John von Neuman beschrieb 1945 das Konzept eines universellen Rechners,dh eines Rechners, dessen Struktur unabhängig vom bearbeiteten Problem ist. Der Rechnet besteht aus 4 Werken, die bis heute in Computern verwendet werden:
- Rechenwerk
- Führt Arethmetische und logische Operationen durch
- Steuerwerk
- Interpretiert Programme und steuert deren Abfolge
- Arbeitsspeicher
- Speichert Programme und Daten, welche für das Rechen und Steuerwerk zugänglich sind.
- Ist in Zellen gleicher Größe geteilt, die durch fortlaufende Nummern (“Adressen”) bezeichnet werden.
- Ein/Ausgabewerk
- Steuert Ein und Ausgabe von Daten.
- Kommuniziert mit Anwender und Peripheriegeräten
- Registertypen
- Arbeitsregister: Nur mit Dateninden Arbeitsregistern können direkte logische Operationen durchgeführt werden. Die Länge des Registers legt die größte Zahl fest, die der Prozessor in einem einzelen Schritt verarbeiten kann. 32-Bit Prozessoren können als größte Zahl 2^32 = 4.294.967.296 verarbeiten.
- Befehlszähler (instruction Pointer): Beinhaltet die Adresse des nächsten auszuführenden Befehls. Die Länge des Registers legt die max. Größe des adressierbarem Arbeitsspeichers fest. Mit 32Bit kann die Arbeitsspeicher von 2^32 = 4GB angesprochen werden.
- Befehlsregister: Beinhaltet den aktuellen Maschienenbefehl.