1樓：廣西師範大學出版社
2023年夏天的一個傍晚，馮?諾伊曼來到阿伯丁車站等候去費城的火車。在候車室裡，身旁的一位青年很快就認出他就是聞名世界的大數學家馮?
諾伊曼，便懷著年輕人會見大人物時那種侷促不安的心情走了過去。這位名叫格爾斯坦的青年漲紅著臉向數學家自我介紹，說他在費城賓夕法尼亞大學的莫爾學院工作。馮?
諾伊曼熱情地招呼他坐下，關心地詢問他的工作狀況。大科學家毫無架子，和藹謙虛的態度很使格爾斯坦感動，他向馮?諾伊曼請教了一些數學疑難問題。
最後，他還告訴數學家說，他正在莫爾學院參加試製每秒鐘能計算333次乘法的電子計算機的工作。
原來，格爾斯坦所在的莫爾學院正是受阿伯丁彈道實驗所的委託，於一年多以前開始世界上第一臺電子計算機的試製工作的。這件事恰巧同馮?諾伊曼當時正在日日夜夜思索的問題不謀而合。
格爾斯坦的介紹，引起了馮?諾伊曼的極大興趣。他拉住年輕人，向他詳細瞭解了這方面的工作，從中領悟到了頭等重要的意義。
20世紀30年代，由於電子學的發展和在研製穿孔卡片式統計分析機的過程中積累的經驗，為創立電子計算機提供了主要的技術前提。
二次大戰中，賓夕法尼亞大學莫爾學院電子系和阿伯丁彈道研究實驗室共同負責為陸軍每天提供6張火力表。這項任務非常困難和緊迫。因為每張表都要計算幾百條彈道，而一個熟練的計算員用臺式計算機計算一條飛行時間60秒的彈道要花20小時。
儘管他們改進了微分分析儀，聘用了200多名計算員，一張火力表仍要算二三個月，問題相當嚴重。
當時，負責該項工作的軍方代表是年輕的格爾斯坦中尉，他原是一位數學家。他的朋友莫希萊這時正好在莫爾學院電子系任職。2023年8月，莫希萊寫了一份《高速電子管計算機裝置的使用》的備忘錄，即eniac的初始方案。
思想敏捷的格爾斯坦意識到這一方案的巨大價值，立即向他的上司彙報，獲得支援，成立了研製小組。這個小組的成員是：負責電子計算機總設計方案的是物理學家莫希萊；芬蘭人艾克特擔任總工程師，負責解決製造中一系列困難複雜的工程技術問題；年輕的格爾斯坦中尉不僅在數學上能提出有用的建議，而且是精幹的科研管理人才；另外還有年輕的邏輯學家勃克斯參加。
正當研製工作停滯不前，研製者大傷腦筋時，馮?諾伊曼投身到新型計算機設計者的行列中來了。
馮?諾伊曼是20世紀上半葉世界最偉大的數學家之一，具有純數學家和應用數學家典型的雙重性格。他追求純粹數學的嚴密和美感，又注重數學的應用以及與物理學等其他學科的聯絡。
這使他不僅在集論、運算元譜理論、實函式論和測度論（遍歷定理）等純數學領域，而且在博弈論、數理經濟學、計算機理論和計算數學等應用數學部門都作出了重大貢獻，成為這些數學分支的主要開創者。
第二次世界大戰期間，馮?諾伊曼參與了許多軍事方面的研究。2023年，他被阿伯丁彈道實驗研究所聘為科學顧問；2023年受聘任海軍軍械局顧問；2023年成為洛斯阿拉莫斯實驗室顧問。
無論是作為主角還是配角，他都以他出色的才能解決了一個個重大的課題。這些課題涉及到流體力學、空氣動力學、氣象計算等許多方面，顯示出馮?諾伊曼熟練的分析技巧和嚴謹的邏輯推理本領。
洛斯阿拉莫斯實驗室是原子彈研製機構，這裡聚集著一批像奧本海默、維格納、費米、特勒那樣的高水平的物理學家和工程技術人員，但缺少既懂得物理學家們的要求，又能很快從數學上拿出解決方案的數學家。奧本海墨認定馮?諾伊曼就是這樣的人。
他熱情地邀請了馮?諾伊曼到洛斯阿拉莫斯實驗室幫助工作。馮?
諾伊曼不負眾望，憑藉他熟練的分析技巧和特有的數學計算才能，為洛斯阿拉莫斯實驗室解決了好些關鍵問題。他對原子彈的引爆提出的建議被實驗所證實；對提高原子彈**效果以及有效地配置原料進行估計，也卓有成效。在洛斯阿拉莫斯，馮?
諾伊曼碰到了許多必須依靠大量的計算才能解決的問題，如受控熱核反應過程，它涉及數10億次的初等算術運算和初等邏輯指令。這不是靠人力和一般的計算機所能解決的。怎樣才能獲得超高速計算呢？
馮，諾伊曼當時尚不清楚，但問題既然提出，一旦有機會總是要解決的。
同格爾斯坦分手後，馮?諾伊曼急不可耐地寫信告訴賓夕法尼亞大學的莫爾學院，希望馬上訪問那兒，看看這臺尚未出世的機器。莫爾學院計算機設計組的領導者艾克特和莫希萊聽說後十分高興。
他們非常渴望能得到這位大科學家的指導和幫助。艾克特還說：「馮?
諾伊曼是否真正的天才，從他來以後提的第一個問題就可判斷出來。」這年8月初，馮?諾伊曼來到莫爾學院，參觀了尚未竣工的被稱為eniac的電子計算機，他第一個問題就問起機器的邏輯結構。
艾克特心中暗暗佩服：「不愧是位天才的科學家，一下就點到問題的要害！」這以後，馮?
諾伊曼就成為莫爾學院的實際顧問者，他同eniac的首批研製者們討論了提高電計算機效能的各種措施，對eniac的優缺點作出判斷，並提出相應的改進建議。正是因為馮?諾伊曼所起的決定性作用，才使eniac在這一年裡得以試製成功。
eniac是一個龐然大物，體積大約90立方米，佔地170平方米，總重量達到30噸。它擁有電子管18000個，繼電器1500個，耗電150千瓦，每秒運算5000次，比機械計算機快幾百倍到一千倍，比人運算快一千倍到幾千倍，而且計算過程是按照編好的程式自動進行的。
eniac在計算機發展史上的重要性是毋庸置疑的。它是世界上第一臺真正能夠運轉的大型電子計算機。它的成功開闢了提高計算速度的極為廣闊的前景。
但它畢竟是新生事物，尚不完善。例如，它的儲存容量太小；程式是「外插型」的，不便使用，為了幾分鐘的計算，而準備工作卻要數小時。連研製者本人也感到它的弱點，有待改進。
2023年6月，馮?諾伊曼起草了一個全新的存貯程式通用電子計算機方案——edvac，對eniac進行了改造。這項更完美的設計為現代電子計算機的結構奠定了基礎。
一年後，又一份關於電子計算機裝置邏輯結構的更詳細報告發表，它是又一個新的電子計算機（ias機）方案，而且包括有關結構選擇的論證。在這份報告的指導下，一個廣泛的電子計算機的研究工作在美國以至世界許多地方。
馮?諾伊曼在報告中提出的主要建議的實質有四個方面：（1）將十進位改為二進位；（2）建立多級儲存結構，由它容納並指令程式；（3）機器要處理的程式和資料，均由二進位制數碼錶示；（4）採用平行計算原理，即對一個數的各位同時進行處理。
雖然二進位制在計算機中使用的合理性以及關於儲存器的設想，在馮?諾伊曼之前就有人提出，但是，馮?諾伊曼的功績在於他不僅提出並論證了這些新思想、新概念，而且還研究了實現它們的方法，即提出了edvac和ias機方案。
2023年，ias機以比eniac快幾百倍的事實以及後來的研製計算機的經驗證明了馮?諾伊曼全部結論的正確性。馮?
諾伊曼的報告是對通用電子計算機線路結構方面的巨大貢獻。人們確認，計算機工程的發展應大大歸功於馮?諾伊曼，因為無論是計算機的邏輯圖式，還是現代計算機中儲存、速度、基本指令的選取以及線路之間相互作用的設計，都深深地受到馮?
諾伊曼思想的影響。
edvac方案明確規定新機器有五個構成部分：①計算器；②邏輯控制裝置；③存貯器；④輸入；⑤輸出，並描述了這五部分的職能和相互關係。edvac方案有兩個非常重大的改進：
一是採用二進位制，二是完成了存貯程式，可以自動地從一個程式指令進到下一個程式指令，其作業可以通過指令自動完成。「指令」包括資料和程式，把它們用碼的形式輸入到機器的記憶裝置中，即用記憶資料的同一記憶裝置存貯執行運算的命令，這就是所謂存貯程式的新概念。這個概念被譽為計算機史上的一個里程碑。
為這個方案作出貢獻的馮?諾伊曼被譽為「計算機之父」。
長達101頁的edvac方案是計算機發展史上的一個劃時代的文獻。它向世界宣告：電子計算機時代開始了。
誰知，新機器edvac還沒來得及問世，研製人員卻為爭奪eniac的優先權問題進行了爭吵。2023年底，莫爾學院的計算機研製小組**了，艾克特和莫希萊自己開了家公司，從事計算機研製及大規模的生產。馮?
諾伊曼則帶著格爾斯坦回到了普林斯頓高等研究院，準備為電子計算機的進一步完善繼續奮鬥。
很快，普林斯頓高等研究院由於馮?諾伊曼的歸來掀起了一個真正的「計算機熱」。在他的帶領下，原來從事理論研究的，顯得冷冷清清的研究院，開展了從計算機的研製到計算機應用的廣泛研究。
不多久，這裡便成為美國電子計算機的中心，吸引了大批工程師和專業人員。在各方面的合作下，馮?諾伊曼等人終於研製成全自動的通用電子計算機edvac。
這是現代電子計算機的原型，後人也稱它為「馮?諾伊曼機」。
第一代電子計算機的研究與發展，不只是美國領先，英國也作出了很大的貢獻。此後各國競相開展研製。日本的第一臺電子計算機完成於2023年，叫做「fujic」機。
2023年8月，我國完成了第一臺電子計算機「103機」。到50年代中期，全世界已經制造了大約1000臺電子計算機。人們利用這些電子計算機，把人造衛星送上了天，還發展了一批核**。
到50年代末，全世界電子計算機已經達到5000臺左右，每秒平均運算五六萬次。
第一代電子計算機，硬體主要採用電子管。雖有了質的飛躍，具有許多特點，但這些計算機造價高、體積大、功耗多、速度低、可靠性差、維修複雜，程式設計以使用機器語言和組合語言為主，繁冗、易錯、不直觀，需要進一步改進。
2023年，第一批由電晶體構成的基本電路的電子計算機誕生了，稱之為第二代計算機。它主要被用於軍事上，作為機載（裝在飛機上）計算機。2023年11月，美國製造的第一批批量生產的大型電晶體通用計算機投入執行。
第二代電子計算機比之第一代，體積、重量、耗電量都大大減小了。它有兩個衣櫃那麼大。同時，由於它的造價降低，不僅在軍事上，連商業上、工業上、農業上、國民經濟的各個部門都有可能使用。
它的運算速度是每秒幾萬到幾十萬次，2023年還研製成每秒二三百萬次的大型電晶體計算機，並且成批生產。它的可靠性也比第一代提高許多倍。
2023年，美國製成了第一臺積體電路電子計算機。它標誌著電子計算機由第二代向第三代的過渡。第三代電子計算機，硬體主要採用積體電路，體積進一步縮小，功耗進一步降低，運算速度每秒幾十萬次到一千萬次。
可靠性也比電晶體計算機提高了十幾倍。軟體也有了很大的發展，用於程式設計的各種高階語言已達數百種之多，並且出現了具有分時、多道功能的作業系統。
隨著積體電路工藝的發展，積體電路不斷提高。2023年，一塊商用的矽片只包含一個電路，到2023年增加到十個電路，2023年又增加到大約一千個電路。習慣上把由一百個以上具有一個系統或一個分系統功能的電路整合的矽片，叫做大規模積體電路，這就使電子計算機又邁入新的一代。
***電子計算機的硬體主要採用大規模積體電路，使計算機體積縮小，穩定性提高，成本降低，運算速度達到新的高度，有的大型計算機每秒可運算1?5億次。計算機作業系統，編譯程式系統軟體更趨完善。
70年代以後，電子計算機向微型化、巨型化、網路化和智慧化方向發展，併成為下一次技術革命的主幹技術。
當前，電子計算機發展已形成以精簡指令系統計算機risc、並行處理技術、多**技術為主，計算機軟體和網路相應發展的主潮流。
在電子計算機飛速發展的同時，光學計算機也取得了突破性進展。2023年美國貝爾實驗室公佈了數字光學處理機的成果。據研製組的領導人艾倫?
董（董廷珏）說：「一個通用的光學計算機將在、2023年前後製造出來。」他預計光學計算機的運算速度可能比今天的超級計算機快1000至10000倍。
光在長距離內傳輸要比電子訊號快約100倍，光器件的耗能非常低。所以光計算機有廣闊的發展前途。
而比電子計算機和光學計算機更具優異效能的生物計算機（又稱分子計算機）正在研製之中。可以樂觀地預言，由電子計算機引發的新技術革命，將促進人類社會走向輝煌的未來。
電子計算機是20世紀科學技術的重要標誌。自從18世紀瓦特發明蒸汽機以來，再沒有什麼比電子計算機的發明更加激動人心的了。自它問世以來，就以驚人的速度發展著，它的廣泛應用，推動了現代科學和生產技術的迅速發展，並對社會生活的各個方面產生了深刻影響。
馮?諾伊曼作為電子計算機的重要研製者和組織者，為現代科學的進步作出了不可磨滅的貢獻。
值得注意的是，一個偶然的機會；把馮?諾伊曼引向20世紀後半期最重要的科學技術——計算機技術。僅從這一點，就可看出他具有的科學膽識和創造才能——善於捕捉機遇。
他憑著敏銳的識別能力，抓住有意義的線索，毅然投身到計算機研究領域。他在這一領域中發揮了卓越的獨創精神，使自己成為電子計算機、電腦科學和技術、數值分析的重要開創者。
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