Von Neumann estudió los mecanismos necesarios para que una máquina pueda construir otra máquina igual. Diseñó un autómata celular con esta capacidad. Más tarde, investigadores completaron su trabajo, describiendo los estados posibles de cada célula y cómo cambiar entre estados. El modelo de Von Neumann separa datos y programas en la misma memoria de lectura-escritura, y ejecuta instrucciones de forma secuencial.