阿蘭？圖靈在1937年首次提出了一個(gè)通用計(jì)算設(shè)備的設(shè)想。他設(shè)想所有的計(jì)算都可能在一種特殊的機(jī)器上執(zhí)行，這就是現(xiàn)在所說(shuō)的圖靈機(jī)。如果我們把計(jì)算機(jī)定義成一個(gè)數(shù)據(jù)處理器，計(jì)算機(jī)就可以被看作是一個(gè)接收輸入數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)、產(chǎn)生輸出數(shù)據(jù)的黑盒。盡管這個(gè)模型能夠體現(xiàn)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的功能，但是它的定義還是太狹窄，因?yàn)榘凑者@種定義，便攜式計(jì)算器也可以認(rèn)為是計(jì)算機(jī)。

　　基于通用圖靈機(jī)建造的計(jì)算機(jī)都是在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的。在1944 ~ 1945年期間，馮？諾依曼指出，鑒于程序和數(shù)據(jù)在邏輯上是相同的，程序也能存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器中。

　　馮？諾依曼結(jié)構(gòu)又稱作普林斯頓體系結(jié)構(gòu)（Princetion Architecture），這是由于馮？諾依曼當(dāng)時(shí)在普林斯頓大學(xué)任職。該結(jié)構(gòu)自提出以來(lái)，主導(dǎo)了電子計(jì)算機(jī)半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，是計(jì)算機(jī)發(fā)展史上最重要的體系結(jié)構(gòu)，是通用計(jì)算機(jī)使用的最主要結(jié)構(gòu)。

　　馮？諾依曼理論的思想是：應(yīng)該把程序也存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器里，讓計(jì)算機(jī)自己負(fù)責(zé)從存儲(chǔ)器里提取指令，執(zhí)行指令，并循環(huán)式地執(zhí)行這兩個(gè)動(dòng)作，如圖2？5 所示。這樣計(jì)算機(jī)在執(zhí)行程序的過(guò)程中，就可以完全擺脫外界的影響，以自己可能的速度（電子的速度）自動(dòng)地運(yùn)行。按照這種原理構(gòu)造出來(lái)的計(jì)算機(jī)就是“存儲(chǔ)程序控制計(jì)算機(jī)”，也被稱作“馮？諾依曼計(jì)算機(jī)”，簡(jiǎn)稱馮？諾依曼機(jī)。

　　從20世紀(jì)初，物理學(xué)和電子學(xué)科學(xué)家們就在爭(zhēng)論制造可以進(jìn)行數(shù)值計(jì)算的機(jī)器應(yīng)該采用什么樣的結(jié)構(gòu)。人們被十進(jìn)制這個(gè)人類(lèi)習(xí)慣的計(jì)數(shù)方法所困擾，著名的ENIAC就是用的十進(jìn)制，那時(shí)以研制模擬計(jì)算機(jī)的呼聲更為響亮和有力。20世紀(jì)40年代，馮？諾依曼大膽地提出：拋棄十進(jìn)制，采用二進(jìn)制作為數(shù)字計(jì)算機(jī)的數(shù)制基礎(chǔ)。同時(shí)，他還提出預(yù)先編制計(jì)算程序，然后由計(jì)算機(jī)來(lái)按照事前制定的計(jì)算順序來(lái)執(zhí)行數(shù)值計(jì)算工作的思想，奠定了馮？諾依曼結(jié)構(gòu)的理論基礎(chǔ)，這就是著名的“存儲(chǔ)程序控制原理”。 1946年6月，馮？諾依曼在“關(guān)于電子計(jì)算裝置邏輯結(jié)構(gòu)初探”的報(bào)告中正式提出了以二進(jìn)制、程序存儲(chǔ)和程序控制為核心的一系列思想，對(duì)ENIAC的缺陷進(jìn)行了有效的改進(jìn)，從而奠定了馮？諾依曼計(jì)算機(jī)的體系結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。計(jì)算機(jī)經(jīng)過(guò)了幾十年的發(fā)展，其體系結(jié)構(gòu)也發(fā)生了許多改進(jìn)，但馮？諾依曼提出的數(shù)字計(jì)算機(jī)的原則仍然沒(méi)有突破。馮？諾依曼理論的要點(diǎn)：指令像數(shù)據(jù)那樣存放在存儲(chǔ)器中，并可以像數(shù)據(jù)那樣進(jìn)行處理。指令格式使用二進(jìn)制機(jī)器碼表示。使用程序存儲(chǔ)控制方式工作。這3條內(nèi)容合稱馮？諾依曼原理。EDVAC是最早采用馮？諾依曼體系結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)。大半個(gè)世紀(jì)過(guò)去了，直到今天商品化的計(jì)算機(jī)還基本遵循著馮？諾依曼提出的原理。