John von Neumannund der von Neumann RechnerSeminar Geschichte der Informatik

Andreas Martin

John von Neumann und der von Neumann Rechner

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Übersicht

Jugend und Ausbildung in Europa

Lehre und Forschung in den USA

Tätigkeiten während des 2. Weltkriegs

Arbeit nach dem Krieg, insbesondere das Design des von Neumann Rechners

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Kindheit

Geboren am 28. Dez. 1903 in Budapest Sohn einer reichen jüdischen Familie Interesse an Technik und Geschichte Wunderkind mit photographischem Gedächtnis Außergewöhnliche Fähigkeiten im Kopfrechnen 1911 Gymnasium mit

speziellem Förderunterricht

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Studium

1921 Abschluss des Gymnasiums Einschreiben an der Universität Budapest in

Mathematik Gleichzeitig Immatrikulation in Chemie in Berlin 1923 Wechsel an ETH Zürich 1925 Diplom in Chemie 1926 Doktor der Mathematik

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Lehrtätigkeit 1926-29 Privatdozent an der

Uni Berlin 1926-27 Studium der

Quantenphysik unter Hilbert in Göttingen

1929-30 Privatdozent in Hamburg

Mit Mitte 20 weltweiter Ruf in der mathematischen Gesellschaft, ein junges Genie zu sein

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Umzug in die USA

1930 Privatdozent über Quantentheorie an die Princeton University

Heirat seiner Verlobten in Ungarn und Umzug in die USA

1931 Berufung zum Professor Lehrtätigkeit bis 1933 Scheidung und erneute Heirat

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Institute for Advanced Study

1933 Gründung des Instituts Von Neumann als einer von 6

Mathematikprofessoren Außeruniversitäre Forschung von

herausragenden Wissenschaftlern Autor etlicher Bücher und Abhandlungen über

Mathematik, Quantenmechanik, Statistik, Schockwellentheorie, Ballistik, Meteorologie

„Theory of Games and Economic Behaviour“

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2. Weltkrieg

Einbürgerung in die USA 1937 Beratertätigkeiten in Regierungsprojekten z.B.

Forschung über Detonationswellen Sep. 43 Atombombenprojekt in Los Alamos / New

Mexiko (Implosionstechnik zur Zündung einer Atombombe)

Simulation der physischen Vorgänge erfordert hohen Rechenaufwand

Bisherige technische Mittel nicht ausreichend

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Erste Erfahrungen mit Rechenmaschinen

Anreize nach Englandaufenthalt Zufälliges Treffen mit Hermann Goldstine Demonstration der Rechenmaschine ENIAC an

der Moore School of Engineering an der Uni Pennsylvania

Großes Interesse von Neumanns und daraufhin Mitarbeit am Projekt

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Rechner ENIAC Gebaut zur Berechnung

von Tabellen zur Zielerfassung von Kanonen der Army

Riesige Ausmaße und Energieverbrauch

Sehr schnell aber auch sehr unflexibel

Jedes Programm erfordert eine neue Verkabelung

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ENIAC - EDVAC

Zusammenarbeit von Von Neumann, Goldstine, Mauchly und Eckert

Vorstellung einer universelleren Maschine Juni 45 „First Draft of a Report on the Electronic

Discrete Variable Calculator“ Logische Beschreibung einer aus fünf Einheiten

bestehenden Maschine und Einführung des „Stored Program“ Konzeptes

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Nachkriegszeit – Electronic Computer Project Planung einer vollkommen neuen, universellen

Rechenmaschine Vollautomatisch, digital, elektronisch 6.Nov. 1945 offizieller Start Report „Preliminary Discussion of the Logical

Design of an Electronic Computing Instrument“ über den logischen Aufbau eines Computers

Bekannt als „von Neumann Architektur“

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5 Hauptbestandteile

Speicher Arithmetische

Einheit Kontrolleinheit Input Output

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Speicher

Primary Memoryrelativ klein, sehr schnell, wahlfreier Zugriff

Secondary Memorybilliger, größer, langsamer (z.B. Magnetbänder)

„Dead storage“Auslagerung von Programmen und Daten

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Arithmetische Einheit

Binärzahlen

einfache und schnelle Ausführung von Befehlen

Fixed-Point Architektur mit Zahlenbereich von -1 bis 1

Addition, Subtraktion, Multiplikation, Division in der Hardware verankert

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Kontrolleinheit

Einlesen und Ausführen des im Speicher abgelegten Programms

Verschieben von Daten in den Speicherzellen

Kontrolle der arithmetischen Einheit

Pulsgeber Fehlertests

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Programmierung

Nicht nur lineares Durchlaufen des Programms

Sprünge und Codesubstitution in Abhängigkeit von vorherigen Berechnungen

Erfindung des Flussdiagramms als Hilfe zur Veranschaulichung eines Programms

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Weitere Vorteil: Speicherung von Subprozeduren zur späteren Wiederverwendung

Speicher und In- Output bereiten die meisten technischen Probleme

10.Juni 1952 offizielle Freigabe Erste größere Berechnungen von

Wissenschaftlern aus Los Alamos Etliche Nachbauten des Prototyps auf der

ganzen Welt mit Verbesserungen

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Letzte Jahre Von Neumanns

Tätigkeiten in etlichen anderen Gremien Ausarbeitung der Sillimann Lectures für Vortrag

an der Yale University: Vergleich zwischen Computer und menschlichem Gehirn

Gutes Vorankommen trotz vieler Termine für die Atomenergiebehörde

Diagnose von unheilbarem Krebs

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Weiterhin unermüdliche Arbeit auch im Rollstuhl oder per Telefon

Im letzten Krankenhausaufenthalt nur noch Arbeit an dem Vortrag

Konnte nicht mehr fertig gestellt werden Zuletzt schwere psychische Probleme mit der

Erkenntnis, dass sein Verstand nicht mehr weiterarbeiten kann

Gestorben am 8. Februar 1957 in Washington DC

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Fazit

Zahllose Ehrungen und wissenschaftliche Ämter auf der ganzen Welt

Großer Einfluss auf Wissenschaft und Politik bis in die höchsten Kreise

Grundlage des Computers bis heute

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit