1903年12月28日，在布達佩斯誕生了一位神童，這不僅給這個家庭帶來了巨大的喜悅，也值得整個計算機界去紀念。正是他，開創了現代計算機理論，其體系結構沿用至今，而且他早在40年代就已預見到計算機建模和仿真技術對當代計算機將產生的意義深遠的影響。他，就是約翰·馮·諾依曼（John Von Neumann）。

最簡單的來說 他的精髓貢獻是2點：2進制思想與程序內存思想。

1946年6月美籍匈牙利科學家馮諾依曼教授發表了“電子計算機裝置邏輯結構初探”的論文。并設計出了第一臺“存儲程序”計算機EDVAC（埃德瓦克），即離散變量自動電子計算機（The ElectronicDiscrete Variable Automatic Computer）.這種結構的計算機為現代計算機體系結構奠定了基礎，成為“馮諾依曼體系結構”。

馮諾依曼理論的要點是：數字計算機的數制采用二進制；計算機應該按照程序順序執行。

其主要內容是：

1.計算機由控制器、運算器、存儲器、輸入設備、輸出設備五大部分組成。

2.程序和數據以二進制代碼形式不加區別地存放在存儲器中，存放位置由地址確定。

3.控制器根據存放在存儲器中地指令序列（程序）進行工作，并由一個程序計數器控制指令地執行。控制器具有判斷能力，能根據計算結果選擇不同的工作流程。

人們把馮諾依曼的這個理論稱為馮諾依曼體系結構。從EDVAC（ENIVAC并不是馮諾依曼體系）到當前最先進的計算機都采用的是馮諾依曼體系結構。所以馮諾依曼是當之無愧的數字計算機之父。

根據馮諾依曼體系結構構成的計算機，必須具有如下功能：

把需要的程序和數據送至計算機中。

必須具有長期記憶程序、數據、中間結果及最終運算結果的能力。

能夠完成各種算術、邏輯運算和數據傳送等數據加工處理的能力。

能夠根據需要控制程序走向，并能根據指令控制機器的各部件協調操作。

能夠按照要求將處理結果輸出給用戶。

為了完成上述的功能，計算機必須具備五大基本組成部件，包括：

輸入數據和程序的輸入設備；

記憶程序和數據的存儲器；

完成數據加工處理的運算器；

控制程序執行的控制器；

輸出處理結果的輸出設備 。

哈佛結構是一種將程序指令存儲和數據存儲分開的存儲器結構。哈佛結構一種并行體系結構，它的主要特點。

將程序和數據存儲在不同的存儲空間中，即程序存儲器和數據存儲器是兩個獨立的存儲器，每個存儲器獨立編址、獨立訪問。與兩個存儲器相對應的是系統的4條總線：程序的數據總線與地址總線，數據的數據總線與地址總線。這種分離的程序總線和數據總線可允許在一個機器周期內同時獲得指令字（來自程序存儲器）和操作數（來自數據存儲器），從而提高了執行速度，提高了數據的吞吐率。又由于程序和數據存儲器在兩個分開的物理空間中，因此取指和執行能完全重疊。中央處理器首先到程序指令存儲器中讀取程序指令內容，解碼後得到數據地址，再到相應的數據存儲器中讀取數據，并進行下一步的操作（通常是執行）。程序指令存儲和數據存儲分開，可以使指令和數據有不同的數據寬度。

哈佛結構的計算機由CPU、程序存儲器和數據存儲器組成，程序存儲器和數據存儲器采用不同的總線，從而提供了較大的存儲器帶寬，使數據的移動和交換更加方便，尤其提供了較高的數字信號處理性能。

哈佛結構與馮.諾曼結構處理器相比，處理器有兩個明顯的特點：使用兩個獨立的存儲器模塊，分別存儲指令和數據，每個存儲模塊都不允許指令和數據并存；使用獨立的兩條總線，分別作為CPU與每個存儲器之間的專用通信路徑，而這兩條總線之間毫無關聯。　

改進的哈佛結構，其結構特點為：

1、使用兩個獨立的存儲器模塊，分別存儲指令和數據，每個存儲模塊都不允許指令和數據并存，以便實現并行處理；