冯诺依曼

首先要了解什么是冯诺依曼（又被称为：冯诺依曼架构），它是由美国洛斯阿拉莫斯实验室的科学家，在计算机科学的发展历史上的一位伟大的科学家-唐纳德·冯·诺依曼（Donald Knuth）提出的“大臥艇原理”，简单说来就是关于计算机硬件和软件之间的协作机制，以及它们之间的分工以及协同工作的设计原理。

在传统的计算机系统结构中，软件和硬件是完全分开的，软件只负责高级计算，而硬件则负责根据命令执行基本运算。唐纳德·冯·诺依曼有一个重要的发现，他发现无论是硬件还是软件，它们必须协同合作才能达到人们想要实现的结果，所以他开发出了冯·诺依曼架构，一种基于可编程逻辑控制器的分层结构，可以实现硬件和软件的更合理的分工，交互作用和计算密集型程序的有效实现。

诺依曼架构共分三层，从低到高依次是硬件结构层、指令系统层和应用程序层。其中硬件结构层主要由计算机的各种设备芯片、测试程序、存储器等构成，负责控制机器的各种设备和模块。指令系统层由CPU（中央处理器）和工作寄存器组成，负责读取指令和运行程序。应用程序层主要由软件程序和用户界面构成，负责不同的应用的定制化处理。三层完整的体系结构，为模拟执行计算机程序提供了基础，它打开了一个全新的科学研究领域，这就是今天我们所熟悉的计算机科学，它也在计算机硬件和软件设计领域产生了巨大的影响。

从这位伟大的科学家提出的冯·诺依曼架构，使得硬件技术的改进和软件技术的发展相互协调，也就是所谓的“冯诺依曼体系结构”，成为现代计算机解决问题的基石。