컴퓨터 개발의 역사를 잘 아는 대부분의 사람들은 미국의 과학자 폰 노이만이 늘 '전자 컴퓨터의 아버지'로 불려왔다는 사실을 알고 있을 것이다. 그러나 수학의 역사는 또한 폰 노이만이 금세기의 가장 위대한 수학자 중 한 명이라고 주장합니다. 그는 에르고딕 이론, 위상 그룹 이론 등에서 선구적인 연구를 수행했습니다. 연산자 대수학은 심지어 "폰 노이만 대수학"이라는 뜻으로 명명되었습니다. 물리학자들은 폰 노이만이 1930년대에 집필한 『양자역학의 수학적 기초』가 원자 물리학의 발전에 매우 귀중한 것으로 입증되었다고 말하며, 경제학자들은 폰 노이만이 확립한 수평적 경제 성장 시스템, 특히 그의 1940년대에 출판된 책 "게임 이론과 경제적 행동"은 경제학과 의사결정 과학 분야에 기념비를 세웠습니다.
역사가들이 어떻게 평가하든, 헝가리계 미국인 학자 존 폰 노이만(1903~1957)은 뛰어난 만능 과학 대가가 되기에 충분하다. 이 천재가 어렸을 때 어떻게 가정교사를 고용하지 못했는지 아직도 사람들이 이야기하고 있는데...
사건은 1931년 헝가리의 수도 부다페스트에서 일어났다. 한 유대인 은행가가 11세 아이를 위한 가정교사를 모집한다는 광고를 신문에 냈는데, 급여가 일반 급여보다 10배나 높았다. 부다페스트에는 인재들이 넘쳐났지만 한달이 넘도록 그 자리에 지원하는 사람이 없었다. 왜냐하면 은행가의 장남인 폰 노이만은 세 살 때 아버지의 장부에 있는 모든 숫자를 암송할 수 있었고, 8의 복잡한 나눗셈도 암산할 수 있었던 매우 총명한 사람이라는 말을 이 도시의 모든 사람들이 들었기 때문입니다. 6세에 숫자를 8자리 숫자로 계산합니다. 8세에 미적분학을 배웠습니다. 그의 뛰어난 학습 능력은 그를 가르쳤던 선생님들을 놀라게 했습니다.
아버지는 폰 노이만을 정규학교에 보낼 수밖에 없었다. 한 학기가 채 지나지 않아, 같은 반의 수학 교사가 집에 들어와서 은행원에게 그의 수학 수준이 폰 노이만의 요구 사항을 충족시키지 못한다고 말했습니다. 교사는 "이 아이에게 더 많은 교육을 받을 수 있는 기회를 주지 않으면 아이의 미래가 늦어질 것"이라고 진지하게 말했다. "그 아이를 수학 교수에게 추천할 수 있어요. 어떻게 생각하시나요?"
뱅커 그 말을 듣고 매우 기뻤기 때문에 폰 노이만은 부다페스트 대학의 교수로부터 "작은 난로를 켜라"는 부탁을 받는 동안 학교에서 동급생들과 함께 공부했습니다. 그러나 이러한 상황은 몇 년 동안 지속될 수 없었습니다. 부지런하고 성실한 중학생은 곧 대학 교수를 능가했습니다. 실제로 그는 당시의 이론과 함수 분석의 최신 분야로 학습 촉수를 확장했습니다. 역사와 문학에 관한 많은 책을 읽고 7개의 외국어를 배웠습니다. 졸업 전날, 폰 노이만은 수학 교수와 함께 첫 번째 수학 논문을 발표했습니다. 그해, 그는 17세가 채 안 되었습니다.
대학 입시를 전날, 헝가리의 정치적 상황은 격동에 휩싸였다. 폰 노이만은 유럽을 여행하며 베를린과 스위스의 몇몇 유명 대학에서 강의를 들었다. 22세에 그는 스위스 취리히에 있는 연방공과대학에서 화학공학 학위를 받았습니다. 1년 후, 그는 부다페스트 대학교에서 쉽게 수학 박사 학위를 취득했습니다. 베를린에서 몇 년 동안 무급 강사로 일한 후 그는 물리학으로 눈을 돌려 양자역학의 수학적 모델을 연구하고 이론물리학 분야에서 두각을 나타내는 위치를 확고히 했습니다. 전성기였던 폰 노이만은 끈질긴 배움의 인내심을 바탕으로 과학의 전당에서 "수천 명의 군대를 쓸어버릴" 수 있었고 "수학, 물리학, 화학"의 다양한 분야를 넘나드는 만능인이 되었습니다.
"기회는 준비된 사람에게만 주어진다." 1928년, 미국의 수학자이자 프린스턴 고등연구소의 O. Veblen 교수는 전 세계에서 인재를 모집했습니다. 베를린 대학교의 이 무급 강사에게 강의를 요청하는 빨간색과 금박의 임명장을 보냈습니다. 미국에서 양자 역학 이론 과정”. 폰 노이만은 미래에 과학 발전의 중심이 서쪽으로 이동할 것이라고 예상하고 미국에서 가르치기로 선뜻 동의했습니다. 1930년에 27세의 폰 노이만은 교수로 승진했고, 1933년에는 아인슈타인과 함께 프린스턴 고등연구소의 첫 번째 종신 교수로 채용되었으며, 6명 중 가장 어렸습니다. 주인.
폰 노이만의 일부 동료들의 눈에는 그는 단순히 이 지구상의 사람처럼 보이지 않습니다.
그들은 "조니는 실제로 인간은 아니지만 오랫동안 사람들과 함께 살면서 세상을 훌륭하게 모방하는 방법도 배웠습니다."라고 말했습니다. 폰 노이만의 생각은 매우 빨랐습니다. 처음 몇 마디만 말하면 최종 요점을 즉시 알 수 있습니다. 천재는 열심히 일하는 데서 나온다. 그는 거의 매일 새벽까지 일하고, 그 열심히 일하는 모습에 반해 농담도 자주 했다.
어느 날 폰 노이만은 불안한 마음에 동료들에 의해 카드 테이블로 끌려갔다고 한다. 카드 놀이를 하는 동안 그는 여전히 자신의 주제에 대해 생각하고 있었고 당황스러워서 10위안을 '잃었습니다'. 수학자이기도 한 이 동료는 갑자기 계획이 떠올랐고 친구를 놀리고 싶어서 자신이 얻은 5위안으로 폰 노이만이 집필한 『게임이론과 경제행동』을 사서 썼다. 남은 5위안은 그가 "도박 경제 이론가"를 "패배"했다는 것을 보여주기 위해 책 표지에 붙어 있었는데, 이는 폰 노이만을 "매우 당황스럽게" 만들었습니다.
ENIAC 컴퓨터 개발 과정에서 또 다른 농담이 일어났습니다. 여러 수학자들이 모여서 수학적 문제를 논의했지만 특정 문제에 대한 해결책을 찾지 못했습니다. 한 남자는 데스크탑 계산기를 집에 가져가서 계산을 계속하기로 결정했습니다. 다음날 아침 일찍, 그는 눈 밑에 다크서클이 생기고 피곤한 표정을 지은 채 사무실로 들어섰다. 그는 “어젯밤부터 오늘 아침 4시 30분까지 세어봤더니 드디어 다섯 가지 특별한 해결책을 찾았다”고 자랑스러워했다. 각각이 다른 것보다 더 어렵습니다!"라고 말하면서 폰 노이만은 문을 열고 "어떤 질문이 더 어려운가요?"라고 물었습니다. 문장의 마지막 절반만 들었지만 ""라는 단어가 들렸습니다. 더 세게”라며 곧바로 그를 흥분시켰다. 누군가 그에게 주제를 말하자 교수는 즉시 자바에서 일을 그만두고 "이 다섯 가지 특별한 해결책을 함께 계산해 보자"고 열정적으로 제안했습니다.
모두 교수의 '신성한 계산' 능력을 보고 싶어합니다. 나는 폰 노이만이 아무 말도 하지 않고 천장을 바라보며 재빨리 '트랜스' 상태에 들어가는 것을 보았다. 5분쯤 지나서 처음 4개의 답이 떠올랐고, 다섯 번째 답을 고민하고 있었는데... 젊은 수학자는 더 이상 참지 못하고 불쑥 대답을 내뱉었습니다. 폰 노이만은 깜짝 놀랐지만 대답하지 않았습니다. 잠시 후 그는 "당신 말이 맞아요!"라고 말했습니다.
수학자는 존경심을 갖고 떠났습니다. 그는 "교수님, 왜 컴퓨터를 만드시나요?"라고 놀렸습니다. '초고속 컴퓨터'?" 그러나 폰 노이만은 그 자리에 머물면서 곰곰이 생각에 빠져 오랫동안 빠져나오지 못했다. 누군가가 그에게 왜 그렇게 빨리 계산했는지 교수가 불안하게 대답했다. 이 말을 듣고 모두는 웃지 않을 수 없었다. "그는 탁상 계산을 사용했습니다. 기계가 계산했습니다." 밤새도록!" 폰 노이만은 깜짝 놀라 웃기 시작했습니다.
폰 노이만이 과학에 가장 큰 공헌을 한 것은 물론 컴퓨터 분야입니다.
1944년 한여름 어느 날 저녁, 골드스타인은 필라델피아행 기차를 기다리며 애버딘 역에 왔는데, 갑자기 멀지 않은 곳에서 익숙한 인물이 그를 향해 걸어오는 것을 보았습니다. 온 사람은 다름 아닌 세계적으로 유명한 수학자 폰 노이만이었다. 신이 주신 기회, 골드스타인은 이 우연한 만남을 놓칠 수 없다고 느꼈고, 그동안 마음 속에 묻어두었던 여러 가지 수학 문제들을 쏟아내고 수학 스승에게 조언을 구했다. 그 수학자는 거만한 태도 없이 상냥했고 Goldstein이 문제를 해결하도록 인내심을 갖고 도와주었습니다. 폰 노이만은 수학 문제에 놀란 표정을 지으며 눈앞의 청년 주변에서 뭔가 이상한 일이 일어나고 있음을 예리하게 느꼈다. 그는 골드스타인에게 차례로 질문을 하기 시작했고, 그 청년에게 "마치 또 다른 박사 논문 방어를 겪은 것처럼" 물었습니다. 마지막으로 Goldstein은 그에게 전자 컴퓨터 주제와 Moore College의 현재 연구 진행 상황을 비밀 없이 알려주었습니다.
폰 노이만은 정말 충격을 받았고, 이내 극도로 흥분했다. 1940년부터 그는 Abedin 시험총 사격장에서 컨설턴트로 일했습니다. 동일한 계산 문제로 인해 수학 전문가도 극도로 불안해졌습니다. 그는 태어나지 않은 기계를 직접 보기 위해 무어 대학에 가고 싶다고 초조하게 골드스타인에게 말했습니다. 몇 년 후 Goldstein은 이렇게 회상했습니다. "Jonny는 우리가 작업 중인 작업을 보았을 때 두 발로 컴퓨터 위로 뛰어올랐습니다."
마우클리와 에커트는 폰 노이만의 방문을 기쁘게 기다렸지만 이 유명한 학자로부터 지도를 받고 싶었지만 동시에 약간 회의적이기도 했습니다. Eckert는 Mauchly에게 개인적으로 이렇게 말했습니다. "폰 노이만이 진짜 천재인지 판단하기 위해 그가 묻는 첫 번째 질문만 들어보면 됩니다."
8월의 뜨거운 태양 속에서 폰 노이만은 무어대학의 시험기지로 달려가 멈추지 않고 연구팀원들을 만났다. Mauchly는 Eckert의 말을 기억하고 수학 석사의 첫 번째 질문을주의 깊게 들었습니다. 폰 노이만이 기계의 논리적 구조에 대해 처음 물었을 때 그는 에케르트에게 암묵적으로 미소를 지을 수밖에 없었습니다. 두 사람 모두 이 위대한 과학자의 지혜에 깊은 인상을 받았습니다. 이후 폰 노이만은 무어 대학 전자컴퓨터 연구팀의 실제 컨설턴트가 되었고, 팀원들과 자주 의견을 교환했다. 젊은이들은 교묘하게 다양한 아이디어를 내놓았고, 폰 노이만은 자신의 해박한 지식을 활용하여 심도 있는 토론을 이끌어 점차 전자 컴퓨터의 시스템 설계 아이디어를 형성해 나갔습니다. 폰 노이만(Von Neumann)은 탄탄한 과학 기술 기반과 젊은이들과의 결합에 대한 강력하고 포괄적인 능력을 활용하여 Mohr 그룹의 전반적인 수준을 크게 향상시켰고 Mohr 그룹을 "재능 증폭기"로 만들었으며 여전히 과학계에서 존경받는 모델입니다. 연구 조직.
나중에 사람들이 최초의 컴퓨터를 만든 두 명의 실제 개발자 대신 폰 노이만을 "전자 컴퓨터의 아버지"로 칭한 것은 전혀 근거가 없습니다. Mauchly와 Eckert가 개발한 ENIAC 컴퓨터는 큰 성공을 거두었지만 가장 치명적인 단점은 프로그램과 계산의 분리였습니다. 거의 20,000개에 달하는 전자관의 "스위치"를 명령하는 프로그램 명령이 기계의 외부 회로에 저장되어 있습니다. 특정 문제를 계산하기 전에 Eckert는 몇 분의 계산을 수행하기 위해 몇 시간 또는 며칠 동안 전화 교환원처럼 일하면서 수백 개의 회선을 손으로 연결하도록 사람들을 보내야 합니다.
ENIAC이 가동되기 전에 폰 노이만은 이미 이 전자 컴퓨터를 완전히 변화시킬 준비를 시작했습니다. 단 10개월 만에 폰 노이만은 신속하게 이 개념을 계획으로 전환했습니다. 새로운 기계 계획은 영어 약어 EDVAC인 "Discrete Variable Automatic Electronic Computer"로 명명되었습니다. 1945년 6월 폰 노이만, 골드스타인 등이 공동으로 101페이지짜리 보고서를 출판했는데, 이는 컴퓨터 역사상 유명한 '101페이지 보고서'이다. 이 보고서는 현대 컴퓨터 아키텍처의 견고한 토대를 마련했으며 오늘날까지도 현대 컴퓨터 과학 발전의 획기적인 문서로 간주됩니다.
EDVAC 보고서에서 폰 노이만은 컴퓨터의 5가지 주요 구성 요소인 연산 장치 CA, 논리 컨트롤러 CC, 메모리 M, 입력 장치 I 및 출력 장치 O를 명확하게 정의하고 5가지 주요 구성 요소에 대해 설명했습니다. 기능과 상호관계. ENIAC과 비교할 때 EDVAC의 개선은 먼저 von Neumann의 독창적인 "저장 프로그램" 방식에 있습니다. 프로그램은 기계 내부에 데이터로 저장되어 컴퓨터가 자동으로 명령을 차례로 실행할 수 있으며 어떤 라인도 연결할 필요가 없습니다. 더 이상. 둘째, 그는 이러한 종류의 기계가 전자 장치의 작동 특성을 최대한 활용하고 구조를 컴팩트하고 보다 다양하게 만들기 위해 이진수 시스템을 채택해야 한다고 분명히 밝혔습니다. 사람들은 나중에 이 계획에 따라 설계된 기계를 "노이만 기계"라고 불렀습니다.
폰 노이만이 디자인한 EDVAC 컴퓨터부터 오늘날의 "펜티엄" 칩으로 만든 멀티미디어 컴퓨터에 이르기까지 컴퓨터는 대대로 "계승"되었으며, 크고 작은 수천 대의 컴퓨터가 있습니다. "노이만 기계"의 손아귀에서 벗어날 수 없었습니다. 폰 노이만(Von Neumann)은 현대 컴퓨터의 발전 방향을 제시한 사람으로 평가받는 “전자 컴퓨터의 아버지”입니다. 물론 인공지능과 신경망 컴퓨터의 발달로 세계를 지배하던 '노이만 기계'의 패턴은 무너졌지만, 컴퓨터 발전에 대한 폰 노이만의 큰 공헌은 이것으로 결코 지워지지 않을 것입니다!
제2차 세계대전이 끝난 뒤 여러 가지 이유로 에니악 개발팀은 안타까운 분열을 겪었고, '메모리 프로그램'이라는 기계도 당장 개발하지 못했다. Von Neumann, Goldstein 및 Burks는 뉴저지의 프린스턴 대학교로 돌아왔습니다.
1946년에 그들은 프린스턴 고등연구소(IAS는 Institute for Advanced Study의 영어 약어)를 위한 새로운 IAS 컴퓨터를 개발했습니다.
폰 노이만의 복귀는 프린스턴에서 강력한 컴퓨터 열풍을 일으켰습니다. 언제나 인적이 끊긴 연구소는 들뜬 상태였고, 그의 이름에 감탄한 수많은 전문가들이 속속 찾아왔고, 프린스턴 고등연구소는 미국 전자컴퓨터 연구 중심지로 자리매김했다. 폰 노이만은 다리미가 뜨거울 때 쳤고 101페이지 분량의 컴퓨터 계획을 실행에 옮겼습니다. 1951년, 그의 수년간의 노력의 결과로 마침내 출시된 EDSAC 컴퓨터는 3563개의 전자관만을 사용하여 기계 내부에 프로그램을 저장한 후 효율성이 수백 배 향상되었습니다. 10000개의 크리스털 다이오드와 1024개의 수은 지연선을 사용하여 프로그램과 데이터를 저장하는데 전력과 바닥 공간의 1/3만 소비합니다.
폰 노이만이 ISA 컴퓨터를 개발하던 중 미국에서는 프린스턴 대학에서 제공한 ISA 사진 구조를 복사한 컴퓨터가 대거 등장했다. 예를 들어 로스앨러모스 국립 연구소(Los Alamos National Laboratory)에서 개발한 MANIAC과 일리노이 대학(University of Illinois)에서 제작한 ILLAC가 있습니다. Remington Rand Corporation의 과학자 W. Ware는 von Neumann의 반대에도 불구하고 자신이 개발한 기계에 JOHNIAC(von Neumann의 이름을 따서 "John")이라는 이름을 붙이기도 했습니다. 폰 노이만의 이름은 현대 컴퓨터의 대명사가 되었습니다.
프린스턴에서 폰 노이만은 다양한 과학 분야의 문제를 해결하기 위해 컴퓨터를 사용하기도 했습니다. 그는 컴퓨터를 사용하여 날씨를 예측하는 연구 계획을 제안했는데, 이는 오늘날의 체계적인 수치 일기 예보의 기초가 되었습니다. 그는 IBM의 과학 컨설턴트로 고용되어 회사가 최초의 저장 프로그램 컴퓨터인 IBM 701을 생산하도록 도왔습니다. 컴퓨터와 인간 두뇌의 유사성에 깊은 관심을 갖고, 다트머스에서 열린 최초의 인공 지능 컨퍼런스에 참석하지는 않았지만 컴퓨터 관점에서 인간 사고를 연구할 준비를 했으며, 인공 지능 분야의 수학 학교를 창설했습니다. 그는 심지어 컴퓨터 프로그램이 복사될 수 있다고 제안한 최초의 사람이었으며 반세기 전에 컴퓨터 바이러스의 출현을 예측했습니다...
1957년 2월 8일 폰 노이만은 질병에 시달렸습니다. 뼈암과 컴퓨터를 이용한 인간 언어 시뮬레이션 강의를 마치기도 전에 그는 미국 델리의 한 병원에서 세상을 떠났습니다. 그는 고작 54년을 살았습니다. 그는 2개의 미국 대통령상을 포함하여 평생 동안 수많은 상을 받았으며, 사후 1994년에 미국 국립 기초과학 메달을 수상했습니다. 그는 컴퓨터 개발 역사상 가장 영향력 있는 위대한 인물 세대입니다.