数学家冯，诺依曼于1946年提出了计算机设计的一些基本思想，这一思想确立了现代计算机的基本组成和工作方式。计算机硬件由5个基本部分组成:运算器、控制器、存储器、输人设备和输出设备。计算机采用二进制来表示数据和指令。

    计算机采用“存储程序"的方式,将程序和数据放人同一个存储器中(内部存储器)，计算机能够自动高速地从存储器中取出指令加以执行。

    计算机硬件的5个基本组成部分中每一部分 都有相对独立的功能，分别完成各自不同的工作。 首先，计算步骤的程序和计算过程中需要的原始数据，在控制器输人命令的控制下,通过输人设备送人计算机的存储器存储。其次，当计算开始时，在取指令作用下把程序指令逐条送人控制器。控制器对指令进行译码，并根据指令的操作要求向存储器和运算器发出存储取数命令和运算命令，经过运算器计算并把结果存放在存储器内。在控制器的取数和输出命令作用下,通过输出设备输出计算结果。

    (1)运算器(或称算术逻辑单元)。运算器的主要功能是进行算术运算和逻辑运算。算术运算是指加、减、乘除以及它们之间的复合运算。而逻辑运算是进行逻辑判断和逻辑处理，即“与”、“或”、“非”运算，以及数据的比较、移位等操作。

    (2)存储器。存储器的主要功能是存放程序和数据。计算机中的全部信息，包括输人的原始数据、计算机程序、中间运行结果和最终运行结果都保存在存储器中。它根据控制器指定的位置存人和取出信息。存储器中最小的存储单位就是一个双稳态半导体电路或一个晶体管或磁性材料的存储元，它可存储一个二进制代码也就是“0”或“1”。由若干存储元组成一个存储单元，然后再由许多存储单元组成一个存储器。一个存储器包含许多存储单元，每个存储单元可存放一个字节(按字节编址)。每个存储单元的位置都有一个编号，即地址。

    (3)控制器。控制器是整个计算机系统的控制中心，由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序产生器和操作控制器组成，它是发布命令的“决策机构”，即完成协调和指挥整个计算机系统的操作。从内存中取出一条指令,并指出下一条指令在内存中的位置;对指令进行译码或测试，并产生相应的操作控制信号，以便启动规定的动作;指挥并控制CPU、内存和输人/输出设备之间数据流动的方向。

    (4)输人设备。输人设备是从计算机外部向计算机内部传送信息的装置。其功能是将数据、程序及其他信息，转换为计算机能够识别和处理的形式输人到计算机内部。常用的输人设备有键盘、鼠标、光笔、扫描仪、数字化仪、条形码阅读器等。

    (5)输出设备。输出设备是将计算机的处理结果传送到计算机外部供计算机用户使用的装置。其功能是将计算机内部二进制形式的数据信息转换成人们所需要的或其他设备能接收和识别的信息形式。常用的输出设备有显示器、打印机、绘图仪等。