L’architettura di Von Neumann è un tipo di struttura informatica precoce e influente. Consiste principalmente di chip di memoria in grado sia di contenere che di elaborare i dati. Ogni chip ha la capacità di eseguire compiti diversi, a seconda di come è influenzato dall’operazione eseguita prima di esso. In questa architettura, ogni computer avrebbe memoria, meccanismi per l’output e l’input, un controllo centrale, un luogo per l’aritmetica centrale e l’archiviazione esterna.
I computer con architettura di Von Neumann sono noti come programmi memorizzati. Ciò significa che il computer non ha bisogno di interruttori esterni o altre influenze per funzionare. Tutte le istruzioni e i dati sono memorizzati nella memoria ad accesso casuale (RAM).
L’architettura Von Neumann è stata creata a metà degli anni ‘1940 da John von Neumann, un pioniere dell’informatica. Nato nel 1903, scrisse anche diversi articoli di matematica con teorie molto influenti che sono in uso da molti decenni. Ha descritto la struttura necessaria per creare un computer funzionale in uno di questi articoli. Questa struttura di programmazione costituisce la base per una percentuale significativa dell’attuale architettura di elaborazione.
Prima del sistema Von Neumann, i computer erano essenzialmente progettati piuttosto che programmati. Una volta assemblata, una macchina poteva svolgere solo una funzione. Per cambiare ciò che faceva il computer, era necessario ricablare, aggiungere componenti o alterare in altro modo la struttura fisica della macchina.
Mentre molti computer moderni continuano ad avere una base nell’architettura di Von Neumann, alcuni programmatori hanno iniziato a scartare il concetto per modelli più efficienti. Un fenomeno noto come il collo di bottiglia di Von Neumann è uno dei problemi principali della struttura. Il problema con il collo di bottiglia è che le operazioni che elaborano informazioni e dati condividono lo stesso bus, che è il metodo di trasporto per questi elementi. Ciò influisce sull’efficienza e sulla capacità complessiva del sistema.
Nei tempi moderni, questa architettura è stata spesso sostituita con l’architettura di Harvard. È anche un tipo di architettura a programma memorizzato. L’architettura di Harvard gestisce l’archiviazione, i dati e le istruzioni in modo simile, ma dispone di più risorse per il trasporto delle informazioni. La struttura dispone di bus dati dedicati per il trasporto di istruzioni e memoria, in modo che più funzioni possano operare contemporaneamente. Sebbene l’architettura di Harvard sia cresciuta in popolarità, ci sono ancora alcuni che preferiscono la più semplice architettura di Von Neumann, che può essere un formato più accessibile in particolare per i programmatori di computer principianti.