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冯·诺依曼结构是现代计算机的基础架构，由著名数学家约翰·冯·诺依曼在1945年提出。这一架构奠定了现代计算机的设计基础，至今仍是主流的计算机架构。它将程序和数据统一存储，实现了通用计算的概念。
冯·诺依曼结构包含五大基本组成部分。运算器负责执行算术和逻辑运算，控制器协调各部分工作，存储器存储程序和数据，输入设备负责数据输入，输出设备负责结果输出。这五个部分相互配合，构成了完整的计算机系统。
冯·诺依曼结构的核心是存储程序概念。程序和数据统一存储在内存中，程序由一系列指令组成。CPU按顺序读取并执行这些指令。通过改变存储在内存中的程序，可以实现不同的功能，这正是现代计算机通用性的基础。
CPU执行指令遵循固定的周期。首先是取指阶段，从内存读取指令。然后是译码阶段，分析指令的含义和操作。接下来是执行阶段，在运算器中执行相应的操作。最后是回写阶段，将执行结果写回内存。这个周期不断重复，直到程序执行完毕。
冯·诺依曼结构对现代计算机产生了深远影响。它奠定了现代计算机的基础，实现了软件与硬件的分离，使计算机具有通用性，促进了软件产业的发展。但也存在局限性，如冯·诺依曼瓶颈和顺序执行的效率限制。现代发展包括多核处理器、并行计算和哈佛结构等改进，但冯·诺依曼结构的基本思想至今仍在指导计算机设计。
冯·诺依曼结构包含五大基本组成部分。运算器负责执行算术和逻辑运算，控制器协调各部分工作，存储器存储程序和数据，输入设备负责数据输入，输出设备负责结果输出。这五个部分相互配合，构成了完整的计算机系统。
冯·诺依曼结构的核心是存储程序概念。程序和数据统一存储在内存中，程序由一系列指令组成。CPU按顺序读取并执行这些指令。通过改变存储在内存中的程序，可以实现不同的功能，这正是现代计算机通用性的基础。
CPU执行指令遵循固定的周期。首先是取指阶段，从内存读取指令。然后是译码阶段，分析指令的含义和操作。接下来是执行阶段，在运算器中执行相应的操作。最后是回写阶段，将执行结果写回内存。这个周期不断重复，直到程序执行完毕。
冯·诺依曼结构具有明显的优势和局限性。优势包括程序存储带来的灵活性、结构简单易于实现、通用性好适用面广。但也存在局限性，最主要的是冯·诺依曼瓶颈问题，即CPU与内存之间的速度差异限制了系统性能。此外，顺序执行方式和指令数据共享总线也制约了效率。现代计算机通过缓存、流水线和并行技术来缓解这些问题。