"Машина Тьюринга"
Какая нибудь дискретная математика, теория автоматов, что-нибудь в этом роде. Некоторые вузовские учебники по этим наукам достаточно самодостаточны и знания никаких предварительных знаний не требуют. Например, есть вот книга "Введение в теорию автоматов, языков и вычислений" (Хопкрофт, ...), в которой все разжевано и в рот положено.
"Архитектура фон Неймана"
А тут вообще ничего не надо, кроме статьи на википедии. К математики она не имеет ни малейшего отношения.