Sino si von Neumann? Ang malawak na masa ng populasyon ay pamilyar sa kanyang pangalan, kahit na ang mga hindi mahilig sa mas mataas na matematika ay kilala ang siyentipiko.
Ang bagay ay nakabuo siya ng isang komprehensibong lohika ng paggana ng computer. Sa ngayon, ipinatupad na ito sa milyun-milyong computer sa bahay at opisina.
Mga Pinakamahusay na Nagawa ni Neumann
Siya ay tinawag na isang man-mathematical machine, isang taong may hindi nagkakamali na lohika. Taos-puso siyang nagalak nang harapin niya ang isang mahirap na gawaing pang-konsepto na nangangailangan hindi lamang ng solusyon, kundi pati na rin ang paunang paglikha ng natatanging toolkit na ito. Ang siyentipiko mismo, kasama ang kanyang karaniwang kahinhinan, sa mga nakaraang taon, ay napakaikling - sa tatlong puntos - inihayag ang kanyang kontribusyon sa matematika:
- katwiran ng quantum mechanics;
- paglikha ng teorya ng unbounded operator;
- ergodic theory.
Hindi man lang niya binanggit ang kanyang kontribusyon sa teorya ng laro, sa pagbuo ng mga elektronikong kompyuter, sa teorya ng automata. At ito ay naiintindihan, dahil pinag-uusapan niya ang tungkol sa akademikong matematika, kung saan ang kanyang mga tagumpay ay mukhang kahanga-hangang mga taluktok ng katalinuhan ng tao gaya ng mga gawa ni Henri Poincaré, David Hilbert, Hermann Weyl.
Sociable sanguine type
Sa parehong orasnaalaala ng lahat ng kanyang mga kaibigan na, kasama ang hindi makatao na kapasidad para sa trabaho, si von Neumann ay may kahanga-hangang pagkamapagpatawa, ay isang napakatalino na mananalaysay, at ang kanyang bahay sa Princeton (pagkatapos lumipat sa USA) ay kinikilala na ang pinaka mapagpatuloy at magiliw. Ang mga kaibigan ng kaluluwa ay nagmamahal sa kanya at tinawag pa siya sa kanyang unang pangalan: Johnny.
Siya ay isang napaka-atypical mathematician. Ang Hungarian ay interesado sa mga tao, siya ay hindi pangkaraniwang nilibang ng tsismis. Gayunpaman, siya ay higit pa sa mapagparaya sa mga kahinaan ng tao. Ang tanging bagay na hindi niya kinokompromiso ay ang siyentipikong panlilinlang.
Ang scientist ay tila nangongolekta ng mga kahinaan at quirks ng tao upang mangolekta ng mga istatistika sa mga paglihis ng system. Gustung-gusto niya ang kasaysayan, panitikan, pag-alala sa mga katotohanan at petsa sa ensiklopedya. Si Von Neumann, bilang karagdagan sa kanyang katutubong wika, ay matatas sa Ingles, Aleman, at Pranses. Nagsalita rin siya, bagaman hindi walang kapintasan, sa Espanyol. Basahin sa Latin at Greek.
Ano ang hitsura ng henyong ito? Isang matapang na lalaki na may katamtamang taas na nakasuot ng kulay abong suit na may maluwag, ngunit hindi pantay, ngunit sa paanuman ay kusang bumibilis at bumababa sa lakad. Insightful look. Isang magaling na kausap. Maaari siyang makipag-usap nang ilang oras sa mga paksang kinaiinteresan niya.
Bata at pagdadalaga
Ang talambuhay ni Von Neumann ay magsisimula noong 1903-23-12. Sa araw na iyon sa Budapest, si Janos, ang panganay sa tatlong anak na lalaki, ay isinilang sa pamilya ng bangkero na si Max von Neumann. Siya ang magiging John sa hinaharap sa kabila ng Atlantiko. Gaano kalaki ang ibig sabihin sa buhay ng isang tao ng tamang pagpapalaki, na nagpapaunlad ng mga likas na kakayahan! Bago pa man mag-aral, sinanay na si Jan ng mga gurong tinanggap ng kanyang ama. Natanggap ng batang lalaki ang kanyang sekondaryang edukasyon sapiling Lutheran gymnasium. Siyanga pala, sabay na nag-aral sa kanya si E. Wigner, ang magiging Nobel Prize winner.
Pagkatapos ay nagtapos ang binata sa Unibersidad ng Budapest. Sa kabutihang palad para sa kanya, habang nasa unibersidad pa, nakilala ni Janos ang isang guro ng mas mataas na matematika, si Laszlo Ratz. Ang gurong ito na may malaking titik ang ibinigay upang matuklasan sa binata ang hinaharap na henyo sa matematika. Ipinakilala niya si Janos sa bilog ng Hungarian mathematical elite, kung saan tinugtog ni Lipot Fejer ang unang violin.
Salamat sa pagtangkilik nina M. Fekete at I. Kurshak, si von Neumann ay nakakuha ng reputasyon bilang isang batang talento sa mga siyentipikong bilog sa oras na matanggap niya ang kanyang sertipiko ng matrikula. Talagang maaga ang kanyang pagsisimula. Isinulat ni Janosz ang kanyang unang akdang pang-agham na "On the Location of Zeros of Minimal Polynomials" sa edad na 17.
Romantic at classic na pinagsama sa isa
Ang Neumann ay namumukod-tangi sa mga kagalang-galang na mathematician para sa kanyang versatility. Sa posibleng pagbubukod lamang ng teorya ng numero, lahat ng iba pang sangay ng matematika ay naiimpluwensyahan sa isang antas o iba pa ng mga ideya sa matematika ng Hungarian. Ang mga siyentipiko (ayon sa klasipikasyon ni W. Oswald) ay alinman sa mga romantiko (generator ng mga ideya) o mga klasiko (nagagawa nilang kunin ang mga kahihinatnan mula sa mga ideya at bumalangkas ng isang kumpletong teorya.) Maaaring maiugnay siya sa parehong mga uri. Para sa kalinawan, ipinakita namin ang mga pangunahing gawa ni von Neumann, habang tinutukoy ang mga seksyon ng matematika kung saan nauugnay ang mga ito.
1. Itakda ang Teorya:
- "Sa axiomatics ng set theory" (1923).
- “Sa teoryakatibayan ni Hilbert (1927).
2. Teorya ng laro:
- "Sa theory of strategic games" (1928).
- Pangunahing gawain na "Economic Behavior and Game Theory" (1944).
3. Quantum Mechanics:
- "On the Foundations of Quantum Mechanics" (1927).
- Monograph "Mathematical Foundations of Quantum Mechanics" (1932).
4. Ergodic theory:
- "Sa algebra ng mga functional operator.." (1929).
- Serye ng mga gawa "On operator rings" (1936 - 1938).
5. Mga inilapat na gawain sa paggawa ng computer:
- "Numerical Inversion of Matrices of High Order" (1938).
- "Ang lohikal at pangkalahatang teorya ng automata" (1948).
- "Synthesis ng mga mapagkakatiwalaang system mula sa mga hindi mapagkakatiwalaang elemento" (1952).
Orihinal, tinasa ni John von Neumann ang kakayahan ng isang tao na makisali sa kanyang paboritong agham. Sa kanyang opinyon, sa pamamagitan ng kanang kamay ng Diyos ito ay ibinigay sa mga tao upang bumuo ng mga kakayahan sa matematika hanggang sa 26 na taon. Ito ay ang maagang pagsisimula, ayon sa siyentipiko, na pangunahing mahalaga. Pagkatapos, ang mga tagasunod ng "reyna ng mga agham" ay may panahon ng propesyonal na pagiging sopistikado.
Kwalipikasyon, na lumalaki salamat sa mga dekada ng pagsasanay, ayon kay Neumann, ay nagbabayad para sa pagbaba ng mga likas na kakayahan. Gayunpaman, kahit na pagkatapos ng maraming taon, ang siyentipiko mismo ay nakikilala sa pamamagitan ng parehong talento at kamangha-manghang pagganap, na nagiging walang limitasyon kapag nilutas ang mahahalagang problema. Halimbawa, ang mathematical na pagbibigay-katwiran ng quantum theory ay tumagal lamang sa kanya ng dalawang taon. At sa mga tuntunin ng lalim ng pag-aaral, ito ay katumbas ng dose-dosenang taon ng trabaho ng buong siyentipikong komunidad.
Aymga prinsipyo ni von Neumann
Paano karaniwang sinimulan ng batang Neumann ang kanyang pagsasaliksik, tungkol sa kaninong gawain ang sinabi ng mga kagalang-galang na propesor na “nakikilala mo ang isang leon sa pamamagitan ng mga kuko nito”? Siya, simulang lutasin ang problema, unang bumalangkas ng isang sistema ng mga axiom.
Kumuha ng espesyal na case. Ano ang mga prinsipyo ni von Neumann na may kaugnayan sa kanyang pagbabalangkas ng matematikal na pilosopiya ng pagbuo ng kompyuter? Sa kanilang pangunahing rational axiomatics. Hindi ba totoo na ang mga mensaheng ito ay puno ng napakatalino na pang-agham na intuwisyon!
Sila ay solid at layunin, bagama't sila ay isinulat ng isang teorista noong wala pang kompyuter:
1. Dapat gumana ang mga computing machine sa mga numerong kinakatawan sa binary form. Ang huli ay nauugnay sa mga katangian ng semiconductors.
2. Ang proseso ng computational na ginawa ng makina ay kinokontrol ng isang control program, na isang pormal na pagkakasunud-sunod ng mga executable command.
3. Ang memorya ng isang computer ay gumaganap ng isang dual function: pag-iimbak ng parehong data at mga programa. Bukod dito, pareho ang mga iyon at ang iba pa ay naka-encode sa binary form. Ang pag-access sa mga programa ay katulad ng pag-access sa data. Ayon sa uri ng data ay pareho sila, ngunit naiiba ang mga ito sa paraan ng pagpoproseso at pag-access sa memory cell.
4. Ang mga cell memory ng computer ay matutugunan. Sa isang partikular na address, maaari mong ma-access ang data na nakaimbak sa cell anumang oras. Ganito gumagana ang mga variable sa programming.
5. Pagbibigay ng natatanging pagkakasunud-sunod ng pagpapatupad ng mga utos sa pamamagitan ng paggamit ng mga conditional na pahayag. Kasabay nito, sila ay isasagawa hindi sa natural na pagkakasunud-sunod ng kanilang pag-record, ngunit sumusunod sa tinukoyjump targeting programmer.
Impressed physicist
Ang pananaw ni Neumann ay nagbigay-daan sa kanya na makahanap ng mga ideya sa matematika sa pinakamalawak na mundo ng mga pisikal na phenomena. Ang mga prinsipyo ni John von Neumann ay nabuo sa creative joint work sa paglikha ng EDVAK computer kasama ng mga physicist.
Naalala ng isa sa kanila, na pinangalanang S. Ulam, na agad na naunawaan ni John ang kanilang iniisip, pagkatapos ay isinalin ito sa wika ng matematika sa kanyang utak. Nang malutas ang mga pagpapahayag at mga pakana na binuo ng kanyang sarili (halos agad na gumawa ng magaspang na kalkulasyon ang siyentipiko sa kanyang isipan), sa gayon ay naunawaan niya ang pinakadiwa ng problema.
At sa huling yugto ng gawaing deduktibo na ginawa, binago ng Hungarian ang kanyang mga konklusyon pabalik sa "wika ng pisika" at ibinigay ang pinaka-up-to-date na impormasyong ito sa kanyang mga tulalang kasamahan.
Ang ganitong deductivity ay gumawa ng matinding impresyon sa mga kasamahang kasangkot sa pagbuo ng proyekto.
Analytical substantiation ng pagpapatakbo ng computer
Ang mga prinsipyo ng paggana ng von Neumann computer ay ipinapalagay na magkahiwalay na bahagi ng makina at software. Kapag nagbabago ng mga programa, ang walang limitasyong pag-andar ng system ay nakakamit. Ang siyentipiko ay pinamamahalaang lubos na makatwiran na analytically matukoy ang mga pangunahing functional na elemento ng hinaharap na sistema. Bilang isang elemento ng kontrol, ipinalagay niya ang feedback dito. Ibinigay din ng siyentipiko ang pangalan sa mga functional unit ng device, na sa hinaharap ay naging susi sa rebolusyon ng impormasyon. Kaya, ang imaginary computer ni von Neumann ay binubuo ng:
- memorya ng makina, o storage device (pinaikling memory);
- logic-arithmetic unit (ALU);
- control unit (CU);
- I/O device.
Kahit sa isa pang siglo, makikita natin ang napakatalino na lohika na nakamit niya bilang isang pananaw, bilang isang paghahayag. Gayunpaman, ito ba talaga? Pagkatapos ng lahat, ang buong nabanggit na istraktura, sa kakanyahan nito, ay naging bunga ng gawain ng isang natatanging lohikal na makina sa anyo ng tao, na ang pangalan ay Neumann.
Mathematics ang naging pangunahing tool niya. Kahanga-hanga, sa kasamaang-palad, ang huli na klasikong Umberto Eco ay sumulat tungkol sa gayong kababalaghan. Ang henyo ay palaging naglalaro sa isang elemento. Ngunit napakatalino niyang maglaro na lahat ng iba pang elemento ay kasama sa larong ito!”
Functional na diagram ng isang computer
Nga pala, binalangkas ng siyentipiko ang kanyang pag-unawa sa agham na ito sa artikulong "Mathematician". Isinasaalang-alang niya ang pag-unlad ng anumang agham sa kakayahan nito na nasa saklaw ng pamamaraang matematika. Ito ay ang kanyang mathematical modeling na naging isang mahalagang bahagi ng imbensyon sa itaas. Sa pangkalahatan, ang klasikal na arkitektura ng von Neumann ay parang ipinapakita sa diagram.
Gumagana ang scheme na ito tulad ng sumusunod: paunang data, pati na rin ang mga programa, ipasok ang system sa pamamagitan ng isang input device. Sa hinaharap, pinoproseso ang mga ito sa arithmetic logic unit (ALU). Nagsasagawa ito ng mga utos. Ang bawat isa sa kanila ay naglalaman ng mga detalye: mula sa kung aling mga cell data ang dapat kunin, anong mga transaksyon ang dapat gawin sa kanila, kung saan i-save ang resulta (ang huli ay ipinatupad sakagamitan sa imbakan). Ang output data ay maaari ding direktang i-output sa pamamagitan ng isang output device. Sa kasong ito (kumpara sa pag-iimbak sa memorya), inangkop ang mga ito sa pang-unawa ng tao.
Ang pangkalahatang pangangasiwa at koordinasyon ng nasa itaas na mga structural block ng circuit ay ginagawa ng control unit (CU). Sa loob nito, ang control function ay ipinagkatiwala sa command counter, na nagpapanatili ng isang mahigpit na talaan ng pagkakasunud-sunod kung saan ang mga ito ay isinasagawa.
Tungkol sa isang makasaysayang pangyayari
Upang maging pangunahing, mahalagang tandaan na ang gawain sa paglikha ng mga computer ay kolektibo pa rin. Ang mga computer ng Von Neumann ay binuo ayon sa pagkakasunud-sunod at sa gastos ng US Armed Forces Ballistics Laboratory.
Ang makasaysayang pangyayari, bilang resulta kung saan ang lahat ng gawaing isinagawa ng isang pangkat ng mga siyentipiko ay naiugnay kay John Neumann, ay isinilang nang hindi sinasadya. Ang katotohanan ay ang pangkalahatang paglalarawan ng arkitektura (na ipinadala sa pang-agham na komunidad para sa pagsusuri) sa unang pahina ay naglalaman ng isang solong lagda. At ito ay pirma ni Neumann. Kaya, dahil sa mga panuntunan sa pag-uulat ng mga resulta ng pag-aaral, nagkaroon ng impresyon ang mga siyentipiko na ang sikat na Hungarian ang may-akda ng lahat ng gawaing ito sa buong mundo.
Sa halip na isang konklusyon
Upang maging patas, dapat tandaan na kahit ngayon ang sukat ng mga ideya ng mahusay na matematiko sa pag-unlad ng mga kompyuter ay lumampas sa mga posibilidad ng sibilisasyon sa ating panahon. Sa partikular, iminungkahi ng gawain ni von Neumann ang pagbibigay ng mga sistema ng impormasyon ng kakayahang magparami ng kanilang mga sarili. At ang kanyang huling, hindi natapos na gawain ay tinawag na sobrang nauugnay kahit ngayon:"Computer at utak".
