随着科技的发展，计算机进入了各行各业。发展到如今，人们的工作和生活已经离不开计算机。

PC计算机的模型

关于计算机，特别是它的结构与组成，有很多地方值得我们去探索一番。

早在1945年，数学家冯·诺依曼（Von Neumann）和他的同事们在共同讨论的基础上，起草了一个全新的“存储程序通用电子计算机方案”，即EDVAC（Electronic Discrete Variable Automatic Computer），这个方案对计算机的设计有决定性的影响，特别是确定计算机的结构。

冯·诺依曼

冯·诺依曼在研究EDVAC的时候，提出了“存储程序”的概念。这个概念很重要，此后，以此概念为基础的各类计算机通称为冯·诺依曼机。

冯·诺依曼机的特点可以归结为六点：

①计算机由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五大部件组成；

②计算机的指令和数据以同等地位存放于存储器内，并可以按照地址寻访；

③指令和数据用二进制数表示；

④指令由操作码和地址码组成，操作码用来表示操作的性质，地址码用来表示操作数在存储器中的位置；

⑤指令在存储器内按顺序存放。（一般，指令是按顺序执行，特定情况下，指令可以根据运算结果或根据设定的条件改变执行顺序。）

⑥机器以运算器为中心，输入输出设备与存储器间的数据传送通过运算器完成。

一个典型的冯·诺依曼计算机，是以运算器为中心的。

冯·诺依曼计算机的结构图

不同于冯·诺依曼计算机，我们在现代使用的计算机已经转化为以存储器为中心的整体结构，但各类部件依旧同于冯·诺依曼机。

现代计算机的机构图

可以看出，现代计算机的部件组成和冯·诺依曼计算机的相同，可以这样讲，计算机结构就是由冯·诺依曼奠定的。

以存储器为核心的现代计算机，由五大部件组成，也叫作五大子系统，每一部件（子系统）都有自己相应的功能。

运算器，用来完成算术运算和逻辑运算，并将运算的中间结果暂存在运算器内。

存储器，用来存放数据和程序。

控制器，用来控制、指挥程序和数据的输入、运行以及处理运算结果。

输入设备，用来将人们熟悉的信息形式转换为机器能识别的信息形式。（常用的有键盘、鼠标。）

输出设备，可以将机器运算结果转换为人们熟悉的信息形式。（打印机输出、显示器输出等。）

计算机的五大部件（五大子系统）在控制器的统一指挥下，完成自动工作。

自二十世纪五六十年代以来，随着大规模集成电路制作工艺的出现，并且计算机的部件运算器和控制器在逻辑关系和电路结构上联系十分紧密，两大部件被集成在同一芯片上，这类芯片就是我们常说的CPU（Central Processing Unit），即中央处理器。

CPU的核心部件由两个单元组成。一个是算术逻辑单元（ALU，Arithmetic Logic Unit），简称算逻部件，用来完成算术逻辑运算。另一个是控制单元（CU，Control Unit），用来解释存储器中的指令，并发出各种操作命令来执行指令。

ALU和CU是CPU的核心部件。

计算的存储器，也被叫作主存储器（MM，Main Memory），用来存放程序和数据，可以直接与CPU交换信息。和主存储器相对应的是辅助存储器，简称辅存，又称外存。

输入设备和输出设备也常被简称为I/O设备（Input/Output Equipment）。

因此，现代计算机是由三大部分组成，CPU、I/O设备和主存储器。

现代计算机的组成图

如图所示，CPU和主存储器一般都被统一叫作主机，I/O设备则被称为外部设备。

我们在日常工作和生活中使用的计算机，其结构与组成，便是这样。