馮·諾伊曼 (1903-1957)
馮·諾伊曼（Neumann，John von)，是20世紀最傑出的數學家之一，於1945年提出了“程
序內存式”計算機的設計思想。這一卓越的思想為電子計算機的邏輯結構設計奠定了基礎
，已成為計算機設計的基本原則。由於他在計算機邏輯結構設計上的偉大貢獻，他被譽為
“計算機之父”。
諾伊曼於1903年出生於匈牙利的布達佩斯。他是一個數字神童，11歲時已顯示出數學天賦
。12歲的諾伊曼就對集合論，泛函分析等深奧的數學領域瞭如指掌。青年時期，諾伊曼從
著名數學家希爾伯特，從此，他更是如魚得水，在數學在海洋中暢遊。在獲得數字博士之
後，他成為美國普林斯頓大學的第一批終身教授，那時，他還不到30歲。
諾伊曼不僅是個數學天才，在其他領域也大有建樹。他精通七種語言，在化學方面也有相
當的造詣，曾獲蘇黎世高等技術學院化學系大學學位。更為難得的是，他並不僅僅局限於
純數學上的研究，而是把數學應用到其他學科中去。他對經典力學、量子力學和流體力學
的數學基礎進行過深入的研究，並獲得重大成果，這些都說明諾伊曼具備了堅實的數理基礎，和廣博的知識，為他後來從事計算機邏輯設計提供了堅強的後盾。
1944年，諾伊曼參加原子彈的研製工作，該工作涉及到極為困難的計算。在對原子核反應
過程的研究中，要對一個反應的傳播做出“是”或“否”的回答。解決這一問題通常需要
通過幾十億次的數學運算和邏輯指令，儘管最終的數據並不要求十分精確，但所有的中間
運算過程均不可缺少，且要儘可能保持準確。他所在的洛·斯阿拉莫斯實驗室為此聘用了一百多名女計算員，利用台式計算機從早到晚計算，還是遠遠不能滿足需要。無窮無盡的數字和邏輯指令如同沙漠一樣把人的智慧和精力吸盡。
被計算機所困擾的諾伊曼在一次極為偶然的機會中知道了ENIAC計算機的研製計劃，
從此他投身到計算機研製這一宏偉的事業中，建立了一生中最大的豐功偉績。
1944年夏的一天，正在火車站候車的諾伊曼巧遇戈爾斯坦，並同他進行了短暫的交談。當
時，戈爾斯坦是美國彈道實驗室的軍方負責人，他正參與ENIAC計算機的研製工作。在交
談在，戈爾斯坦告訴了諾伊曼有關ENIAC的研製情況。具有遠見卓識的諾伊曼為這一研製
計劃所吸引，他意識到了這項工作的深遠意義。
幾天之後，諾伊曼專程來到莫爾學院，參觀了尚未竣工的這台龐大的機器，並以其敏
銳的眼光，一下子抓住了計算機的靈魂－－邏輯結構問題，令年輕的ENIAC的研製們敬佩
不已。
因實際工作中對計算的需要以及把數學應用到其他科學問題的強烈願望，使諾伊曼迅速決
定投身到計算機研製者的行列。對業已功成名就的諾伊曼來說，這樣做需要極大的勇氣，
因為這是一個成敗未卜的新征途，一旦失敗，會影響他已取得的名譽和地位。諾伊曼卻以
對新事物前途的洞察力，毅然決然地向此征途邁出了第一步，於1944年8月加入莫爾計算機研製小組，為計算機研製翻開了輝煌的一頁。
諾伊曼以其非凡的分析、綜合能力及雄厚的數理基礎，集眾人之長，提出了一系列優秀的
設計思想，在他和莫爾小組其他成員的共同努力下，只經歷了短短的十個月，人類在數千
年中積累起來的科學技術文明，終於結出了最激動人心的智慧之花－－一個全新的存儲程
序通用電子計算機方案（EDVAC方案）誕生了。
諾伊曼以“關於EDVAC的報告草案”為題，起草了長達101頁的總結報告。報告廣泛而具體
地介紹了製造電子計算機和程序設計的新思想。報告明確規定，EDVAC計算機由計算器、
邏輯控制裝置、存儲器、輸入和輸出五大部分組成，並闡述了這五大部分的職能和相互關
系。這份報告是計算機發展史上一個劃時代的文獻，它向世界宣告：電子計算機的時代開始了。
1954年6月，諾伊曼到美國普林斯頓高級研究所工作，出任ISA計算機研製小組的主任
職位。在那時，他提出了更加完善的設計報告“電子計算裝置邏輯結構初探”。報告中，
諾伊曼對EDVAC中的兩大設計思想作了進一步的論證，為計算機的設計樹立了一座里程碑
。
設計思想之一是二進制，他根據電子元件雙穩工作的特點，建議在電子計算機中採用
二進制。報告提到了二進制的優點，並預言，二進制的採用將大簡化機器的邏輯線路。
實踐證明了諾伊曼預言的正確性。如今，邏輯代數的應用已成為設計電子計算機的重
要手段，在EDVAC中採用的主要邏輯線路也一直沿用着，只是對實現邏輯線路的工程方法
和邏輯電路的分析方法作了改進。
程序內存是諾伊曼的另一傑作。通過對ENIAC的考察，諾伊曼敏銳地抓住了它的最大弱點
－－沒有真正的存儲器。ENIAC只在20個暫存器，它的程序是外插型的，指令存儲在計算
機的其他電路中。這樣，解題之前，必需先相好所需的全部指令，通過手工把相應的電路
聯通。這種準備工作要花幾小時甚至幾天時間，而計算本身只需幾分鐘。計算的高速與程序的手工存在着很大的矛盾。
針對這個問題，諾伊曼提出了程序內存的思想：把運算程序存在機器的存儲器中，程序設
計員只需要雲存儲器中尋找運算指令，機器就會自行計算，這樣，就不必每個問題都重新
編程，從而大大加快了運算進程。這一思想標誌着自動運算的實現，標誌着電子計算機的
成熟，已成為電子計算機設計的基本原則。
馮·諾伊曼為計算機的發展道路打通了一道道關卡。儘管長期以來，關於二進制的引
入和程序內存的發明權一直有爭議，但是，諾伊曼在計算機總體配置和邏輯設計上所做的
卓越貢獻掀起了一次計算機熱潮。推動了電子計算機的發展。他無愧於“計算機之父”這
一美稱。
