1903年12月28日，在布达佩斯诞生了一位神童，这不仅给这个家庭带来了巨大的喜悦，也值得整个计算机界去纪念。正是他，开创了现代计算机理论，其体系结构沿用至今，而且他早在40年代就已预见到计算机建模和仿真技术对当代计算机将产生的意义深远的影响。他，就是约翰·冯·诺依曼（JohnvonNewmann）。

出生于犹太家庭的冯·诺依曼聪明绝顶，优秀的天资再加上良好的家庭教育，使他6岁时就已能心算8位除法，18岁时发表了论文，获得了化学工程学位。1931年时，他由于政治原因离开了欧洲来到普林斯顿大学任教，并成为该校著名的IAS研究院的最早的6位数学家之一。正是对数学研究的进一步深入，使他尝试利用电子设备进行科学运算。早在ENIAC产生之前，冯·诺依曼就对艾肯的MarkⅠ（ASCC）等电子计算设备有所研究。但他并没有局限于其中，而是有独创性的意识到计算机构建和并行等问题。1945年，他在关于EDVAC（与莫尔小组合作研制）的报告中首次把存储程序概念引入计算机领域，EDVAC也成为世界上首台能够运行、产生结果、具有存储程序的计算机

计算机之父──冯·诺依曼

现在使用的计算机，其基本工作原理是存储程序和程序控制，它是由世界著名数学家冯·诺依曼提出的。美籍匈牙利数学家冯·诺依曼被称为"计算机之父"。


约翰·冯·诺依曼（JohnVonNouma，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。据说他一生掌握了七种语言，6岁时就能用古希腊语同父亲闲谈，其中最擅长德语。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，仍然如此。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，两人合作发表了第一篇数学论文，此时冯·诺依曼还不到18岁。1921年至1923年在苏黎世大学学习。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年至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，1931年成为该校终身教授。1933年转到该校的高级研究所，成为最初六的位教授之一，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，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。

1954年电子计算机的诞生，是人类智力解放道路上的重要里程碑，西方的经济学家称之为现代新产业革命的一个标志。美籍匈牙利数学家冯·诺依曼被称为"计算机之父"。现在使用的计算机，其基本工作原理是存储程序和程序控制，它是由世界著名数学家冯·诺依曼提出的。



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。第二次世界大战之前，他主要从事算子理论、鼻子理论、集合论等方面的研究。1923年他作了关于集合论中超限序数的论文，这篇论文显示了冯·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。他对其子代数进行了开创性工作，并莫定了它的理论基础，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，甚至要搭接见天，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。


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"棗EDVAC（ElectronicDiscreteVariableAutomaticComputer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．


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．EDVAC机还有两个非常重大的改进，即：（1）采用了二进制，不但数据采用二进制，指令也采用二进制；（2建立了存储程序，指令和数据便可一起放在存储器里，并作同样处理．简化了计算机的结构，大大提高了计算机的速度．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。


原则上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。



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"。

冯·诺依曼1903年12月28日生于匈牙利，1957年2月8日死于美国。我想知道计算机的人一定对他不会陌生，它可以称为计算机之父了，现在我们面前计算机内采用的体系结构就是以他的命名的冯·诺依曼结构。 冯·诺依曼小时就十分聪明，6岁时就能够心算8位数字的除法，它在匈牙利接受了他的初等教育，并于18岁发表了第一篇论文！在1925年取得化学文凭后，他把兴趣转向了喜爱已久的数学，并于1928年取得博士学位，它在集合论等方面取得了引人注目的成就。1930年他应邀访问普林斯顿大学，这所大学的高等研究所于1933年建立，他成为最早的6位数学教授之一，直到他去世，它一直是这个研究所的数学教授。后来他为成为美国公民。 1936到1938图灵（另一位伟大的计算机科学家）是普林斯顿大学数学系的研究生，冯·诺依曼邀请图灵当他的助手，可是图灵钟情于剑桥而未能如冯·诺依曼所愿，一年后，二次世界大战使图灵卷入了战争，1934年图灵曾经发表的论文"On Computable Numbers with an Application to the Entscheidungs-problem"不可不提，在这篇论文中，图灵提出了通用机的概念，冯·诺依曼应该知道了这个思想，至少后来他是不是应用了这个思想却不得而知。 冯·诺依曼迅速发现了这种后来被称之为计算机的通用机器的用处在于解决一些实际问题，而不是一个摆设，因为战争的原因冯·诺依曼开始接触到许多数学的分支，使他开始萌生了使用一台机器进行计算的想法，虽然我们现在都知道第一台计算机ENIAC有他的努力，可是在此之前他碰到的第一台计算机器是Harvard Mark I (ASCC)计算器。冯·诺依曼有一种非凡的沟通能力，能够在不同的科学家之间担任一个中介者的角色，虽然这些科学家并不想让别人知道自己的秘密。冯·诺依曼建造的机器名为IAS机，一些由国家实验室建造的计算机不过是IAS机的复本而已。 战后冯·诺依曼继续致力于IAS机的开发工作，并帮助解决氢弹研制中的计算问题。在他死后，它在计算机界的名声并不大，以至于他的传记作家对他在计算机上的贡献也只一笔带过。





冯·诺依曼（J.Von Neumann）是本世纪最伟大的科学家之一。 他1913年出生于匈牙利首都布 达佩斯，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。通过刻苦 学习， 在17岁那年，他发表了第一篇数学论文，不久后掌握七种语言，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，他在 瑞士苏黎士联邦工业大学化学专业毕业。 一年之后，摘取布达佩斯大学的数学博士学位。 转而攻向物理，为量子力学研究数学模型，又使他在理论物理学领域占据了突出的地位。

1928年， 美国数学泰斗韦伯伦教授聘请这位26岁的柏林大学讲师到美国任教， 冯·诺依曼从此到美国定居。1933年，他与爱因斯坦一起被聘为普林斯顿大学高等研究院的第一批终身教授。 虽然电脑界普遍认为冯·诺依曼是"电子计算机之父"，数学史界却坚持说， 冯·诺依曼是本世纪最伟大的数学家之一，他在遍历理论、拓扑群理论等方面作出了开创性的工作， 算子代数甚至被命名为"冯·诺依曼代数"。物理学界表示，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，而经济学界则反复强调，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。 1957年2月8日， 冯·诺依曼因患骨癌逝世于里德医院，年仅54岁。他对电脑科学作出的巨大贡献，永远也不会泯灭其光辉！

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。






冯·诺依曼的父亲麦克斯年轻有为、风度翩翩，凭着勤奋、机智和善于经营，年轻时就已跻身于布达佩斯的银行家行列。冯·诺依曼的母亲是一位善良的妇女，贤慧温顺，受过良好教育。

冯·诺伊曼从小就显示出数学天才，关于他的童年有不少传说。大多数的传说都讲到冯·诺伊曼自童年起在吸收知识和解题方面就具有惊人的速度。六岁时他能心算做八位数乘除法，八岁时掌握微积分，十二岁就读懂领会了波莱尔的大作《函数论》要义。

微积分的实质是对无穷小量进行数学分析。人类探索有限、无限以及它们之间的关系由来已久，l7世纪由牛顿、莱布尼茨发现的微积分，是人类探索无限方面取得的一项激动人心的伟大成果。三百年来，它一直是高等学府的教学内容，随着时代的发展，微积分在不断地改变它的形式，概念变得精确了，基础理论扎实了，甚至有不少简明恰当的陈述。但不管怎么说，八岁的儿童要弄懂微积分，仍然是罕见的。上述种种传闻虽然不尽可信，但冯·诺伊曼的才智过人，则是与他相识的人们的一致看法。

还有的故事说冯·诺伊曼记忆力惊人，读书过目成涌，如他自幼爱好历史学，读了不少书，后来成了业余的拜占庭史行家。他还谙熟圣女贞德审讯的详情以及南北战争的细节。乌拉姆回忆说：1937年圣诞节刚过，他和冯·诺依曼驾车从普林斯顿出发，去达克大学参加美国数学家协会会议。当经过文明战争的四战场时，冯·诺依曼叙述了有关战斗的最细微的情节。他的历史知识堪称渊博，宛如百科全书，而他喜爱的和知道的最详尽的是古代史。

小时候的冯·诺依曼不但聪明机智过人，还富于幽默感，爱好双关语和俏皮的打油诗。当时，布达佩斯与柏林之间已经可以通长途电话，布达佩斯市内也架起了电话线。用电话是个新鲜事，冯·诺伊曼有幸家中也使用了电话，他时常摆弄电话，对电话号码本也甚有兴趣。电话号码本尽管不厚，但纸上密密麻麻的四位数号码，令人看看就头痛，要记住它是不容易的，但冯·诺依曼却很容易的就把他们全记下来了。当麦克斯得知自己的孩子有如此之好的记忆力时，十分惊异。

冯·诺依曼十几岁时曾得到一位叫拉斯罗·瑞兹的颇有才华的老师的点拨。他的同学菲尔纳在回忆小冯·诺依曼早期学习情况的信中说过：冯·诺依曼的非凡才华引起了瑞兹的注意，他感到冯·诺依曼有超凡的才能，几年来，瑞兹竭尽全力辅导，而冯·诺依曼吸收知识之快，更是非常惊人。现在他感到，再由自己来培养冯·诺依曼，就会心有余而力不足了，必须提醒孩子的父母，采取新的方法。瑞兹认为：再按传统的办法教冯·诺依曼中学数学课程将是毫无意义的，应该接受大学教师的单独的数学训练。于是在寇夏克教授的指导下，由当时在布达佩斯大学当助教的菲克特对冯·诺依曼进行家庭辅导。




1914年夏天，约翰进入了大学预科班学习，是年7月28日，奥匈帝国借故向塞尔维亚宣战，揭开了第一次世界大战的序幕。由于战争动乱连年不断，冯·诺依曼全家离开过匈牙利，以后再重返布达佩斯。当然他的学业也会受到影响。但是在毕业考试时，冯·诺依曼的成绩仍名列前茅。

1921年，冯·诺依曼通过"成熟"考试时，已被大家当作数学家了。他的第一篇论文是和菲克特合写的，那时他还不到18岁。麦克斯由于考虑到经济上原因，请人劝阻年方17的冯·诺依曼不要专攻数学，后来父子俩达成协议，冯·诺依曼便去攻读化学。

其后的四年间，冯·诺依曼在布达佩斯大学注册为数学方面的学生，但并不听课，只是每年按时参加考试。与此同时，冯·诺依曼入柏林大学(1921年)，1923年又进入瑞士苏黎世联邦工业大学学习化学。1926年他在苏黎世的获得化学方面的大学毕业学位，通过在每学期期末回到布达佩斯大学通过课程考试，他也获得了布达佩斯大学数学博士学位。

冯·诺依曼的这种不参加听课只参加考试的求学方式，当时是非常特殊的，就整个欧洲来说也是完全不合规则的。但是这不合规则的学习方法，却又非常适合冯·诺依曼。冯·诺依曼在柏林大学学习期间，曾得到化学家哈贝尔的悉心栽培。哈贝尔是德国著名的化学家，由于合成氨而获诺贝尔奖。

逗留在苏黎世期间，冯·诺依曼常常利用空余时间研读数学、写文章和数学家通信。在此期间冯·诺依曼受到了希尔伯特和他的学生施密特和外尔的思想影响，开始研究数理逻辑。当时外尔和波伊亚两位也在苏黎世，他和他们有过交往。一次外尔短期离开苏黎世，冯·诺依曼还代他上过课。聪明的智慧加上得天独厚的栽培，冯·诺依曼在茁壮地成长，当他结束学生时代的时候，他已经漫步在数学、物理、化学三个领域的某些前沿。

1926年春，冯·诺依曼到哥廷根大学任希尔伯特的助手。1927～1929年，冯·诺依曼在柏林大学任兼职讲师，期间他发表了集合论、代数和量子理论方面的文章。l927年冯·诺依曼到波兰里沃夫出席数学家会议，那时他在数学基础和集合论方面的工作已经很有名气。

l929年，冯·诺依曼转任汉堡大学兼职讲师。1930年他首次赴美，成为普林斯顿大学的客座讲师。善于汇集人才的美国不久就聘冯·诺依曼为客座教授。

冯·诺依曼曾经算过，德国大学里现有的和可以期待的空缺很少，照他典型的推理得出，在三年内可以得到的教授任命数是三，而参加竞争的讲师则有40名之多。在普林斯顿，冯·诺依曼每到夏季就回欧洲，一直到l933年担任普林斯顿高级研究院教授为止。当时高级研究院聘有六名教授，其中就包括爱因斯坦，而年仅30岁的冯·诺依曼是他们当中最年轻的一位。

在高等研究院初创时间，欧洲来访者会发现，那里充满着一种极好的不拘礼节的、浓厚的研究风气。教授们的办公室设置在大学的"优美大厦"里，生活安定，思想活跃，高质量的研究成果层出不穷。可以这样说，那里集中了有史以来最多的有数学和物理头脑的人才。

l930年冯·诺依曼和玛丽达·柯维斯结婚。1935年他们的女儿玛丽娜出生在普林斯顿。冯·诺依曼家里常常举办时间持续很长的社交聚会，这是远近皆知的。l937年冯·诺依曼与妻子离婚，1938年又与克拉拉·丹结婚，并一起回普林斯顿。丹随冯·诺依曼学数学，后来成为优秀的程序编制家。与克拉拉婚后，冯·诺依曼的家仍是科学家聚会的场所，还是那样殷勤好客，在那里人人都会感到一种聪慧的气氛。

二次大战欧洲战事爆发后，冯·诺依曼的活动越出了普林斯顿，参与了同反法西斯战争有关的多项科学研究计划。l943年起他成了制造原子弹的顾问，战后仍在政府诸多部门和委员会中任职。1954年又成为美国原子能委员会成员。

冯·诺依曼的多年老友，原子能委员会主席斯特劳斯曾对他作过这样的评价：从他被任命到1955年深秋，冯·诺依曼干得很漂亮。他有一种使人望尘莫及的能力，最困难的问题到他手里。都会被分解成一件件看起来十分简单的事情，......用这种办法，他大大地促进了原子能委员会的工