biografia

Figura 1 — Quem foi John Von Neumann ?

Os autores (2022).

John von Neumann, nascido Margittai Neumann János Lajos (Budapeste, 28 de dezembro de 1903 — Washington, D.C., 8 de fevereiro de 1957) foi um matemático húngaro de origem judaica, naturalizado estadunidense

Contribuiu na teoria dos conjuntos, análise funcional, teoria ergódica, mecânica quântica, ciência da computação, economia, teoria dos jogos, análise numérica, hidrodinâmica das explosões, estatística e muitas outras áreas da matemática. De fato é considerado um dos mais importantes matemáticos do século XX.[2]

Foi membro do Instituto de Estudos Avançados de Princeton, Nova Jérsei, do qual também faziam parte Albert Einstein e Erwin Panofsky, quando emigraram para os Estados Unidos, além de Kurt Gödel, Robert Oppenheimer, George F. Kennan e Hermann Weyl. Com Edward Teller e Stanisław Ulam, von Neumann trabalhou em desenvolvimentos chave da Física Nuclear, relacionados com reações termonucleares e com a bomba de hidrogênio. Participou também do Projeto Manhattan, responsável pelo desenvolvimento das primeiras bombas atômicas.

Foi professor na Universidade de Princeton e um dos construtores do ENIAC. Entre os anos de 1946 e 1953, von Neumann integrou o grupo reunido sob o nome de Macy Conferences, contribuindo para a consolidação da teoria cibernética junto com outros cientistas renomados: Gregory Bateson, Heinz von Foerster, Kurt Lewin, Margaret Mead, Norbert Wiener, Paul Lazarsfeld, William Ross Ashby, Claude Shannon, Erik Erikson e Max Delbrück, entre outros. Von Neumann faleceu pouco depois, aos 53 anos, vítima de um tumor cerebral.

 Qual foi a sua contribuição para  a  área  da computação ?

Figura 2 — Entre 1944 e 1946, Von Neumann ajudou a preparar um relatório sobre a capacidade dos computadores. Em 1945 escreveu "First Draft of a Report on the EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer)", um relatório que sugere a utilização da linguagem binária e que os programas e outros dados devem estar na memória interna do computador. Foi um dos responsáveis pela criação do ENIAC (Electronic Numeric Integrator and Computer), o primeiro computador para uso profissional (militar). O ENIAC iniciou as suas operações em fevereiro de 1946 mas ainda não possuía um programa armazenado na memória. A programação deste computador realizava-se através da ligação de cabos em conectores dispostos em quadros - era uma "programação por hardware".

Os autores (2022).

Foi um dos responsáveis pela criação do ENIAC (Electronic Numeric Integrator and Computer), o primeiro computador para uso profissional (militar). O ENIAC iniciou as suas operações em fevereiro de 1946 mas ainda não possuía um programa armazenado na memória. A programação deste computador realizava-se através da ligação de cabos em conectores dispostos em quadros - era uma "programação por hardware". John Von Neumann introduziu a noção de "programação por software" ao colocar um programa na memória do ENIAC. Para isso, o matemático utilizou pela primeira vez a linguagem binária, linguagem que é usada pelos computadores de todo o Mundo.

Ainda nesse ano, o professor de Matemática húngaro publica um trabalho intitulado Electronic Discrete Variable Automatic Computer (EDVAC), que surge no seguimento do relatório escrito em 1945 e que organiza o sistema de computação em quatro áreas principais: Unidade Central de Controlo, Unidade Aritmética e Lógica, Memória e Um Conjunto de Dispositivos de Entrada e Saída (Periféricos). Este trabalho deu origem ao modelo ou arquitetura "Von Neumann".

Apesar da rápida evolução da informática, o seu modelo continua atual e a grande maioria dos computadores existentes apresenta uma arquitetura similar à proposta pelo matemático.

Para além do seu contributo na área da computação e da matemática aplicada, Von Neumann deu também o seu contributo à matemática pura, em teoria dos conjuntos, teoria dos grupos, cálculo operacional, lógica matemática e fundamentos, tendo sido, ainda, o inventor da Teoria dos Jogos.

Faleceu a 8 de fevereiro de 1957.

Arquitetura  de  John VON Neumann

A Arquitetura de von Neumann (de John von Neumann, pronunciado Nóimánn) é uma arquitetura de computador que se caracteriza pela possibilidade de uma máquina digital armazenar seus programas no mesmo espaço de memória que os dados, podendo assim manipular tais programas. Esta arquitetura é um projeto modelo de um computador digital de programa armazenado que utiliza uma unidade de processamento (CPU) e uma de armazenamento ("memória") para comportar, respectivamente, instruções e dados.

A máquina proposta por Von Neumann reúne os seguintes componentes:

Uma memória;

Uma unidade aritmética e lógica (ALU);

Uma Unidade de Controle (CU), cuja função é a mesma da tabela de controle da Máquina de Turing universal: buscar um programa na memória, instrução por instrução, e executá-lo sobre os dados de entrada.

Todos os elementos dessa arquitetura são alinhados da estrutura hardware do CPU, assim o sistema pode realizar todas as suas atividades sem apresentar erros no desempenho. Von Neumann é continuamente influenciado pela evolução tecnológica, tendo peças mais modernas inseridas. Cada um dos elementos apresentados é realizado à custa de componentes físicos independentes, cuja implementação tem variado ao longo do tempo, consoante a evolução das tecnologias de fabricação, desde os relés electromagnéticos, os tubos de vácuo (ou válvulas), até aos semicondutores, abrangendo os transistores e os circuitos eletrônicos integrados, com média, alta ou muito alta densidade de integração (MSI - medium scale, LSI - large scale, ou VLSI - very large scale integration), medida em termos de milhões transistores por pastilha de silício.

Diagrama da Arquitetura

Figura 3

Os autores (2022).

As novas interações entre os elementos exibem tempos típicos que também têm variado ao longo do tempo, consoante as tecnologias de fabricação. Atualmente, as CPUs processam instruções sob controle de relógios cujos períodos típicos são da ordem de 1 nanosegundo, ou seja, {\displaystyle 10^{-9}}10^{-9} segundos. As memórias centrais têm tempos típicos de acesso da ordem da dezena de nanosegundos. As unidades de entrada e saída exibem tempos típicos extremamente variáveis, mas que são tipicamente muito superiores à escala do nanosegundo. Por exemplo, os discos rígidos exibem tempos da ordem dos milissegundos (milésimo de segundo, {\displaystyle 10^{-3}}10^{-3}). Outros dispositivos periféricos são inertes, a não ser que sejam ativados por utilizadores humanos: por exemplo, um teclado só envia informação para o computador após serem pressionada as devidas teclas. Assim, este dispositivo se comunica com a CPU eventualmente e, portanto, exibe tempos indeterminados.

O modelo (ou arquitetura) de Von Neumann foi concebido a partir de 1946, quando John von Neumann e sua equipe desenvolveram um novo projeto de “computador de programa armazenado”. Projetado pela IAS (Princeton Institute for Advanced Studies), este computador foi largamente difundido, influenciando muitos projetos subsequentes de outras máquinas.

Conclusão

Um dos aspectos mais impressionantes das contribuições de John von Neumann, tanto em Computação como em geral, é a sua diversidade. Este aspecto é avaliado na avaliação de William Aspray. Aspray nota que importantes Computação contorno com muitos cientistas e uma ou duas áreas que deram contribuições; von Neumann forneceu várias: arquitetura, construção de hardware, programação, análise numérica, computação científica, teoria da computação. Outro papel importante de Neumann foi o de legitimar as atividades desta área nascente. Ele foi o único entre os pioneiros que estatura científica internacional era suficiente para convencer os órgãos do governo a investir pesadamente num desenvolvimento cujo sucesso não era garantido e cuja aplicabilidade não era ainda muito clara.

Há vários pontos específicos que merecem ser notados quanto às contribuições de arquitetura e programação de computadores cuja análise teve mais destaque neste trabalho. Lembramos que estas contribuições foram feitas há cerca de 50 anos. Somente nos últimos 25 anos, desde a introdução dos primeiros microprocessadores, o seu desempenhoou 25000 vezes o que equivale a dobrar a cada 18 meses melhorvide. Desde0 o valor dos computadores, a sua capacidade aumentada cerca de 100 vezes. Um computador pessoal tem uma memória atual cerca de 10 vezes maior e seu preço é cerca de 100 vezes menor (em valores corrigidos). Temos assim um fator de desempenho/preço da ordem de 10 10em cerca de 40 anos, o que equivale a dobrar este fator a cada 15 meses! Não existe nenhum outro exemplo de progresso tecnológico que tenha tido esta taxa de progresso. Mesmo assim, é impressionante a quantidade e a atualidade de muitos marcos por von Neumann. O próprio fato de que a leitura dos seus trabalhos ainda nos parece tão familiar comprovação da atualidade. Não há, apesar de contarmos com uma grande diversidade tecnológica de conceitos como microprocessadores, computação paralela e distribuída, redes de computadores, e outros, os princípios básicos de seus fundamentos ainda são seus próprios e programação das arquiteturas do EDVAC e da programação gráfica máquina do IAS.

Por outro lado, esta velocidade de progresso fez que von Neumann não pudesse prever uma maneira como os computadores revolucionariam todos os campos da vida moderna, especialmente com uma explosão de utilização de computadores pessoais. Na sua visão, os computadores foram utilizados principalmente em aplicações científicas e para processamento de grandes volumes de dados, como censura ou outros. Entretanto, ele estava ciente do fato de que os computadores serão cada vez mais velozes mas, mesmo assim, haverá mais problemas, cada vez mais complexos para serem resolvidos, conforme uma palestra por ele proferida em 1949 .

Gostaríamos de uma solução futura este trabalho notável novamente que a principal das contribuições de alguns problemas de Neumann não é muito mais o desbravamento de novas áreas. O seguinte comentário de Claude Shannon 1 expressa esta ideia, a que se refere, principalmente, como contribuições à teoria:

“Em resumo, as contribuições de von Neumann para a teoria dos autômatos foram caracterizadas, como suas contribuições para outros ramos da matemática e da ciência, pela descoberta de campos de estudo inteiramente novos e pela aplicação penetrante de técnicas matemáticas modernas. As áreas que ele abriu para exploração não serão mapeadas em detalhes por muitos anos. É lamentável que vários de seus projetos na área de autômatos tenham ficado inacabados.''

Referências

Arquitetura Von Neumann. Disponível em: https://medium.com/trainincenter/a-arquitetura-de-von-neumann-12148973fd4. Acesso em: 10 out. 2022.

contribuição para a área da computação. 2022. Disponível em: https://en.wikipedia,org/wiki/ENIAC. Acesso em: 10 out. 2022.

john Von Neumann. wikipedia. 2022. Disponível em: https://pt,wikipedia.org/wiki/John_von_Neumann. Acesso em: 13 out. 2022.