什么是冯·诺依曼计算机(冯·诺依曼计算机的组成包括哪些)

冯诺依曼计算机是计算机设计的一种概念结构，它结合了程序指令存储器和数据存储器。它也被称为冯诺依曼模型或普林斯顿结构。按照冯·诺依曼结构设计的计算机称为冯·诺依曼计算机，又称存储程序计算机。冯·诺依曼计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成。

一.基本原则

冯·诺依曼理论的要点是:数字计算机的数制采用二进制；计算机应该按照程序顺序执行。其主要内容是:

1.计算机由五部分组成:控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设备。

2.程序和数据以二进制代码的形式无差别地存储在内存中，存储位置由地址决定。

3.控制器根据存储在存储器中的指令序列(程序)工作，程序计数器控制指令执行。控制器具有判断能力，可以根据计算结果选择不同的工作过程。根据冯·诺依曼架构，计算机必须具备以下功能:向计算机发送所需的程序和数据。必须具备长时间记忆程序、数据、中间结果和最终计算结果的能力。能够完成各种算术、逻辑运算、数据传输等数据处理。能够按要求控制程序方向，根据指令控制机器各部分的协调运行。可以根据需要将处理结果输出给用户。为了完成上述功能，计算机必须有五个基本部件，包括:用于输入数据和程序的输入设备；程序和数据的存储器；用于完成数据处理的运算单元；用于控制程序执行的控制器；用于输出处理结果的输出设备。

二、冯·诺依曼计算机的五个组成部分

算术单元:计算机中完成各种算术和逻辑运算的部件。算术单元的基本运算包括加、减、乘、除四则运算，与、或、非、异或等逻辑运算，以及移位、比较、传输等运算，也称为算术逻辑单元(ALU)。

控制器:由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、定时发生器和运算控制器组成。它是发布命令的“决策机构”，即协调和指挥整个计算机系统的运行。

算术单元和控制器统称为中央处理器，也称为CPU。中央处理器是计算机的心脏。

内存:内存分为内存和外存。

(1)内存:内存是计算机的存储部件，用来存储原始数据、中间结果和指令计算机工作的程序。存储器可分为随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。前者允许读写数据，磁盘中的程序必须被调入内存才能运行。CPU可以直接访问存储器并与存储器交换数据。当计算机关机时，RAM中的信息将会丢失。后面的信息只能读取，不能随意写入，即使断电也不会丢失。

(2)外存储器:外存储器和笔记本一样，用来存储一些需要长期保存的程序或数据。断电后不会丢失，容量也比较大，但是访问速度慢。当计算机要执行外存中的程序，处理外存中的数据时，需要将外存中的数据读入内存，CPU才能进行处理。外部存储器包括硬盘、光盘和u盘。

输入设备:输入设备是向计算机输入数据和信息的设备。它是计算机和用户或其他设备之间的桥梁。输入设备是用户和计算机系统之间进行信息交换的主要设备之一。键盘、鼠标、相机、扫描仪和光笔都是输入设备。

(1)键盘:键盘是电脑中不可或缺的输入设备。用户可以通过键盘输入命令和数据，并通过键盘控制计算机的操作。常见的键盘大多是101或104键，一些较新的104键盘往往有两个Windows键和一个应用键，以提高在Win7操作系统上操作电脑的效率。这些键可以分为大键盘区、编辑键区、功能键区和小键盘区。

(2)鼠标:鼠标是计算机中重要的输入设备。它可以方便地将鼠标指针定位在我们指定的屏幕位置，方便地完成各种操作。

输出设备:计算机硬件系统的终端设备，用于接收计算机数据的输出显示、打印、声音，控制外围设备的操作等。它还以数字、字符、图像、声音等形式显示各种计算结果的数据或信息。常见的输出设备有显示器、打印机等。

(1)显示器:显示器是计算机的基本输出设备，是整个计算机硬件系统不可缺少的一部分。它可以显示计算机的运行结果。

(2)打印机:打印机也是常用的输出设备。因为显示器上显示的内容一旦关闭就看不到了，而且不方便到处移动显示器让别人看，所以我们还是需要用打印机把自己的工作成果打印出来。