一、程式的執行

馮諾依曼機的執行大致可分為兩個步驟，儲存程式和程式控制。具體而言，可分為以下步驟：

（1）輸入裝置將程式與資料寫入記憶體；

（2）CPU取指令；

（3）CPU執行指令期間讀資料；

（4）CPU寫回運算結果；

（5）輸出裝置輸出結果。

二、儲存系統層次結構

由於CPU和主存的執行速度相差較大，程式執行的速度就會受制於記憶體的速度。於是，儲存系統引入了快取記憶體(Cache)。Cache的引入使得CPU訪問到的儲存系統具有Cache的速度，賦存的容量和價格。

同時，Cache又可以劃分為L1 Cache和L2 Cache。其中L1 Cache整合在CPU中，分資料分資料Cache(D-Cache)和指令Cache(I-Cache）。早期L2 Cache在主機板上或與CPU整合在同一電路板上。隨著工藝的提高L2 Cache被整合在CPU核心中，不分D-Cache和I-Cache。

三、主存中的資料

資料存放在記憶體中，分為按邊界存放和未按邊界存放。

(1)按邊界存放

按邊界存放的方式，在32位系統中，儲存單元為4個位元組。int佔4個位元組，short佔兩個位元組，double佔8個位元組，char佔1個位元組。會產生空間空餘。

(2)未按邊界存放

未按邊界存放充分利用了空間，但是增加了記憶體的訪問次數。如double型別的x，佔了三個儲存單元，需要訪問三次。因此，這種方式雖然節省了空間，但增加了訪問記憶體的次數。

四、主存中的資料組織

知道了資料在記憶體中的存放方式，具體到程式碼層面有什麼影響呢？

如下兩種結構體的寫法：

struct S1{
    int
 
 i;
    char c;
    int j
}
struct S2{
    int i;
    int j
    char c;
}

在邊界對齊的情況下，這些資料在記憶體中的儲存如下圖所示。可以看到S1的結構體寫法佔了12個位元組，S2的結構體佔了9個位元組。但就一個結構體的資料而言，程式碼的寫法確實可以節省空間。