本書是諾伊曼在1955-1956年為西里曼講座而準(zhǔn)備的未完成講稿,是作者對過去十幾年在計算機(jī)領(lǐng)域所做研究的一個總結(jié)性梳理。諾伊曼在書中首先概述了模擬計算機(jī)和數(shù)字計算機(jī)的一些基本設(shè)計思想和理論基礎(chǔ),然后從數(shù)學(xué)的角度,主要是邏輯和統(tǒng)計數(shù)學(xué)的角度,探討了人腦的神經(jīng)系統(tǒng)的控制和邏輯結(jié)構(gòu),對計算機(jī)的數(shù)學(xué)運(yùn)算和人腦思維的過程進(jìn)行了比較研究。
引 言
第一部分 計算機(jī)
第 1 章 模擬計算機(jī)
1 常規(guī)基本運(yùn)算
2 非常規(guī)基本運(yùn)算
第 2 章 數(shù)字計算機(jī)
1 記號及其組合和實(shí)例
2 數(shù)字計算機(jī)種類及其基本單元
3 并行和串行方案
4 常規(guī)基本運(yùn)算
第 3 章 邏輯控制
1 插入控制
2 邏輯紙帶控制
3 每項(xiàng)基本運(yùn)算僅需一個器件的運(yùn)行原則
4 由此帶來的對特定存儲器件的需求
5 用“控制序列”點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)控制
6 存儲控制
7 存儲控制的模運(yùn)算
8 混合控制形式
第 4 章 混合計算機(jī)
數(shù)的混合表示法
第 5 章 精度
要求高(數(shù)字)精度的原因
第 6 章 現(xiàn)代模擬計算機(jī)的特點(diǎn)
第 7 章 現(xiàn)代數(shù)字計算機(jī)的特點(diǎn)
1 活躍器件的速度問題
2 所需活躍器件的數(shù)量
3 存儲器的存取時間和存儲容量
4 由活躍器件構(gòu)成的存儲寄存器
5 存儲器的分級原理
6 存儲元件與存取問題
7 存取時間概念的復(fù)雜性
8 直接尋址原理
第二部分 人腦
第 8 章 神經(jīng)元功能簡述
第 9 章 神經(jīng)沖動的性質(zhì)
1 刺激的過程
2 刺激的機(jī)制及其數(shù)字特性
3 神經(jīng)反應(yīng)、疲勞和恢復(fù)的時間特性
4 神經(jīng)元的大小以及與計算機(jī)器件的比較
5 能耗以及與計算機(jī)器件的比較
6 比較結(jié)果小結(jié)
第 10 章 刺激標(biāo)準(zhǔn)
1 最簡單的初等邏輯
2 較復(fù)雜的刺激標(biāo)準(zhǔn)
3 閾值
4 總和時間
5 受體的刺激標(biāo)準(zhǔn)
第 11 章 神經(jīng)系統(tǒng)的記憶問題
1 神經(jīng)系統(tǒng)記憶容量的估值原理
2 運(yùn)用這些規(guī)則來估計記憶容量
3 記憶各種可能的物理體現(xiàn)方法
4 與計算機(jī)類比
5 記憶的基本組成成分不必與基本活躍器件相同
第 12 章 神經(jīng)系統(tǒng)的數(shù)字部分和模擬部分
遺傳機(jī)制在上述背景下的作用
第 13 章 代碼以及在控制計算機(jī)功能中的作用
1 完整代碼概念
2 短代碼概念
3 短代碼的功能
第 14 章 神經(jīng)系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)
1 數(shù)值的重要性
2 數(shù)值與邏輯的相互作用
3 期望高精度要求的原因
第 15 章 所用記號系統(tǒng)的本質(zhì):強(qiáng)調(diào)統(tǒng)計性,忽略數(shù)字性
1 算術(shù)運(yùn)算造成的惡化算術(shù)深度和邏輯深度的作用
2 算術(shù)精度或邏輯可靠性的備選方案
3 可用消息系統(tǒng)的其他統(tǒng)計特性
第 16 章 人腦語言而不是數(shù)學(xué)語言
術(shù)語表