在 1945 年冯诺依曼和其他计算机科学家们提出了计算机具体实现的报告，其遵循了图灵机的设计，⽽且还提出⽤电⼦元件构造计算机，并约定了⽤⼆进制进⾏计算和存储，还定义计算机基本结构为 5 个部分，分别是中央处理器（CPU）、内存、输⼊设备、输出设备、总线。
我们的程序和数据都是存储在内存，存储的区域是线性的。
数据存储的单位是⼀个⼆进制位（bit） ，即 0 或 1。最⼩的存储单位是字节（byte） ， 1 字节等于 8 位。内存的地址是从 0 开始编号的，然后⾃增排列，最后⼀个地址为内存总字节数 - 1，这种结构好似我们程序⾥的数组，所以内存的读写任何⼀个数据的速度都是⼀样的。
中央处理器也就是我们常说的 CPU， 32 位和 64 位 CPU 最主要区别在于⼀次能计算多少字节数据：
- 32 位 CPU ⼀次可以计算 4 个字节；
- 64 位 CPU ⼀次可以计算 8 个字节；
这⾥的 32 位和 64 位，通常称为 CPU 的位宽。
之所以 CPU 要这样设计，是为了能计算更⼤的数值，如果是 8 位的 CPU，那么⼀次只能计算 1 个字节0~255 范围内的数值，这样就⽆法⼀次完成计算 10000 * 500 ，于是为了能⼀次计算⼤数的运算，CPU 需要⽀持多个 byte ⼀起计算，所以 CPU 位宽越⼤，可以计算的数值就越⼤，⽐如说 32 位 CPU 能计算的最⼤整数是 4294967295 。
CPU 内部还有⼀些组件，常⻅的有寄存器、控制单元和逻辑运算单元等。其中，控制单元负责控制 CPU⼯作，逻辑运算单元负责计算，⽽寄存器可以分为多种类，每种寄存器的功能⼜不尽相同。
CPU 中的寄存器主要作⽤是存储计算时的数据，你可能好奇为什么有了内存还需要寄存器？原因很简单，因为内存离 CPU 太远了，⽽寄存器就在 CPU ⾥，还紧挨着控制单元和逻辑运算单元，⾃然计算时速度会很快。
常⻅的寄存器种类：
- 通⽤寄存器，⽤来存放需要进⾏运算的数据，⽐如需要进⾏加和运算的两个数据。
- 程序计数器，⽤来存储 CPU 要执⾏下⼀条指令「所在的内存地址」，注意不是存储了下⼀条要执⾏的指令，此时指令还在内存中，程序计数器只是存储了下⼀条指令的地址。
- 指令寄存器，⽤来存放程序计数器指向的指令，也就是指令本身，指令被执⾏完成之前，指令都存储在这⾥。
总线是⽤于 CPU 和内存以及其他设备之间的通信，总线可分为 3 种：
- 地址总线，⽤于指定 CPU 将要操作的内存地址；
- 数据总线，⽤于读写内存的数据；
- 控制总线，⽤于发送和接收信号，⽐如中断、设备复位等信号， CPU 收到信号后⾃然进⾏响应，这时也需要控制总线；
当 CPU 要读写内存数据的时候，⼀般需要通过两个总线：
- ⾸先要通过「地址总线」来指定内存的地址；
- 再通过「数据总线」来传输数据；
输⼊设备向计算机输⼊数据，计算机经过计算后，把数据输出给输出设备。期间，如果输⼊设备是键盘，按下按键时是需要和 CPU 进⾏交互的，这时就需要⽤到控制总线了。
