Нейман предложил трехкомпонентную архитектуру, получившее название треугольник Фон - Неймана. В Фон-Неймановская архитектура ЭВМвключает в себя:

1)ЦП – объединяющий в себе  УУ(устройство управления) и АЛУ(арифметико-логическое устройство).

2) ЗУ - запоминающее устройство - память.

3)УВВ - устройство ввода-вывода.

Классификация памяти: 1.постоянная; 2.оперативная

Программы и данные должны храниться в памяти. Ввод/вывод осуществляется через устройство ввода/вывода. Общее управление осуществляет ЦП. Между УВВ и ЗУ предусмотрена связь, т. к. при выполнении медленных операций ввода-вывода, ЦП может выполнять другие вычисления, не требующие ввода-вывода. А специальное устройство – контроллер прямого доступа к памяти управляет процессом передачи данных между ЗУ и УВВ. Под программой понимают набор команд, извлекаемые в порядке их следования, либо в соответствии с управляющими командами. Данные хранятся в виде переменных, которые могут быть поименованы для последующей реализации и изменения. Программы данных хранятся в памяти. Память – последовательность ячеек для хранения порций информации. Доступ к информации ячеек осуществляется в соответствии с адресом (порядковым номером) информация хранится в двоичном виде.

Единица информации бит,  байт – минимально адресуемая в памяти единица информации (1 байт=8 бит). Одним байтом может быть закодировано 2⁸, т. е. 256 различных значений. Байты объединяются в слова,  двоичные слова. Размер машинного слова – разрядность ЭВМ.

Классификация памяти: постоянная и оперативная.

В процессоре объединены два устройства - УУ - для считывания команд данных из памяти и общей координации команд и АЛУ - для простейших логических и арифметических операций.

Регистры – быстродействующие ячейки памяти, расположенные на кристалле процессора.

Регистры специального назначения и регистры общего назначения:

РОН предназначены для логических и арифметических операций. РСН – в их состав входят счетчик команд; регистр состояния программы; регистр указателя стека. Счетчик команд хранит адрес следующей команды; регистр состояние программы – обязательно включает в себя флаги (1/0, да/нет, правда/ложь, true/false), характеризующие результат выполнения последней программы. Флаги используются для выполнения условных операций. Регистр стека – хранит адрес вершины стека. Стек – область памяти, доступ к которой осуществляется по принципу LIFO.

Арифметико-логическое устройство процессора предназначено для выполнения операций в соответствии с кодом команды над данными, которые указываются в качестве аргумента.

Команда пересылки.

По ней данные, определяемые 1-м операндом пересылаются по месту хранения, которое определяется 2-м операндом. Данные пересылаются по адресу со смещением. При этом говорят о непосредственной адресации в случае, если указаны данные; прямой адресации данных, если указан адрес данных; косвенной, если указывается адрес адреса данных; индексная, если указан индекс блока адреса и смещение.

Команды перехода.

Командам безусловного перехода соответствует оператор goto; вместе с кодом операции указывается операнд определяющий адрес команды на которую передается управление. Фактически осуществляется команда пересылки адреса команды в реестр счетчика команд. Для задания адреса могут использоваться различные виды адресации. При команде условного перехода пересылка адреса выполняется в случае истинности условия перехода, что определяется значениями файлов регистра состояния программы.

Арифметические операции.

1)   "+" (выполняется в прямом коде).

2)   "-" (реализуется как сложение уменьшаемого с вычитаемым, которое представляется в дополнительном коде).

3)   Умножение (выполняется как комбинация сложений и сдвигов).

4)   Деление - комбинация вычитаний и сдвигов с определением частного и остатка.

5)   Операции над числами с плавающей точкой.

6)   Операции над действительными числами выполняются в зависимости от форм представления (с фиксированной или с плавающей точкой).

7)   Выполняется в виде совокупности операций или над мантиссой и характеристикой числа.

Логические операции.

·    И (++ = +, +- = -, -- = -)

·    ИЛИ (++ = +, +- = +, -- = -)

·    НЕ

·    ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ (++ = +, +- = неоднозначность, -- = -).

Другие операции: команды останова, команды работы со стеком, пустую операцию, команды вызова подпрограммы, команда обмена, команда цикла. Они могут быть реализованы как комбинация пересылок, переходов, арифметических или логических действий, но присутствуют в виде отдельных команд из-за частого использования.

Понятие об элементарном исполнителе.

Выполнение программы на машинном языке осуществляется следующим образом: в счетчик команд заносится адрес первой исполняемой команды. Устройство управления считывает по этому адресу код операции, дешифрует его, определяет количество операндов, место их размещения. Дешифрованная информация передается арифметико-логическому устройству. Также при этом значение регистра и счетчика команд увеличивается на размер команды, включая операнды. Если код команды соответствует команде перехода, то в регистр счётчика команд заносится адрес перехода. Процедура повторяется до тех пор, пока не возникнет исключительная ситуация: или внешнее прерывание, или пока не встретится команда остановок. ЦП является элементарным исполнителем для алгоритма исполняемой программы.