历史上有两种类型的计算机：
- 固定程序计算机–它们的函数非常具体，无法编程，例如计算器。
- 存储的程序计算机–可以对这些计算机进行编程，以执行许多不同的任务，应用程序也存储在计算机上，因此得名。
现代计算机基于约翰·冯·诺伊曼(John Von Neumann)提出的存储程序概念。在这种存储程序的概念中，程序和数据存储在称为存储器的单独存储单元中，并且被视为相同。这个新颖的想法意味着用这种架构构建的计算机将更易于重新编程。
基本结构是这样的，
它也被称为IAS计算机，具有三个基本单元：
- 中央处理器(CPU)
- 主存储单元
- 输入/输出设备
让我们详细考虑一下。
- 控制单元–
控制单元(CU)处理所有处理器控制信号。它控制所有输入和输出流，获取指令代码并控制数据在系统中的移动方式。
- 算术和逻辑单元(ALU)–
算术逻辑单元是CPU的一部分，用于处理CPU可能需要的所有计算，例如加法，减法，比较。它执行逻辑运算，移位操作和算术运算。
图–基本的CPU结构，说明了ALU - 主存储单元(寄存器)–
- 累加器：存储ALU的计算结果。
- 程序计数器(PC)：跟踪要处理的下一条指令的存储位置。然后，PC将这个下一个地址传递到内存地址寄存器(MAR)。
- 内存地址寄存器(MAR)：它存储需要从内存中提取或存储到内存中的指令的内存位置。
- 内存数据寄存器(MDR)：它存储从内存中提取的指令或要传输到内存中的任何数据。
- 当前指令寄存器(CIR)：它在等待编码和执行时存储最近获取的指令。
- 指令缓冲寄存器(IBR)：即将立即不执行的指令放置在指令缓冲寄存器IBR中。
- 输入/输出设备–在CPU输入指令的控制下，程序或数据从输入设备或辅助存储设备读入主存储器。输出设备用于从计算机输出信息。如果某些结果由计算机评估并存储在计算机中，那么在输出设备的帮助下，我们可以将其呈现给用户。
- 总线–数据通过总线从计算机的一部分传输到另一部分，并将所有主要内部组件连接到CPU和内存。类型：
- 数据总线：它在存储单元，I / O设备和处理器之间传送数据。
- 地址总线：它在存储器和处理器之间传送数据地址(而不是实际数据)。
- 控制总线：它承载来自CPU的控制命令(以及来自其他设备的状态信号)，以便控制和协调计算机中的所有活动。
冯·诺依曼瓶颈–
无论我们采取什么措施来提高性能，我们都无法回避这样的事实，即一次只能执行一条指令，并且只能顺序执行。这两个因素都阻碍了CPU的能力。这通常被称为“冯·诺依曼瓶颈”。我们可以为Von Neumann处理器提供更多的缓存，更多的RAM或更快的组件，但是如果要在CPU性能方面获得最初的收获，则需要对CPU配置进行有影响的检查。
此体系结构非常重要，已在我们的PC甚至超级计算机中使用。