Arhitectura Von Neumann este un tip timpuriu, influent de structură de calcul. Acesta constă în principal din cipuri de memorie care sunt capabile să păstreze și să proceseze date. Fiecare cip are capacitatea de a îndeplini sarcini diferite, în funcție de modul în care este afectat de operația executată înaintea sa. În această arhitectură, fiecare computer ar avea memorie, mecanisme pentru ieșire și intrare, un control central, un loc pentru aritmetică centrală și stocare externă.
Calculatoarele cu arhitectură Von Neumann sunt cunoscute ca program stocat. Aceasta înseamnă că computerul nu are nevoie de comutatoare externe sau alte influențe pentru a rula. Toate instrucțiunile și datele sunt stocate în memoria cu acces aleatoriu (RAM).
Arhitectura Von Neumann a fost creată la mijlocul anilor 1940 de John von Neumann, un informatician de pionier. Născut în 1903, el a scris, de asemenea, mai multe lucrări de matematică cu teorii extrem de influente care au fost folosite de multe decenii. El a descris structura necesară pentru crearea unui computer funcțional într-una dintre aceste lucrări. Această structură de programare formează baza pentru un procent semnificativ din arhitectura actuală de calcul.
Înainte de sistemul Von Neumann, calculatoarele erau în esență proiectate, mai degrabă decât programate. Odată asamblată o mașină, aceasta putea îndeplini doar o singură funcție. Pentru a schimba ceea ce a făcut computerul, a fost necesar să reconectați, să adăugați componente sau să modificați în alt mod structura fizică a mașinii.
În timp ce multe computere moderne continuă să aibă o anumită bază în arhitectura Von Neumann, unii programatori au început să renunțe la conceptul pentru modele mai eficiente. Un fenomen cunoscut sub numele de blocaj Von Neumann este una dintre problemele principale ale structurii. Problema blocajului este că operațiunile care procesează informații și date partajează aceeași magistrală, care este metoda de transport pentru aceste elemente. Acest lucru afectează eficiența și capacitatea generală a sistemului.
În vremurile moderne, această arhitectură a fost adesea înlocuită cu arhitectura Harvard. Este, de asemenea, un tip de arhitectură cu program stocat. Arhitectura Harvard gestionează stocarea, datele și instrucțiunile într-un mod similar, dar are mai multe resurse pentru transportul informațiilor. Structura are magistrale de date dedicate pentru transportul instrucțiunilor și memoriei, astfel încât mai multe funcții să poată funcționa în același timp. În timp ce arhitectura Harvard a crescut în popularitate, există încă unii care preferă arhitectura mai simplă Von Neumann, care poate fi un format mai accesibil în special pentru programatorii începători.