John von Neumann, consultor de la Moore School, diseñó la primera arquitectura conceptual de un ordenador con control por programa almacenado en memoria, denominada EDVAC. Poco tiempo después, Maurice Wilkes, de la Universidad de Cambridge, implementó el EDSAC, el primer ordenador con control por programa almacenado en memoria. Utilizando el concepto de control por programa promovido por Von Neumman y su arquitectura.
Se puede decir que la idea fundamental de von Neumann se apoya en interpretar y comprender que una operación compleja normalmente se puede dividir como una secuencia ordenada de operaciones más simples.
En otras palabras lo que propuso fue construir una máquina capaz de ejecutar algoritmos en forma explícita. Para ello introdujo el concepto de «programa almacenado» como una «secuencia lógicamente ordenada de instrucciones», siendo las «instrucciones» las operaciones básicas que implementa el hardware a través de sus circuitos lógicos.
Elementos de los ordenadores con arquitectura von Neumann
Un computador con arquitectura von Newman consta de cinco elementos básicos: dispositivos de entrada, memoria, unidad de control (UC), unidad aritmético lógica (ALU) y dispositivos de salida.
Esquema de la arquitectura de Von Neumann
Funcionamiento de la arquitectura de Von Neumann
Se emplea un dispositivo de entrada, como un teclado, para ingresar en memoria un programa que incluye las instrucciones y los datos. La memoria almacena este programa. La unidad aritmético lógica (UAL o ALU) se encarga de realizar las operaciones aritméticas y lógicas como ADD, SUBSTRACT, OR, AND, etc. La UC decodifica o traduce cada instrucción. Según la operación a realizar, la UC genera las señales necesarias para que la ALU y otros elementos del sistema realicen la tarea. El dispositivo de salida, como por ejemplo un monitor, es necesario para la presentación de los resultados.
Características de la arquitectura de Von Neumman
La arquitectura Von Neumann fue la primera que permitió el almacenamiento en memoria de instrucciones y de datos. La unidad de control se diseñó utilizando una aproximación de lógica hardware (hardwired) con posibilidad de decodificar 64 códigos de operación.
Con el modelo de la máquina Neumman surge por primera vez el concepto de programa almacenado en memoria, concepto que destacó a este tipo de máquinas.