Роль Дж. фон Неймана в создании электронной вычислительной техники

Содержание Введение 3 Роль Дж. фон Неймана в создании электронной вычислительной техники ….4 Заключение 23 Список литературы 25 Содержание

Принципы, сформулированные фон Нейманом, стали общепринятыми только потому, что широко применялись все время; они были положены в основу как больших ЭВМ первых поколений, так и более поздних мини ЭВМ и микро ЭВМ.Подавляющее большинство вычислительных машин на сегодняшний день – фон-неймановские машины. Исключение составляют лишь отдельные разновидности систем для параллельных вычислений, в которых отсутствует счетчик команд, не реализована классическая концепция переменной и имеются другие существенные принципиальные отличия от классической модели (примерами могут служить потоковая и редукционная вычислительные машины).Благодаря фирме IBM идеи фон Неймана реализовались в виде широко распространенного в наше время принципа открытой архитектуры системных блоков компьютеров. Согласно этого принципа компьютер не является единым неразъемным устройством, а состоящим из независимо изготовленных частей, причем методы сопряжения устройств с компьютером не являются секретом фирмы-производителя, а доступны всем желающим. Таким образом, системные блоки можно собирать по принципу детского конструктора, то есть менять детали на другие, более мощные и современные, модернизируя свой компьютер ( апгрейд , upgrade –«повышать уровень». Новые детали полностью взаимозаменяемы со старыми. «Открыто архитектурными» персональные компьютеры делает также системная шина, это некая виртуальная общая дорога или жила, или канал, в который выходят все выводы ото всех узлов и деталей системного блока. Надо сказать, что большие компьютеры (не персональные) не обладают свойством открытости, в них нельзя просто так что-то заменить другим, более совершенным, например, в самых современных компьютерах могут отсутствовать даже соединительные провода между элементами компьютерной системы: мышью, клавиатурой («keyboard» - «клавишная доска») и системным блоком. Они могут общаться между собой при помощи инфракрасного излучения, для этого в системном блоке есть специальное окошко приема инфракрасных сигналов (по типу пульта дистанционного управления телевизора).В начале приведу характеристику некоторых важных аспектов современной математики, данную Дж. фон Нейманом: «…Я считаю, что достаточно хорошее приближение к истине (которая слишком сложна, чтобы допускать что-нибудь, кроме аппроксимации) состоит в следующем. Математические идеи рождаются в сфере эмпирики, но генеалогия их иногда длинна и запутанна. Однако коль скоро эти идеи возникли, они обретают независимое, самостоятельное существование и их лучше сравнивать с художественными произведениями, которые всецело подчиняются эстетическим оценкам, чем с чем-либо другим и, в частности, с эмпирическими науками. Тем не менее, здесь имеется одно обстоятельство, на которое, я полагаю, следует обратить особое внимание. По мере того как математическая дисциплина отрывается от своего эмпирического источника, а тем более когда она принадлежит второму или третьему поколению и лишь косвенно вдохновляется идеями, восходящими к «реальности», над ней нависает очень серьезная опасность. Она превращается во всё более и более чисто эстетическое упражнение, в l'art pour l'art (искусство ради искусства). Это не всегда плохо, если вокруг данной дисциплины находятся другие родственные разделы математики, обладающие более тесными связями с эмпирическими науками, или же данная дисциплина находится под влиянием людей с исключительно хорошо развитым вкусом. Но существует серьезная опасность, состоящая в том, что математическая дисциплина начнет развиваться по линии наименьшего сопротивления, что поток вдали от источника разделится на множество мелких рукавов и что соответствующий раздел математики обратится в хаотическую массу деталей и разного рода сложностей. Иными словами, на большом расстоянии от эмпирического источника или в результате чересчур абстрактного инбридинга математической дисциплине угрожает вырождение. При рождении того или иного раздела математики стиль обычно бывает классическим; когда же он приобретает черты перерождения в барокко, это следует расценивать как сигнал опасности. Легко привести примеры соответствующих процессов перерождения математических теорий в барокко и даже высокое барокко, но это уже во многом сугубо технический вопрос.Если этот этап развития математической дисциплины достигается, единственным исцеляющим лекарством является впрыскивание в нее более или менее собственно эмпирических идей. Я убежден, что это необходимое условия сохранения свежести и жизненной силы математической теории, и что это положение останется в силе и в будущем».Немногие математики разделили бы эти взгляды Дж. фон НейманаНо как мы можем защитить современную абстрактную математику от вырождения? Согласно Д. фон Нейману путем «впрыскивания в нее более или менее собственно эмпирических идей».В этой идее важны два момента. Первый. Вырождение не есть вопрос её общезначимости. Общезначимость некоторых результатов, которые могут быть образцами её вырождения, по фон Нейману, может быть менее сомнительна, нежели некоторые уважаемые всеми достижения ряда блестящих математиков. Значит, если мы намерены контролировать процесс вырождения, то надо критиковать не общезначимость результатов, а нечто иное, а именно источник данных результатов. И второй момент. Можно избежать вырождения в том случае, если не воспарять высоко вверх от эмпирического источника математики.Второй момент, тем не менее, спорен. По давней традиции математики обязаны обеспечивать свидетельства общезначимости их результатов. Сейчас – если принять предупреждение фон Неймана всерьез – мы должны потребовать от них, чтобы их результаты были простимулированы «впрыскиванием в математику более или менее собственно эмпирических идей».Дж. фон Нейман безусловно опротестовал бы столь упрощенное истолкование своих мыслей. Но означает ли это, что его соображения не имеют никакой практической пользы?Проблема в том, что хотя «впрыскивание в математику более или менее собственно эмпирических идей» может быть мощным стимулом развития – дельта-функция Дирака является замечательным примером этого – но ошибочно отвергать автономность развития математики, следование её своим курсом при условии, конечно, здорового взаимодействия с наукой и искусством[3, 42].Таким образом, можно согласиться с тем, что для защиты от вырождения математики нужно иметь в виду лишь уважаемые, достойные источники. Но неразумно ограничивать уважаемые источники лишь сферой эмпирии. Нет и не должно быть никаких априорных ограничений на то, что можно считать уважаемым – каждый случай требует специального обсуждения. Любая проблема – эмпирического свойства она или нет – может быть кандидатом на «уважаемость» и «достойность».Требование, связанное с определением статуса проблемы, и теоретически, и практически важно. Если воспринимать проблему вырождения математики серьезно, мы должны быть консерваторами, мы обязаны иметь в виду разумную непрерывность в последовательности проблем. Это требование, однако, совпадает с требованием внедрения эвристических элементов в стиль математического рассуждения и представления результатов и более того – внедрения этих элементов в систему математического образования.Подобного рода изменения в современных подходах безусловно непросты, но некоторые из представителей современной математики уже ощущают необходимость таковых. Приведу только два примера.В современных учебниках по теории меры или теории вероятностей мы часто сталкиваемся с определением измеримого множества, данном Каратеодори. Оно звучит следующим образом: «Множество Е в Н в наследственном у-кольце Н является м*- измеримым если для любого А в Нµ A = µ A ? E + µ A ? E " где м* есть внешняя мера на Н».Загадочное определение. Конечно, можно всегда найти простой выход и заявить, что математики определяют свои понятия как им нравится. Но серьёзные ученые не прибегают к столь легкомысленным объяснениям. Они не могут сказать, что это лишь правильное, истинное определение измеримости и что зрелый математический ум должен видеть его именно таким. Обычно математик туманно намекает, что необходимо посмотреть на следствия, которые получаются из такого рода определений: «определения – это догмы; только следствия из них способны пробудить новые мысли».ЗаключениеДжон фон Нейман чувствовал себя практически в любой обстановке непринужденно илегко:и на работе, и в обществе,– без каких-либо усилий переключаясь от сухой математической теории к элементам вычислительной техники. Благодаряэтому многие коллеги считали его «ученым среди ученых», определенным«новым человеком», что, кстати, и означала фамилия ученого в переводе с немецкого. Теллер сказал однажды в шутку, что Нейман – один из редких математиков, которые способны снизойти до уровня физика. Сам же фон Нейман с присущим ему чувством юмора объяснял свою оперативность тем, что он родился и вырос в Будапеште: «Только человек, родившийся в Будапеште, может, войдя во вращающиеся двери после вас, выйти из них первым».Интерес Неймана к компьютерам в определенной степени связан с его активным участием в суперсекретном Манхэттенском проекте по созданию атомной бомбы, разрабатывавшемся в Лос-Аламосе. Кстати, именно там Нейману удалось математически доказатьреализуемость взрывного метода детонации атомной бомбы. С той поры он размышлял о значительно более мощном оружии – водородной бомбе, создание которой требовало значительно более сложных расчетов.Нейман осознавал, что компьютер представляет собой, с одной стороны,не более, чем обычный калькулятор, но в то же время– по крайней мере потенциально – он являет собой универсальный инструмент для проведения научных исследований. В июле 1954 г., меньше чем через год после того, как Нейман примкнул к группе Эккерта и Моучли, Нейман подготовил отчет на 101 странице, в котором обобщил планы работы над машиной EDVAC. Данный отчет, озаглавленный «Предварительный доклад о машине EDVAC» представлял собой замечательное описание не только самой машины, но и ее логических свойств. Присутствовавший на докладе военный эксперт Голдстейн размножил доклад и разослал ученым как США, так и Великобритании.Благодаря этому «Предварительный доклад» фон Неймана стал первой работой по цифровым электронным компьютерам, с которым познакомились широкие круги научной общественности. Доклад передавали из рук в руки, из лаборатории в лабораторию, из университета в университет, из одной страны в другую. Данная работа обратила на себя особенное внимание, поскольку Нейман обладал широкой известностью в ученом мире. С того момента компьютер был признан объектом, представлявшим научный интерес. В самом деле, и сегодня ученые порой называют компьютер «машиной фон Неймана».Дж. фон Нейман внес значительный вклад в развитие электронно-вычислительных машин, который невозможно преувеличить. Его математический гений позволил ему по-новому взглянуть на конструкцию и внутреннее устройство, а также принципы деятельности первых ЭВМ и на поколения вперед прогнозировать развитие данных машин.Список литературыДанилов Ю. А. Джон фон Нейман. – М.: Знание, 1981.Монастырский М. И. Джон фон Нейман – математик и человек. // Историко-математические исследования. – М.: Янус-К, 2006. – № 46 (11). – С. 240-266.НейманДж. фон.К теории стратегических игр. – В сб.: Матричные игры, М.: Физматгиз, 1961. – С. 173-204.НейманДж. фон, МоргенштернО.Теория игр и экономическое поведение. – М.: Наука, 1970.Перельман М., Амусья М.Самый быстрый ум эпохи (к столетию Джона фон Неймана) // Сетевой журнал «Заметки по еврейской истории».NeumannJ. von. Collected Works, v. 1-6. – New York, Oxford, London, Paris: Pergamon Press, 1961-1963.