Kush është von Neumann? Masat e gjera të popullsisë janë të njohur me emrin e tij, madje edhe ata që nuk janë të dhënë pas matematikës së lartë e njohin shkencëtarin.
Gjëja është se ai zhvilloi një logjikë gjithëpërfshirëse të funksionimit të kompjuterit. Deri më sot, ai është implementuar në miliona kompjuterë shtëpie dhe zyre.
Arritjet më të mëdha të Neumann
Ai quhej një makinë matematikore njeri, një njeri me logjikë të patëmetë. Ai u gëzua sinqerisht kur u përball me një detyrë të vështirë konceptuale që kërkonte jo vetëm një zgjidhje, por edhe krijimin paraprak të kësaj pakete veglash unike. Vetë shkencëtari, me modestinë e tij të zakonshme, vitet e fundit, jashtëzakonisht shkurt - në tre pika - shpalli kontributin e tij në matematikë:
- justifikimi i mekanikës kuantike;
- krijimi i teorisë së operatorëve të pakufizuar;
- teori ergodike.
Ai as që përmendi kontributin e tij në teorinë e lojërave, në formimin e kompjuterëve elektronikë, në teorinë e automatave. Dhe kjo është e kuptueshme, sepse ai foli për matematikën akademike, ku arritjet e tij duken po aq maja mbresëlënëse të inteligjencës njerëzore sa veprat e Henri Poincaré, David Hilbert, Hermann Weyl.
Lloji sanguine i shoqërueshëm
Në të njëjtën kohëtë gjithë miqtë e tij kujtuan se, së bashku me aftësinë çnjerëzore për punë, von Neumann kishte një sens humori të mahnitshëm, ishte një tregimtar i shkëlqyer dhe shtëpia e tij në Princeton (pas transferimit në SHBA) njihej si më mikpritja dhe më e përzemërta. Miqtë e shpirtit e donin dhe madje e quanin me emrin e tij të parë: Johnny.
Ai ishte një matematikan shumë atipik. Hungaria ishte i interesuar për njerëzit, ai u argëtua jashtëzakonisht nga thashethemet. Megjithatë, ai ishte më shumë se tolerant ndaj dobësive njerëzore. E vetmja gjë për të cilën ai ishte pa kompromis ishte pandershmëria shkencore.
Shkencëtari dukej se po mblidhte dobësitë dhe çuditjet njerëzore për të mbledhur statistika mbi devijimet e sistemit. Ai e donte historinë, letërsinë, kujtonte faktet dhe datat në mënyrë enciklopedike. Von Neumann, përveç gjuhës së tij amtare, zotëronte rrjedhshëm anglisht, gjermanisht dhe frëngjisht. Ai foli edhe në spanjisht, por jo pa të meta. Lexo në latinisht dhe greqisht.
Si dukej ky gjeni? Një burrë trupmadh me gjatësi mesatare me një kostum gri me një ecje të qetë, por të pabarabartë, por disi spontanisht përshpejtuese dhe ngadalësuese. Vështrim i mprehtë. Një bashkëbisedues i mirë. Ai mund të fliste për orë të tëra për tema me interes për të.
Fëmijëria dhe adoleshenca
Biografia e Von Neumann fillon më 1903-12-23. Atë ditë në Budapest, Janos, më i madhi nga tre djemtë, lindi në familjen e bankierit Max von Neumann. Është ai që do të bëhet Gjoni në të ardhmen përtej Atlantikut. Sa shumë do të thotë në jetën e njeriut edukimi i duhur, që zhvillon aftësitë natyrore! Edhe para shkollës, Jani u trajnua nga mësues të punësuar nga babai i tij. Djali mori arsimin e mesëm nëgjimnazi elitar luteran. Meqë ra fjala, E. Wigner, fituesi i ardhshëm i çmimit Nobel, studionte me të në të njëjtën kohë.
Pastaj i riu u diplomua në Universitetin e Budapestit. Për fat të mirë për të, ndërsa ishte ende në universitet, Janos takoi një mësues të matematikës së lartë, Laszlo Ratz. Ishte ky mësues me shkronjë të madhe që iu dha për të zbuluar tek i riu gjeniun e ardhshëm matematikor. Ai e prezantoi Janoshin me rrethin e elitës matematikore hungareze, në të cilin Lipot Fejer luante violinën e parë.
Falë patronazhit të M. Fekete dhe I. Kurshak, von Neumann kishte fituar një reputacion si një talent i ri në qarqet shkencore në kohën kur mori certifikatën e maturës. Fillimi i tij ishte shumë herët. Janosz shkroi veprën e tij të parë shkencore "Mbi vendndodhjen e zerove të polinomeve minimale" në moshën 17 vjeçare.
Romantike dhe klasike të mbështjellë në një
Neumann shquhet midis matematikanëve të nderuar për shkathtësinë e tij. Me përjashtim të mundshëm të vetëm teorisë së numrave, të gjitha degët e tjera të matematikës u ndikuan në një shkallë ose në një tjetër nga idetë matematikore të hungarezëve. Shkencëtarët (sipas klasifikimit të W. Oswald) janë ose romantikë (gjenerues idesh) ose klasikë (ata janë në gjendje të nxjerrin pasoja nga idetë dhe të formulojnë një teori të plotë.) Ai mund t'i atribuohet të dy llojeve. Për qartësi, ne paraqesim veprat kryesore të von Neumann, duke treguar seksionet e matematikës me të cilat ato lidhen.
1. Teoria e grupeve:
- "Mbi aksiomatikën e teorisë së grupeve" (1923).
- "Për teorinëDëshmia e Hilbertit" (1927).
2. Teoria e lojës:
- "Mbi teorinë e lojërave strategjike" (1928).
- Puna themelore "Sjellja ekonomike dhe teoria e lojës" (1944).
3. Mekanika Kuantike:
- "Mbi themelet e mekanikës kuantike" (1927).
- Monografi "Bazat matematikore të mekanikës kuantike" (1932).
4. Teoria Ergodike:
- "Mbi algjebrën e operatorëve funksional." (1929).
- Seria e punimeve "Për unazat e operatorit" (1936 - 1938).
5. Detyrat e aplikuara për krijimin e një kompjuteri:
- "Inversioni numerik i matricave të rendit të lartë" (1938).
- "Teoria logjike dhe e përgjithshme e automatave" (1948).
- "Sinteza e sistemeve të besueshme nga elementë jo të besueshëm" (1952).
Fillimisht, John von Neumann vlerësoi aftësinë e një personi për t'u angazhuar në shkencën e tij të preferuar. Sipas tij, nga dora e djathtë e Zotit u jepet njerëzve të zhvillojnë aftësi matematikore deri në 26 vjet. Është fillimi i hershëm, sipas shkencëtarit, ai që është thelbësisht i rëndësishëm. Pastaj ithtarët e "mbretëreshës së shkencave" kanë një periudhë të sofistikimit profesional.
Kualifikimi, duke u rritur falë praktikës dekadash, sipas Neumann, kompenson uljen e aftësive natyrore. Sidoqoftë, edhe pas shumë vitesh, vetë shkencëtari u dallua nga talenti dhe performanca e mahnitshme, e cila bëhet e pakufishme kur zgjidh probleme të rëndësishme. Për shembull, justifikimi matematikor i teorisë kuantike iu deshën vetëm dy vjet. Dhe për sa i përket thellësisë së studimit, ishte e barabartë me dhjetëra vite punë nga i gjithë komuniteti shkencor.
Ohparimet e von Neumann
Si e filloi zakonisht i riu Neumann kërkimin e tij, për punën e të cilit profesorët e nderuar thanë se "ju e njihni një luan nga kthetrat e tij"? Ai, duke filluar të zgjidhte problemin, formuloi fillimisht një sistem aksiomash.
Merr një rast të veçantë. Cilat janë parimet e von Neumann-it që janë të rëndësishme në formulimin e tij të filozofisë matematikore të ndërtimit të kompjuterit? Në aksiomatikën e tyre primare racionale. A nuk është e vërtetë që këto mesazhe janë të mbushura me intuitë të shkëlqyer shkencore!
Ato janë solide dhe objektive, megjithëse janë shkruar nga një teoricien kur ende nuk kishte kompjuter:
1. Makinat kompjuterike duhet të punojnë me numra të paraqitur në formë binare. Kjo e fundit lidhet me vetitë e gjysmëpërçuesve.
2. Procesi llogaritës i prodhuar nga makina kontrollohet nga një program kontrolli, i cili është një sekuencë e formalizuar komandash të ekzekutueshme.
3. Kujtesa e një kompjuteri kryen një funksion të dyfishtë: ruajtjen e të dhënave dhe programeve. Për më tepër, si ato ashtu edhe të tjerat janë të koduara në formë binare. Qasja në programe është e ngjashme me aksesin në të dhëna. Sipas llojit të të dhënave ato janë të njëjta, por ndryshojnë në mënyrën se si përpunohen dhe aksesohen në qelizën e memories.
4. Qelizat e memories kompjuterike janë të adresueshme. Në një adresë të caktuar, ju mund të përdorni të dhënat e ruajtura në qelizë në çdo kohë. Kështu funksionojnë variablat në programim.
5. Sigurimi i një rendi unik të ekzekutimit të komandave duke përdorur deklarata të kushtëzuara. Në të njëjtën kohë, ato do të ekzekutohen jo në rendin natyror të regjistrimit të tyre, por sipas specifikimeveprogramues i shënjestruar kërce.
Fizikantë të impresionuar
Pikëpamja e Neumann-it e lejoi atë të gjente ide matematikore në botën më të gjerë të fenomeneve fizike. Parimet e John von Neumann u formuan në punën e përbashkët krijuese për krijimin e kompjuterit EDVAK me fizikanët.
Njëri prej tyre, i quajtur S. Ulam, kujtoi se Xhoni e kuptoi menjëherë mendimin e tyre dhe më pas e përktheu në gjuhën e matematikës në trurin e tij. Pasi zgjidhi shprehjet dhe skemat e formuluara nga ai vetë (shkencëtari pothuajse menjëherë bëri llogaritje të përafërta në mendjen e tij), ai kuptoi kështu vetë thelbin e problemit.
Dhe në fazën përfundimtare të punës së bërë deduktive, hungarezi i ktheu përfundimet e tij përsëri në "gjuhën e fizikës" dhe ua dha këtë informacion më të përditësuar kolegëve të tij të shtangur.
Dduktiviteti i tillë bëri një përshtypje të fortë te kolegët e përfshirë në zhvillimin e projektit.
Vërtetimi analitik i funksionimit të kompjuterit
Parimet e funksionimit të kompjuterit von Neumann supozuan pjesë të veçanta të makinës dhe softuerit. Gjatë ndryshimit të programeve, arrihet funksionaliteti i pakufizuar i sistemit. Shkencëtari arriti të përcaktojë jashtëzakonisht racionalisht në mënyrë analitike elementet kryesore funksionale të sistemit të ardhshëm. Si një element kontrolli, ai mori reagime në të. Shkencëtari gjithashtu i dha emrin njësive funksionale të pajisjes, të cilat në të ardhmen u bënë çelësi i revolucionit të informacionit. Pra, kompjuteri imagjinar i von Neumann-it përbëhej nga:
- memorie e makinës ose pajisje ruajtëse (shkurtuar si memorie);
- njësi logjiko-aritmetike (ALU);
- njësia e kontrollit (CU);
- Pajisjet hyrëse/dalëse.
Edhe në një shekull tjetër, ne mund ta perceptojmë logjikën e shkëlqyer që ai arriti si një pasqyrë, si një zbulesë. Megjithatë, a ishte vërtet kështu? Në fund të fundit, e gjithë struktura e lartpërmendur, në thelb, u bë fryt i punës së një makinerie unike logjike në formë njerëzore, emri i së cilës është Neumann.
Matematika është bërë mjeti i tij kryesor. Për mrekulli, për fat të keq, klasiku i ndjerë Umberto Eco shkroi për një fenomen të tillë. “Gjeniu luan gjithmonë me një element. Por ai luan aq shkëlqyeshëm sa të gjithë elementët e tjerë përfshihen në këtë lojë!”
Diagrami funksional i një kompjuteri
Meqë ra fjala, shkencëtari përshkroi kuptimin e tij për këtë shkencë në artikullin "Matematician". Ai e konsideroi përparimin e çdo shkence në aftësinë e saj të jetë brenda fushës së metodës matematikore. Ishte modelimi i tij matematikor që u bë pjesë thelbësore e shpikjes së mësipërme. Në përgjithësi, arkitektura klasike e von Neumann-it dukej sikur tregohej në diagram.
Kjo skemë funksionon si më poshtë: të dhënat fillestare, si dhe programet, hyjnë në sistem përmes një pajisjeje hyrëse. Në të ardhmen, ato përpunohen në njësinë logjike aritmetike (ALU). Ai ekzekuton komandat. Secila prej tyre përmban detaje: nga cilat qeliza duhet të merren të dhënat, cilat transaksione duhet të kryhen mbi to, ku të ruhet rezultati (kjo e fundit zbatohet nëpajisje ruajtëse). Të dhënat dalëse mund të nxirren gjithashtu drejtpërdrejt përmes një pajisjeje dalëse. Në këtë rast (në krahasim me ruajtjen në kujtesë), ato janë përshtatur me perceptimin njerëzor.
Administrimi dhe koordinimi i përgjithshëm i blloqeve strukturore të mësipërm të qarkut kryhet nga njësia e kontrollit (CU). Në të, funksioni i kontrollit i besohet numëruesit të komandës, i cili mban një regjistër të rreptë të rendit në të cilin janë ekzekutuar.
Rreth një incidenti historik
Për të qenë thelbësore, është e rëndësishme të theksohet se puna për krijimin e kompjuterëve ishte ende kolektive. Kompjuterët Von Neumann u zhvilluan me porosi dhe me shpenzimet e Laboratorit Balistik të Forcave të Armatosura të SHBA.
Incidenti historik, si rezultat i të cilit e gjithë puna e kryer nga një grup shkencëtarësh iu atribuua John Neumann, lindi rastësisht. Fakti është se përshkrimi i përgjithshëm i arkitekturës (i cili iu dërgua komunitetit shkencor për shqyrtim) në faqen e parë përmbante një nënshkrim të vetëm. Dhe ishte nënshkrimi i Neumann. Kështu, për shkak të rregullave për raportimin e rezultateve të studimit, shkencëtarët patën përshtypjen se hungarezi i famshëm ishte autori i gjithë kësaj pune globale.
Në vend të një përfundimi
Me të drejtë, duhet theksuar se edhe sot shkalla e ideve të matematikanit të madh për zhvillimin e kompjuterëve ka tejkaluar mundësitë qytetëruese të kohës sonë. Në veçanti, puna e von Neumann sugjeroi t'u jepet sistemeve të informacionit aftësinë për të riprodhuar veten e tyre. Dhe puna e tij e fundit, e papërfunduar, u quajt super e rëndësishme edhe sot:"Kompjuteri dhe truri".
