冯诺依曼计算机的设计理念如下：1、“程序和数据以二进制表示”；在存储程序的计算机中，数据和指令以二进制的形式存储在存储器中。2、“存储程序控制”；程序输入计算机，存储在内存储器中（存储原理），运行时，控制器按地址顺序取出存储在内存储器中的指令（按地址顺序访问指令），然后分析指令，执行指令功能，遇到转移指令，转移到转移地址，然后按地址顺序访问指令（程序控制）。
冯诺依曼计算机（使用冯诺依曼系统机构的电子数字计算机）通常是指根据冯诺依曼提出的存储程序概念设计的冯诺依曼计算机。主要特点是：指令和数据以二进制的形式存储在存储器中；指令按其存储顺序执行。
冯·诺伊曼结构（von Neumann architecture），又称冯·诺伊曼模型（Von Neumann model）或普林斯顿结构（Princeton architecture），它是一种结合程序指令存储器和数据存储器的计算机设计概念结构。根据冯·诺伊曼结构设计的计算机称为冯·诺伊曼计算机，也称为存储程序计算机。
冯诺依曼计算机的设计理念
冯诺依曼计算机的主要设计理念是：数字计算机的数字系统采用二进制；计算机应按程序顺序执行。在计算机中，程序（包括指令和数据）提前存储在主存储器中，计算机可以自动连续地从存储器中取出指令并执行；数据和指令以二进制的形式存储在存储器中。
程序和数据以二进制表示
在存储程序的计算机中，数据和指令以二进制的形式存储在存储器中。从存储器存储的内容来看，两者没有区别。它们都是由0和1组成的代码序列，但它们的含义不同。
在读取指令时，计算机将从计算机中读取的信息视为指令；在读取数据时，将从计算机中读取的信息视为操作数。在软件编制中已经区分了数据和指令，所以两者在正常情况下不会产生混乱。有时我们也称存储在存储器中的数据和指令为数据，因为程序信息本身也可以作为处理对象进行处理。例如，对照程序进行编译，即将源程序作为处理对象。
存储程序控制
存储程序控制是存储程序和程序控制，程序输入计算机，存储在内存储器中（存储原理），运行时，控制器按地址顺序取出存储在内存储器中的指令（按地址顺序访问指令），然后分析指令，执行指令功能，遇到转移指令，转移到转移地址，然后按地址顺序访问指令（程序控制）。
扩展知识：
冯·诺依曼计算机一般具有以下五个功能：长期记忆程序、数据、中间结果和最终计算结果；能够完成各种算术、逻辑运算和数据传输的能力；能够根据需要控制程序方向，并根据指令控制机器的各部件；能够按要求向用户输出处理结果。
冯·诺依曼计算机本质上是一种串行处理的工作机制，即使相关数据已经准备好，也必须逐一执行指令序列。提高计算机性能的根本方向之一是并行处理。因此，近年来，人们试图突破传统冯·诺依曼系统的束缚，这被称为非诺依曼系统。关于所谓的非诺依曼系统的讨论仍然存在争议，通常被认为是在以下三个方面的努力。
（1）在冯·诺依曼系统范围内，改造传统的冯·诺依曼机器，如多个处理部件形成自来水处理，依靠时间重叠提高处理效率；另一个例子是形成阵列机结构，形成单指令流多数据流，提高处理速度。这些方向相对成熟，成为标准结构；
（2）多个冯·诺依曼机构成多机系统，支持并行算法结构。目前，这项研究相对活跃；
（3）从根本上改变冯·诺依曼机器的控制流驱动模式。例如，只要数据准备好，使用数据流驱动工作模式的数据流计算机就可以并行执行相关指令。这是一台真正的非诺依曼计算机，为并行处理开辟了新的前景，但由于控制的复杂性，它仍在实验探索中。
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