Fon Neumann kimdir? Əhalinin geniş kütləsi onun adı ilə tanışdır, ali riyaziyyatı sevməyənlər belə alimi tanıyır.
İş ondadır ki, o, kompüterin işləməsinin hərtərəfli məntiqini işləyib hazırlayıb. Bu günə qədər o, milyonlarla ev və ofis kompüterlərində tətbiq edilib.
Neumanın Ən Böyük Nailiyyətləri
Onu insan-riyazi maşın, qüsursuz məntiq sahibi adlandırırdılar. O, təkcə həll yolu deyil, həm də bu unikal alət dəstinin ilkin yaradılmasını tələb edən çətin konseptual vəzifə ilə üzləşəndə səmimiyyətlə sevinirdi. Alimin özü də adi təvazökarlığı ilə son illərdə son dərəcə qısa - üç nöqtədə - riyaziyyata verdiyi töhfəni açıqladı:
- kvant mexanikasının əsaslandırılması;
- sərhədsiz operatorlar nəzəriyyəsinin yaradılması;
- erqodik nəzəriyyə.
O, hətta oyun nəzəriyyəsinə, elektron kompüterlərin formalaşmasına, avtomatlar nəzəriyyəsinə verdiyi töhfəni qeyd etmədi. Və bu başa düşüləndir, çünki o, nailiyyətlərinin Henri Puancaré, David Hilbert, Hermann Weyl-in əsərləri kimi insan zəkasının təsirli zirvələri kimi göründüyü akademik riyaziyyatdan danışırdı.
Ünsiyyətcil sanqvinik növü
Eyni zamandabütün dostları xatırlayırdılar ki, qeyri-insani iş qabiliyyəti ilə yanaşı, fon Neymanın heyrətamiz yumor hissi var idi, parlaq hekayəçi idi və onun Prinstondakı evi (ABŞ-a köçdükdən sonra) ən qonaqpərvər və mehriban ev kimi tanınırdı. Ruhun dostları ona ehtiram göstərdilər və hətta onu ilk adı ilə çağırdılar: Johnny.
O, çox atipik bir riyaziyyatçı idi. Macar insanlarla maraqlanırdı, qeybətdən qeyri-adi şəkildə əylənirdi. Bununla belə, o, insan zəifliklərinə qarşı daha dözümlü idi. Onun güzəştə getmədiyi yeganə şey elmi vicdansızlıq idi.
Alim, deyəsən, sistem sapmalarına dair statistik məlumat toplamaq üçün insanın zəif cəhətlərini və qəribəliklərini toplayır. Tarixi, ədəbiyyatı çox sevirdi, faktları və tarixləri ensiklopedik şəkildə xatırlayırdı. Von Neumann ana dilindən əlavə ingilis, alman və fransız dillərini mükəmməl bilirdi. O, qüsursuz olmasa da, ispan dilində danışırdı. Latın və Yunan dillərində oxuyun.
Bu dahi nəyə oxşayırdı? Boz kostyum geyinmiş, orta boylu, yavaş-yavaş, lakin qeyri-bərabər, lakin nədənsə kortəbii şəkildə sürətlənən və yavaşlayan yerişli bir kişi. Anlayışlı görünüş. Yaxşı danışan. Onu maraqlandıran mövzularda saatlarla danışa bilərdi.
Uşaqlıq və yeniyetməlik
Von Neumanın tərcümeyi-halı 1903-12-23 tarixində başlayır. Həmin gün Budapeştdə bankir Maks fon Neymanın ailəsində üç oğulun ən böyüyü Yanoş dünyaya gəldi. O, gələcəkdə Atlantik okeanı boyunca Con olacaq. İnsanın həyatında təbii qabiliyyətləri inkişaf etdirən düzgün tərbiyə nə qədər deməkdir! Hələ məktəbdən əvvəl Can atasının işə götürdüyü müəllimlər tərəfindən təlim keçmişdi. Oğlan orta təhsilini burada alıbelit lüteran gimnaziyası. Yeri gəlmişkən, gələcək Nobel mükafatı laureatı E. Viqner də onunla eyni vaxtda təhsil alıb.
Sonra gənc Budapeşt Universitetini bitirdi. Xoşbəxtlikdən, hələ universitetdə olarkən, Janos ali riyaziyyat müəllimi Laszlo Ratz ilə tanış oldu. Məhz böyük hərflə yazılmış bu müəllim gəncə gələcək riyaziyyat dahisini kəşf etmək tapşırıldı. O, Yanoşu Lipot Feyerin ilk skripkada ifa etdiyi Macarıstan riyazi elitasının dairəsi ilə tanış etdi.
M. Fekete və İ. Kurşakın himayəsi sayəsində fon Neuman abituriyent sertifikatını alan zaman elmi dairələrdə gənc istedad kimi şöhrət qazanmışdı. Onun başlanğıcı həqiqətən erkən idi. Yanoş ilk elmi əsərini "Minimal Polinomların Sıfırlarının Yeri haqqında" 17 yaşında yazdı.
Romantik və klassik birləşdi
Neumann çox yönlü olması ilə hörmətli riyaziyyatçılar arasında seçilir. Yalnız ədədlər nəzəriyyəsi istisna olmaqla, riyaziyyatın bütün digər sahələri macarların riyazi ideyalarından bu və ya digər dərəcədə təsirlənmişdir. Alimlər (V. Osvaldın təsnifatına görə) ya romantiklərdir (ideyaların yaradıcıları), ya da klassiklərdir (ideyalardan nəticələr çıxarmağa və tam nəzəriyyə tərtib etməyə qadirdirlər.) Onu hər iki növə aid etmək olar. Aydınlıq üçün biz fon Neymanın əsas əsərlərini təqdim edirik, eyni zamanda onların aid olduğu riyaziyyat bölmələrini ifadə edirik.
1. Set nəzəriyyəsi:
- "Topluqlar nəzəriyyəsinin aksiomatikası haqqında" (1923).
- “Nəzəriyyə üzrəHilbertin sübutu (1927).
2. Oyun nəzəriyyəsi:
- "Strateji oyunlar nəzəriyyəsi haqqında" (1928).
- Fundamental əsər "İqtisadi Davranış və Oyun Nəzəriyyəsi" (1944).
3. Kvant mexanikası:
- "Kvant mexanikasının əsasları haqqında" (1927).
- "Kvant mexanikasının riyazi əsasları" monoqrafiyası (1932).
4. Erqodik nəzəriyyə:
- "Funksional operatorların cəbri haqqında.." (1929).
- "Operator üzükləri haqqında" əsərlər silsiləsi (1936 - 1938).
5. Kompüter yaratmaq üçün tətbiq olunan tapşırıqlar:
- "Yüksək Düzəlişli Matrislərin ədədi İnversiyaları" (1938).
- "Avtomatların məntiqi və ümumi nəzəriyyəsi" (1948).
- "Etibarsız elementlərdən etibarlı sistemlərin sintezi" (1952).
Əslində Con fon Neyman insanın sevimli elmi ilə məşğul olmaq qabiliyyətini qiymətləndirirdi. Onun fikrincə, Allahın sağ əli ilə insanlara 26 yaşa qədər riyazi qabiliyyətləri inkişaf etdirmək verilir. Alimin fikrincə, bu, ilkin başlanğıcdır. O zaman "elmlər kraliçası"nın tərəfdarları peşəkar təkmilləşmə dövrü keçirlər.
Neumanna görə onilliklər ərzində təcrübə sayəsində artan ixtisas, təbii qabiliyyətlərin azalmasını kompensasiya edir. Bununla belə, uzun illər keçsə də, alimin özü həm istedadı, həm də mühüm problemlərin həlli zamanı hüdudsuz olan heyrətamiz performansı ilə seçilirdi. Məsələn, kvant nəzəriyyəsinin riyazi əsaslandırılması ona cəmi iki il çəkdi. Və öyrənmə dərinliyi baxımından bu, bütün elmi ictimaiyyətin onlarla illik işinə bərabər idi.
Ohvon Neumann prinsipləri
Möhtəşəm professorların işi haqqında “aslanı caynaqlarından tanıyırsınız” dediyi gənc Neuman tədqiqatlarına adətən necə başlayırdı? O, problemi həll etməyə başlayaraq əvvəlcə aksiomlar sistemini formalaşdırdı.
Xüsusi halı götürün. Fon Neymanın kompüter quruluşunun riyazi fəlsəfəsini tərtib edərkən hansı prinsipləri aktualdır? Onların ilkin rasional aksiomatiklərində. Bu mesajların parlaq elmi intuisiya ilə aşılandığı doğru deyilmi!
Onlar möhkəm və obyektivdir, baxmayaraq ki, hələ kompüter olmayanda bir nəzəriyyəçi tərəfindən yazılmışdır:
1. Hesablama maşınları ikili formada təmsil olunan ədədlərlə işləməlidir. Sonuncu yarımkeçiricilərin xassələri ilə əlaqələndirilir.
2. Maşın tərəfindən istehsal edilən hesablama prosesi icra edilə bilən əmrlərin rəsmiləşdirilmiş ardıcıllığı olan idarəetmə proqramı tərəfindən idarə olunur.
3. Kompüterin yaddaşı ikili funksiyanı yerinə yetirir: həm məlumatların, həm də proqramların saxlanması. Üstəlik, həm bu, həm də digərləri ikili formada kodlanır. Proqramlara giriş məlumatlara girişə bənzəyir. Məlumat növünə görə onlar eynidir, lakin işlənmə və yaddaş xanasına daxil olma üsulları ilə fərqlənirlər.
4. Kompüter yaddaş hüceyrələri ünvanlanır. Müəyyən bir ünvanda siz istənilən vaxt xanada saxlanılan məlumatlara daxil ola bilərsiniz. Proqramlaşdırmada dəyişənlər belə işləyir.
5. Şərti ifadələrdən istifadə etməklə əmrlərin icrasının unikal ardıcıllığının təmin edilməsi. Eyni zamanda, onlar öz qeydlərinin təbii qaydasında deyil, göstərilənlərə uyğun olaraq icra ediləcəklərhədəfləmə proqramçısı.
Təsirlənmiş fiziklər
Neumanın dünyagörüşü ona fiziki hadisələrin ən geniş dünyasında riyazi ideyalar tapmağa imkan verdi. Con fon Neymanın prinsipləri fiziklərlə EDVAK kompüterinin yaradılması üzrə yaradıcı birgə işdə formalaşıb.
Onlardan S. Ulam adlı biri Conun onların düşüncəsini dərhal qavradığını, sonra beynində riyaziyyatın dilinə çevirdiyini xatırlatdı. Özünün tərtib etdiyi ifadələri və sxemləri həll etdikdən sonra (alim, demək olar ki, dərhal ağlında təxmini hesablamalar aparırdı), bununla da o, problemin mahiyyətini anladı.
Və görülən deduktiv işin son mərhələsində macar öz nəticələrini yenidən "fizika dili"nə çevirdi və bu ən aktual məlumatı çaşmış həmkarlarına verdi.
Belə deduktivlik layihənin hazırlanmasında iştirak edən həmkarlarında güclü təəssürat yaratdı.
Kompüter əməliyyatının analitik əsaslandırılması
Fon Neuman kompüterinin işləmə prinsipləri ayrı-ayrı maşın və proqram hissələrini nəzərdə tuturdu. Proqramları dəyişdirərkən sistemin qeyri-məhdud funksionallığı əldə edilir. Alim gələcək sistemin əsas funksional elementlərini son dərəcə rasional analitik şəkildə müəyyənləşdirə bildi. Nəzarət elementi kimi o, orada əks əlaqəni qəbul etdi. Alim gələcəkdə informasiya inqilabının açarına çevrilən cihazın funksional bölmələrinə də bu adı verib. Beləliklə, fon Neumanın xəyali kompüteri aşağıdakılardan ibarət idi:
- maşın yaddaşı və ya saxlama cihazı (yaddaş kimi qısaldılmış);
- məntiq-arifmetik vahid (ALU);
- idarəetmə bloku (CU);
- Giriş/çıxış cihazları.
Hətta başqa bir əsrdə də onun əldə etdiyi parlaq məntiqi bir fikir, bir vəhy kimi qəbul edə bilərik. Lakin, həqiqətən belə idi? Axı, bütün yuxarıda qeyd olunan struktur öz mahiyyətinə görə, adı Neuman olan insan formasında unikal məntiqi maşının işinin bəhrəsinə çevrildi.
Riyaziyyat onun əsas alətinə çevrilib. Möhtəşəm, təəssüf ki, mərhum klassik Umberto Eko belə bir fenomen haqqında yazdı. “Dahi həmişə bir element üzərində oynayır. Amma o, o qədər parlaq oynayır ki, bütün digər elementlər bu oyuna daxildir!”
Kompüterin funksional diaqramı
Yeri gəlmişkən, alim bu elmlə bağlı anlayışını “Riyaziyyatçı” məqaləsində açıqlayıb. O, hər hansı bir elmin tərəqqisini onun riyazi metodun əhatə dairəsinə daxil olmaq qabiliyyətində hesab edirdi. Məhz onun riyazi modelləşdirməsi yuxarıdakı ixtiranın vacib hissəsinə çevrildi. Ümumiyyətlə, klassik fon Neyman memarlığı diaqramda göstərildiyi kimi görünürdü.
Bu sxem aşağıdakı kimi işləyir: ilkin məlumatlar, eləcə də proqramlar sistemə daxiletmə qurğusu vasitəsilə daxil olur. Gələcəkdə onlar arifmetik məntiq vahidində (ALU) işlənir. Əmrləri yerinə yetirir. Onların hər birində təfərrüatlar var: məlumatların hansı hüceyrələrdən götürülməli, onlar üzərində hansı əməliyyatlar aparılmalı, nəticəni harada saxlamaq lazımdır (sonuncusaxlama cihazı). Çıxış məlumatları birbaşa çıxış cihazı vasitəsilə də çıxarıla bilər. Bu halda (yaddaşda saxlamadan fərqli olaraq) onlar insanın qavrayışına uyğunlaşdırılır.
Dövrənin yuxarıda göstərilən struktur bloklarının ümumi idarə edilməsi və əlaqələndirilməsi idarəetmə bloku (İB) tərəfindən həyata keçirilir. Orada idarəetmə funksiyası onların yerinə yetirilmə ardıcıllığının ciddi qeydini saxlayan komanda sayğacına həvalə olunur.
Tarixi hadisə haqqında
Əsas olmaq üçün qeyd etmək lazımdır ki, kompüterlərin yaradılması üzrə işlər hələ də kollektiv xarakter daşıyırdı. Von Neumann kompüterləri ABŞ Silahlı Qüvvələrinin Balistika Laboratoriyasının sifarişi və vəsaiti hesabına hazırlanıb.
Bir qrup alim tərəfindən aparılan bütün işlərin Con Neumanna aid edildiyi tarixi hadisə təsadüfən doğuldu. Məsələ burasındadır ki, arxitekturanın ümumi təsviri (incəlmək üçün elmi ictimaiyyətə göndərilmişdir) birinci səhifədə tək imzadan ibarət idi. Və bu Neumanın imzası idi. Beləliklə, tədqiqatın nəticələrinin bildirilməsi qaydalarına görə alimlər məşhur macarın bütün bu qlobal işlərin müəllifi olduğu təəssüratı yaratdılar.
Nəticə əvəzinə
Ədalətli olmaq üçün qeyd etmək lazımdır ki, bu gün də böyük riyaziyyatçının kompüterlərin inkişafı ilə bağlı ideyalarının miqyası dövrümüzün sivilizasiya imkanlarını üstələyib. Xüsusilə, fon Neumanın işi informasiya sistemlərinə özlərini çox altma qabiliyyətinin verilməsini təklif etdi. Və onun son, yarımçıq işi bu gün də super aktual adlandırıldı:"Kompüter və beyin".
