計算機執行有兩個前提：任務描述（以程式或**方式表述）和計算機本身的執行能力（任務的執行者）
程式是計算機指令的集合，每條指令就是乙個計算機的基本動作，
指令是程式的最小單位（原子操作），即要麼都執行，要麼都不執行，不可能只執行一部分。計算機就是通過一條條的執行指令來完成工作任務的。
馮·諾依曼模型包括五個部分：記憶體，處理單元，控制單元， 輸入，輸出
記憶體單元包括mar(memory address register 記憶體位址暫存器)和mdr（memory data register 記憶體資料暫存器）組成
寫: 將被訪問的記憶體單元的位址放入mar，然後將要寫入的資料放入mdr，接著傳送寫訊號通知記憶體，這樣，mdr中的內容將被寫入mar（注意，寫入過程會把之前mar指向的位址內存放的資料內容覆蓋，並且無法還原）
處理單元是資訊被真正處理的地方，目前的計算機處理單元已經非常複雜，由很多個處理單元組成，alu（算術邏輯單元）是最簡單的功能單元，也是馮諾依曼體系的唯一處理單元，alu包括基本運算(add subtract)和基本的邏輯操作（and or not）
alu單次所能處理的資料的長度（書上叫size of quantity）通常被稱為計算機的字長，通常所說的32位機器和64位機器就分別代表不同機器的字長。（書上翻譯為量化大小，個人感覺表述為能單次處理的資料長度更為合適，比如16位機器單次就只能操作16個bit位的資料。但是請注意，這並不表示不能處理更多位數的資料，比如兩個64位數相加，在64位機器上只需執行一次加操作，但是在16位上執行4次加操作也能獲得結果。這也和書開篇指出的計算機能完成所有計算，不同的配置影響的只是獲得結果的快慢而已）
通常在alu附近會配置少量的儲存器，用於存放中間結果，原因是用臨時儲存空間可以減少不必要的記憶體訪問，記憶體訪問和計算過程耗時相比花費的時間通常都更多，這在很多時候都是不能接受的。臨時儲存器常見設計方式就是一組暫存器，具體數量由不同的結構決定，而暫存器的寬度和計算機的字長是一致的，寬度為1個字。
輸入\輸出
資訊能夠被處理的前提是「資訊事先需要輸入到計算機」，這個通過輸入裝置完成。（鍵盤，滑鼠等）
同時，處理結果需要通過不同的方式輸出到計算機外部。這個通過輸出裝置來完成。(顯示器等)
控制單元
控制單元就是計算機的大腦，在程式的逐步執行過程中，即負責控制程式執行過程的每一步，有負責控制其中每條指令執行的每一步。
控制單元中有幾個特殊的暫存器
ir(instruction register 指令暫存器) 儲存正在執行的指令
馮諾依曼模型的乙個例項
指令處理
馮諾依曼模型的核心思想就是程式和資料都是以bit流的方式存放在計算機記憶體中，程式在控制單元的控制下，依次完成指令的讀取和執行。
指令是程式的最小單位，指令本身由操作碼（opcode）和運算元兩部分組成。
操作碼表示該指令是做什麼的，運算元表明是對哪些資料做操作。
指令週期
指令在控制單元的控制下，精確的一步一步的完成，這個執行步驟順序為指令週期，週期中的每一步稱為節拍。
乙個指令週期包括6個節拍（大多數計算機設計都是如此，但也不是全部）
1.取指令(fetch)
這就是裝載需要執行的指令到ir的過程。首先將pc暫存器的內容裝入mar，並且將pc暫存器的值+1(因為我們完成當前這一條指令之後還需要繼續進行下一條，就是通過這種方式來實現指令的順序執行的)。
然後將位址指向的內容裝入mdr，最後控制單元將mdr中的內容送入ir，至此，我們完成了指令的讀取
2解碼(decode)
解碼操作就是分析，檢查指令的型別，同時確定對應的微結構的操作細節。
3位址計算（evaluate address）
如果指令執行存在位址操作，則在此節拍完成（這一步不是必須）
4取運算元（fetch operand）
該節拍負責讀取指令處理所需要的源運算元
5執行（execute）
該節拍負責指令的執行操作，不同的操作碼該節拍操作不同，甚至可能不需要在這一步做任何操作。
6存放結果（store result）
指令執行的最後節拍，將之前的結果寫入目的暫存器。
在存放結果節拍完成之後，控制單元復位指令週期，即從取指令節拍重新開始下乙個指令的處理。
前後指令在儲存空間是順序存放的，所以我們稱計算機的執行方式是順序執行的。
當然，我們可以通過控制指令來改變執行順序。
控制指令
指令週期控制
節拍的所有子步驟需要順序執行（不可並行），如取指令先將pc值裝入mar，然後讀記憶體將內容裝入mdr，最後將mdr的內容送入ir。 這個過程的順序受控於控制單元中的有限狀態機。
停機操作
計算機一條一條的執行指令，好像永遠不會停止，那要如何停止呢？
使用者程式的停止好辦，只需要在使用者程式結束處埋放一條控制指令，任務是修改pc暫存器，使之跳回作業系統，而作業系統也常常借助於這一時刻啟動乙個新的使用者程式。
但是，對於計算機來講，作業系統本身也是一條指令一條指令的執行，和使用者程式並沒有什麼不同，那怎麼樣才能真正停止呢？
答案是終止「時鐘」。
時鐘就是機器週期，乙個機器週期的開始，意味著節拍中下乙個步驟的開始，或當前指令週期中下乙個節拍的開始。因此，終止時鐘，就終止了指令的執行。
要終止時鐘，只需要將run狀態清0即可。lc-3和大多數機器一樣由作業系統來控制完成這個步驟的。（老機器有halt指令）
halt能夠清零run鎖存器，時鐘停止，但是無法設計出指令來設定run鎖存器來重啟指令週期，因為這個時候指令已經無法執行了！！！！！！ 這種情況必須要有乙個外部的輸入來重啟指令，如中斷訊號
大佬feng 諾伊曼與馮 諾依曼機
大佬 馮 諾伊曼機 1945年，數學家馮 諾伊曼在研究edvac機時提出了 儲存程式 的概念。以此概念為基礎的各類計算機統稱為馮 諾依曼機。馮 諾依曼計算機的特點 num1?計算機由運算器 儲存器 控制器 輸入裝置 輸出裝置五大部件組成。num2?指令和資料以同等地位存放於儲存器內，並可按位址訪問。...
約翰 馮 諾依曼及馮諾伊曼式計算機簡介
馮 諾依曼 1 john von neumann，1903 1957 原籍匈牙利，布達佩斯大學數學博士。20世紀最重要的數學家之一1，在現代 計算機 博弈論 核 和 生化 等領域內的科學全才之一，被後人稱為 計算機之父 和 博弈論之父 涯傑 2 先後執教於 柏林大學和 漢堡大學，1930年前往美國，...