1、存儲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，在英國電腦的進展中，也有一個有巨大影響力的天才，他就是阿倫圖靈（AlanTuring）。此人對于電腦技術的發展，有著無可替代的影響。 英國現代計算機的起步的是從納粹德國的謎開始的。謎（Enigma）是一種密碼電報機，由德國人在一戰和二戰之間研制成功。謎能把日常語言變為代碼，通過無線電或電話線路秘密傳送。它是一個木箱子，配有一臺打字機，箱上有26個閃爍不停的小燈泡，與打字機鍵盤的26個字母相對應。謎的設計無懈可擊，有一套極精密的解碼設置，非一般的電報密碼所能比擬。在內行人看來，平白如話，但在旁人，又是無從

2、索解的天書。因此，這臺看似平常的機器，有了謎的稱號。這樣，德國的謎引起了英國情報部門高度的興趣。常規的解碼方式奈何不了謎，怎么辦？ 這時，天才的數學家圖靈出現了。1931年圖靈進入劍橋大學國王學院，開始了他的數學天涯。一到那里，圖靈開始嶄露頭角，畢業后去美國普林斯頓大學攻讀博士學位，在那里就發明過一個解碼器（Encipher），二戰爆發后回到劍橋。 在劍橋，圖靈是一個婦孺皆知的怪才，常有出人意表的舉動。他每天騎自行車到離公寓3公里的一個叫布雷奇萊公園（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，發現這鏈條總是踏到一定的圈數時下滑，圖靈在騎車時就特別留心計算，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小巧的機械計數器，到圈數時就停，好換換腦筋想些別的問題。圖靈的腦袋轉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。二戰爆發后，圖靈成為英國外交部通信部門戰時公務員，主要負責解碼。他果然不負眾望，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密，在戰事上屢屢遭挫，戰后，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謎。 早在30年代初，圖靈就發表了一篇著名的論文論數字計算在決斷難題中的應用，他提出了一種十分簡單但運算能力極強的理想計算裝置，用它來計算所有能想象得到的可計算函數。它由一個控制器和一根假設兩端無界的工作帶組成，工作帶起著存儲器的作用，它被劃分為大小相同的方格，每一格上可書寫一個給定字母表上的符號?？刂破骺梢栽趲献笥乙苿?，控制帶有一個讀寫頭，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算模型，或者說是一種理想中的計算機。正如飛機的真正成功得力于空氣動力學一樣，圖

5、靈的這一思想奠定了整個現代計算機的理論基礎。這就是電腦史上與馮諾依曼機器齊名的圖靈機。 3圖靈的貢獻（1）建立了圖靈機的理論模型，發展了可計算的理論對數字計算的一般結構、可實現性和局限性都產生了意義深遠的影響。（2）提出了定義機器智能的圖靈測試，奠定了人工智能的基礎。圖靈獎 是 美國計算機協會 于 1966年 設立的，又叫A.M.圖靈獎，專門獎勵那些對計算機事業作出重要貢獻的個人。其名稱取自 計算機 科學的先驅、英國科學家 艾倫圖靈 ，這個獎設立目的之一是紀念這位科學家。 4 圖靈獎對獲獎者的要求極高，評獎程序極嚴，一般每年只獎勵一名計算機科學家，只有極少數年度有兩名在同一方向上做出貢獻的科學

6、家同時獲獎。因此，盡管“圖靈”的獎金數額不算高，但它卻是計算機界最負盛名的獎項，有“計算機界 諾貝爾獎 ”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佩斯，父親是一個銀行家，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。據說他6歲時就能用古 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想時，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容復述出來，而且若干年之后，仍可如此。1911年一1921年，馮諾依曼在布達佩斯

7、的盧瑟倫中學讀書期間，就嶄露頭角而深受老師的器重。在費克特老師的個別指導下并合作發表了第一篇數學論文，此時馮諾依曼還不到18歲。1921年一1923年在蘇黎世大學學習。很快又在1926年以優異的成績獲得了布達佩斯大學數學博士學位，此時馮諾依曼年僅22歲。1927年一1929年馮諾依曼相繼在柏林大學和漢堡大學擔任數學講師。1930年接受了普林斯頓大學客座教授的職位，西渡美國。1931年成為該校終身教授。1933年轉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、賓夕法尼亞大學、哈佛大學、伊斯坦堡大學、馬里蘭大學、哥倫比亞大學和慕尼黑高等技術學院等校的榮譽博

8、士。他是美國國家科學院、秘魯國立自然科學院和意大利國立林且學院等院的院土。 1954年他任美國原子能委員會委員；1951年至1953年任美國數學會主席。61954年夏，馮諾依曼被使現患有癌癥，1957年2月8日，在華盛頓去世，終年54歲。 馮諾依曼在數學的諸多領域都進行了開創性工作，并作出了重大貢獻。在第二次世界大戰前，他主要從事算子理論、鼻子理論、集合論等方面的研究。1923年關于集合論中超限序數的論文，顯示了馮諾依曼處理集合論問題所特有的方式和風格。他把集會論加以公理化，他的公理化體系奠定了公理集合論的基礎。他從公理出發，用代數方法導出了集合論中許多重要概念、基本運算、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理論統一起來。他還對一般拓撲群的結構有深刻的認識，弄清了它的代數結構和拓撲結構與實數是一致的。 他對其子代數進行了開創性工作，并莫定了它的理論基礎，從而建立了算子代數這門新的數學分支。這個分支在當代的有關數學文獻中均稱為馮諾依曼代數。這是有限維空間中矩陣代數的自然推廣。 馮諾依曼還創立了博奕論這一現代數學的又一重要分支。 1944年發表了奠基性的重要論文博奕論與經濟行為。論文中包含博奕論的純粹

10、數學形式的闡述以及對于實際博奕應用的詳細說明。文中還包含了諸如統計理論等教學思想。馮諾依曼在格論、連續幾何、理論物理、動力學、連續介質力學、氣象計算、原子能和經濟學等領域都作過重要的工作。8 馮諾依曼對人類的最大貢獻是對計算機科學、計算機技術和數值分析的開拓性工作。 現在一般認為ENIAC機是世界第一臺電子計算機，它是由美國科學家研制的，于1946年2月14日在費城開始運行。其實由湯米、費勞爾斯等英國科學家研制的科洛薩斯計算機比ENIAC機問世早兩年多，于1944年1月10日在布萊奇利園區開始運行。ENIAC機證明電子真空技術可以大大地提高計算技術，不過，ENIAC機本身存在兩大缺點：(1)沒

11、有存儲器；(2)它用布線接板進行控制，甚至要搭接見天，計算速度也就被這一工作抵消了。ENIAC機研制組的莫克利和?？颂仫@然是感到了這一點，他們也想盡快著手研制另一臺計算機，以便改進。 馮諾依曼由ENIAC機研制組的戈爾德斯廷中尉介紹參加ENIAC機研制小組后，便帶領這批富有創新精神的年輕科技人員，向著更高的目標進軍。1945年，他們在共同討論的基礎上，發表了一個全新的存儲程序通用電子計算機方案-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理基礎知識，充分發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器由五個部分組成，包括：運算器、邏輯控制裝置、存儲器、輸入和輸出設備，并描述了這五部分的職能和相互關系。EDVAC機還有兩個非常重大的改進，即：(1)采用了二進制，不但數據采用二進制，指令也采用二進制；(2建立了存儲程序，指令和數據便可一起放在存儲器里，并作同樣處理。簡化了計算機的結構，大大提高了計算機的速度。 10 1946年7，8月間，馮諾依曼和戈爾德斯廷、勃克斯在EDVAC方案的基礎上，為普林斯頓大學高級研究所研制IAS計算機時，又提出了一個更加完善的設計報告電子計算機邏輯設計初探。以上兩份既有理論又有具體設計的文件，首次在全世界掀起了一股“計算機熱”，它們的綜合設計思想，便是著名的“馮諾依曼機”，其中心就是有存儲程序原則：指令和數據一起存儲。這個概念被譽為計算機發展史上的一個里程碑。它標志著電子計算機時代的真正開始，指導著以后的計算機設計。自然一