Fon Neyman kim? Uning nomini aholining keng ommasi yaxshi biladi, hatto oliy matematikani yoqtirmaydiganlar ham olimni bilishadi.
Gap shundaki, u kompyuter faoliyatining keng qamrovli mantiqini ishlab chiqdi. Hozirgacha u millionlab uy va ofis kompyuterlarida joriy qilingan.
Neumanning eng katta yutuqlari
Uni inson-matematik mashinasi, benuqson mantiqiy odam deb atashgan. U nafaqat yechimni, balki ushbu noyob asboblar to'plamini oldindan yaratishni ham talab qiladigan qiyin kontseptual vazifaga duch kelganida chin dildan quvondi. Olimning o'zi odatdagi kamtarligi bilan so'nggi yillarda juda qisqacha - uchta nuqtada - matematikaga qo'shgan hissasini e'lon qildi:
- kvant mexanikasini asoslash;
- cheklanmagan operatorlar nazariyasini yaratish;
- ergodik nazariya.
U hatto oʻyin nazariyasiga, elektron hisoblash mashinalarining shakllanishiga, avtomatlar nazariyasiga qoʻshgan hissasini tilga olmadi. Va bu tushunarli, chunki u akademik matematika haqida gapirdi, bu erda uning yutuqlari Anri Puankare, Devid Xilbert, Herman Veyl asarlari kabi inson aqlining ta'sirchan cho'qqilaridek ko'rinadi.
Asosiy sanguine turi
Ayni vaqtdauning barcha do'stlari, fon Neymanning g'ayriinsoniy mehnat qobiliyati bilan bir qatorda ajoyib hazil tuyg'usiga ega ekanligini, ajoyib hikoyachi bo'lganini va uning Prinstondagi (AQShga ko'chib o'tgandan keyin) uyi eng mehmondo'st va samimiy uy sifatida e'tirof etilganini eslashdi. Do'stlari unga mehr qo'yishdi va hatto uni Jonni deb chaqirishdi.
U juda atipik matematik edi. Venger odamlarga qiziqardi, u g'iybatdan g'ayrioddiy zavqlanardi. Biroq, u insoniy zaifliklarga nisbatan ko'proq toqat qilardi. U murosasiz bo'lgan yagona narsa ilmiy insofsizlik edi.
Olim tizimdagi ogʻishlar boʻyicha statistik maʼlumotlarni yigʻish uchun insonning zaif tomonlari va gʻayrioddiy jihatlarini toʻplayotganga oʻxshardi. U tarixni, adabiyotni sevardi, fakt va sanalarni ensiklopedik tarzda eslab yurardi. Fon Neumann ona tilidan tashqari ingliz, nemis va frantsuz tillarini ham yaxshi bilgan. U ham kamchiliklarsiz bo'lmasa ham, ispan tilida gapirdi. Lotin va yunon tillarida oʻqing.
Bu daho qanday koʻrinishga ega edi? O'rtacha bo'yli, kulrang kostyum kiygan, bo'sh, ammo notekis, ammo qandaydir tarzda o'z-o'zidan tezlashadigan va sekinlashtiruvchi yurishi bilan baquvvat odam. Aniq ko'rinish. Yaxshi suhbatdosh. U o'zini qiziqtirgan mavzularda soatlab gaplashishi mumkin edi.
Bolalik va oʻsmirlik
Fon Neymanning tarjimai holi 23.12.1903 yilda boshlanadi. O'sha kuni Budapeshtda bankir Maks fon Neyman oilasida uch o'g'ilning kattasi Yanosh dunyoga keldi. U kelajakda Atlantika bo'ylab Jonga aylanadi. Inson hayotida tabiiy qobiliyatlarni rivojlantiruvchi to'g'ri tarbiya qanchalik muhim! Maktabdan oldin ham Jan otasi yollagan o'qituvchilar tomonidan o'qitilgan. Bola o'rta ma'lumotni shu yili olganelita lyuteran gimnaziyasi. Aytgancha, kelajakdagi Nobel mukofoti sovrindori E. Vigner u bilan bir vaqtda tahsil olgan.
Keyin yigit Budapesht universitetini tamomlagan. Uning baxtiga, hali universitetda o'qib yurganida, Yanosh oliy matematika o'qituvchisi Laslo Ratz bilan uchrashdi. Yigitda kelajakdagi matematik dahoni kashf etish uchun katta harf bilan yozilgan bu o'qituvchi edi. U Yanoshni Lipot Fejer birinchi skripkada chalgan Vengriya matematik elitasi davrasiga kiritdi.
M. Fekete va I. Kurshakning homiyligi tufayli fon Neyman abituriyentlik sertifikatini qoʻlga kiritgunga qadar ilmiy doiralarda yosh isteʼdod sifatida shuhrat qozongan edi. Uning boshlanishi haqiqatan ham erta edi. Yanosh o'zining birinchi ilmiy ishini "Minimal polinomlarning nollarining joylashuvi haqida" ni 17 yoshida yozgan.
Romantik va klassik birlashdi
Neumann taniqli matematiklar orasida o'zining ko'p qirraliligi bilan ajralib turadi. Faqat sonlar nazariyasidan tashqari, matematikaning barcha boshqa sohalari u yoki bu darajada vengerlarning matematik g'oyalari ta'sirida bo'lgan. Olimlar (V. Osvald tasnifiga ko'ra) romantiklar (g'oyalar yaratuvchisi) yoki klassiklardir (ular g'oyalardan oqibatlarni chiqarib, to'liq nazariyani shakllantirishga qodir.) Uni ikkala turga ham kiritish mumkin. Aniqlik uchun biz fon Neymanning asosiy asarlarini, ular bilan bog'liq bo'lgan matematika bo'limlarini ko'rsatgan holda taqdim etamiz.
1. Toʻplam nazariyasi:
- "To'plamlar nazariyasi aksiomatikasi haqida" (1923).
- “Nazariya haqidaHilbertning dalillari (1927).
2. O'yin nazariyasi:
- "Strategik o'yinlar nazariyasi haqida" (1928).
- "Iqtisodiy xulq-atvor va o'yin nazariyasi" fundamental asari (1944).
3. Kvant mexanikasi:
- "Kvant mexanikasi asoslari haqida" (1927).
- "Kvant mexanikasining matematik asoslari" monografiyasi (1932).
4. Ergodik nazariya:
- "Funktsional operatorlar algebrasi haqida.." (1929).
- "Operator uzuklarida" asarlar turkumi (1936 - 1938).
5. Kompyuter yaratishning amaliy vazifalari:
- "Yuqori tartibli matritsalarning raqamli inversiyasi" (1938).
- "Avtomatlarning mantiqiy va umumiy nazariyasi" (1948).
- "Ishonchsiz elementlardan ishonchli tizimlar sintezi" (1952).
Aslida Jon fon Neyman insonning sevimli fan bilan shugʻullanish qobiliyatini baholagan. Uning fikricha, Xudoning o'ng qo'li bilan odamlarga matematik qobiliyatlarni 26 yoshgacha rivojlantirish uchun berilgan. Olimning fikricha, bu juda muhim. Keyin "fanlar malikasi" tarafdorlari kasbiy murakkablik davriga ega.
Neymanning so'zlariga ko'ra, o'nlab yillik amaliyot tufayli o'sib borayotgan malaka tabiiy qobiliyatlarning pasayishini qoplaydi. Biroq, ko'p yillar o'tgach, olimning o'zi ham iste'dod, ham ajoyib ishlash bilan ajralib turardi, bu muhim muammolarni hal qilishda cheksiz bo'lib qoladi. Masalan, kvant nazariyasini matematik asoslash uchun unga bor-yo‘g‘i ikki yil kerak bo‘ldi. O‘rganish chuqurligi bo‘yicha esa bu butun ilmiy jamoatchilikning o‘nlab yillik mehnatiga teng edi.
Ohfon Neyman tamoyillari
Hurmatli professorlarning ishi haqida “siz sherni panjasidan taniysiz” deyishgan yosh Neyman odatda oʻz tadqiqotini qanday boshlagan? U muammoni hal qila boshlab, birinchi navbatda aksiomalar tizimini tuzdi.
Alohida holatni oling. Fon Neymanning kompyuter qurilishining matematik falsafasini shakllantirishda qanday tamoyillari dolzarb? Ularning birlamchi ratsional aksiomatikasida. Bu xabarlar ajoyib ilmiy sezgi bilan sug'orilgani rost emasmi!
Ular qat'iy va ob'ektivdir, garchi ular hali kompyuter bo'lmaganida nazariyotchi tomonidan yozilgan:
1. Hisoblash mashinalari ikkilik shaklda ifodalangan raqamlar bilan ishlashi kerak. Ikkinchisi yarimo'tkazgichlarning xususiyatlariga mos keladi.
2. Mashina tomonidan ishlab chiqarilgan hisoblash jarayoni boshqaruvchi dastur tomonidan boshqariladi, bu bajariladigan buyruqlarning rasmiylashtirilgan ketma-ketligidir.
3. Kompyuter xotirasi ikki xil vazifani bajaradi: ma'lumotlarni ham, dasturlarni ham saqlash. Bundan tashqari, ular ham, boshqalar ham ikkilik shaklda kodlangan. Dasturlarga kirish ma'lumotlarga kirishga o'xshaydi. Maʼlumotlar turi boʻyicha ular bir xil, lekin ularni qayta ishlash va xotira yacheykasiga kirishda farqlanadi.
4. Kompyuter xotirasi katakchalari manzilli. Muayyan manzilda siz istalgan vaqtda hujayrada saqlangan ma'lumotlarga kirishingiz mumkin. O'zgaruvchilar dasturlashda shunday ishlaydi.
5. Shartli gaplar yordamida buyruqlarni bajarishning yagona tartibini ta'minlash. Shu bilan birga, ular yozib olishning tabiiy tartibida emas, balki belgilangan tartibda amalga oshiriladimaqsadli dasturchi.
Taassurot qoldirgan fiziklar
Neymanning dunyoqarashi unga fizik hodisalarning eng keng dunyosida matematik g'oyalarni topishga imkon berdi. Jon fon Neymanning tamoyillari EDVAK kompyuterini yaratish bo'yicha fiziklar bilan birgalikdagi ijodiy ishda shakllangan.
Ulardan biri, S. Ulam ismli, Jon ularning fikrini bir zumda anglab yetganini, keyin esa uni miyasida matematika tiliga tarjima qilganini esladi. O'zi ishlab chiqqan iboralar va sxemalarni hal qilib (olim deyarli bir zumda xayolida qo'pol hisob-kitoblarni amalga oshirdi) shu tariqa u muammoning mohiyatini tushundi.
Va amalga oshirilgan deduktiv ishning yakuniy bosqichida venger oʻz xulosalarini yana “fizika tili”ga aylantirdi va bu eng dolzarb maʼlumotlarni oʻzining dovdirab qolgan hamkasblariga berdi.
Bunday deduktivlik loyihani ishlab chiqishda ishtirok etgan hamkasblarda kuchli taassurot qoldirdi.
Kompyuter ishining analitik asoslanishi
Fon Neyman kompyuterining ishlash tamoyillari alohida mashina va dasturiy qismlarni nazarda tutgan. Dasturlarni o'zgartirganda, tizimning cheksiz funksionalligiga erishiladi. Olim kelajakdagi tizimning asosiy funktsional elementlarini juda oqilona tahliliy aniqlashga muvaffaq bo'ldi. Nazorat elementi sifatida u bunda fikr-mulohazalarni qabul qildi. Olim shuningdek, kelajakda axborot inqilobining kalitiga aylangan qurilmaning funktsional birliklariga ham nom berdi. Shunday qilib, fon Neymanning xayoliy kompyuteri quyidagilardan iborat edi:
- mashina xotirasi yoki xotira qurilmasi (xotira sifatida qisqartirilgan);
- mantiqiy-arifmetik birlik (ALU);
- boshqaruv bloki (CU);
- I/U qurilmalari.
Hatto boshqa asrda ham biz u erishgan ajoyib mantiqni tushuncha, vahiy sifatida qabul qilishimiz mumkin. Biroq, haqiqatan ham shundaymi? Zero, yuqorida tilga olingan butun tuzilma o‘z mohiyatiga ko‘ra, inson qiyofasida, uning nomi Neyman bo‘lgan noyob mantiqiy mashina ishining mevasi bo‘ldi.
Matematika uning asosiy quroliga aylandi. Ajoyib, afsuski, marhum klassik Umberto Eko bunday hodisa haqida yozgan. “Daho har doim bitta element ustida o'ynaydi. Lekin u shu qadar ajoyib o'ynaydiki, boshqa barcha elementlar bu o'yinga kiritilgan!”
Kompyuterning funksional diagrammasi
Aytgancha, olim bu fan haqidagi tushunchasini “Matematik” maqolasida bayon qilgan. U har qanday fanning taraqqiyotini matematik metod doirasiga kirish qobiliyatida ko‘rib chiqdi. Aynan uning matematik modellashtirishi yuqoridagi ixtironing muhim qismiga aylandi. Umuman olganda, klassik fon Neyman arxitekturasi diagrammada ko'rsatilgandek ko'rinardi.
Ushbu sxema quyidagicha ishlaydi: dastlabki ma'lumotlar, shuningdek, dasturlar kiritish qurilmasi orqali tizimga kiradi. Kelajakda ular arifmetik mantiq birligida (ALU) qayta ishlanadi. Buyruqlarni bajaradi. Ularning har birida ma'lumotlar mavjud: ma'lumotlarni qaysi hujayradan olish kerak, ular bo'yicha qanday operatsiyalarni bajarish kerak, natijani qayerda saqlash kerak (ikkinchisisaqlash qurilmasi). Chiqish ma'lumotlari to'g'ridan-to'g'ri chiqish qurilmasi orqali ham chiqarilishi mumkin. Bu holda (xotirada saqlashdan farqli ravishda) ular inson idrokiga moslashgan.
Sxemaning yuqoridagi konstruktiv bloklarini umumiy boshqarish va muvofiqlashtirish boshqaruv bloki (CU) tomonidan amalga oshiriladi. Unda boshqaruv funksiyasi buyruqlar hisoblagichiga ishonib topshirilgan bo‘lib, ular bajarilish tartibini qattiq qayd qiladi.
Tarixiy voqea haqida
Asosiy boʻlish uchun shuni taʼkidlash kerakki, kompyuterlarni yaratish boʻyicha ishlar hali ham jamoaviy edi. Von Neuman kompyuterlari AQSH Qurolli Kuchlari ballistika laboratoriyasining buyurtmasi va mablagʻi hisobidan ishlab chiqilgan.
Bir guruh olimlar tomonidan olib borilgan barcha ishlar Jon Neymanga tegishli boʻlgan tarixiy voqea tasodifan tugʻilgan. Gap shundaki, arxitekturaning umumiy tavsifi (ilmiy jamoatchilikka ko'rib chiqish uchun yuborilgan) birinchi sahifada bitta imzoni o'z ichiga olgan. Va bu Neymanning imzosi edi. Shunday qilib, tadqiqot natijalarini hisobot berish qoidalari tufayli olimlar mashhur venger bu global ishlarning muallifi degan taassurotga ega bo'lishdi.
Xulosa oʻrniga
Adolat uchun shuni ta'kidlash kerakki, bugungi kunda ham buyuk matematikning kompyuterlarni rivojlantirish haqidagi g'oyalari ko'lami bizning davrimiz sivilizatsiyasi imkoniyatlaridan oshib ketgan. Xususan, fon Neymanning ishi axborot tizimlariga o'zini ko'paytirish qobiliyatini berishni taklif qildi. Va uning so'nggi, tugallanmagan ishi bugungi kunda ham juda dolzarb deb nomlangan:"Kompyuter va miya".
