设计一台通用计算机（以运算器为核心）
当前计算机以存储器为核心
早期计算机只能解决特定的问题
早期的计算机都是专用计算机，是不可编程的， 例如常见的计算器， 虽然能轻松的完成基本数学运算， 但是你要是想拿来做文字处理， 表格处理，或者玩游戏那是肯定不可能了。
因为这些机器内部的电路和一个特定的程序密切相关， 对于这些计算机来讲， 重新编程就意味着完全从头开始设计， 加工，制造一个全新的机器出来，当然新的机器依然是专用的。
图灵机的提出使得设计通用计算机的设想变得可行
首先你要考虑的是，这样的计算机在理论上是否可行， 如果理论上都造不出来，那就别白费力气了。 你最不擅长的就是数学理论， 苦思冥想还是找不到答案，突然有一天看到一篇划时代的论文，就像跌入山崖而无意中得到一本武林秘籍一样让你欣喜若狂。
这个论文叫做《可计算数字及其在判断性问题中的应用》， 作者阿兰 · 图灵， 他在论文中提出了一个假想的机器， 后来被称为图灵机。
个机器看起来如此的简单， 只有一个无限长的纸带，一个读写头 ，一个状态集合，再加上一个规则表（程序）。
但是你敏锐的意识到： 这个机器证明了通用计算理论，肯定了计算机实现的可能性，同时它给出了计算机应有的主要架构。
理论问题被解决了， 那就回到通用计算机的设计问题上来吧， 既然要“通用” ， 那肯定要允许大家写各种各样的程序， 计算机的硬件设备肯定不能和某个程序绑定。
宾夕法尼亚大学的巨型计算机说明除了通用性，程序和数据的输入输出是个大问题
一个偶然的机会， 你听说宾夕法尼亚大学发明了一个叫做ENIAC的机器，这个拥有1.8万个真空管， 长30多米，重大30吨的庞然大物每秒竟然能执行5000次加法和400次乘法，让你惊叹不已。 但是你仔细研究以后就发现了它的一个重大缺陷：
编程极为困难， 虽然这台计算机支持顺序，循环，分支，子程序等操作， 但是却是用电路板上的开关来输入的。 想把一个程序输入计算机通常得好几周： 程序首先要在纸上写出来， 然后在花好几天的时间来操作开关和电缆， 还要验证和调试， 但是这一切做好以后，运行时间可能只有几分钟。
由于设计和输入程序的时间开销太大， 计算机运行速度快的优势就被抵销了。 如果程序切换以后，想再次运行上一个程序， 还得重新把开关和电缆操作一遍， 让人抓狂。 如果能把程序存储下来该多好， 需要运行了，找到它运行就行了。
存储程序， 这并不是一个全新的想法， 当然，想把程序存储下来，需要定义一下机器的“指令集”， 这样各种各样的程序才用指令集中的指令描述出来， 方便存储。
内存因此引入来存储程序和数据
在这个结构中一个程序由若干指令组成，
在运行之前， 要被“放到“某个地方， 你把这个地方称为存储器（内存）， 可以把内存比喻成包含一个个格子的东西， 每个格子里放一条指令。
一个叫控制器的东西去读取“格子“中这个程序的第一条指令，分析指令到底要做什么事情， 然后运算器去执行这个指令，执行完第一条就接着执行第二条， 如此一直运行下去…
控制器和运算器是如此紧密的在一起工作，你决定把它叫做处理器。
很多程序不仅仅是简单的运算，大部分情况下还要把运算的结果放回到内存的“格子”中， 现在有个问题困扰着你， 内存中已经有指令了，也要把数据放到这里吗？
经过谨慎的思考，你们做了一个艰难的决定：把指令和数据放到同一个内存中！ 这样一来处理器在同一时刻，要么是在读取指令， 要么是在存取数据，
两件事不可能同时进行， 这自然带来了一些性能的问题。但是你坚信这样的设计结构简单，成本低，容易实现，一定要坚持。
