存儲(chǔ)程序工作原理人物

1、存儲(chǔ)程序工作原理兩位人物介紹1奠基性的工作者-阿倫圖靈阿倫圖靈正如美國電腦界有馮諾依曼一樣，在英國電腦的進(jìn)展中，也有一個(gè)有巨大影響力的天才，他就是阿倫圖靈（AlanTuring）。此人對于電腦技術(shù)的發(fā)展，有著無可替代的影響。 英國現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的起步的是從納粹德國的謎開始的。謎（Enigma）是一種密碼電報(bào)機(jī)，由德國人在一戰(zhàn)和二戰(zhàn)之間研制成功。謎能把日常語言變?yōu)榇a，通過無線電或電話線路秘密傳送。它是一個(gè)木箱子，配有一臺(tái)打字機(jī)，箱上有26個(gè)閃爍不停的小燈泡，與打字機(jī)鍵盤的26個(gè)字母相對應(yīng)。謎的設(shè)計(jì)無懈可擊，有一套極精密的解碼設(shè)置，非一般的電報(bào)密碼所能比擬。在內(nèi)行人看來，平白如話，但在旁人，又是無從

2、索解的天書。因此，這臺(tái)看似平常的機(jī)器，有了謎的稱號。這樣，德國的謎引起了英國情報(bào)部門高度的興趣。常規(guī)的解碼方式奈何不了謎，怎么辦？ 這時(shí)，天才的數(shù)學(xué)家圖靈出現(xiàn)了。1931年圖靈進(jìn)入劍橋大學(xué)國王學(xué)院，開始了他的數(shù)學(xué)天涯。一到那里，圖靈開始嶄露頭角，畢業(yè)后去美國普林斯頓大學(xué)攻讀博士學(xué)位，在那里就發(fā)明過一個(gè)解碼器（Encipher），二戰(zhàn)爆發(fā)后回到劍橋。 在劍橋，圖靈是一個(gè)婦孺皆知的怪才，常有出人意表的舉動(dòng)。他每天騎自行車到離公寓3公里的一個(gè)叫布雷奇萊公園（BletchleyPark）的地方上班，因常患過敏性鼻炎，一遇花粉，鼻涕不止，圖靈就常戴防毒面具騎車上班，招搖過市，成為劍橋的一大奇觀。 2他的

3、自行車鏈條經(jīng)常在半道上掉落，要是換了別人，早就去車鋪修理了。而圖靈偏不，他在琢磨，發(fā)現(xiàn)這鏈條總是踏到一定的圈數(shù)時(shí)下滑，圖靈在騎車時(shí)就特別留心計(jì)算，于是能做到在鏈條下滑前一剎那戛然停車！讓旁人嘆服不已，以為是在玩雜耍。后來他居然在踏腳旁裝了一個(gè)小巧的機(jī)械計(jì)數(shù)器，到圈數(shù)時(shí)就停，好換換腦筋想些別的問題。圖靈的腦袋轉(zhuǎn)得比自行車飛輪還快。 用圖靈的腦袋來破譯德國的謎看來不是什么難事。二戰(zhàn)爆發(fā)后，圖靈成為英國外交部通信部門戰(zhàn)時(shí)公務(wù)員，主要負(fù)責(zé)解碼。他果然不負(fù)眾望，成功破譯了謎。而德國人還蒙在鼓里，還以為他們的謎能一直迷下去，照用不誤，泄露了大量的核心機(jī)密，在戰(zhàn)事上屢屢遭挫，戰(zhàn)后，圖靈被授予帝國勛章。至于圖

4、靈如何破譯謎的，由于英國政府嚴(yán)格的保密法令，一直沒有公之于世。所以圖靈破譯謎也成為一個(gè)謎。 早在30年代初，圖靈就發(fā)表了一篇著名的論文論數(shù)字計(jì)算在決斷難題中的應(yīng)用，他提出了一種十分簡單但運(yùn)算能力極強(qiáng)的理想計(jì)算裝置，用它來計(jì)算所有能想象得到的可計(jì)算函數(shù)。它由一個(gè)控制器和一根假設(shè)兩端無界的工作帶組成，工作帶起著存儲(chǔ)器的作用，它被劃分為大小相同的方格，每一格上可書寫一個(gè)給定字母表上的符號。控制器可以在帶上左右移動(dòng)，控制帶有一個(gè)讀寫頭，讀寫頭可以讀出控制器訪問的格子上的符號，也能改寫和抹去這一符號。 這一裝置只是一種理想的計(jì)算模型，或者說是一種理想中的計(jì)算機(jī)。正如飛機(jī)的真正成功得力于空氣動(dòng)力學(xué)一樣，圖

5、靈的這一思想奠定了整個(gè)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的理論基礎(chǔ)。這就是電腦史上與馮諾依曼機(jī)器齊名的圖靈機(jī)。 3圖靈的貢獻(xiàn)（1）建立了圖靈機(jī)的理論模型，發(fā)展了可計(jì)算的理論對數(shù)字計(jì)算的一般結(jié)構(gòu)、可實(shí)現(xiàn)性和局限性都產(chǎn)生了意義深遠(yuǎn)的影響。（2）提出了定義機(jī)器智能的圖靈測試，奠定了人工智能的基礎(chǔ)。圖靈獎(jiǎng) 是 美國計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì) 于 1966年 設(shè)立的，又叫A.M.圖靈獎(jiǎng)，專門獎(jiǎng)勵(lì)那些對計(jì)算機(jī)事業(yè)作出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人。其名稱取自 計(jì)算機(jī) 科學(xué)的先驅(qū)、英國科學(xué)家 艾倫圖靈 ，這個(gè)獎(jiǎng)設(shè)立目的之一是紀(jì)念這位科學(xué)家。 4 圖靈獎(jiǎng)對獲獎(jiǎng)?wù)叩囊髽O高，評獎(jiǎng)程序極嚴(yán)，一般每年只獎(jiǎng)勵(lì)一名計(jì)算機(jī)科學(xué)家，只有極少數(shù)年度有兩名在同一方向上做出貢獻(xiàn)的科學(xué)

6、家同時(shí)獲獎(jiǎng)。因此，盡管“圖靈”的獎(jiǎng)金數(shù)額不算高，但它卻是計(jì)算機(jī)界最負(fù)盛名的獎(jiǎng)項(xiàng)，有“計(jì)算機(jī)界 諾貝爾獎(jiǎng) ”之稱。5約翰馮諾依曼 約翰馮諾依曼 ( John Von Nouma，1903-1957)，美藉匈牙利人，1903年12月28日生于匈牙利的布達(dá)佩斯，父親是一個(gè)銀行家，家境富裕，十分注意對 孩子的教育。馮諾依曼從小聰穎過人，興趣廣泛，讀書過目不忘。據(jù)說他6歲時(shí)就能用古 希臘語同父親閑談，一生掌握了七種語言。最擅德語，可在他用德語思考種種設(shè)想時(shí)，又能以閱讀的速度譯成英語。他對讀過的書籍和論文。能很快一句不差地將內(nèi)容復(fù)述出來，而且若干年之后，仍可如此。1911年一1921年，馮諾依曼在布達(dá)佩斯

7、的盧瑟倫中學(xué)讀書期間，就嶄露頭角而深受老師的器重。在費(fèi)克特老師的個(gè)別指導(dǎo)下并合作發(fā)表了第一篇數(shù)學(xué)論文，此時(shí)馮諾依曼還不到18歲。1921年一1923年在蘇黎世大學(xué)學(xué)習(xí)。很快又在1926年以優(yōu)異的成績獲得了布達(dá)佩斯大學(xué)數(shù)學(xué)博士學(xué)位，此時(shí)馮諾依曼年僅22歲。1927年一1929年馮諾依曼相繼在柏林大學(xué)和漢堡大學(xué)擔(dān)任數(shù)學(xué)講師。1930年接受了普林斯頓大學(xué)客座教授的職位，西渡美國。1931年成為該校終身教授。1933年轉(zhuǎn)到該校的高級研究所，成為最初六位教授之一，并在那里工作了一生。 馮諾依曼是普林斯頓大學(xué)、賓夕法尼亞大學(xué)、哈佛大學(xué)、伊斯坦堡大學(xué)、馬里蘭大學(xué)、哥倫比亞大學(xué)和慕尼黑高等技術(shù)學(xué)院等校的榮譽(yù)博

8、士。他是美國國家科學(xué)院、秘魯國立自然科學(xué)院和意大利國立林且學(xué)院等院的院土。 1954年他任美國原子能委員會(huì)委員；1951年至1953年任美國數(shù)學(xué)會(huì)主席。61954年夏，馮諾依曼被使現(xiàn)患有癌癥，1957年2月8日，在華盛頓去世，終年54歲。 馮諾依曼在數(shù)學(xué)的諸多領(lǐng)域都進(jìn)行了開創(chuàng)性工作，并作出了重大貢獻(xiàn)。在第二次世界大戰(zhàn)前，他主要從事算子理論、鼻子理論、集合論等方面的研究。1923年關(guān)于集合論中超限序數(shù)的論文，顯示了馮諾依曼處理集合論問題所特有的方式和風(fēng)格。他把集會(huì)論加以公理化，他的公理化體系奠定了公理集合論的基礎(chǔ)。他從公理出發(fā)，用代數(shù)方法導(dǎo)出了集合論中許多重要概念、基本運(yùn)算、重要定理等。特別在

9、1925年的一篇論文中，馮諾依曼就指出了任何一種公理化系統(tǒng)中都存在著無法判定的命題。71933年，馮諾依曼解決了希爾伯特第5問題，即證明了局部歐幾里得緊群是李群。1934年他又把緊群理論與波爾的殆周期函數(shù)理論統(tǒng)一起來。他還對一般拓?fù)淙旱慕Y(jié)構(gòu)有深刻的認(rèn)識，弄清了它的代數(shù)結(jié)構(gòu)和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與實(shí)數(shù)是一致的。 他對其子代數(shù)進(jìn)行了開創(chuàng)性工作，并莫定了它的理論基礎(chǔ)，從而建立了算子代數(shù)這門新的數(shù)學(xué)分支。這個(gè)分支在當(dāng)代的有關(guān)數(shù)學(xué)文獻(xiàn)中均稱為馮諾依曼代數(shù)。這是有限維空間中矩陣代數(shù)的自然推廣。 馮諾依曼還創(chuàng)立了博奕論這一現(xiàn)代數(shù)學(xué)的又一重要分支。 1944年發(fā)表了奠基性的重要論文博奕論與經(jīng)濟(jì)行為。論文中包含博奕論的純粹

10、數(shù)學(xué)形式的闡述以及對于實(shí)際博奕應(yīng)用的詳細(xì)說明。文中還包含了諸如統(tǒng)計(jì)理論等教學(xué)思想。馮諾依曼在格論、連續(xù)幾何、理論物理、動(dòng)力學(xué)、連續(xù)介質(zhì)力學(xué)、氣象計(jì)算、原子能和經(jīng)濟(jì)學(xué)等領(lǐng)域都作過重要的工作。8 馮諾依曼對人類的最大貢獻(xiàn)是對計(jì)算機(jī)科學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)值分析的開拓性工作。 現(xiàn)在一般認(rèn)為ENIAC機(jī)是世界第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)，它是由美國科學(xué)家研制的，于1946年2月14日在費(fèi)城開始運(yùn)行。其實(shí)由湯米、費(fèi)勞爾斯等英國科學(xué)家研制的科洛薩斯計(jì)算機(jī)比ENIAC機(jī)問世早兩年多，于1944年1月10日在布萊奇利園區(qū)開始運(yùn)行。ENIAC機(jī)證明電子真空技術(shù)可以大大地提高計(jì)算技術(shù)，不過，ENIAC機(jī)本身存在兩大缺點(diǎn)：(1)沒

11、有存儲(chǔ)器；(2)它用布線接板進(jìn)行控制，甚至要搭接見天，計(jì)算速度也就被這一工作抵消了。ENIAC機(jī)研制組的莫克利和埃克特顯然是感到了這一點(diǎn)，他們也想盡快著手研制另一臺(tái)計(jì)算機(jī)，以便改進(jìn)。 馮諾依曼由ENIAC機(jī)研制組的戈?duì)柕滤雇⒅形窘榻B參加ENIAC機(jī)研制小組后，便帶領(lǐng)這批富有創(chuàng)新精神的年輕科技人員，向著更高的目標(biāo)進(jìn)軍。1945年，他們在共同討論的基礎(chǔ)上，發(fā)表了一個(gè)全新的存儲(chǔ)程序通用電子計(jì)算機(jī)方案-EDVAC(Electronic Discrete Variable AutomaticCompUter的縮寫)。在這過程中，馮諾依曼顯示出他雄厚的數(shù)理基礎(chǔ)知識，充分發(fā)揮了他的顧問作用及探索問題和綜合分

12、析的能力。9EDVAC方案明確奠定了新機(jī)器由五個(gè)部分組成，包括：運(yùn)算器、邏輯控制裝置、存儲(chǔ)器、輸入和輸出設(shè)備，并描述了這五部分的職能和相互關(guān)系。EDVAC機(jī)還有兩個(gè)非常重大的改進(jìn)，即：(1)采用了二進(jìn)制，不但數(shù)據(jù)采用二進(jìn)制，指令也采用二進(jìn)制；(2建立了存儲(chǔ)程序，指令和數(shù)據(jù)便可一起放在存儲(chǔ)器里，并作同樣處理。簡化了計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)，大大提高了計(jì)算機(jī)的速度。 10 1946年7，8月間，馮諾依曼和戈?duì)柕滤雇?、勃克斯在EDVAC方案的基礎(chǔ)上，為普林斯頓大學(xué)高級研究所研制IAS計(jì)算機(jī)時(shí)，又提出了一個(gè)更加完善的設(shè)計(jì)報(bào)告電子計(jì)算機(jī)邏輯設(shè)計(jì)初探。以上兩份既有理論又有具體設(shè)計(jì)的文件，首次在全世界掀起了一股“計(jì)算機(jī)熱”，它們的綜合設(shè)計(jì)思想，便是著名的“馮諾依曼機(jī)”，其中心就是有存儲(chǔ)程序原則：指令和數(shù)據(jù)一起存儲(chǔ)。這個(gè)概念被譽(yù)為計(jì)算機(jī)發(fā)展史上的一個(gè)里程碑。它標(biāo)志著電子計(jì)算機(jī)時(shí)代的真正開始，指導(dǎo)著以后的計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)。自然一