Arquitetura de von Neumann
A ideia de que instruções e dados moram na mesma memória — o que tornou o computador de propósito geral e, ao mesmo tempo, criou seu gargalo mais estreito.
A origem é o First Draft of a Report on the EDVAC, um rascunho que Herman Goldstine reproduziu e distribuiu em junho de 1945 com apenas o nome de John von Neumann na capa. O conteúdo nasceu de discussões na Moore School, onde Presper Eckert e John Mauchly já tinham o projeto em andamento, e a distribuição do documento contou legalmente como publicação — o que depois derrubou o pedido de patente dos dois. O relatório divide a máquina em cinco órgãos: unidade aritmética, unidade de controle, memória, entrada e saída.
O passo radical foi colocar o programa na mesma memória que os dados. O ENIAC precisava ser refiado a cada novo problema; uma máquina de programa armazenado lê um programa exatamente como lê números. Isso, por sua vez, permite que programas operem sobre programas — a condição para que existam montadores, compiladores e sistemas operacionais.
A conta chega na forma do gargalo de von Neumann, expressão cunhada por John Backus em sua palestra do Prêmio Turing de 1977: todo o tráfego precisa passar pelo mesmo caminho entre processador e memória, e esse caminho vira o teto de desempenho da máquina. A alternativa, a arquitetura Harvard, mantém instruções e dados separados. Os processadores modernos são von Neumann por fora e Harvard por dentro, com caches L1 separados para código e dados — o gargalo não foi resolvido, só escondido atrás da hierarquia de cache.