计算机原理问题冯·诺依曼的计算是以什么原理为基础的?
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/12/23 13:03:40
计算机原理问题冯·诺依曼的计算是以什么原理为基础的?
计算机原理问题
冯·诺依曼的计算是以什么原理为基础的?
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电子计算机之父
“电子计算机之父”的桂冠,被戴在数学家 冯·诺依曼（J.Von 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,偶然邂逅闻名世界的大数学家冯·诺依曼教授.戈德斯坦抓住机会向数学大师讨教,冯·诺依曼和蔼可亲,耐心地回答戈德斯坦的提问.听着听着,他敏锐地从这些数学问题里,察觉到不寻常事情.他反过来 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项目.
从1940年起,冯·诺依曼就是阿贝丁试炮场的顾问,计算问题也曾使数学大师焦虑万分.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.
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（M.Wilkes）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”.
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.