A Arquitetura de Von Neumann , é uma arquitetura de computador que tem como principal caracteriza a possibilidade de uma máquina digital armazenar seus programas no mesmo espaço de memória que os dados, podendo assim manipular tais programas.
A máquina proposta por Von Neumann reúne os seguintes componentes:
- Possuir uma unidade de processamento central, para a execução de operações lógicas e aritméticas;
- Possuir uma unidade de controle, responsável por determinar o seqüenciamento das instruções a serem executadas por meio de sinais de controle;
- Instruções dos programas armazenadas de maneira seqüencial, facilitando a busca;
- Existência de registradores dedicados ao armazenamento dos operandos e dos resultados das operações;
- Unidade de armazenamento central, na qual são guardados programas e dados, de forma compartilhada;
- Existência de um único barramento do sistema, o qual deve ser usado de forma compartilhada para a transferência de dados e instruções entre os diversos blocos.
Cada um dos elementos presente é realizado à custa de componentes físicos independentes, cuja implementação e as interações entre eles tem variado ao longo do tempo, mediante a evolução das tecnologias de fabricação, quem vem melhorando cada vez mais e cada vez mais rápido. As duas últimas características resultam em restrições severas para a tentativa de aumento de desempenho de computadores baseados no modelo de von Neumann. Levando-se em conta que os tempos de execução das instruções que envolvem apenas operações internas na CPU são muito menores do que o tempo necessário para transferências entre a memória e CPU, o fato de instruções e dados utilizarem o mesmo caminho para serem transferidos da memória principal para a CPU limita a possibilidade de exploração do paralelismo entre operações.
