三功勋卓著的电脑名家

世纪的长河用乳汁养育了人类的世世代代，也哺育了一代功勋卓著的电脑名家。

回顾科技进步的历史，人们还清楚地记得，当年多瑙河畔的一缕春风，不仅吹绿了两岸的山川原野，也给经历漫长中世纪黑暗的欧洲大地带来了科技之春，给自然科学的研究带来了一抹绚丽的朝霞。1543 年，哥白尼经过大半生的研究，发表了《天体运行论》提出“太阳中心说”，叩开了近代自然科学殿堂的大门，标志着自然科学开始从神学中解放出来。其后的几十年里，意大利云集了一批批具有叛逆精神的杰出的科学家，他们在罗马建立了“山猫学会”，在那不勒斯建立了“自然奥秘学会”，在佛罗伦萨建立了“齐芒托学会”。著名的学家伽利略发现了单摆等时性定律、落体运动定律、惯性定律和相对性原理，用他自制的望远镜观察到银河系是由无数星星汇集而成，发现了太阳黑子和月亮上的群山峡谷，因此而成为近代科学的奠基人之一。此外，意大利还出现了天文学家布鲁诺、数学家塔尔塔利亚等。1666 年，又一颗世界自然科学巨星在英国出现了，他就是牛顿，发现了万有引力定律和标志着牛顿力学诞生的运动三定律。恩格斯赞誉说：“牛顿由于发明了万有引力定律而创立了科学的天文学，由于进行了光的分解而创立了科学的光学，由于认识了力的本性而创立了科学的力学。”从而使英国的科学技术水平提高到世界的顶峰。经过多年的科学技术准备，为世界上第一次产业革命创造了条件。1733 年杰·凯伊发明了飞梭，1768 年阿克赖特发明了水力纺纱机。第一次产业革命使英国乃至全世界步入了“蒸汽机时代”。“文艺复兴” 为欧洲的产业革命奠定了基础。也为一批时代的科学家诞生提供了社会环境的土壤。

然而由于欧洲产业革命的结果，大机器进入工业，提高了社会生产率，也导致一大批技术人员失业，造成 19 世纪末的一次大规模的人口迁移，包括科学技术专家在内的大量欧洲人涌入美国，使美国获得了历史上千载难逢的科技发展的天然契机。被誉为“划时代的科学巨人”爱因斯坦就是从欧洲逃到美国去的。他到美国以后，建议美国实施制造原子弹的曼哈顿计划。从而使美国进一步网络了一批高级科研人员，使自然科学的研究，在物理、化学、生物学等诸方面都跨进了世界先进领域。特别是爱迪生发明了电，使美国在科学技术研究上出现了突破性的进展，导致电力工业的大发展，进而油田的发现带动了汽车工业、航空工业、石油化学工业和电子工业发展。以致于 1946 年，欧洲大地上刚刚经历过一场前所未有的世界大战浩劫，人们还在掩埋战争伤亡的尸骨、清扫战场上的残骸的时候，美籍匈牙利数学家冯·诺伊曼和美国控制论专家维纳合作已成功发明了世界第一台电子计算机。这台电子计算机的诞生，使美国率先进入“电子计算机”时代。

历史步入信息时代，信息作为新技术时代的重要资源，也为人类的科学创造提供了环境条件。有人把冯·诺伊曼誉为“计算机之父”，因为他领导设计研制的世界上第二台电子计算机（EDVAC）比第一台计算机（EMIAC）有三处重大改进，奠定了以后各代电子计算机的基础。十分有趣的是，冯·诺伊曼投身于电子计算机研究是从他获取一个重要信息才开始的。

1944 年夏天，冯·诺伊曼正在进行原子弹的研制工作，一次他在阿伯丁火车站同第一台电子计算机研制的组织者格尔斯坦邂逅相遇。在相互交谈

中，他了解到正在研制 ENIAC，立即被这个新生事物所吸引，并且预见到它的强大生命力。随后他很快加入了研制计算机的行列。阿伯丁火车站获得的那个重要的信息，使冯·诺伊曼迈步于电子计算机事业，并成为他在发展计算机事业上作出历史性贡献的重要起点。

从某种意义上说，阿伯丁火车站诞生了一代伟人——“计算机之父”。1.冯·诺伊曼式计算机体系结构的创始人

J·冯·诺伊曼是美籍匈牙利数学家。1903 年 12 月 28 日生于布达佩斯。他先后进入柏林大学和苏黎世技术学院学习。1925 年毕业，获化学工程

师称号。1926 年获布达佩斯大学数学博士学位。毕业后在德国汉堡大学任教。1930 年移居美国，在普林斯顿大学和该校高级研究所工作。1945 年任计算机研究所所长，1954 年任原子能委员会委员。

他于 1944 年参加了由 J·W·莫奇利和 J·P·埃克脱领导的 ENIAC 计算机的研究工作，在计算机的理论和设计方面发挥了重要作用。

1945 年，他发表了离散变量自动电子计算机 EDVAC 计算机设计方案，提出全新的措施。1946 年，他与 J·巴科斯等合作，提出了更加完善的计算机设计报告《电子计算机逻辑设计初探》。它是以 C·E·仙农提倡的二进制、存贮程序以及指令和数据统一存贮为基础，对于现代计算机的发展具有重要的意义。

迄今为止，世界上各类计算机的基本结构大多数建立在冯·诺伊曼（Von Neumann）计算机模型基础之上。冯·诺伊曼作为美国阿伯丁试验基地的顾问参加了 ENAIC 机的研制工作，从中受到很多启发。1946 年，他在他所领导的计算机研制小组进行计算机新方案的设计过程中，吸取了科学工作者的长期艰苦研究成果的精华，明确提出了两个极其重要的思想：存贮程序和二进制。

众所周知，任何复杂的运算都可以分解为一系列简单的操作步骤，如较复杂的乘法可以分解为一系列简单的加法操作来完成。不过，这些简单操作应是计算机能直接实现的被称之为“指令”的基本操作，如加法指令，减法措令等等。

在用计算机解算一个题目时，其基本做法是：先确定分解的算法，编制计算的步骤，选取能实现相应操作的指令，构成所谓的“程序”（一组顺序执行的指令）。如果把程序和解算问题时所需的一些数据均以计算机能识别和接受的二进制代码形式预先按一定次序存放到计算机的内存贮器中，计算机运行时就可从存贮器中取出一条指令，实现一个基本操作，以后自动地逐条取出指令，执行所指的操作，继续这个过程，最终便完成一个复杂的运算。这个原理就是存贮程序的基本思想。

根据存贮程序的原理，计算机解题过程就是不断引用存贮在计算机中的指令和数据的过程。只要事先存入不同的程序，计算机就可以实现不同的任务，解决不同的问题。可见，存贮程序与 ENIAC 机繁琐的外部接线法截然不同，它使计算机的编程（程序设计）发生了质的变化，极大的方便了计算机的使用。

所谓“二进制”这里是指计算机中的指令和数据均以二进制代码的形式存贮。早先的计算机为了迎合人们的使用习惯而在设计时采用十进制表示，致使计算机结构非常复杂，也阻碍了计算速度的提高和发展。精通数学的

冯·诺伊曼在其设计方案中勇敢地抛弃了使用几千年的十进制，提出了用二进制表示计算机信息的思想。二进制只有 0 和 1 两个数。容易表示、容易实现，例如可用电子器件的截止和饱和两个稳态即高电平和低电平表示。而且二进制运算规则比十进制简单得多，这样可极大简化计算机的结构，运算速度也可大大提高。可以说，如果没有“二进制”和“存贮程序”这两个革命性思想，当时的计算机技术是难以飞跃发展的。

“存贮程序”原理和“二进制”思想奠定了现代计算机设计的基础，进一步明确了计算机五大组成部分的关系。