本书从数学的角度解析了计算机与人脑神经系统的关系。**部分探讨计算机系统的原理与应用,将计算机分为两大类:“模拟”计算机与“数字”计算机。该分类基于计算机进行计算时表示数目的方法而定。第二部分是对计算机与人类神经系统的比较分析,主要阐述计算机和人类神经系统这两类“自动机”之间的相似点与不同点。它们之间的相似因素将我们引入熟知的领域;不过还存在一些相异的因素。这些相异因素不但在大小及速度等较为明显的方面存在着,而且在某些更为深入、更为本质方面也一直存在着,这包括:功能与控制的原理、总体的组织原理等。
《计算机与人脑》无疑是自动机理论研究中的重要文献,革命性地诠释了计算机数学运算与人脑思维的关系,具有高度的前瞻性,为计算机的创新与发展以及机器人的研究指明了方向。

现代数字计算机的特点
大型数?计算机的结构与模拟计算机的结构相比,更为庞杂繁琐。作用元件与具有记忆功能的元件构成了数字计算机。关于记忆元件,它的“输入”和“输出”元件我都包含进来,尽管这在实践中并没有普及。
何为作用元件?**,这些元件实施基础的逻辑操作:读出叠合,并把各个脉冲相结合,并也有可能要读出反叠合(另外就不需具备更多的功能。尽管偶尔还有更为复杂的逻辑运算元件)。第二,这类元件可再产生脉冲:复原渐渐损耗的能量;或者仅把机器的这部分脉冲,简单地提高到另一部分较高的能量水平上来(这两种功能都称为放大)。某些元件还能够将脉冲所需要的波形和同步进行恢复(使其控制在一定的允许及标准内)。注意一点,算术运算的基本因素,正是我刚才提到的**种逻辑运算(参考上文)。
作用元件需要的数量
大型现代计算机所需的作用元件的数量,因计算机类型的不同而有所差异,这个数量在3000至3 0000个左右之间。其中基础算术运算一般由一种组件来完成(进一步而言,是由一种组装的组件来完成)。我们称其为“算术元件”。在一个大型的现代计算机中,它的算术元件大约包含300到2000个作用元件,而数量的多少取决于它的形式。
另外可以使用由一些作用元件形成的一定组合来完成某些记忆的功能。通常而言,所需的作用元件为200到2000个左右。
关于“记忆”集合,它需要由作用元件组合而成的辅助的子组件,这些子组件服务于记忆集合并管理它们。而对于那些不包括作用元件的 记忆集合(这会在后面的内容中作详细说明。用术语来说,这叫做记忆分级的第二级水平),这个功能可能需要300到2000个作用元件。就整个记忆的各个部分而言,相应所需的辅助性作用元件,可能大约为整个计算机作用元件的50%。
关于记忆元件的存取时间概念及其记忆容量
记忆元件属于几种不同的类别。它的分类依据来自“存取时间”。我们可对存取时间作如下定义:**,它保存的是已在计算机其他部分出现的数的时间(一般出现在作用元件的寄存器中,见下文),或者是将记忆元件里已保存的数的时间取出;第二,当机器的其他部分向记忆元件提出“询问”时,记忆元件则“重述”已保存的数所需的时间。这里的机器的其他部分,是指接受这个数的元件(一般指作用元件的寄存器)。为了方便,我们把这两个时间分别称做“存入”时间和“取出”时间;或者就用一个数值,即把二者中较大那个作为代表,或者取它们的平均数。另外,存取时间可能变化,也可能不变化,假如存取时间并不是由记忆地址决定,那么它就是“随机存取”。就算存取时间可能改变,一般我们就采用它的*大值或者平均值(这里存取时间的平均值由待解答问题的统计性质而定)。为了方便,在这里我只采用一个单一的存取时间值。
记忆元件的谱系原理
综上所述,巨大的记忆容量必须使用其他形式的记忆元件。如此,记忆的“谱系”?理就被引用进来了。
什么是记忆的“谱系”原理?一个计算机需要一定数量的记忆容量,才能完成它的应有功能(解算分配给它的问题),如在一定的存取时间t内,需要记忆N个字。而要在存取时间t内供给这N个字,在技术上可能有些困难,或者说在经济上价格相当高昂(技术上的困难通常也是通过高昂的花费表示出来的)。不过在这个存取时间t内,也许并不需要供应全部的N个字,而仅需要供给一个适当减少了的数目——N’个字。当在存取时间t内提供了N’个字后,则仅在一个更长的存取时间t’’时才需要整个容量的N个字。如此继续分析下去,我们也许会遇到这类状况,即在一个比t’’短而比t长的存取时间内,供应适当的中间容量——比N’字多而比N字少,这也许*为经济实惠。*普通的方案,是给定一序列的记忆容量N1,N2,…,Nk-1,Nk和一序列的存取时间t1,t2,…,tk-1,tk 。这样的两个谱系序列,将整个记忆容量划分得更为精准;对存取时间的规定则较为放宽。这两个谱系的序列为:N1
神经系统的记忆
现在我们要来探讨一种元件,对于人造计算机来说,它起着至关重要的作用,并且它的意义应该是原则性的,而非偶然?;对于神经系统而言,它的存在也有根有据,这就是记忆。在神经系统内,说记忆是一种组件或许更为确切。
尽管我们说在神经系统中存在着一个记忆部分(也有可能是几个记忆部分)只是一种推断,但是,通过在人造计算机自动机方面所积累的全部经验,我们提出了这一推断,并且在实践过程中它也被证实确实存在。不过,我们也必须承认,这个组件(或这些组件)的本质、物理特征与位置都只是我们的推测。实际上,我们并不知道真实的神经系统内的记忆器官到底在什么位置,我们也不知道记忆到底是一个独立的器官,还是与其他器官的特定部分的一种集合。或许它存在于一个非常大而特别的神经系统内;或许它与细胞体的遗传学机制存在着某些联系。总之,我们现在对于记忆的本质和位置的无知程度,与古希腊人认为心脏在横膈膜内的无知程度不相上下。而我们**知道的事情,就是在神经系统内,必定有着超大容量的记忆。因为我们相信,如此复杂的人类神经系统自动机,没有一个超大容量的记忆是根本不可能的。
……

**章 计算机
**节 关于计算机的模拟方法
第二节 关于计算机的数学方法
第三节 逻辑控制的种类
第四节 混合数字方法
第五节 准确度问题
第六节 现代模拟计算机的特点
第七节 现代数字计算机的特点
第二章 人脑
第八节 神经元的功能
第九节 神经脉冲的实质
第十节 刺激的相关判断根据
第十一节 神经系统的记忆
第十二节 神经系统的数字部分与模拟部分
第十三节 代码及其相关作用
第十四节 神经系统的逻辑构造
第十五节 记数系统的本质:统计
第十六节 数学语言不同于人脑语言
附 录
附录一 计算机与人脑知识集锦
附录二 冯?诺依曼传
附录三 冯?诺依曼的伯乐
附录四 计算机发展史
计算机发展大事年表
中国计算机发展大事年表

美国《发现》杂志推选的25部*佳科学名著;法国《读书》杂志评定的*具影响力当代作品。
20世纪*杰出的天才之作,冯?诺依曼献予人类的伟大馈赠!科学思想与科学方法的结晶,具有永恒的科学价值和意义。 1、“计算机之父”的经典名作;
2、理解IT业创新思路的**经典读物;
3、本书是阐述计算机与人脑关系的**部权威论著。