根據(jù)第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)所存在的問題，1946年，參加了ENIAC機(jī)后期研制工作的杰出數(shù)學(xué)家、美籍匈牙利人馮·諾依曼（Johnuon　 Newmann，1903—1957），提出了設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)的新思想，在電子計(jì)算機(jī)研制方面作出許多開創(chuàng)性貢獻(xiàn)。為此人們給他戴上“現(xiàn)代計(jì)算機(jī)之父”的桂 冠。

　　1903年12月28日，馮·諾依曼出生在匈牙利布達(dá)佩斯的一個(gè)猶太人家里。從孩提時(shí)起，他就是一個(gè)神童，具有超人的智力，6歲 能心算8位數(shù)乘、除法，8歲掌握了微積分，12歲就能讀懂近代大數(shù)學(xué)家所著《函數(shù)論》一類的專著，叫人驚嘆不已。很自然，后來在匈牙利的數(shù)學(xué)競(jìng)賽中他輕而 易舉地取得了第一名。升入中學(xué)后，諾依曼受到了特殊的教育和嚴(yán)格的數(shù)學(xué)訓(xùn)練，未滿18歲就和指導(dǎo)老師合寫了第一篇數(shù)學(xué)論文。他能流利地說拉丁語和希臘語， 并在語法修辭方面有真知灼見。諾依曼掌握了7種語言，這成為他在以后的科學(xué)研究中不可缺少的工具。大學(xué)期間，他同時(shí)在兩所大學(xué)接受理論和技術(shù)方面的嚴(yán)格訓(xùn) 練，并同時(shí)獲得蘇黎世高等技術(shù)學(xué)院化學(xué)學(xué)士學(xué)位和布達(dá)佩斯大學(xué)數(shù)學(xué)博士學(xué)位。

　　馮·諾依曼有著驚人的記憶力和敏捷的分析能力，他讀書幾 乎過目成誦，思考問題的快速度也令人贊嘆。有一次，一名數(shù)學(xué)工作者對(duì)一個(gè)問題的5種情況用手搖計(jì)算機(jī)算了一個(gè)通宵，第二天去請(qǐng)教諾依曼，他僅用了7分鐘就 把這個(gè)問題的5種情況的結(jié)果算了出來，接著又用半個(gè)小時(shí)，找到了更好的簡(jiǎn)捷算法，使請(qǐng)教者佩服得五體投地。

　　1930年諾依曼應(yīng)聘去美 國(guó)普林斯頓大學(xué)工作，成為該校高等研究院首批6個(gè)常任成員之一（愛因斯坦也是成員之一），從此他就始終站在科學(xué)研究的最前沿。諾依曼是20世紀(jì)最有成就的 科學(xué)家之一，他是作為化學(xué)工程師開始進(jìn)行科研工作的，后來改行搞數(shù)學(xué)理論物理。在純粹數(shù)學(xué)、應(yīng)用數(shù)學(xué)、計(jì)算數(shù)學(xué)方面都有創(chuàng)造性的突出貢獻(xiàn)；在統(tǒng)計(jì)學(xué)、流體 動(dòng)力學(xué)、彈道學(xué)、氣象學(xué)、博弈論等許多領(lǐng)域都有重大建樹。他參加了研制原子彈的曼哈頓計(jì)劃，是美國(guó)總統(tǒng)任命的國(guó)家原子能委員會(huì)委員、導(dǎo)彈顧問委員會(huì)主席， 還是美國(guó)數(shù)學(xué)學(xué)會(huì)主席，首屆愛因斯坦獎(jiǎng)和費(fèi)米獎(jiǎng)獲得者。從諾依曼這些頭銜和榮譽(yù)，你可以了解到諾依曼是20世紀(jì)科學(xué)王國(guó)中多么驍勇的功臣。然而，有一個(gè)問 題始終困擾著諾依曼：在研究原子核裂變反應(yīng)過程中需要大量的計(jì)算，計(jì)有10億次以上。這些10億以上次的運(yùn)算大多相當(dāng)初等，只需在裂變反應(yīng)的傳播過程中作 出可不可行的“是”與“否”的回答，也就是說，這些大量的計(jì)算僅要得出一個(gè)“真”與“假”的邏輯解，是純粹的初等邏輯運(yùn)算。而當(dāng)時(shí)的計(jì)算機(jī)在邏輯運(yùn)算方面 是非常欠缺的。諾依曼針對(duì)這個(gè)問題一直在思考著。一個(gè)偶然的機(jī)會(huì)，諾依曼被引向電子計(jì)算機(jī)的研究。

　　一天，諾依曼與正在參加制造 ENIAC的戈德斯坦在火車站見面了。戈德斯坦早就聽說過諾依曼這位世界名流，便主動(dòng)作自我介紹，兩個(gè)人熱情友好地攀談起來。當(dāng)戈德斯坦談到正在研制電子 裝置計(jì)算機(jī)時(shí)，諾依曼的眼睛為之一亮，談話的氣氛一下子變了，他急切地詢問ENIAC的情況。戈德斯坦介紹ENIAC用真空電子管構(gòu)成基本邏輯單元，有電 子線路和邏輯運(yùn)算功能，其速度可以提高1000倍時(shí)，諾依曼非常興奮。他迫不及待地提出要看看這臺(tái)尚未出世的機(jī)器。幾天后，諾依曼來到莫爾學(xué)院，認(rèn)真仔細(xì) 地觀看了這臺(tái)電子裝置，然后詢問了機(jī)器的邏輯結(jié)構(gòu)和整體設(shè)計(jì)思想。憑著他的天才，他太知道這臺(tái)機(jī)器的與眾不同了。以后諾依曼就成了莫爾小組的�？�，并直接 參與了研制工作，提出了許許多多的改進(jìn)和完善意見。不過這時(shí)ENIAC制造已經(jīng)接近尾聲，不可能大改大動(dòng)了。這是非常遺憾的事，大家都認(rèn)為諾依曼來得太晚 了，可是他的意見使這里的科學(xué)家們站得更高了，使他們徹底了解了ENIAC的不足之處。

　　于是在1945年3月，諾依曼和莫爾小組一起 開始設(shè)計(jì)和研制一臺(tái)全新的存儲(chǔ)程序通用電子計(jì)算機(jī)，稱之為“離散變數(shù)自動(dòng)電子計(jì)算機(jī)”，即“EDVAC”，對(duì)“ENIAC”做重大改進(jìn)。諾依曼總結(jié)了 ENIAC的優(yōu)點(diǎn)，明確規(guī)定這臺(tái)計(jì)算機(jī)由5部分組成：即運(yùn)算器，邏輯控制器，存儲(chǔ)器，輸入和輸出。這5部分有各自的職能和相互聯(lián)系。

　　 第一個(gè)改進(jìn)是變十進(jìn)制為二進(jìn)制。采用二進(jìn)制的優(yōu)點(diǎn)，是因?yàn)殡娮釉�件或線路比較容易實(shí)現(xiàn)兩個(gè)相互對(duì)立的穩(wěn)定狀態(tài)來代表兩個(gè)不同的數(shù)碼，例如電壓的高與低，正 與負(fù)，電子管的通與斷，電訊號(hào)的有與無，磁芯的兩種不同的剩磁狀態(tài)等等。而且這兩種狀態(tài)可以在非常短暫的瞬間互相轉(zhuǎn)換。這要比用10個(gè)不同的穩(wěn)定狀態(tài)來表 示十進(jìn)制里的10個(gè)數(shù)碼要簡(jiǎn)單得多。人們可能會(huì)想到，二進(jìn)制的每一位只能表示0和l，和十進(jìn)制相比，在表示同樣一個(gè)數(shù)字時(shí)，若用二進(jìn)制表示，位數(shù)就會(huì)增加 很多，在運(yùn)算處理時(shí)要帶來麻煩。但是如果你仔細(xì)地想一想，既然二進(jìn)制位數(shù)增多了，但是在處理每一位時(shí)，由于一位僅有“0”和“l”兩種狀態(tài)，處理起來就會(huì) 變得簡(jiǎn)單多了。這種簡(jiǎn)單大大地抵消了位數(shù)增多而帶來的麻煩。使數(shù)與數(shù)之間的運(yùn)算變得簡(jiǎn)單是重要的，電子元件和線路的高速度，可以使二進(jìn)制位數(shù)增多忽略不 計(jì)。所以諾依曼認(rèn)為電子計(jì)算機(jī)中的存儲(chǔ)器和運(yùn)算器按其性能來說最適于二進(jìn)制，而且執(zhí)行基本運(yùn)算時(shí)最簡(jiǎn)單也最快。另外，諾依曼指出，就計(jì)算機(jī)的性質(zhì)講，主要 部分并非運(yùn)算而是邏輯，而新的邏輯是真與假的二值系統(tǒng)，所以計(jì)算機(jī)應(yīng)采用二進(jìn)制。