在設(shè)計計算機時匈牙利籍?dāng)?shù)學(xué)家馮.諾依曼提出的“程序存儲”和“二進制運算”的思想。?1、二進制運算決定了計算機的硬件結(jié)構(gòu)。?二進制運算包括二進制算術(shù)運算和邏輯運算（邏輯運算的基礎(chǔ)是邏輯代數(shù)，又稱布爾代數(shù)）。邏輯量只表示兩種不同的狀態(tài)，可以對應(yīng)電子線路中的電阻高低、二極管、三極管的通斷等。因此，二進制運算決定了計算機可以由電子元器件，特別是集成電路組成。

2、程序存儲決定了軟件控制硬件工作。因此，計算機的基本結(jié)構(gòu)包括硬件和軟件兩部分。?計算機的工作原理：由輸入設(shè)備將軟件送入存儲器，然后由控制器逐條取出存儲器中的控制軟件，并運行，再將運行結(jié)果送到輸出設(shè)備。?3、計算機的經(jīng)典結(jié)構(gòu)

根據(jù)以上思路，計算機由運算器、控制器、存儲器和輸入設(shè)備、輸出設(shè)備組成。

對經(jīng)典結(jié)構(gòu)中各部分有機組合，就構(gòu)成了微型計算機。由于各部分的具體電路（元器件及元器件的組合方式）不同，又形成了各種應(yīng)用形態(tài)。

二、微型計算機（Microcomputer）組成及應(yīng)用形態(tài)

1、微型計算機組成

將經(jīng)典結(jié)構(gòu)中的運算器、控制器組合在一起，再增加一些寄存器等，集成為一個芯片，這個芯片稱為微處理器（Microcontroller），即CPU(Center?Processing?Unit?)。這樣微型計算機就有CPU，存儲器，輸入出處（I/O）接口組成。再配以輸入/輸出（I/O）設(shè)備和軟件，就構(gòu)成了微型計算機應(yīng)用系統(tǒng)，簡稱微型計算機。

2、應(yīng)用形態(tài)

（1）系統(tǒng)機（多版機）

微處理器CPU、存儲器、I/O端口電路和總線接口等組裝在一塊主板上，再通過系統(tǒng)總線和外設(shè)適配卡連接鍵盤、顯示器、打印機等，再配上系統(tǒng)軟件就構(gòu)成了一個完整的計算機系統(tǒng)。

這就是辦公室、家庭使用的PC機的典型形態(tài)。由于較大的存儲容量（存儲器、硬盤、軟盤、光盤等），輸入、輸出設(shè)備齊全，而且軟件豐富（系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件），能夠進行海量計算和應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)。

(2)單板機

將CPU、存儲器、I/O接口芯片和簡單的I/O設(shè)備等裝配在一塊線路板上，再配上監(jiān)控程序（固化在ROM中）就構(gòu)成了單板機。

實驗開發(fā)系統(tǒng)就是單板機的典型形態(tài):由于有硬件和軟件,能獨立運行,但I/O設(shè)備簡單,特別是軟件資源少(只有監(jiān)控程序),不能應(yīng)用于海量計算和大型應(yīng)用程序的開發(fā),主要用于計算機原理教學(xué)和簡單的測試(調(diào)試）系統(tǒng)。

三 單片機

將CPU、存儲器、I/O接口電路集成到一塊芯片上，這個芯片稱為單片機。單片機作為一片集成了微型計算機基本部件的集成電路芯片，與通用計算機相比，自身不帶軟件，不能獨立運行；存儲容量小，沒有輸入、輸出設(shè)備，不能將系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件存儲到自身的存儲器中并加以運行，它自身沒有開發(fā)功能。所以，必須借助開發(fā)機（一種特殊的計算機系統(tǒng)）來完成開發(fā)任務(wù)。即相應(yīng)的軟、硬件設(shè)計和調(diào)試以及將調(diào)試好的程序固化到自身的存儲器中。?完成單片機的硬件和軟件設(shè)計、調(diào)試，把軟件固化（下載）到單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，是《單片機原理與應(yīng)用》課程的主要學(xué)習(xí)任務(wù)，也是檢查這門課程學(xué)習(xí)效果的基本標準。