冯·诺依曼（JVon Neumann）提出的，是现代计算机的理 存储程序

论基础。现代计算机已经发展到第四代，但仍遵循着这个原理。　存储程序和程序控制原理的要点是，程序输入到计算机中，存储在内存储器中（存储原理），在运行时，控制器按地址顺序取出存放在内存储器中的指令（按地址顺序访问指令），然后分析指令，执行指令的功能，遇到转移指令时，则转移到转移地址，再按地址顺序访问指令（程序控制）。

编辑本段技术特点

　　计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成。冯·诺依曼结构（John von Neumann）也就是存储程序奠定了现代计算机的基本结构，其特点是：　1）使用单一的处理部件来完成计算、存储以及通信的工作。　2）存储单元是定长的线性组织。　3）存储空间的单元是直接寻址的。　4）使用低级机器语言，指令通过操作码来完成简单的操作。　5）对计算进行集中的顺序控制。　6）计算机硬件系统由运算器、存储器、控制器、输入设备、输出设备五大部件组成并规定了它们的基本功能。　7）彩二进制形式表示数据和指令。　8）在执行程序和处理数据时必须将程序和数据道德从外存储器装入主存储器中，然后才能使计算机在工作时能够自动调整地从存储器中取出指令并加以执行。

编辑本段发展历程

　　“电子计算机之父”的桂冠，被戴在数学家 冯·诺依曼（JVon Neumann）头上， 而不是ENIAC的两位实际研究者，这是因为冯·诺依曼提出了现代电脑的体系结构。　1944年夏，戈德斯坦在阿贝丁车站等候去费城的火车，偶然邂逅数学家冯·诺依曼教授。戈德斯坦告诉他莫尔学院的电子计算机项目。

开始研究

　　从1940年起，冯·诺依曼就是阿贝丁试炮场的顾问。他向戈德斯坦表示，希望亲自到莫尔学院看看那台正在研制之中的机器。从此，冯· 诺依曼成为了莫尔小组的实际顾问，与小组成员频繁地交换意见。年轻人机敏地提出各种设想，冯·诺依曼则运用他渊博的学识，把讨论引向深入，并逐步形成电子计算机的系统 设计思想。 在ENIAC尚未投入运行前， 冯·诺依曼就看出这台机器致命的缺陷，主要弊端是程序 与计算两分离。程序指令存放在机器的外部电路里，需要计算某个题目，必须首先用人工 接通数百条线路，需要几十人干好几天之后，才可进行几分钟运算。 冯·诺依曼决定起草一份新的设计报告，对电子计算机进行脱胎换骨的改造。他把新 机器的方案命名为“离散变量自动电子计算机”，英文缩写是“EDVAC”。　1945年6月，冯 ·诺依曼与戈德斯坦、勃克斯等人，联名发表了一篇长达101页纸的报告，即计算机史上著名的“101页报告”，直到今天，仍然被认为是现代电脑科学发展里程碑式的文献。报告明确规定出计算机的五大部件，并用二进制替代十进制运算。EDVAC方案的革命意义在 于“存储程序”，以便电脑自动依次执行指令。人们后来把这种“存储程序”体系结构的 机器统称为“诺依曼机”。由于种种原因，莫尔小组发生令人痛惜的分裂，EDVAC机器无法被立即研制。1946年6月， 冯·诺依曼和戈德斯坦、 勃克斯回到普林斯顿大学高级研究院，先期完成了另一台 ISA电子计算机（ISA是高级研究院的英文缩写），普林斯顿大学也成为电子计算机的研究中心。

宣告完成

　　直到1951年，在极端保密情况下，冯·诺依曼主持的EDVAC计算机才宣告完成，它不仅可应用于科学计算，而且可用于信息检索等领域，主要缘于“存储程序”的威力。 EDVAC只用了3563只电子管和1万只晶体二极管，以1024个44比特水银延迟线来储存程序和 数据，消耗电力和占地面积只有ENIAC的1/3。　最早问世的内储程序式计算机既不是ISA，也不是EDVAC，英国剑桥大学威尔克斯（MWilkes）教授，抢在冯·诺依曼之前捷足先登。 威尔克斯1946年曾到宾夕法尼亚大学参加冯·诺依曼主持的培训班，完全接受了冯· 诺依曼内储程序的设计思想。回国后，他立即抓紧时间，主持新型电脑的研制，并于1949 年5月，制成了一台由3000只电子管为主要元件的计算机，命名为“EDSAC”（电子储存程序计算机）。威尔克斯后来还摘取了1967年度计算机世界最高奖——“图林奖”。

荣誉

　　在冯·诺依曼研制ISA电脑的期间，美国涌现了一批按照普林斯顿大学提供的ISA照片 结构复制的计算机。 如:洛斯阿拉莫斯国家实验室研制的MANIAC，伊利诺斯大学制造的 ILLAC。雷明顿·兰德公司科学家沃尔（W Ware）甚至不顾冯·诺依曼的反对，把他研制 的机器命名为JOHNIAC（“约翰尼克” ，“约翰”即冯·诺依曼的名字）。冯·诺依曼的大名已经成为现代电脑的代名词，1994年，沃尔被授予计算机科学先驱奖，而冯·诺依曼本人则被追授予美国国家基础科学奖。

编辑本段主要成果

　　“英国剑桥大学威尔克斯（MWilkes）研制的EDSAC”（电子储存程序计算机）。　洛斯阿拉莫斯国家实验室研制的MANIAC。　伊利诺斯大学制造的 ILLAC。雷明顿·兰德公司科学家沃尔（W Ware）研制的机器JOHNIAC　以及早期的微处理器大多采用冯诺依曼结构，典型代表是Intel公司的X86微处理器。取指和去操作数都在同一总线上，通过分时服用的方式进行的。缺点是在高速运行时，不能达到同时取指令和取操作数，从而形成了传输过程的瓶颈。

约翰·冯·诺依曼出生于匈牙利的美国籍犹太人数学家，现代电子计算机与博弈论的重要创始人，在泛函分析、遍历理论、几何学、拓扑学和数值分析等众多数学领域及计算机学、量子力学和经济学中都有重大贡献。

冯·诺伊曼从小就以过人的智力与记忆力而闻名。冯·诺伊曼一生中发表了大约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。他最后的作品是一个在医院未完成的手稿，后来以书名《计算机与人脑》发布，表现了他生命最后时光的兴趣方向。

扩展资料

学术成就：

1、遍历论

遍历论主要涉及动态系统和不变测度。1932年，冯诺依曼发表了一系列有关遍历论的论文，为遍历论的理论基础做出了贡献。[3]保罗·哈尔莫斯在1932年的一篇遍历论文章中指出“假使冯诺依曼在其它领域没有成就，光这些也足以让他在数学史上留下不朽之名”。

2、算子理论

冯诺依曼在“冯诺依曼代数”中提出了“算子环”的概念。冯诺依曼代数是一种定义于希尔伯特空间的有界算子的星代数，近似于弱算子拓扑，且包含有恒等算子。以他命名的冯诺依曼二重交换元定理表明弱算子拓扑中闭包的分析学定义会与其二重交换元所成集合的纯代数学定义等价。

-冯诺依曼

熟悉计算机发展历史的人大都知道，美国科学家冯·诺依曼历来被誉为“电子计算机之父”。可是，数学史界却同样坚持认为，冯·诺依曼是本世纪最伟大的数学家之一，他在遍历理论、拓扑群理论等方面做出了开创性的工作，算子代数甚至被命名为“冯·诺依曼代数”。 物理学家说，冯·诺依曼在30年代撰写的《量子力学的数学基础》已经被证明对原子物理学的发展有极其重要的价值；而经济学家则反复强调，冯·诺依曼建立的经济增长横型体系，特别是40年代出版的著作《博弈论和经济行为》，使他在经济学和决策科学领域竖起了一块丰碑。

无论史学家怎样评价，美籍匈牙利裔学者约翰·冯·诺依曼（John Von Neumann ， 1903-1957）都不愧为杰出的全才科学大师。人们至今还在津津乐道，这位天才人物的少年时代，竟请不到一位家庭教师……

事情发生在1931年匈牙利首都布达佩斯。一位犹太银行家在报纸上刊登启事，要为他11岁的孩子招聘家庭教师，聘金超过常规10倍。布达佩斯人才济济，可一个多月过去，居然没有一人前往应聘。因为这个城市里，谁都听说过，银行家的长子冯·诺依曼聪慧过人，3岁就能背诵父亲帐本上的所有数字，6岁能够心算8位数除8位数的复杂算术题，8岁学会了微积分，其非凡的学习能力，使那些曾经教过他的教师惊诧不已。

父亲无可奈何，只好把冯·诺依曼送进一所正规学校就读。不到一个学期，他班上的数学老师走进家门，告诉银行家自己的数学水平已远不能满足冯·诺依曼的需要。“假如不给创造这孩子深造的机会，将会耽误他的前途，”老师认真地说道，“我可以将他推荐给一位数学教授，您看如何？”

银行家一听大喜过望，于是冯·诺依曼一面在学校跟班读书，一面由布达佩斯大学教授为他“开小灶”。然而，这种状况也没能维持几年，勤奋好学的中学生很快又超过了大学教授，他居然把学习的触角伸进了当时最新数学分支——集合论和泛函分析，同时还阅读了大量历史和文学方面的书籍，并且学会了七种外语。毕业前夕，冯·诺依曼与数学教授联名发表了他第一篇数学论文，那一年，他还不到17岁。

考大学前夕，匈牙利政局出现动荡，冯·诺依曼便浪迹欧洲各地，在柏林和瑞士一些著名的大学听课。22岁时，他获瑞士苏黎士联邦工业大学化学工程师文凭。一年之后，轻而易举摘取布达佩斯大学数学博士学位。在柏林当了几年无薪讲师后，他转而攻向物理学，为量子 力学研究数学模型，又使自己在理论物理学领域占据了突出的地位。风华正茂的冯·诺依曼，靠着顽强的学习毅力，在科学殿堂里“横扫千军如卷席”，成为横跨“数、理、化”各门学科的超级全才。

“机遇只偏爱有准备的头脑”。1928年，美国数学泰斗、普林斯顿高级研究院维伯伦教授（OVeblen）广罗天下之英才，一封烫金的大红聘书，寄给了柏林大学这位无薪讲师，请他去美国讲授“量子力学理论课”。冯·诺依曼预料到未来科学的发展中心即将西移，欣然同意赴美国任教。1930年，27岁的冯·诺依曼被提升为教授；1933年，他又与爱因斯坦一起，被聘为普林斯顿高等研究院第一批终身教授，而且是6名大师中最年轻的一名。

在冯·诺依曼的一些同事眼里，他简直就不象是我们这个地球上的人。他们评价说：“你看，琼尼的确不是凡人，但在同人们长期共同生活之后，他也学会了怎样出色地去模仿世人。”冯·诺依曼的思维极快，几乎在别人才说出头几句话时，就立即了解到对方最后的观点。天才出自于勤奋，他差不多天都工作到黎明才入睡，也常常因刻苦钻研而神魂颠倒，闹出些小笑话来。

据说有一天，冯·诺依曼心神不定地被同事拉上了牌桌。一边打牌，一边还在想他的课题，狼狈不堪地“输掉”了10元钱。这位同事也是数学家，突然心生一计，想要捉弄一下他的朋友，于是用赢得的5元钱，购买了一本冯·诺依曼撰写的《博奕论和经济行为》，并把剩下的5元贴在书的封面，以表明他 “战胜”了“赌博经济理论家”，着实使冯·诺依曼“好没面子”。

另一则笑话发生在ENIAC计算机研制时期。 有几个数学家聚在一起切磋数学难题，百思不得某题之解。有个人决定带着台式计算器回家继续演算。次日清晨，他眼圈黑黑，面带倦容走进办公室，颇为得意地对大家炫耀说：“我从昨天晚上一直算到今晨4点半，总算找到那难题的5种特殊解答。它们一个比一个更难咧！”说话间，冯·诺依曼推门进来，“什么题更难？”虽只听到后面半句话，但“更难”二字使他马上来了劲。有人把题目讲给他听，教授顿时把自己该办的事抛在爪哇国，兴致勃勃地提议道：“让我们一起算算这5种特殊的解答吧。”

大家都想见识一下教授的“神算”本领。只见冯·诺依曼眼望天花板，不言不语，迅速进到“入定” 状态。约莫过了5分来钟，就说出了前4种解答，又在沉思着第5种……。青年数学家再也忍不住了，情不自禁脱口讲出答案。冯·诺依曼吃了一惊，但没有接话茬。又过了1分钟，他才说道：“你算得对！”

那位数学家怀着崇敬的心情离去，他不无揶揄地想：“还造什么计算机哟，教授的头脑不就是一台‘超高速计算机’吗？”然而，冯·诺依曼却呆在原地，陷入苦苦的思索，许久都不能自拔。有人轻声向他询问缘由，教授不安地回答说：“我在想，他究竟用的是什么方法，这么快就算出了答案。”听到此言，大家不禁哈哈大笑：“他用台式计算器算了整整一个夜晚！”冯·诺依曼一愣，也跟着开怀大笑起来。

冯·诺依曼对科学做出的最大贡献当然是在计算机领域。

1944年仲夏的一个傍晚，戈德斯坦来到阿贝丁车站，等候去费城的火车，突然看见前面不远处，有个熟悉的身影向他走过来。来者正是闻名世界的大数学家冯·诺依曼。天赐良机，戈德斯坦感到绝不能放过这次偶然的邂逅，他把早已埋藏在心中的几个数学难题，一古脑儿倒出来，向数学大师讨教。数学家和蔼可亲，没有一点架子，耐心地为戈德斯坦排忧解难。听着听着，冯·诺依曼不觉流露出吃惊的神色，敏锐地从数学问题里，感到眼前这位青年身边正发生着什么不寻常的事情。他开始反过来向戈德斯坦发问，直问得年轻人“好像又经历了一次博士论文答辩”。最后，戈德斯坦毫不隐瞒地告诉他莫尔学院的电子计算机课题和目前的研究进展。

冯·诺依曼真的被震惊了，随即又感到极其兴奋。从1940年起，他就是阿贝丁试炮场的顾问，同样的计算问题也曾使数学大师焦虑万分。他急不可耐地向戈德斯坦表示，希望亲自到莫尔学院看一看那台尚未出世的机器。多年后，戈德斯坦回忆说：“当琼尼看到我们正在进行的一件工作时，他就双脚跳到电子计算机旁”。

莫契利和埃克特高兴地等待着冯·诺依曼的来访，他们也迫切希望得到这位著名学者的指导，同时又有点儿怀疑。埃克特私下对莫契利说道：“你只要听听他提的第一个问题，就能判断出冯·诺依曼是不是真正的天才”。

骄阳似火的8月，冯·诺依曼风尘仆仆地赶到了莫尔学院的试验基地，马不停蹄约见攻关小组成员。莫契利想起了埃克特的话，竖着耳朵聆听数学大师的第一个问题。当他听到冯·诺依曼首先问及的是机器的逻辑结构时，不由得对埃克特心照不宣地一笑，两人同时都被这位大科学家的睿智所折服！从此，冯· 诺依曼成为莫尔学院电子计算机攻关小组的实际顾问，与小组成员频繁地交换意见。年轻人机敏地提出各种设想，冯·诺依曼则运用他渊博的学识把讨论引向深入，逐步形成电子计算机的系统设计思想。冯·诺依曼以其厚实的科技功底、极强的综合能力与青年们结合，极大提高了莫尔小组的整体水平，使莫尔小组成为“人才放大器”，至今依然是科学界敬慕的科研组织典范。

人们后来把“电子计算机之父”的桂冠戴在冯·诺依曼头上，而不是第一台电脑的两位实际研制者，这并不是没有根据的。莫契利和埃克特研制的ENIAC计算机获得巨大的成功，但它最致命的缺点是程序与计算两分离。指挥近2万电子管“开关”工作的程序指令，被存 放在机器的外部电路里。需要计算某个题目前，埃克特必须派人把数百条线路用手接通，像电话接线员那样工作几小时甚至好几天，才能进行几分钟运算。

在ENIAC尚未投入运行前，冯·诺依曼就已开始准备对这台电子计算机进行脱胎换的改造。在短短10个月里，冯·诺依曼迅速把概念变成了方案。新机器方案命名为“离散变量自动电子计算机”，英文缩写EDVAC。1945年6月，冯·诺依曼与戈德斯坦等人，联名发表了一篇长达101页纸洋洋万言的报告，即计算机史上著名的“101页报告”。这份报告奠定了现代电脑体系结构坚实的根基，直到今天，仍然被认为是现代电脑科学发展里程碑式的文献。

在EDVAC报告中， 冯·诺依曼明确规定出计算机的五大部件： 运算器CA、 逻辑控制器CC、存储器M、输入装置I和输出装置O，并描述了五大部件的功能和相互关系。与ENIAC相比，EDVAC的改进首先在于冯·诺依曼巧妙地想出“存储程序”的办法，程序也被他当作数据存进了机器内部，以便电脑能自动一条接着一条地依次执行指令，再也不必去接通什么线路。其次，他明确提出这种机器必须采用二进制数制，以充分发挥电子器件的工作特点，使结构紧凑且更通用化。人们后来把按这一方案思想设计的机器统称为“诺依曼机”。

自冯·诺依曼设计的EDVAC计算机始，直到今天我们用“奔腾”芯片制作的多媒体计算机为止，电脑一代又一代的“传人”，大大小小千千万万台计算机，都没能够跳出“诺依曼机”的掌心。冯·诺依曼为现代计算机的发展指明了方向，从这个意义上讲，他是当之无愧的“电子计算机之父”。当然，随着人工智能和神经网络计算机的发展，“诺依曼机”一统天下的格局已经被打破，但冯·诺依曼对于发展电脑做出的巨大功绩，永远也不会因此而泯灭其光辉！

第二次世界大战结束后，由于种种原因，ENIAC研制小组发生令人痛惜的分裂，“内存程序”的机器无法被立即研制。冯·诺依曼、戈德斯坦和勃克斯三人返回了新泽西州普林斯顿大学。1946年，他们为普林斯顿高级研究院先期研制出新的IAS计算机（IAS即高级研究院英文缩写）。

冯·诺依曼的归来，在普林斯顿掀起了一股强劲的电脑热。一向冷冷清清的研究院沸腾了，大批专业人才仰慕他的大名，纷至沓来，使普林斯顿高级研究院一时间成为美国电子计算机的研究中心。 冯·诺依曼乘热打铁，着手将他那101页计算机方案付诸实施。1951 年，这台凝聚着他多年心血的EDSAC计算机终于面世，程序储存在机器内部后，效率比ENIAC提高数百倍，只用了3563个电子管和1万只晶体二极管，以1024个水银延迟线来储存程序和数据，消耗电力和占地面积亦只有ENIAC的三分之一。

在冯·诺依曼研制ISA电脑的期间，美国涌现了一批按照普林斯顿大学提供的ISA照片结构复制的计算机。例如，洛斯阿拉莫斯国家实验室研制的MANIAC，伊利诺斯大学制造的ILLAC。雷明顿·兰德公司科学家沃尔（W Ware）甚至不顾冯·诺依曼的反对，把他研制的机器命名为JOHNIAC（“约翰尼克” ，“约翰”即冯·诺依曼的名字）。冯·诺依曼的大名已经成为现代电脑的代名词。

在普林斯顿，冯·诺依曼还利用计算机去解决各个科学领域中的问题。他提出了一项用计算机预报天气的研究计划，构成了今天系统的气象数值预报的基础；他受聘担任IBM公司的科学顾问，帮助该公司催生出第一台存储程序的电脑IBM 701；他对电脑与人脑的相似性怀着浓厚的兴趣，准备从计算机的角度研究人类的思维；他虽然没有参加达特默斯首次人工智能会议，但他开创了人工智能研究领域的数学学派；他甚至是提出计算机程序可以复制的第一人，在半个世纪前就预言了电脑病毒的出现……

1957年2月8日，冯·诺依曼身患骨癌，甚至没来得及写完那篇关于用电脑模拟人类语言的讲稿，就在美国德里医院与世长辞，只生活了 54个春秋。他一生获得了数不清的奖项，包括两次获得美国总统奖，1994年还被追授予美国国家基础科学奖。他是电脑发展史上最有影响的一代伟人。

第一台电脑是 ：冯·诺依曼 发明的 被称为电脑之父 电脑之父冯·诺依曼 这是关于第一台电脑埃历阿克巧遇"电脑父"的小故事。1944年仲夏的一个傍晚，戈德斯坦中尉来到阿伯丁车站，等候去费城的火车，突然看见前面不远处有个熟悉的身影向他走过来。来者正是闻名世界的大数学家冯·诺依曼。 天赐良机，戈德斯坦感到决不能放过这次偶然的邂逅，他把早已埋藏在心中的几个数学难题，一古脑儿倒出来，向数学大师讨教。大数学家和蔼可亲，耐心地讲解。讲着讲着，冯·诺依曼不觉流露出吃惊的神色，敏锐地从数学问题里，感到眼前这位青年身边正发生着什么不寻常的事情。他开始反过来向戈德斯坦发问，戈德斯坦毫不隐瞒地告诉了他莫尔学院的电子计算机课题和目前的研究进展。 冯·诺依曼真的被震惊了，随即又感到极其兴奋。从1940年起，他就是阿伯丁试炮场的顾问，同样的计算问题也曾使数学大师焦虑万分。他急不可耐地向戈德斯坦表示，希望亲自到莫尔学院看一看那台尚未出世的机器。 莫契利和埃克特高兴地等待着冯·诺依曼的来访，他们也迫切希望得到这位著名学者的指导。埃克特私下对莫契利说道："你只要听听他提的第一个问题，就能判断出他是不是真正的天才。" 骄阳似火的8月，冯·诺依曼风尘仆仆地赶到了莫尔学院的试验基地，马不停蹄地约见攻关小组成员。莫契利想起了埃克特的话，竖着耳朵静听数学大师的第一个问题。当他听到冯·诺依曼首先问及的是机器的逻辑结构时，不由得对埃克特心照不宣地一笑，两人都被这位大科学家的睿智所折服！从此，冯·诺依曼成为莫尔学院电子计算机攻关小组的实际顾问，与小组成员频繁地交换意见。年轻人机敏地提出各种设想，冯·诺依曼则运用他渊博的学识，把讨论引向深入，并逐步形成电子计算机的系统设计思想。人们后来把"电脑之父"的桂冠戴在冯·诺依曼头上，而不是第一台电脑的两位实际研制者，这并不是没有根据的。 冯·诺依曼，美籍匈牙利人，1913年出生，曾被称为"数学神童"--他6岁能心算8位数除法，8岁学会微积分，12岁读懂了函数论。在17岁那年，他发表第一篇数学论文，不久又在最新数学分支--集合论、泛函分析等理论研究中取得突破性进展。22岁时，他获瑞士苏黎士联邦工业大学化学工程师文凭；一年之后，又获得了布达佩斯大学的数学博士学位。他继而转攻物理，为量子力学研究数学模型，使他在理论物理学领域也占据了突出的地位。1933年，与爱因斯坦一起被聘为普林斯顿高等研究院的第一批终身教授。 当然，往日的辉煌不足以说明冯·诺依曼在电子计算机上做出的贡献。埃历阿克虽然威力强大，但是它毕竟还很不完善，比如存在着耗电多、费用高的缺点。它的耗电量超过174千瓦，据说那些年，只要埃历阿克一开动，整个费城市的所有灯光顿时黯然失色。那些个电子管发光又发热，平均每隔7分钟就要损坏一只。虽然当初只花了军械部40万元的研制费用，可谁能料到，维护它的费用后来竟超过200万之巨！埃历阿克最致命的缺点是程序与计算两分离。指挥埃历阿克2万电子管工作的程序指令，被存放在机器的外部电路里。需要计算某个题目前，埃克特必须分派几十员精兵强将，把数百条线路用手接通，像一群电话接线员那样手忙脚乱地忙活好几天，才能进行几分钟运算。 现在的人不应该因此而责难莫契利和埃克特，因为电子计算机的设计毕竟是前无古人的。这时，冯·诺依曼仗剑而出，用高超的十八般"武功"，一举攻克了巨大的难关。 在埃历阿克尚未投入运行前，冯·诺依曼就已开始着手起草一份新的设计报告，要对这台电子计算机进行脱胎换骨的改造。他把新机器的方案命名为"离散变量自动电子计算机"，英文缩写译音是"埃德瓦克"（EDVAC）。正是这份方案，奠定了现代电脑体系结构坚实的根基。1945年6月，冯·诺依曼带领他的"得意门徒"戈德斯坦等人，撰写完成了埃德瓦克方案。他明确规定出计算机的五大部件，并用二进制替代十进制运算，大大方便了机器的电路设计。埃德瓦克方案的革命意义在于"存储程序"---程序也被当作数据存进了机器内部，以便电脑能自动依次执行指令，再也不必去接通什么线路。长达101页纸洋洋万言的埃德瓦克方案，是现代计算机发展里程碑式的文献，人们后来把按这一方案思想设计的机器统称为"诺依曼机"。 自冯·诺依曼设计的埃德瓦克始，直到今天我们用"奔腾"芯片制作的多媒体计算机为止，电脑一代又一代的"传人"，大大小小千千万万台计算机，都没能跳出诺依曼机"如来佛"的手掌心。在这个意义上，冯·诺依曼是当之无愧的"电脑之父"。当然，随着人工智能和神经网络计算机的发展，诺依曼机一统天下的格局已经被打破，但是，冯·诺依曼对发展电脑作出的巨大功绩，永远也不会因此而泯灭其光辉！

　　约翰·冯·诺依曼

　　20世纪即将过去，21世纪就要到来．我们站在世纪之交的大门槛，回顾20世纪科学技术的辉煌发展时，不能不提及20世纪最杰出的数学家之一的冯·诺依曼．众所周知，1946年发明的电子计算机，大大促进了科学技术的进步，大大促进了社会生活的进步．鉴于冯·诺依曼在发明电子计算机中所起到关键性作用，他被西方人誉为"计算机之父"．而在经济学方面，他也有突破性成就，被誉为“博弈论之父”。在物理领域，冯·诺依曼在30年代撰写的《量子力学的数学基础》已经被证明对原子物理学的发展有极其重要的价值。在化学方面也有相当的造诣，曾获苏黎世高等技术学院化学系大学学位。与同为犹太人的哈耶克一样，他无愧是上世纪最伟大的全才之一。

　　约翰·冯·诺依曼 （ John Von Nouma，1903－1957），美藉匈牙利人，1903年12月28日生于匈牙利的布达佩斯，父亲是一个银行家，家境富裕，十分注意对孩子的教育．冯·诺依曼从小聪颖过人，兴趣广泛，读书过目不忘．据说他6岁时就能用古希腊语同父亲闲谈，一生掌握了七种语言．最擅德语，可在他用德语思考种种设想时，又能以阅读的速度译成英语．他对读过的书籍和论文．能很快一句不差地将内容复述出来，而且若干年之后，仍可如此．1911年一1921年，冯·诺依曼在布达佩斯的卢瑟伦中学读书期间，就崭露头角而深受老师的器重．在费克特老师的个别指导下并合作发表了第一篇数学论文，此时冯·诺依曼还不到18岁．1921年一1923年在苏黎世大学学习．很快又在1926年以优异的成绩获得了布达佩斯大学数学博士学位，此时冯·诺依曼年仅22岁．1927年一1929年冯·诺依曼相继在柏林大学和汉堡大学担任数学讲师。1930年接受了普林斯顿大学客座教授的职位，西渡美国．1931年他成为美国普林斯顿大学的第一批终身教授，那时，他还不到30岁。1933年转到该校的高级研究所，成为最初六位教授之一，并在那里工作了一生． 冯·诺依曼是普林斯顿大学、宾夕法尼亚大学、哈佛大学、伊斯坦堡大学、马里兰大学、哥伦比亚大学和慕尼黑高等技术学院等校的荣誉博士．他是美国国家科学院、秘鲁国立自然科学院和意大利国立林且学院等院的院土． 1954年他任美国原子能委员会委员；1951年至1953年任美国数学会主席．

　　1954年夏，冯·诺依曼被使现患有癌症，1957年2月8日，在华盛顿去世，终年54岁．

　　冯·诺依曼在数学的诸多领域都进行了开创性工作，并作出了重大贡献．在第二次世界大战前，他主要从事算子理论、集合论等方面的研究．1923年关于集合论中超限序数的论文，显示了冯·诺依曼处理集合论问题所特有的方式和风格．他把集会论加以公理化，他的公理化体系奠定了公理集合论的基础．他从公理出发，用代数方法导出了集合论中许多重要概念、基本运算、重要定理等．特别在1925年的一篇论文中，冯·诺依曼就指出了任何一种公理化系统中都存在着无法判定的命题．

　　1933年，冯·诺依曼解决了希尔伯特第5问题，即证明了局部欧几里得紧群是李群．1934年他又把紧群理论与波尔的殆周期函数理论统一起来．他还对一般拓扑群的结构有深刻的认识，弄清了它的代数结构和拓扑结构与实数是一致的． 他对算子代数进行了开创性工作，并奠定了它的理论基础，从而建立了算子代数这门新的数学分支．这个分支在当代的有关数学文献中均称为冯·诺依曼代数．这是有限维空间中矩阵代数的自然推广． 冯·诺依曼还创立了博奕论这一现代数学的又一重要分支． 1944年发表了奠基性的重要论文《博奕论与经济行为》．论文中包含博奕论的纯粹数学形式的阐述以及对于实际博奕应用的详细说明．文中还包含了诸如统计理论等教学思想．冯·诺依曼在格论、连续几何、理论物理、动力学、连续介质力学、气象计算、原子能和经济学等领域都作过重要的工作．

　　冯·诺依曼对人类的最大贡献是对计算机科学、计算机技术和数值分析的开拓性工作．

　　现在一般认为ENIAC机是世界第一台电子计算机，它是由美国科学家研制的，于1946年2月14日在费城开始运行．其实由汤米、费劳尔斯等英国科学家研制的"科洛萨斯"计算机比ENIAC机问世早两年多，于1944年1月10日在布莱奇利园区开始运行．ENIAC机证明电子真空技术可以大大地提高计算技术，不过，ENIAC机本身存在两大缺点：（1）没有存储器；（2）它用布线接板进行控制，甚至要搭接几天，计算速度也就被这一工作抵消了．ENIAC机研制组的莫克利和埃克特显然是感到了这一点，他们也想尽快着手研制另一台计算机，以便改进．

　　1944年，诺伊曼参加原子弹的研制工作，该工作涉及到极为困难的计算。在对原子核反应过程的研究中，要对一个反应的传播做出“是”或“否”的回答。解决这一问题通常需要通过几十亿次的数学运算和逻辑指令，尽管最终的数据并不要求十分精确，但所有的中间运算过程均不可缺少，且要尽可能保持准确。他所在的洛·斯阿拉莫斯实验室为此聘用了一百多名女计算员，利用台式计算机从早到晚计算，还是远远不能满足需要。无穷无尽的数字和逻辑指令如同沙漠一样把人的智慧和精力吸尽。

　　被计算机所困扰的诺伊曼在一次极为偶然的机会中知道了ENIAC计算机的研制计划，从此他投身到计算机研制这一宏伟的事业中，建立了一生中最大的丰功伟绩。

　　1944年夏的一天，正在火车站候车的诺伊曼巧遇戈尔斯坦，并同他进行了短暂的交谈。当时，戈尔斯坦是美国弹道实验室的军方负责人，他正参与ENIAC计算机的研制工作。在交谈在，戈尔斯坦告诉了诺伊曼有关ENIAC的研制情况。具有远见卓识的诺伊曼为这一研制计划所吸引，他意识到了这项工作的深远意义。

　　冯·诺依曼由ENIAC机研制组的戈尔德斯廷中尉介绍参加ENIAC机研制小组后，便带领这批富有创新精神的年轻科技人员，向着更高的目标进军．1945年，他们在共同讨论的基础上，发表了一个全新的"存储程序通用电子计算机方案"--EDVAC（Electronic Discrete Variable AutomaticCompUter的缩写）．在这过程中，冯·诺依曼显示出他雄厚的数理基础知识，充分发挥了他的顾问作用及探索问题和综合分析的能力。诺伊曼以“关于EDVAC的报告草案”为题，起草了长达101页的总结报告。报告广泛而具体地介绍了制造电子计算机和程序设计的新思想。这份报告是计算机发展史上一个划时代的文献，它向世界宣告：电子计算机的时代开始了。

　　EDVAC方案明确奠定了新机器由五个部分组成，包括：运算器、逻辑控制装置、存储器、输入和输出设备，并描述了这五部分的职能和相互关系．报告中，诺伊曼对EDVAC中的两大设计思想作了进一步的论证，为计算机的设计树立了一座里程碑。

　　设计思想之一是二进制，他根据电子元件双稳工作的特点，建议在电子计算机中采用二进制。报告提到了二进制的优点，并预言，二进制的采用将大简化机器的逻辑线路。

　　实践证明了诺伊曼预言的正确性。如今，逻辑代数的应用已成为设计电子计算机的重要手段，在EDVAC中采用的主要逻辑线路也一直沿用着，只是对实现逻辑线路的工程方法和逻辑电路的分析方法作了改进。

　　程序内存是诺伊曼的另一杰作。通过对ENIAC的考察，诺伊曼敏锐地抓住了它的最大弱点－－没有真正的存储器。ENIAC只在20个暂存器，它的程序是外插型的，指令存储在计算机的其他电路中。这样，解题之前，必需先相好所需的全部指令，通过手工把相应的电路联通。这种准备工作要花几小时甚至几天时间，而计算本身只需几分钟。计算的高速与程序的手工存在着很大的矛盾。

　　针对这个问题，诺伊曼提出了程序内存的思想：把运算程序存在机器的存储器中，程序设计员只需要在存储器中寻找运算指令，机器就会自行计算，这样，就不必每个问题都重新编程，从而大大加快了运算进程。这一思想标志着自动运算的实现，标志着电子计算机的成熟，已成为电子计算机设计的基本原则。

　　1946年7，8月间，冯·诺依曼和戈尔德斯廷、勃克斯在EDVAC方案的基础上，为普林斯顿大学高级研究所研制IAS计算机时，又提出了一个更加完善的设计报告《电子计算机逻辑设计初探》．以上两份既有理论又有具体设计的文件，首次在全世界掀起了一股"计算机热"，它们的综合设计思想，便是著名的"冯·诺依曼机"，其中心就是有存储程序原则--指令和数据一起存储．这个概念被誉为'计算机发展史上的一个里程碑"．它标志着电子计算机时代的真正开始，指导着以后的计算机设计．自然一切事物总是在发展着的，随着科学技术的进步，今天人们又认识到"冯·诺依曼机"的不足，它妨碍着计算机速度的进一步提高，而提出了"非冯·诺依曼机"的设想．

　　冯·诺依曼还积极参与了推广应用计算机的工作，对如何编制程序及搞数值计算都作出了杰出的贡献． 冯·诺依曼于1937年获美国数学会的波策奖；1947年获美国总统的功勋奖章、美国海军优秀公民服务奖；1956年获美国总统的自由奖章和爱因斯坦纪念奖以及费米奖．

　　冯·诺依曼逝世后，未完成的手稿于1958年以《计算机与人脑》为名出版．他的主要著作收集在六卷《冯·诺依曼全集》中，1961年出版．

　　另外，冯·诺依曼40年代出版的著作《博弈论和经济行为》，使他在经济学和决策科学领域竖起了一块丰碑。他被经济学家公认为博弈论之父。当时年轻的约翰·纳什在普林斯顿求学期间开始研究发展这一领域，并在1994年凭借对博弈论的突出贡献获得了诺贝尔经济学奖。