Von Neumann-arkitektur är en tidig, inflytelserik typ av datorstruktur. Den består i första hand av minneschips som kan både hålla och bearbeta data. Varje chip har förmågan att utföra olika uppgifter, beroende på hur det påverkas av operationen som utförs innan den. I denna arkitektur skulle varje dator ha minne, mekanismer för utdata och inmatning, en central kontroll, en plats för central aritmetik och extern lagring.
Datorer med Von Neumann-arkitektur är kända som lagrade program. Det betyder att datorn inte behöver externa strömbrytare eller andra influenser för att kunna köras. Alla instruktioner och data lagras i RAM (Random-Access Memory).
Von Neumann-arkitekturen skapades i mitten av 1940-talet av John von Neumann, en banbrytande datavetare. Född 1903 skrev han också flera matematiska uppsatser med mycket inflytelserika teorier som har använts i många decennier. Han beskrev strukturen som krävs för att skapa en fungerande dator i en av dessa tidningar. Denna programmeringsstruktur utgör basen för en betydande andel av nuvarande datorarkitektur.
Innan Von Neumann-systemet var datorer i huvudsak designade snarare än att vara programmerade. När en maskin väl hade monterats kunde den bara utföra en funktion. För att ändra vad datorn gjorde var det nödvändigt att koppla om, lägga till komponenter eller på annat sätt ändra maskinens fysiska struktur.
Medan många moderna datorer fortsätter att ha en viss bas i Von Neumann-arkitekturen, har vissa programmerare börjat förkasta konceptet för mer effektiva modeller. Ett fenomen känt som Von Neumann-flaskhalsen är ett av de främsta problemen med strukturen. Problemet med flaskhalsen är att de operationer som behandlar information och data delar samma buss, vilket är transportmetoden för dessa element. Detta påverkar systemets effektivitet och totala förmåga.
I modern tid har denna arkitektur ofta ersatts med Harvard-arkitektur. Det är också en arkitektur av ett lagrat program. Harvard-arkitekturen hanterar lagring, data och instruktioner på liknande sätt, men har fler resurser för att transportera information. Strukturen har dedikerade databussar för att transportera instruktioner och minne, så att fler funktioner kan fungera samtidigt. Medan Harvard-arkitekturen har vuxit i popularitet, finns det fortfarande några som föredrar den enklare Von Neumann-arkitekturen, som kan vara ett mer tillgängligt format för i synnerhet nybörjare av datorprogrammerare.