Разлика између Вон Неуманна и Харвард Архитектуре

Постоје две врсте дигиталних рачунарских архитектура које описују функционалност и имплементацију рачунарских система. Једна је архитектура Вон Неуманн коју је дизајнирао познати физичар и математичар Јохн Вон Неуманн касних четрдесетих година КСКС века, а друга је Харвард архитектура која се заснивала на оригиналном рачунару са релејем Харвард Марк И, који је користио одвојене меморијске системе за чувајте податке и упутства.

Оригинална архитектура Харварда користила је за смештање упутстава о пробушеној траци и подацима у електро-механичким шалтерима. Вон Неуманн архитектура је основа модерног рачунања и лакше је имплементирати. Овај чланак разматра две рачунарске архитектуре појединачно и објашњава разлику између две.

Шта је Вон Неуманн архитектура?

То је теоријски дизајн заснован на концепту рачунара похрањених програма у којем се подаци о програму и подаци похрањују у исту меморију.

Архитектуру је дизајнирао познати математичар и физичар Јохн Вон Неуманн 1945. Све до Вон Неуманн концепта рачунарског дизајна, рачунарске машине нису биле пројектоване са једном унапред дефинисаном сврхом која би недостајала софистицираност због ручног премотавања струјних кола.

Идеја која стоји иза Вон Неуманн архитектуре је могућност складиштења упутстава у меморији заједно са подацима на којима упуте раде. Укратко, архитектура Вон Неуманн односи се на општи оквир који би требало да следе хардвер, програмирање и подаци рачунара.

Вон Неуманн архитектура се састоји од три различите компоненте: централна процесна јединица (ЦПУ), меморијска јединица и улаз / излаз (И / О) интерфејси. ЦПУ је срце рачунарског система који се састоји од три главне компоненте: Аритметичке и логичке јединице (АЛУ), управљачке јединице (ЦУ) и регистара.

АЛУ је одговоран за извршавање свих аритметичких и логичких операција на подацима, док контролна јединица одређује редослед протока упутстава које је потребно извршити у програмима издавањем контролних сигнала хардверу.

Регистри су у основи привремене локације за складиштење које похрањују адресе упутстава која је потребно извршити. Меморијска јединица састоји се од РАМ-а, који је главна меморија која се користи за чување програмских података и упутстава. И / О интерфејси омогућавају корисницима да комуницира са спољним светом, попут уређаја за складиштење података.

Шта је Харвард архитектура?

То је рачунарска архитектура са физички одвојеним путовима за похрану и сигнал за програмске податке и упутства. За разлику од Вон Неуманн архитектуре која користи један сабирник за дохваћање упутстава из меморије и за пренос података с једног дела рачунара на други, Харвард архитектура има одвојени меморијски простор за податке и инструкције.

Оба концепта су слична осим начина приступа меморији. Идеја која стоји иза архитектуре Харварда је поделити меморију на два дела - један за податке и други за програме. Услови су се заснивали на оригиналном рачунару са Харвард Марк И релејним системом који је користио систем који би омогућио да се истовремено извршавају и подаци и преноси и инструкције.

Стварни дизајн рачунара у стварном свету заснован је на модификованој архитектури Харварда и обично се користи у микроконтролерима и ДСП-у (дигитална обрада сигнала).

Разлика између Вон Неуманна и Харвард Архитектуре

Основе Вон Неуманна и Харвард архитектуре

Вон Неуманн архитектура је теоријски рачунарски дизајн заснован на концепту похрањеног програма у којем се програми и подаци похрањују у истој меморији. Концепт је дизајнирао математичар Јохн Вон Неуманн 1945. године и који је данас основа готово свих модерних рачунара. Харвард архитектура је била заснована на оригиналном рачунарском моделу базираном на релеју Харвард Марк И, који је користио засебне аутобусе за податке и упутства.

Меморијски систем Вон Неуманна и Харвард архитектуре

Вон Неуманн архитектура има само једну сабирницу која се користи и за учитавање учитавања и за пренос података, а операције морају бити заказане јер се не могу истовремено изводити. Харвард архитектура, с друге стране, има одвојени меморијски простор за инструкције и податке, који физички раздваја сигнале и складиште за меморију кода и података, што заузврат омогућава истовремено приступ сваком меморијском систему.

Упутство за обраду Вон Неуманна и Харвард архитектуре

У архитектури Вон Неуманна, процесној јединици би била потребна два циклуса сата да испуне инструкцију. Процесор узима упутство из меморије у првом циклусу и декодира га, а затим се подаци преузимају из меморије у другом циклусу. У архитектури Харварда процесна јединица може да заврши инструкцију у једном циклусу ако постоје одговарајуће стратегије цевовода.

Трошак Вон Неуманна и Харвард Архитектуре

Како упуте и подаци користе исти систем сабирнице у Вон Неуманн архитектури, он поједностављује дизајн и развој управљачке јединице, што на крају своди трошкове производње на минимум. Развој управљачке јединице у архитектури Харварда скупљи је од раније због сложене архитектуре која користи два аутобуса за упутства и податке.

Употреба Вон Неуманна и Харвард архитектуре

Вон Неуманн архитектура се углавном користи у свим машинама које видите од десктоп рачунара и преносних рачунара до рачунара и радних станица високих перформанси. Харвард архитектура је прилично нов концепт који се првенствено користи у микроконтролерима и дигиталној обради сигнала (ДСП).

Вон Неуманн против Харвард Арцхитецтуре: Упоредни графикон

Резиме Вон Неуманн вс. Харвард Арцхитецтуре

Вон Неуманнова архитектура слична је архитектури Харварда, јер користи један вод за обављање дохваћања и преноса података, тако да операције морају бити заказане. Харвард архитектура, с друге стране, користи две одвојене меморијске адресе за податке и упутства, што омогућава истовремено уношење података у обе сабирнице. Међутим, сложена архитектура само доприноси трошковима развоја контролне јединице у односу на ниже трошкове развоја мање сложене архитектуре Вон Неуманна која користи једну јединствену кеш меморију.