قام العالم الرياضي جون فون نيومان بمساعدة مجموعة من معاونيه في عام 1954 بوضع القواعد الأساسية، والتي يتم الاعتماد عليها إلى وقتنا الحالي، بحيث وضع القواعد الأساسية لعملية الأوامر البرمجية، والتي تسمى بهيكلية فون نيومان، والتي عرض فيها مكونات الحاسب الآلي، وكانت كما يلي.
قد عمل العالم الرياضي جون فون نيومان في عام 1954 على تحديد بعض القواعد الأساسية، والتي لا يزال العمل في كافة أنواع الحواسيب قائم حتى الآن، وكانت تلك الهيكلة قائمة على 8 نقاط أساسية، وهي كما يلي.
تلك الهيكلة التي وضعها العالم الرياضي نيوفومان مكنته عام 1946 من جعل الكمبيوتر قادر على تخزين وتنفيذ برامج مختلفة، وقد تم تسمية فكرته حينها (مبدأ تخزين البرامج)، والتي تم تطبيقها في بريطانيا بداية من عام 1949، وذلك عندما تم ابتكار جهاز يدعى جهاز “ايدساك”
بحسب ما تم عرضه من معلومات تخص هيكلة نيوفومان للحاسب الآلي، فقت تحديد مجموعة من الأقسام الرئيسية التي يتم على أساسيها بنية الحاسب الآلي، وتلك الأقسام هي كما يلي.
بحيث تكون كل تلك الأجزاء متصلة بمجموعة من الأسلاك، والتي يتم اعتبارها “نواقل”، وفي حالة إذا كانت الحزمة الواحدة تدعم أكثر من مسار للبيانات،
تعد وحدة الحساب والمنطق هي قلب الحاسب الآلي، وذلك يرجع إلى كونها تستطيع تنفيذ نوعين من العمليات الأساسية، وهذان النوعان هما عملية الجمع وعملية الطرح لرقمين سوياً، بالإضافة إلى عمليات المقارنة، والتي سنتحدث عنهما بشكل بسيط فيما بعد، ولكن فيما يخص آلية عمل الحاسب، فهي آلية واضحة تماماً.
من الممكن أن تكون العمليات الحسابية محدودة للغاية، ففي بعض التصميمات لا تستطيع تلك الوحدة أن تقوم سوا بعمليتي الجمع والطرح ولا يمكنها القيام بعملية القسمة أو الضرب بشكل مباشر، ولكن تعمل على تحويلها للغة التي تفهمها، فتحولها إلى عمليات من الجمع والطرح، ويتم ذلك من خلال بعض البرامج، والتي تعمل على بناء معالجات مختلفة للكل
تتم عملية المقارنة عن طريق عملية إدخال بين رقمين، بحيث تقوم تلك الوحدة على التحقق من مدى تساوى أو اختلاف هاذين الرقمين اللذين تم إدخالهما، وتعمل على تحديد أي الرقمين أكبر قيمة
تعمل تلك الأنظمة، والتي تكون على شكل مكونات الإدخال والإخراج الموجودة في الحاسب الآلي، والتي يتم تقسيمها إلى ما يلي.
بحيث تعمل تلك الأنظمة على جعل الحاسب يتمكن من استقبال المعلومات من العالم الخارجي، ويستطيع أن يحدد النتائج، ويخرجها مرة أخرى إلى العالم، ومن الممكن أن يتم توصيل كم هائل من الأجهزة، والتي تعد وحدات إدخال وإخراج متنوعة للحاسب الآلي.
يعمل نظام التحكم على الجمع بين كل تلك الأنظمة، بحيث يعمل على قراءة الأوامر والبيانات الموجودة في الذاكرة، أو التي تدخل إليها من أجهزة الإدخال، كما ويعمل على فك شفرة الأوامر، ويقوم بتغذية وحدة الحساب والمنطق بالمدخلات التي تحتاج إليها بشكل صحيح، وذلك بما يتوافق مع طبيعة الأوامر الداخلة له، واللغة التي تتعامل بها وحدة الحساب والمنطق.
تعد الأوامر التي تعمل على تفسيرها وحدة التحكم، وتعمل على تنفيذها وحدة الحساب والمنطق ذات عدد محدود، بحيث تكون محددة بدقة مسبقاً، وتكون تكل العمليات من العمليات البسيطة للغاية عامةً، ويمكن أن يتم تحديدها بأربعة أقسام فقط، وهي كما يلي.
يجب الإشارة إلى أن تلك النوعية السابقة من الأوامر يتم العمل عليها في الأجهزة البسيطة، ولكن توجد بعض الأجهزة الخاصة، والتي تعد من الأجهزة التي تم إعدادها لتتعامل مع الملايين من العمليات الحسابية بشكل فائق السرعة، والتي من بينها servers تختلف عن الأنواع السابقة في نقطة هامة، وهي أنها تعتمد على العديد من وحدات المعالجة المركزية، وليس على وحدة مركزية واحدة، ففي أغلب الأحيان ما تكون تلك الحواسيب ذات بنية غير عادية بدرجة كبيرة، وتتعامل مع حزمة مختلفة من البيانات والأوامر.
تعد الذاكرة الرئيسية هي التي تتعامل مع البيانات والتعليمات.
توجد نوعين من المكونات الرئيسية للحاسوب، وهما مكونات مادية، ومكونات أخرى برمجية، وهما المعروفان بـ (Hardware ،software)
