جان فون نویمن و EDVAC

جان فون نویمان ‏ (زاده ۲۸ دسامبر ۱۹۰۳ برابر با ۷ دی ۱۲۸۲ در بوداپست – درگذشت ۸ فوریه ۱۹۵۷ برابر با ۱۹ بهمن ۱۳۳۶ در واشینگتن، دی. سی.) (به مجاری: von Neumann János) (به انگلیسی: John von Neumann) ریاضی‌دان و دانشمند آمریکایی مجاری الاصل بود. وی سهم بزرگی در رشته های مختلف، شامل ریاضیات (بنیان‌های ریاضیات، آنالیز تابعی، نظریه ارگودیک، هندسه، توپولوژی، آنالیز عددی)، فیزیک (مکانیک کوانتومی، دینامیک شاره‌ها)، اقتصاد (نظریه بازی‌ها)، علوم کامپیوتر (معماری فون نویمان، بهینه سازی خطی، ماشین‌های خودهمانندساز، محاسبات تصادفی) و آمار داشت. او یک پیشگام در استفاده از نظریه عمل‌گرها در مکانیک کوانتوم و نیز ارتقای آنالیز تابعی، و یکی از دست اندرکاران پروژه منهتن و موسسه مطالعات پیشرفته در پرینستون (به عنوان یکی از معدود منصوب شدگان) بود که منجر به ساخت اولین بمب اتمی گردید. وی همچنین از نخستین کسانی است که در طراحی و ساخت اولین کامپیوتر به نام انیاک سهم مهمی داشت. او هسته پیشرفت نظریه بازی‌ها و نیز مفهوم اتوماتای سلولی بود.
ساختار خودجایگزین‌گری آنالیز ریاضی فون نویمان، مقدمه ای بر کشف ساختار دی‌ان‌ای شد. او به عنوان مروری کوتاه بر زندگی کاریش که در آکادمی ملی علوم ارائه داد، اظهار داشت فکر می‌کنم اساسی‌ترین بخش کاری من، کار بر روی مکانیک کوانتوم بود که در سال ۱۹۲۶ در گوتینگن و متعاقباً در سال‌های ۱۹۲۹-۱۹۲۷ در برلین توسعه یافت، همچنین کار من بر روی اشکال مختلف نظریه عمل‌گرها، برلین ۱۹۳۰ و پرینستون ۱۹۳۹-۱۹۳۵؛ روی نظریه ارگودیک، پرینستون ۱۹۳۲-۱۹۳۱. فون نویمان با همکاری فیزیک‌دان نظری آمریکایی مجاری الاصل، ادوارد تلر و ریاضی‌دان لهستانی استنی سواف اولام پله‌های کلیدی را در فیزیک هسته‌ای شامل واکنش‌های همجوشی هسته‌ای تحت گرما و بمب هیدروژنی تبیین کرد.
فون نویمان در زندگی خود ١٥٠ مقاله منتشر شده نوشت؛ ٦٠ مقاله در زمینه ریاضیات محض، ٢٠ مقاله در فیزیک، و ٦٠ مقاله در ریاضیات کاربردی. آخرین کار او یک نسخه دست‌نویس ناتمام زمانی که در بیمارستان بود می باشد که چندی بعد در کتاب رایانه و مغز منتشر شد، این نشان دهنده ی جهت علاقه‌مندی‌های وی در زمان مرگ او می باشد.

از کودکی تا آغاز جوانی

“جان” شکل انگلیسی شده ی “یانوش” (János) اسم کوچک اوست. او را در مجاری با نام “یانشی” می خواندند که در ایالات متحده به “جانی” تبدیل شد. ماکس نویمان، پدر او، بانکدار موفقی بود که دکترای حقوق داشت، با سه فرزند پسر، که جانی بزرگترین آن ها بود. خانواده نویمان در خانه آپارتمانی سه طبقه ی راحتی متعلق به پدربزرگ مادری جانی، ژاکاب کان زندگی می کردند. چهار نفر از دختران کان در این آپارتمان زندگی می کردند. بنابراین بقیه کودکان ساختمان خاله‌زاده‌های جانی بودند. این خانواده بزرگ برای کسب مهارت فرزندانشان در فراگیری زبان، معلم‌های سرخانه‌ی آلمانی و فرانسوی داشتند. او از کودکی دارای هوش و همچننی حافظه خارق العاده ای بود. در شش سالگی می توانست تقسیم دو عدد ٨ رقمی بر یکدیگر را به طور ذهنی انجام دهد. همچنین در هشت سالگی با حساب دیفرانسیل و انتگرال آشنایی داشت.
نویمان ها یهودی، بیگانگانی ثروتمند در میان مجار ها، اما اغلب مورد اذیت و آزار بودند.
درسال ١٩١١ جان به دبیرستان آلمانی زبان کلیسای لوتران، فَساری گِمناتسیم در بوداپست واردشد .درسن ١٥ سالگی، وی مطالعه در حساب دیفرانسیل و انتگرال پیشرفته را زیر نظر گابور سگو، آنالیزور مشهور آغاز کرد. در اولین دیدار آن ها، گابور از استعداد ریاضی جان بسیار شگفت زده بود. گابور هفته‌ای دو بار برای تعلیم این نوجوان نابغه به خانه نویمان ها می آمد. در ١٩ سالگی دو مقاله بسیار بزرگ در ریاضیات را منتشر ساخت که دومین آن تعریف مدرن‌تری از اعداد ترتیبی بود که چندی بعد جایگزین تعریف گئورگ کانتور شد.
او دکترای ریاضیات (با کهاد فیزیک آزمایشگاهی و شیمی) خود را در سن ٢٢ سالگی از دانشگاه ایتووش لورند بوداپست اخذ کرد. و همچنین به طور همزمان به درخواست پدرش مبنی بر دنبال کردن صنعت و در پی آن سرمایه گذاری وقت در تلاش‌های مفید اقتصادی تا ریاضیات، مدرک دیپلم خود را در رشته مهندسی شیمی از انستیتو تکنولوژی فدرال زوریخ اخذ نمود.

علاقه نیومن به کامپیوتر با علایق دیگرش متفاوت بود او با درک سریعی که از کاربرد کامپیوترها داشت، ریاضیات را برای حل مشکلات خاص به کاربرد به جای اینکه به کاربرد محض آنها برای توسعه جداول توجه کند.

در طول جنگ، تخصص وان نیومن در علوم هیدرودینامیک،حرکات پرتاپی، هواشناسی ، تئوری بازی و آمار در چندین پروژه به خوبی مورد استفاده قرار گرفت. این کار او را به این سمت هدایت می کرد که کاربرد ابزار های مکانیکی را برای محاسبه در نظر بگیرد. اگرچه داستان ها درباره وان نیومن حاکی از آن است که اولین کامپیوتر او با انیاک مواجه شد ، در حقیقت آن با ماشین حساب [2](ASCC) مواجه گردید. مکاتبات وی در 1944 نشان می دهد که او با کار با Aiken و همچنین کامپیوترهای الکترومکانیکی George Stibitz و Jan Schilt از آزمایشگاه علمی کامپیوتری واتسون در دانشگاه کلمبیا ، علاقه مند بود. بعد از سال های جنگ جهانی دوم ، وان نیومن سمت مشاور مدیریت اجرایی را بر عهده گرفت ، به کمیته های ملی متعددی خدمت کرد و از توانایی جالب توجه خود در حل سریع مشکلات ، استفاده کرد. او به کمک توانایی های مهندسین دانشکده مهندسی الکترونیک Moore که انیاک را می ساختند و بعد ها کار خودش بر روی ساختمان ماشین IAS[3] توانست نیازهای آزمایشگاه ملی Los Alomos را برطرف کند. چندین ابر کامپیوتر همچون نسخه های این ماشین  توسط آزمایشگاههای ملی ساخته شد. بعد از جنگ ، وان نیومن بر توسعه موسسه مطالعات پیشرفته (IA5) کامپیوتر و شعب آن در سراسر جهان متمرکز کرد. کار او با گروه Los Alamos ادامه یافت و او کار دسته جمعی میان قابلیت کامپیوترها و نیاز به راه حل های کامپیوتری برای مشکلات هسته ای مرتبط با بمب هیدروژنی را توسعه بخشید. کامپیوتر الکترونیکی وان نیومن ، انفجار بمب هیدروژنی را در نوامبر 1952 تسریع بخشید. او شالوده روش مطلوبی را که چندین ماشین هایی می بایست داشته باشند آزمایش کرد و روش های جدیدی را در سازماندهی منطقی معرفی کرد ، کدهایی ، که توسط یک سیستم ثابت سیم کشی می توانند شمار گوناگونی از مشکلات را حل کنند.

شکی نیست که دیدگاههای سازماندهی ماشینها از ساختار های بنیادین نشات گرفته که اکنون به عنوان معماری وان نیومن شناخته می شود. او نیاز به پارالل بودن را در کامپیوترها تشخیص داد اما به همان خوبی مشکلات ساخت را تشخیص داد و از این رو برای تکمیل یک سیستم متوالی سازگار بود. بر اساس گزارشی که از طرح اولیه گزارشی درباره EDVAC که در سال 1954 ، وان نیومن به تنهایی نگاشته بود ، عناصر اولیه مفهوم برنامه ذخیره شده به صنعت معرفی شد. EDVAC به عنوان اولین برنامه کامپیوتری ذخیره شده در نظر گرفته شد. در 1950 وان نیومن به عنوان مشاور IBM استخدام شد تا پروژه های تکنولوژی پیشرفته مطرح شده یا در حال انجام را بر عهده بگیرد.

او هرگز کار خود را بر روی تئوری خودکار سازی تمام نکرد ، اگر چه تا زمانی که قادر بود، کارکرد.

او در مراسم تشریفاتی که به افتخار او برگزار می شد ،حتی با استفاده از ویلچر حضور می یافت و تلاش می کرد تا ظاهر خود را در میان دوستان و خانواده حفظ کند. گرچه او در سالهای عمرش پیشرفتهای بسیاری کسب کرد اما نتوانست مرگ را قبول کند و نتوانست جهان را بدون ذهنش که دائما در حال تفکر و حل کردن است ، در نظر بگیرد. اما امروزه ، نظرات او همچنان به حیات خود ادامه می دهد و زندگی ما را بیش از آنچه در اینجا با مثال هایی اندک نشان داده شده تحت تاثیر قرار می دهد.