本节书摘来华章计算机《计算机科学导论》一书中的第1章 ，第1.1节，［美］贝赫鲁兹A. 佛罗赞（Behrouz A. Forouzan）著 刘艺刘哲雨等译, 更多章节内容可以访问云栖社区“华章计算机”公众号查看。

1.2　冯·诺依曼模型

基于通用图灵机建造的计算机都是在存储器中储存数据。在1944～1945年期间，冯·诺依曼指出，鉴于程序和数据在逻辑上是相同的，因此程序也能存储在计算机的存储器中。

1.2.1　4个子系统

基于冯·诺依曼模型建造的计算机分为4个子系统：存储器、算术逻辑单元、控制单元和输入/输出单元（见图1-5）。

1.存储器存储器是用来存储的区域，在计算机的处理过程中存储器用来存储数据和程序，我们将在这一章后边讨论存储数据和程序的原因。2.算术逻辑单元算术逻辑单元（ALU）是用来进行计算和逻辑运算的地方。如果是一台数据处理计算机，它应该能够对数据进行算术运算（例如进行一系列的数字相加运算）。当然它也应该可以对数据进行一系列逻辑运算，正如我们将在第4章看到的那样。3.控制单元控制单元是对存储器、算术逻辑单元、输入/输出等子系统进行控制操作的单元。4.输入/输出输入子系统负责从计算机外部接收输入数据和程序；输出子系统负责将计算机的处理结果输出到计算机外部。输入/输出子系统的定义相当广泛，它们还包含辅助存储设备，例如，用来存储处理所需的程序和数据的磁盘和磁带等。当一个磁盘用于存储处理后的输出结果，我们一般就可以认为它是输出设备，如果从该磁盘上读取数据，则该磁盘就被认为是输入设备。

1.2.2　存储程序概念

冯·诺依曼模型中要求程序必须存储在内存中。这和早期只有数据才存储在存储器中的计算机结构完全不同。完成某一任务的程序是通过操作一系列的开关或改变其配线来实现的。

现代计算机的存储单元用来存储程序及其响应数据。这意味着数据和程序应该具有相同的格式，这是因为它们都存储在存储器中。实际上它们都是以位模式（0和1序列）存储在内存中的。

1.2.3　指令的顺序执行

冯·诺依曼模型中的一段程序是由一组数量有限的指令组成。按照这个模型，控制单元从内存中提取一条指令，解释指令，接着执行指令。换句话说，指令就一条接着一条地顺序执行，当然，一条指令可能会请求控制单元以便跳转到其前面或者后面的指令去执行，但是这并不意味着指令没有按照顺序来执行。指令的顺序执行是基于冯·诺依曼模型的计算机的初始条件。当今的计算机以最高效的顺序来执行程序。