冯·诺依曼对计算机，就像成龙对小龙女

冯·诺依曼被称为“计算机之父”，但是他并不承认计算机这个儿子，就像成龙不承认小龙女一样。

冯·诺依曼的主要身份是数学家，他自己最看重的成就也是在数学领域，虽然他在物理学、经济学、计算机、国防军事等领域都有杰出贡献。

他自认为在计算机方面只是做了一点微小的工作，不发表论文，没申请专利，但是我们今天的计算机绝大多数都是遵循的“冯·诺依曼结构”。

冯氏架构

1944年夏天，ENIAC制造到一半，冯·诺依曼知道了这么个项目。当时冯·诺依曼在研究原子弹，研究过程中有很大的计算压力，所以对计算机很感兴趣，自告奋勇地加入了ENIAC的项目组，参与了一些改进工作。

ENIAC作为初代通用电子计算机，有一系列的缺陷，且不说体积大、耗电这种事儿，最令人抓狂的是ENIAC的编程问题，不像今天，敲个代码就是编程了，给ENIAC编程得换电路板——准确地说叫“修改电路”。

ENIAC设计的时候就是一锅端，计算功能、控制功能、输入输出全搅和在一起，连接线千头万绪，接线非常麻烦，为它准备个程序需要花费几小时甚至几天时间，出了问题还不好查找原因；

ENIAC又没记性，有20个暂存器，能记几个数据，但是之前编制的程序它是记不住的，所以就得给他反复地接线，费时费力还烧脑。

ENIAC的“编程”

冯·诺依曼总结ENIAC的经验，针对其不足之处，提出了几点影响深远的建议：

（1）计算机需要存储程序，把程序本身当作数据来对待，这样不必为每个问题都重新编程。

（2）建议计算机采用二进制编码，这便于电器元件存储状态，而且可以简化机器的逻辑线路（ENIAC用的十进制）。

（3）计算机需要分模块，分成：运算器、控制器、存储器、输入输出设备，这样结构清晰，便于操作、便于维护。

满足以上几点的体系结构，被称为 “冯·诺依曼体系结构”，因为冯·诺依曼当时在普林斯顿大学工作，所以又叫普林斯顿体系结构。

很多地方没有把冯氏架构讲清楚，一些教科书上也说只要满足（3）就是冯氏架构。

还有一种结构叫“哈佛体系结构”，是哈佛大学提出来的，区别是把程序和数据分开存储。

现在的计算机里其实是两种结构兼而有之，我们一般认为大部分计算机满足“冯·诺依曼”体系结构：

指令存储器和数据存储器合并在一起，称为内存；

有一个控制器，控制程序执行；

有一个运算器，完成数据加工处理；

控制器和运算器合并在CPU里，叫中央处理器（Central Processing Unit）。

存储器是就是我们说的内存和硬盘，U盘也是。

输入输出设备就不用说了，键盘鼠标是输入设备，显示器是输出设备，手机的显示器是把输入设备和输出设备合成为一体了。

冯·诺依曼架构

布达佩斯

冯·诺依曼（John von Neumann，1903--1957）。犹太人，1903年（清光绪29年）出身于匈牙利首都“布达佩斯”。

布达佩斯的地理位置

布达佩斯在东欧，当时是欧洲一线城市，富庶繁华，人才辈出。

布达佩斯是欧洲第二个修地铁的城市，第一是伦敦，不过英国算海外，因此布达佩斯宣称是“欧洲大陆”第一个地铁城市。

布达佩斯率先用电动车取代公共马车，彻底清除了散布病菌的马粪——谁再说电动汽车是新能源可以直接打脸。

布达佩斯是时尚之都，咖啡馆有六百多家，歌剧院的音响效果甚至超过维也纳。

布达佩斯在卫生保健方面也领先全球，拥有当时世界上最好的小姐姐，随便一个放到柏林都是公主级别，而且还有定期体检。布达佩斯的小姐姐素质极高，能够礼貌的倾听客户的政治主张，1907年，有几个大英帝国的议员吃小姐姐的霸王餐，被小姐姐们曝光了名单，上了当日头条。

1885年~1929年间，布达佩斯这座城市出生了8位诺贝尔奖获得者。

名里的冯

冯·诺依曼的“冯（von）”，相当于英语里的from，表示贵族出身。

from后面接地名，表示贵族的封地——

比如魏王曹操，对应过去叫“曹操·from·魏”。

比如秦王李世民，对应过去叫“李世民·冯·秦”。

但是“常山赵子龙”不能叫“赵云·冯·常山”，因为常山不是赵云的。

后来土地不够分封了，von后面也就不接地名了，但依然象征贵族。

这诺依曼家族原本不是贵族，因他的父亲担任政府经济顾问有那么一点点功劳，被授予贵族头衔。

有点像武则天的父亲，本来是商人，因为支持李渊起兵有功，封为公爵。

诺依曼写作Neumann，是Newman的德语形式，也就是“新人”的意思。

少年天才

冯诺依曼的父亲是银行家，姥爷有一条商业街，家庭环境优越，同时很重视教育。

据说冯诺依曼从小才智过人、过目不忘，传说他——

6岁能心算做八位数除法（谁6岁不会呀？——88888888÷2）

8岁掌握微积分

10岁通读四十四卷的《世界史》

冯诺依曼后来说：我也实在不是谦虚，从小被当做神童，但并没有做到身边人期望的高度。

精英教育

当时的匈牙利实行的精英教育，冯·诺依曼是精英的孩子，有权利享受高质量的教育。

冯·诺依曼中学读的是路德教会中学，这所学校对信路德教的收费低，对信天主教的高，这个还可以理解，毕竟教会学校嘛。

后来冯·诺依曼改了自己的信仰，皈依了天主教

但是这所学校对穷人收的学费比富人高，越穷收费越高，这么做的良苦用心是保证学校里都是精英的孩子。

这个叫做“价格歧视”，不要误会，在商学院里“歧视”是个中性词

在当时，年满21岁必须当兵，但是冯·诺依曼没有。冯·诺依曼家族比较富有，一贯不用服兵役，一战的时候还在国外旅游。

事实上匈牙利很多精英的孩子都会在服兵役的年龄忽然生病，然后出国。

求学生涯

冯·诺依曼的兴趣在数学方面，但父亲觉得学数学不能挣钱，应该学一些实用的、来钱快的专业，比如化学。他教导小诺依曼应该向qian看。

冯·诺依曼出于妥协，进入瑞士的苏黎世联邦工业大学攻读化学学士学位。同时他又读了个双学位——在布达佩斯大学进修数学博士。一边读化学本科，一边读数学博士。

数学那边，不上课，只考试，但是诺依曼轻松通过了博士论文答辩。

他曾说过：“如果有人不相信数学是简单的，那是因为他们没有意识到人生有多复杂。”

参加工作

1926年（现任英国女王出生那年），冯诺依曼先后拿到化学学士学位和数学博士学位，后被柏林大学聘为“无薪讲师”。

设立无薪讲师的目的是“鼓励年轻人奋发图强”，贯彻孟子“故天将降大任于斯人”的精神——说白了就是节约成本，剥削年轻人。

然而冯诺依曼家境殷实，不差钱——不发薪水无所谓，关键看前途。

1929年，因为老师的推荐，美国普林斯顿大学聘请他担任客座讲师。诺依曼自己算了一下，如果待在德国，晋升当教授的机会很渺茫，而且欧洲大环境不太平，不如去美国奔个前程。

到了美国，冯·诺依曼进入普林斯顿大学工作，第二年就晋升当了教授。

1933年，普林斯顿高级研究院成立，聘请他成为终身教授。时年30岁的冯诺依曼，是最年轻的教授。

同期的教授中，年纪最大的是54岁的爱因斯坦。

爱因斯坦

冯·诺依曼和爱因斯坦本是苏黎世联邦工业大学的校友，现在又成了同事，而且办公室相邻。但是两人气场不和，观点相悖，关系比较紧张，甚至相互厌恶。

冯·诺依曼考大学，一举中第；

爱因斯坦考大学复读了一年。

冯•诺伊曼大学读的是化学专业；

爱因斯坦表示无法忍受化学这样的实用科学。

冯•诺伊曼上大学的时候，是夜店的常客VIP；

爱因斯坦借钱上学，属于贫困生。

爱因斯坦同情穷人，认同共产主义；

冯•诺伊曼是资本主义下的既得利益者，反对把富人的钱分给穷人。

爱因斯坦认为对苏联不能敌视要友好；

冯•诺伊曼认为，必须全方位压制苏联。

爱因斯坦主张和平；

冯·诺依曼也主张核平——对日本丢原子弹。冯•诺伊曼长期被人认为是“战争狂人”。

有趣的是，1956年，冯.诺伊曼获得了爱因斯坦纪念奖。

气场不对的人在一起，往往很难愉快地合作。有这么一件事：爱因斯坦要坐火车去纽约，冯·诺依曼主动送他去火车站，最后把爱因斯坦送上了一辆反向的火车。是不是故意的不得而知，但是爱因斯坦心里肯定不爽——好小子，我说怎么对我这么好，还主动送我，果然是没安好心！

左二露半张脸的是冯·诺依曼

聪明过人

冯·诺依曼博闻强识，“看过一本书”对他来说就意味着能够默写下来。

这让我想到了《三国演义》里的张松，把曹操的《孟德新书》看完一遍，然后就“从头至尾，朗诵一遍，并无一字差错”。《天龙八部》里的鸠摩智也是这种人。

冯·诺依曼看书速度极快，据说上厕所要带两本书——现在有的大学生上课除了带手机，还要带个充电宝，道理是一样的。

冯·诺依曼曾在兰德公司兼职当顾问，每月200美元，相当于一个全职员工的工资，这200美元只是买冯·诺依曼早上刮胡子的时间，就是他刮胡子的时候想到了什么idea就告诉兰德公司。后来兰德公司需要进行大量计算，请冯·诺依曼设计一台计算机，冯在纸上算了几分钟，说不用设计计算机了，已经算完了。

兰德公司是一个战略研究机构，互联网媒体经常打着兰德公司的名义发布各种骇人听闻的研究报告。

他的同事，诺贝尔物理学奖得主贝特曾感叹：“冯•诺伊曼这样的大脑是否意味着存在比人类更高一级的生物物种？”

也有缺点

冯诺依曼并非全才。

他在音乐方面很平庸，学过大提琴，但永远在指法练习阶段——就像背单词永远背A一样。

事实上他学琴的时候会偷偷把乐谱换成数学书。

他不善驾驶，每年都会撞坏一辆车，据说他喜欢在开车的时候看书，因此经常“被树突然挡住去路”。

我知道有人开车的时候玩手机，但不知道开车的时候看书是怎么操作的，确实有人会在开车的时候看书，比如C语言的发明人之一的肯·汤普森也这么干过，当然，他自己承认差点出车祸。

他抗拒运动，身材较为肥胖，妻子拉他去滑雪，他甚至怒发冲冠。

在科学界，冯·诺依曼有突出贡献，但主要是在实践应用方面，和爱因斯坦、牛顿等人相比，他更擅长于分析具体问题。

海军上将斯特劳斯认为“他有一种非常宝贵的能力，能够抓住问题的要害，把它分解开来，最困难的问题也会一下子变得简单明了。”

诺贝尔物理学奖得主维格纳评价道：“一旦冯•诺伊曼博士分析了一个问题，该怎么办就一清二楚了。”

冯·诺依曼

冯·诺依曼在造核武器的时候，受到了过多的核辐射，在50多岁的时候被查出罹患骨癌。当时人们对核辐射的危害认识还不够，没有做好防护工作。

因为他对美国军方太重要了，年纪又不大，军方希望他能多做几年贡献，于是不惜一切代价对他进行治疗。他的妻子和弟弟目睹了治疗的过程，吓得他们分别立下遗嘱说：一旦自己陷入如此境地，千万不要抢救！

1957年，冯·诺依曼因骨癌去世，享年54岁。