小竞 (编辑)
要点：
- 最初，“冯·诺伊曼体系结构”是指约翰·冯·诺伊曼在1945年提出的一种计算机特定的架构。
- “冯·诺伊曼体系结构”逐渐被用来指代可以同时进行数据操作和指令获取的计算机。
- “冯·诺伊曼体系结构”使得计算机更加经济（相同设备可用于多个任务，因此需要更少的零件），并且更快速、高效。
一张展示冯·诺伊曼体系结构基础知识的海报。当实施时，采用冯·诺伊曼体系结构设计的计算机可以通过输入计算机代码来进行修改和编程。
什么是冯·诺伊曼体系结构：完整解释
冯·诺伊曼体系结构通过提出重新编写计算机的基础方式，为现代计算机铺平了道路。最初设计的计算机与我们今天所理解的计算机完全不同。早期的计算机被设计用于完成特定任务和满足特定功能，比如数学计算。它们的编程是硬连到设计中的，这意味着“重新编程”计算机是不可能的：相反，必须将计算机物理拆解和重新设计。
根据冯·诺伊曼的笔记，最初的架构首先以图表的形式勾勒出来。这个图表作为一个流程图，展示了数据的输入、编程和存储方式。事实上，这个图表与程序员在创建计算机时之前使用的流程图并没有太大的区别。不同之处在于，当实施时，冯·诺伊曼体系结构可以用于多种目的。
这一点在冯·诺伊曼模型的实施下发生了改变。采用冯·诺伊曼体系结构设计的计算机可以通过输入计算机代码的方式进行修改和编程。这使得计算机的功能可以根据编程语言的发展而改写。此外，可以通过适当使用输入设备来存储、检索和提供数据，以修改设备的中央处理单元中存储的信息，然后显示在输出设备上。
冯·诺伊曼体系结构：确切定义
冯·诺伊曼体系结构的定义最初是指约翰·冯·诺伊曼在1945年所写的计算机体系结构。随后，这个定义演变为指特定类型的计算机。这些计算机的主要特点之一是它们的数据操作和指令获取过程可以同时进行——这在冯·诺伊曼体系结构实施之前是不可能的。
冯·诺伊曼体系结构如何工作？
一张显示电脑芯片处理器电路板的近景照片。中央处理单元是冯·诺伊曼体系结构的关键部分之一。
冯·诺伊曼体系结构的思想实际上是相当简单易懂的，可以大致分为几个部分。其关键特征包括：
输入设备
输入设备是一种用于向计算机输入命令、数据或指令的设备。键盘是最常见的例子，但也可以包括鼠标、轨迹球、麦克风、摄像头等等。
中央处理器
中央处理器（cpu）由三个组件组成：控制单元、算术/逻辑单元和寄存器。cpu会与内存单元进行交互。
控制单元
控制单元的功能就像其名称所示，控制逻辑单元并提供程序指令的响应方式。它还会给出其他组件之间的交互指令。
算术/逻辑单元
这个单元专门负责算术和逻辑命令，控制这些操作的工作方式。
寄存器
寄存器允许在处理之前存储数据。有五种类型的寄存器用于存储数据：内存地址寄存器、累加器、内存数据寄存器、程序计数器和当前指令寄存器。不同的数据类型将存储在这些不同的寄存器中。
内存单元
cpu可以访问内存单元。数据可以加载到内存单元中，并从中读取，方便存储和访问。
输出设备
输出设备是在计算机程序完成时最终使用的设备。显示器和打印机是最常见的例子，但扬声器也是一种输出设备。
谁创造了冯·诺依曼体系结构？
正如名称所暗示的，冯·诺依曼体系结构这个术语是由约翰·冯·诺依曼创造的。冯·诺依曼是一位犹太计算机科学家，逃离了纳粹统治的欧洲。冯·诺依曼与多位计算机科学家合作，并在20世纪30年代中期首次与艾伦·图灵见面，期间他熟悉了图灵关于发明可用于存储的计算机的想法。正如冯·诺依曼的传记所述，这种互动激发了这种体系结构的产生。
在参与多个项目（包括曼哈顿计划）之后，冯·诺依曼首次接触到了eniac。eniac是世界上第一台可编程计算机之一，能够执行多个任务。它也是完全可编程的，这意味着与当时更常见的计算机不同，它能够完成多个任务。
在费城的摩尔工程学院工作时，冯·诺依曼首次撰写了关于计算机数字设计的报告。在这份报告中，冯·诺依曼提出了这些计算机的第一个模型。这个模型提出了计算机应该如何运行才能实现可编程和可重新编程。这种体系结构也被称为普林斯顿体系结构，因为冯·诺依曼与普林斯顿有关联。
约翰·冯·诺依曼提出了冯·诺依曼体系结构计算机的第一个模型。这个模型提出了计算机应该如何运行才能实现可编程和可重新编程。©wikispaces, cc by-sa 3.0, via wikimedia commons – 许可证
冯·诺依曼体系结构的应用有哪些？
简而言之，冯·诺伊曼体系结构在现代计算机中仍然具有重要意义。这是因为有很多原因。首先，它使计算机更加经济实惠，因为相同的设备可以用于多个任务，从而需要更少的零部件。它还使计算机变得更快速和更高效。
当然，自从冯·诺伊曼首次开发该体系结构以来，其设计已经发展了很多。这种演变的例子包括更快和更小的零部件以及用于输入和输出的组合总线。所有这些创新都使更快的计算机成为可能。
冯·诺伊曼体系结构在现实世界中的例子
这种体系结构在当今现实世界中仍然高度相关和存在。它也被用于许多世界上最早的大型计算机，包括arc2、曼彻斯特婴儿机和edsac。事实上，一系列早期计算机都利用了冯·诺伊曼体系结构，因为在早期，这种计算机体系结构基本上是计算机在早期使用的主要形式。
冯·诺伊曼体系结构与哈佛体系结构的比较
除了冯·诺伊曼模型之外，还开发了其他形式的计算机体系结构。关于哈佛体系结构的注释显示了更多的中心式模型，控制单元位于中心位置。alu、指令存储器、数据存储器和输入/输出设备都流入控制单元。
从一方面来看，这两种体系结构都设定了计算机处理数据和信息的方式。两种体系结构都以控制单元为中心，具有进入和与控制单元交互的存储器。
主要区别在于该体系结构使用单用单数据（sisd）的内存和编程路径。而哈佛体系结构则使用独立的路径。数据的存储方式也不同。
