冯·诺依曼是美籍匈牙利数学家，他在1946年提出了关于计算机组成和工作方式的基本设想。现在的计算机就其体系结构而言，就是根据他的设计思想制造的。

冯·诺依曼设计思想可以简要地概括为以下三点：

1.计算机应包括运算器、存储器、控制器、输入和输出设备五大基本部件，如下图所示。

2.计算机内部应采用二进制来表示指令和数据。每条指令一般具有一个操作码和一个地址码。其中操作码表示运算性质，地址码指出操作数在存储器中的地址。

3.采用存储程序方式。将编好的程序送入内存储器中，然后启动计算机工作，计算机不需操作人员干预，能自动逐条取出指令和执行指令。

冯·诺依曼设计思想最重要之处在于明确地提出了“程序存储”的概念，他的全部设计思想实际上是对“程序存储”概念的具体化。

要想让计算机工作，需要先把程序编出来，然后通过输人设备送到存储器中保存，即程序存储。接着再是执行程序。根据冯·诺依曼的设计，计算机应能自动执行程序，而执行程序又归结为逐条执行指令：

（1）取出指令：从存储器某个地址中取出要执行的指令送到 CPU 内部的指令寄存器暂存；

（2）分析指令：把保存在指令寄存器中的指令送到指令寄存器，译出该指令对应的微操作；

（3）执行指令：根据指令译码器向各个部件发出相应控制信号，完成指令规定的操作；为执行下一条指令做好准备，即形成下一条指令地址；

（4）为执行下一条指令做好准备，即形成下一条指令地址。

计算机的基本工作原理是存储程序和程序控制，按照程序编排的顺序，一步一步取出命令，自动地完成指令规定的操作。

（1）预先把指挥计算机如何进行操作的指令序列和原始数据输入到计算机内存中，每一条指令中明确规定了计算机从哪个地址取数，进行什么操作，然后送到什么地方去等步骤。

（2）计算机在运行时，先从内存中取出第1条指令，通过控制器的译码器接受指令的要求，再从存储器中取出数据进行指定的运算和逻辑操作等，然后再按地址把结果送到内存中去。接下来，取出第2条指令，在控制器的指挥下完成规定操作，依次进行下去，直到遇到停止指令。

（3）计算机中基本上有两种信息。一种是数据，即各种原始数据、中间结果和程序等。原始数据和程序要由输入设备输入并经运算器存于存储器中，最后结果由运算器通过输出设备输出。在运行过程中，数据从存储器读入运算器进行运算，中间结果也要存入存储器中。人们用机器自身所具有的指令编排的指令序列，即程序，也是以数据的形式由存储器送入控制器，再由控制器向机器的各个部分发出相应的控制信号。另一种信息是控制信息，它控制机器的各部件执行指令规定的各种操作。