冯·诺依曼为什么能够被尊为“计算机之父”？

Answer 1

冯·诺依曼奠定了现代计算机的基础，被世人尊为“计算机之父”，但在谈到他的理论与构思时，他谦虚地说，这些理论与构思的基础来自于英国数学家图灵和布尔的思想。 午治·布尔（Boolean George）1847年发表《思维规律研究》创立逻辑代数学，成功地把形式逻辑归结为一种代数，布尔认为，逻辑中的各种命题能够使用数学符号来代表，并能依据规则推导出相应于逻辑问题的适当结论。布尔的逻辑代数理论建立在两种逻辑值“真True”、“假False”和三种逻辑关系“与AND”、“或OR”、“非NOT”。这种理论为数字电子计算机的二进制、形关逻辑元件和逻辑电路的设计辅平了道路。1854年，布尔出版了名著《布尔代数》，并在此基础上，经过许多年的发展，形成了现代计算机的理论基础——娄理逻辑。 香农（C.E.Sharnorn）信息论创始人之一，1938年在其一篇硕士论文中指出：能够用二进制系统表达布尔代数中的逻辑关系，用“1”代表“真True”，用“0”代表“假False”，并由此用二进制系统来构筑逻辑运算系统。并指出，以布尔代数为基础，任何一个机械性推理过程，对电子计算机来说，都能像处理普通计算一样容易。香农把布尔代数与计算机二进制联系在了一起。 阿兰·图灵（Alan Mathison Turing）“人工智能之父”，被冯·诺依曼认为的“计算机之父”是一位天才人物，22岁就被选为英皇家学院研究员，1936年在论文《论可计算数及在密码上的应用》中，严格地描述了计算机的逻辑结构，首次提出了计算机的通用模型——“图灵机”，并从理论上证明了这种抽象计算机的可能性。 二战期间，图灵在英国外交部工作，设计了密码破译机（BOMBE），这实际上就是一台以继电器为器件的专用数字电子计算机，该机一次次地破译了敌军的密码，为反法西斯战争的胜利做出了贡献。 1945年，图灵在英国国家物理研究所开始设计自动计算机，阐述了用子程序实现某些运算而程序员不必知道机器运行细节的思想，为计算机高级语言的诞生奠定了基础。1950年，图灵制成了一台体现他设计思想的计算机模型机“PIOLOT ACE”。同年10月，图灵发表了《计算机器与智能》的论文，设计了著名的图灵测验，通过问答来测试计算机是否具有同人相等的智力，这一思考至今仍是计算机学术界探讨的核心问题之一。该论文引起了计算机学术界的极大震撼，奠定了人工智能理论的基础。 为纪念图灵对计算机科学的巨大贡献，美国计算机协会设立了“图灵奖”每年授予在计算机科学方面做出重大贡献的科学家，堪称计算机界的“诺贝尔奖”。 电子计算机在经历了第一代电子管，第二代晶体管，第三代中小规模集成电路，第四代大规模和超大规模集成电路时代之后，各种新技术、新工艺使计算机的发展向着微型化和巨型化方向发展。 开创巨型机制造的领衔人是被誉为“巨型机之父”的美国著名科学家克雷博士。克雷（Cary Kildall）1929年生于美国威斯康星州，大学毕业获数学和电气程学学两个学位。1957年他与奥尔林、安德森一起创建了CDC公司，他们租用仓库进行办公，由于克雷设计的计算机结构合理、运行速度快，深得用户信任，订单不断，公司发展很快。1961年仅占计算机市场1.6%份额的CDC小公司与占市场82%份额的巨无霸IBM公司成为计算机行业中的仅有两家赢得公司。CDC公司在克雷的领导下，在仅有工程师14人，其中4人是软件工程师，公司全班人马为34人的“小个子”开始向实力雄厚的“超大个子”IBM公司挑战，1964年，CDC公司研制成功了每秒运算300万次/主存容量为13万字节的巨型晶体管计算机CDC6600，这台机器是世界上最早应用于科研领域里的超大型计算机，它采用了“分布计算”结构，即把处理功能分散到主机与多台辅机，这种方式是计算机体系结构的一大创新，CDC6600被公认为是由计算机天才克雷设计制造，而且被公认在技术上有重大突破和创新。克雷在这之后，又设计了多种巨型机，他和全体公司人员一起在底板上接线、改线、布线，一起研究、设计、制造，在许多方面有突破，其中突破冯·依诺曼“串行工作方式”为“并行工作方式”、首次突破千万次、十亿次、百亿次每秒运算。从获得巨大成功的“克雷1号”（CARY—1）计算机，到“克雷4号”（CARY—4）计算机的研制，尤其是进入九十年代以后，克雷巨型计算机稳居巨型机宝座，占有60%的世界市场份额。大名鼎鼎的克雷博士不断进取，不断创新，被誉为“民族的智多星”、“巨型机之父”。1996年克雷因车祸不幸去逝。 与巨型机发展相对的微型机的发展几乎一直处于“军阀混战”状态。1967年惠普（HP）公司在大规模集成电路和发光二极管刚刚出现就研制成功了“HP35”型袖珍计算器，它给惠普公司带来了1.2亿的销售收入。1977年2月乔布斯（Steve Jobs）这位在电子学方面表现出特殊才能但却在大学一年级就退学的年青人和他的二位同伴，在小小的汽车库里生产出了苹果（APPLE）微型电脑推向市场。1981年8月“蓝色巨人”IBM公司向世界宣布它的第一台“个人计算机”PC诞生以后，行销世界，家喻户晓。近二十年来，微型计算机的发展愈来愈高档，也愈来愈微型化，膝上机、掌上机、腕上机一个接一个研制成功，而且实用、商业化。小小的“芯片”尽展无限魅力、无限功能。这不禁使人回想起世界上第一块芯片的诞生情景，1971年在一次计算机博览会上，一幅巨大的广告：“装在芯片上的计算机， INTEL4004！”吸引了所有参观者，世界上第一枚微处理器芯片诞生了，人们为英特尔的全新创造而震撼。 INTEL4004芯片的主要研制者是霍夫（Tod Hoff），他1937年出生于美国的曼彻斯特，从小虽在乡下长大，但对科学有着浓厚的兴趣，喜欢《大众科学》之类杂志，经常搞一些化学小实验和电气装置，读大学主攻电机工程专业，他中学毕业时根据铁轨传音原理发明了“火车电子探测器”，大学三年级又发明了一种“新型避雷器”，均获专利。大学毕业，他向国家科学基金会申请了一项研究性奖学金，深入研究半导体技术，后获斯坦福大学硕士和博士学位。1968年INTEL公司成立，霍夫被INTEL公司物色看中，并被任命为应用研究部经理。当时公司的办公条件十分简陋，设备和房子都是租来的，“需要乃成功之母”，霍夫得到了一份日本客商订单，要求生产一种新型的、极为复杂的台式计算器芯片。面对棘手问题，霍夫反复地考虑“运算、控制、存储”在最少的芯片上实现问题，灵感终于来了，霍夫马上记录道：第一将日本客商要求的逻辑电路压缩为为三片，即中央处理器，只读存储器、随机存储器；第二、利用只读存储器提供对中央处理器的驱动程序，利用随机存储器来存储数据。随后霍夫设计逻辑，好帮手费金画出芯片配线蓝图，梅瑟参与一起研究，霍夫终于如愿以偿，在世界上第一块微处理器上，集成了2000多个晶体管，第一块微处理器芯片INTEL4004诞生了。这极具划时代意义，霍夫也因此被誉为“第二次世界大战以来七位最有影响的科学家之一。” 微软公司始终与比尔·盖茨的名字紧紧相连。比尔·盖茨（Bill Gates）1955年10月生于西雅图，其父是律师，母亲是教师，他最喜欢的书是他所说的即使有CD—ROM来取代也舍不得扔的《世界图书百科全书》。在中学念书时，他就和以后与他长期合伙的保罗，开始使用著名的小型机生产公司DEC生产的POP—10型计算机，1968年盖茨与保罗在一家计算机中心使用电脑并查找电脑中的错误显露了在电脑领域里的天赋。1974年盖茨进入哈佛大学读法律之前，盖茨和保罗已经在计算机方面，尤其在程序编制方面做了许多工作并小有名气，他们两人起步最成功的是将他们开发的BASIC语言解释程序植入MITS公司的“牛郎星”电脑。1975年暑期，两人在阿尔伯基成立了微软公司，他们从最初的、仅仅拥有的世界微机产业第一标准软件产品，即为“牛郎星”微机配备的4KB解释程序资本到20多年后的今天，仅“Microsoft”这块商标就价值100多亿美元，而公司的市值已越过7500亿美元。从1981年微软取得IBM公司生产的PC机操作系统所有权MS—DOS、90年代的视窗软件Windows、94年起全面转向网络化领域直至电视机—电脑—网络交互机软件的开发，盖茨始终是世人关注的焦点人物。 在网络浏览器上能与微软公司挑战的是网景公司。在网景公司开发导航器之前，Internet的用户使用的是伊利诺斯大学的学生年仅23岁的马克·安德里森在1993年设计出的第一个图形浏览器Mosaic，该软件是第一个使英特网的World Wide Web可以被接受的软件，它使Internet用户一下子上升到1000万人以上。实际上从Mosaic开始，成千上万的人改变了自己的生活方式，学会了坐在计算机前漫游世界。1994年，安德里森与《侏罗纪公园》中风光一时的硅图像公司的缔造者吉姆·克拉克合作，创建了网景（Netscape）公司。至96年，Internet网上的大部分WWW浏览器是网景的导航器，网景占了上风。但到了97年，微软公司将网络软件、浏览器等与操作系统产品的紧密集成，又抢占了大量地盘。安德里森面对强大的对手一方面不断升级导航器，开发集成所见即所得的创作环境，喊出了“要跑得再快一些，使新产品能保持6个月以上的领先地位而拥有较强的竞争能力”，另一方面又感到“快到极限，会累垮”。但是人们要知道，软件巨人Microsoft能够急起直追赶上，与其依靠强大的财力成功地购买了安德森开发的Mosaic软件，并在此基础上开发、升级浏览器大有关系。