Kiến trúc von Neumann là kiến trúc được sử dụng bởi hầu hết trong thiết bị nào?

Von Neumann là một kiểu kiến trúc phần cứng máy tính. Mặc dù ngày nay đã có những kiến trúc khác được đưa ra, nhưng kiến trúc Von Neumann vẫn là phổ biến trong các máy PC (và ARM 7 nữa  ).

Von Neumann là một nhà toán học (vật lí, ...đủ nghề...) người Mỹ, gốc Do Thái, là người đã đưa ra kiến trúc này.
Năm 1944, Von Neumann làm cố vấn cho dự án chế tạo máy tính ENIAC, để phục vụ cho các mục đích quân sự của Mỹ. Năm 1945, Sau khi dự án ENIAC hoàn thành, Von Neumann cùng nhóm một vài thành viên trong nhóm làm việc của ông lại tiến hành một dự án mới, là xây dựng một máy tính hiện đại hơn, với tên gọi là EDVAC.
Năm 1945, Von Neumann đã viết một bài báo có tính bước ngoặc với tựa: "Bản thảo đầu tiên về máy tính EDVAC " ("The First Draft of a Report on the EDVAC "), chứa đựng những ý tưởng về cầu trúc cơ bản mà một máy tính cần có . Bài báo này được Von Neumann trao đổi giới hạn với các thành viên trong nhóm làm việc, tuy nhiên, sau đó đã được phổ biến rộng rãi và ảnh hưởng mạnh đến sự phát triển của máy tính ở Mỹ và thế giới.

Von Neumann đã mườn tượng ra cấu trúc của máy tính là sự kết hợp của các thành phần sau:
1. arithmetic-logic unit (ALU)
2. Memory (RAM)
3. Von Neumann Control Unit 
4. input and output devices

Một điểm đáng chú ý nhất trong kiến trúc Von Neumann là khái niệm "Chương trình được lưu trữ" (stored-program). Khái niệm này chỉ ra rằng: Dữ liệu (data) cùng với lệnh (instruction) được dùng để xử lí dữ liệu đó có thể được lưu giữ trên cùng một vùng nhớ của máy tính.

Ý tưởng này ngược với cấu trúc của các máy tính trước đó như máy ENIAC.

Do dữ liệu và các lệnh được lưu trong cùng một vùng nhớ (vùng nhớ ở đây là RAM), nên cần thiết phải phân biệt chúng. Do giá trị trên vùng nhớ chỉ là các số nhị phân 0,1 , do đó máy tính cần phải xác định được phần nào là dữ liệu, phần nào là lệnh, khối điều khiển Von Neumann - Von Neumann Control Unit (khối số 3 ở trên ) sẽ thực hiện nhiệm vụ này.

Khi khối điều khiển Von Neumann bắt đầu gọi một lệnh để xử lí, nó gọi tới bộ đếm chương trình (program counter) để trỏ tới địa chỉ của lệnh trong bộ nhớ, rồi thì lệnh này sẽ được nạp và thực thi bởi vi xử lí. Địa chỉ của dữ liệu cần xử lí được chứa trong chính lệnh cần thực thi.

Đang lúc tìm nạp và thực thị lệnh, bộ đếm chương trình sẽ tăng lên để trỏ tới lệnh tiếp theo cần thực thi. Quá trình này là tuần tự, nghĩa là các lệnh được thực thi một cách tuần tự, tại mỗi thời điểm chỉ có một lệnh được thực thi (nguyên văn: one instruction at a time). Đây là đặc điểm tiêu biểu của kiến trúc Von Neumann.