谁是计算机之父？
原来，格斯坦所在的摩尔学院在一年多前受阿伯丁弹道实验室委托，开始了世界上第一台电子计算机的试制工作。这恰好与冯·诺依曼当时日日夜夜在想的事情不谋而合。格斯坦的介绍引起了冯·诺依曼的极大兴趣。他拉着年轻人的手，向他详细了解了这部作品，从中了解到了一流的意义。
20世纪30年代，由于电子学的发展和在研制穿孔卡片统计分析仪过程中积累的经验，为电子计算机的建立提供了主要的技术前提。
二战期间，宾夕法尼亚大学摩尔学院电子系和阿伯丁弹道研究实验室共同负责为陆军每天提供6个射表。这项任务非常艰巨和紧迫。因为每块手表都要计算数百条轨迹，所以用台式电脑计算一条飞行时间为60秒的轨迹，需要熟练的计算器20个小时。虽然他们改进了微分分析仪，并雇佣了200多个计算器，但一个火度仪仍然需要两三个月，问题相当严重。
当时，负责这项工作的军事代表是年轻的上尉·格斯坦，他是一名数学家。他的朋友莫西莱恰好在摩尔学院电子系工作。1942年8月，莫西莱写了一份关于使用高速电子管计算机设备的备忘录，这是ENIAC的初步方案。思维敏捷的格斯坦意识到这个方案的巨大价值，立即向上司汇报，得到支持，并成立了研究小组。这个小组的成员有:物理学家莫西莱，负责电子计算机的总体设计方案；芬兰人埃克特任总工程师，负责解决制造业中一系列困难复杂的工程技术问题；年轻的上尉·格斯坦不仅能在数学方面提出有益的建议，而且是一位能干的科研管理人才。此外，还有一位年轻的逻辑学家，鲍克瑟。
就在研发工作停滞不前，开发人员大伤脑筋的时候，冯·诺依曼加入了新计算机设计师的行列。
冯·诺依曼是20世纪上半叶世界上最伟大的数学家之一，具有典型的纯数学家和应用数学家的双重性格。他追求纯数学的严谨与优美，注重数学的应用及其与物理学等其他学科的联系。这使他不仅在集合论、算子谱论、实函数论、测度论(遍历定理)等纯数学领域，而且在博弈论、数理经济学、计算机理论、计算数学等应用数学部门都做出了巨大贡献，成为这些数学分支的主要开拓者。
二战期间，冯·诺依曼参与了许多军事研究。1940年被阿伯丁弹道实验所聘为科学顾问。1941被聘为任海军军械局顾问；1943成为洛斯阿拉莫斯实验室顾问。无论作为主角还是配角，他都以自己的杰出才华解决了重大问题。这些题目涉及流体力学、空气动力学、气象计算等诸多方面，展现了冯·诺依曼娴熟的分析技巧和严谨的逻辑推理能力。
洛斯阿拉莫斯实验室(Los Alamos Laboratory)是一个原子弹研究机构，这里聚集了一批像《奥本海默》、维格纳、费米和泰勒这样的高水平物理学家和工程师，但缺乏不仅理解物理学家的要求，还能迅速提出数学解决方案的数学家。《奥本海默》认定冯·诺依曼就是这样一个人。他热情地邀请冯·诺依曼到洛斯阿拉莫斯实验室帮忙工作。冯·诺依曼不负众望。他凭借娴熟的分析技巧和独特的数学计算能力，为洛斯阿拉莫斯实验室解决了许多关键问题。他关于原子弹爆炸的建议得到了实验的证实；估算改善原子弹爆炸的效果和有效分配原料也是卓有成效的。在洛斯阿拉莫斯，冯·诺依曼遇到了很多必须通过大量计算才能解决的问题，比如受控热核反应过程，涉及654.38+0亿次初等算术运算和初等逻辑指令。这不是人力和普通电脑能解决的。怎样才能获得超高速计算？冯诺依曼当时并不清楚，但既然问题提出来了，一旦有机会总会解决的。
在与格斯坦分手后，冯·诺依曼急切地写信给宾夕法尼亚大学的泰尔·摩尔学院，希望能立即去那里参观，看看这台尚未诞生的机器。摩尔学院计算机设计组的组长埃克特和莫西莱听说后非常高兴。他们非常渴望得到这位伟大科学家的指导和帮助。埃克特还说:“冯·诺依曼是不是真正的天才，可以从他来后问的第一个问题来判断。”今年8月初，冯·诺依曼来到摩尔学院，参观了名为ENIAC的未完成的电子计算机。他的第一个问题是关于机器的逻辑结构。埃克特暗暗佩服:“他是个天才科学家，一下子就说到点子上了！”“之后，冯·诺依曼成为摩尔学院的实践顾问。他与ENIAC的第一批开发者讨论了提高计算机性能的各种措施，判断了ENIAC的优缺点，并提出了相应的改进建议。正是由于冯·诺依曼所起的决定性作用，ENIAC才在这一年试制成功。
ENIAC是一个庞然大物，体积约90立方米，占地170平方米，总重30吨。它有18000个电子管和1500个继电器，功耗150千瓦，每秒运算5000次，比机械计算机快几百倍到一千倍，比人工运算快一千倍到几千倍，计算过程按编好的程序自动进行。
ENIAC在计算机发展史上的重要性毋庸置疑。它是世界上第一台真正能运行的大型电子计算机。它的成功为提高计算速度开辟了非常广阔的前景。但毕竟是新生事物，并不完美。比如它的存储容量太小；程序是“外推式”的，不方便使用。准备几分钟的计算需要几个小时。就连开发者自己也感觉到了它的软肋，需要改进。
1945年6月，冯·诺依曼起草了一个全新的存储程序的通用电子计算机方案——ed vac(电子可描述自动计算机)，改造了ENIAC。这种更加完美的设计为现代电子计算机的结构奠定了基础。
一年后，另一份关于电子计算机装置的逻辑结构的更详细的报告发表了，这是电子计算机(IAS机)的另一个新方案，包括关于结构选择的争论。在这份报告的指导下，美国乃至世界许多地方都开展了广泛的电子计算机研究工作。
冯·诺依曼在其报告中主要建议的精髓包括四个方面:(1)将十进制改为二进制；(2)建立包含和指导程序的多级存储结构；(3)机器要处理的程序和数据都用二进制数表示；(4)采用并行计算原理，即同时处理一个数的每一位。
虽然在冯·诺依曼之前就提出了计算机使用二进制的合理性和内存的思想，但是冯·诺依曼的功绩在于他不仅提出并论证了这些新的思想和概念，而且研究了实现的方法，即提出了EDVAC和IAS机的方案。1951年，IAS机比ENIAC快几百倍的事实和后来开发计算机的经验证明了冯·诺依曼所有结论的正确性。冯·诺依曼的报告是对通用电子计算机电路结构的一大贡献。公认计算机工程的发展在很大程度上应归功于冯·诺依曼，因为无论是计算机的逻辑图式，还是现代计算机中存储、速度、基本指令的选择，以及线路间交互的设计，都深受冯·诺依曼思想的影响。
EDVAC方案明确规定新机有五个部件:①计算器；②逻辑控制装置；③记忆力；4输入；⑤输出，并描述这五个部分的作用和关系。EDVAC方案有两个非常显著的改进:一是采用二进制，二是完成存储程序，可以自动从一个程序指令前进到下一个程序指令，其操作可以通过指令自动完成。“指令”包括数据和程序，它们以代码的形式输入到机器的存储设备中，即执行操作的命令存储在与存储数据相同的存储设备中。这是存储程序的新概念。这个概念被认为是计算机史上的一个里程碑。为这个项目做出贡献的冯·诺依曼被誉为“计算机之父”。
101页EDVAC方案是计算机发展史上划时代的文献。它向世界宣告了电子计算机时代的开始。
谁知，在新机EDVAC出来之前，开发者们就为ENIAC的优先级吵了起来。1945年底，摩尔学院的计算机开发团队分裂，埃克特和莫西莱创办了自己的公司，从事计算机开发和量产。冯·诺依曼和格斯坦一起回到普林斯顿高等研究院，准备继续为电子计算机的进一步改进而奋斗。
很快，普林斯顿高等研究院因为冯·诺依曼的回归，掀起了一股真正的“计算机热”。在他的带领下，原本从事理论研究的看似冷清的研究所，从计算机开发到计算机应用都进行了广泛的研究。不久，它成为美国电子计算机的中心，吸引了大量的工程师和专业人士。在各方面的配合下，冯·诺依曼等人终于研制出了全自动通用电子计算机EDVAC。这就是现代电子计算机的雏形，后人也称之为“冯·诺依曼机”。
第一代电子计算机的研发不仅由美国主导，英国也做出了巨大贡献。此后，各国竞相发展。日本第一台电子计算机完成于1956年，称为“FUJIC”计算机。1958年8月，中国完成了第一台电子计算机“103”。到20世纪50年代中期，全世界大约生产了65，438+0，000台电子计算机。人们用这些计算机将人造卫星送上天空，并开发了许多核武器。到20世纪50年代末，世界上电子计算机的数量已达5000台左右，平均每秒钟运算5万到6万次。
第一代电子计算机，硬件主要用电子管。虽然有了质的飞跃，有了很多特点，但这些计算机价格昂贵、体积庞大、耗电多、速度低、可靠性差、维护复杂。编程主要基于机器语言和汇编语言，繁琐、易错、直观，需要进一步改进。
1955年，第一批基本电路由晶体管组成的电子计算机诞生，被称为二代计算机。它在军事上主要用作机载计算机。1958 165438+10月，美国制造的第一批大规模晶体管通用计算机投入运行。
与第一代相比，第二代电子计算机的体积、重量和功耗都大大降低了。它有两个衣柜那么大。同时，由于其成本降低，不仅可以用于军事，而且可以用于商业、工业、农业和国民经济的所有部门。它的运算速度是每秒几万到几十万次。1964年也发展成为每秒两三百万次的大型晶体管计算机，并批量生产。其可靠性比第一代高很多倍。
1962年，美国制造了第一台集成电路电子计算机。它标志着电子计算机从第二代向第三代的过渡。第三代电子计算机的硬件主要是集成电路，进一步减小了体积和功耗，运算速度为每秒几十万到一千万次。可靠性也比晶体管计算机高十倍。软件也有了很大的发展，有上百种高级语言用于编程，出现了分时多通道功能的操作系统。
随着集成电路技术的发展，集成电路也在不断完善。1959年一个商用硅片只有一个电路，1964年增加到十个电路，1970年增加到一千个电路左右。传统上将100个以上具有系统或子系统功能的电路集成在一起的硅片称为大规模集成电路，使电子计算机进入了新一代。第四代电子计算机的硬件主要采用大规模集成电路，使计算机更小、更稳定、成本更低，运算速度达到新的高度。有些大型计算机每秒可以运算654.38+0.5亿次。计算机操作系统和编译系统软件更加完善。
20世纪70年代以来，电子计算机向小型化、巨型化、网络化和智能化方向发展，成为下一次技术革命的骨干技术。
目前，随着RISC(精简指令集计算机)、并行处理技术和多媒体技术以及计算机软件和网络的相应发展，电子计算机的发展已成为主要趋势。
随着电子计算机的飞速发展，光学计算机也取得了突破性的进展。1991年，贝尔实验室宣布了数字光学处理器的成果。据研究小组的艾伦·董(董廷觉)说，“通用光学计算机将在2000年左右制造出来。”他预测光学计算机的运算速度可能比今天的超级计算机快1000到10000倍。光在长距离中的传播速度约为电子信号的100倍，光学器件的能耗很低。因此，光计算机具有广阔的发展前景。
比电子计算机和光学计算机性能更好的生物计算机(也叫分子计算机)正在被开发。可以乐观地预测，由电子计算机引发的新技术革命将推动人类社会走向辉煌的未来。
电子计算机是20世纪科学技术的重要标志。自从瓦特在18世纪发明蒸汽机以来，没有什么比电子计算机的发明更令人兴奋的了。自问世以来，一直以惊人的速度发展。它的广泛应用促进了现代科学和生产技术的迅速发展，并对社会生活的各个方面产生了深远的影响。作为电子计算机的重要开发者和组织者，冯·诺依曼为现代科学的进步做出了不可磨灭的贡献。
值得注意的是，一个偶然的机会；带领冯·诺依曼走向20世纪下半叶最重要的科学技术——计算机技术。仅从这一点，就能看出他有科学的勇气和创造的天赋——善于抓住机遇。凭借敏锐的识别能力，他抓住了有意义的线索，毅然投身于计算机研究领域。他在这一领域发挥了杰出的原创精神，使自己成为电子计算机、计算机科学与技术、数值分析的重要先驱。