Von Neumann vs Harvardská architektura: Rozdíl a srovnání

Architektura počítačů je vyžadována před návrhem počítače. Design pomáhá poznat negativní a pozitivní body počítačů.

Skulinky jsou také známé dříve a tím pádem může být znám i rozpočet výrobce. Architektura mikropočítačů je tedy mnoha typů a dva z nich jsou Von Neumann a Harvard Architecture.

Key Takeaways

1. Von Neumannova architektura používá jedinou paměť pro ukládání dat a instrukcí, zatímco Harvardova architektura využívá samostatné paměti.
2. Harvardská architektura umožňuje rychlejší provádění instrukcí díky souběžnému načítání dat a instrukcí, zatímco architektura Von Neumann může mít problémy s úzkým hrdlem.
3. Von Neumannova architektura je jednodušší a cenově výhodnější, zatímco architektura Harvardu je složitější a efektivnější.

Von Neumann vs Harvardská architektura

Rozdíl mezi Von Neumannem a Harvardem Architektura je, že oba mají odlišnou architekturu. Von Neumann procesor má jedno připojení paměti. Na druhou stranu, Harvard Architecture má RAM a ROM zapojeny jinak. Hardwarové požadavky na Von Neumann jsou menší ve srovnání s Harvardskou architekturou. Harvard je rychlejší ve srovnání s Von Neumannovou architekturou.

Architektura von Neumann je také známá jako Princeton Architecture. Architektura byla poprvé navržena v roce Toto je návrh pro mikropočítač, což je digitální počítač.

Mezi komponenty této konstrukce patří CPU, která se skládá z aritmetické a procesorové jednotky spolu s řídicí jednotkou. Má také úložiště pro ukládání dat a pokynů spolu s dalším úložištěm.

Harvard Architecture je design, který dostal své jméno podle Harvardské značky. Tento design je moderním designem. Design je v rozporu s Ann. Harvardská architektura se samostatnou jednotkou ROM a RAM.

Tento Harvard také potřebuje hardware ve větším množství. V tomto návrhu je však vyžadován procesor, protože počítač sám nemůže inicializovat žádnou funkci.

Srovnávací tabulka

Parametry srovnání	Von Neumann	Harvardská architektura
Definice	Von Neumann je design počítačů, který je jednoduchý a používá jediné paměťové připojení.	Harvardská architektura je moderní design, který přichází se samostatnou RAM a ROM.
Design	Návrh je jednoduchý a používá stejnou cestu k přijímání pokynů a ukládání dat.	Konstrukce je složitá ve srovnání s Von Neumannem, protože má samostatné připojení RAM a ROM.
technické vybavení	Hardwarové požadavky jsou menší ve srovnání s Harvard Architecture.	Hardware je v Harvardské architektuře vyžadován více ve srovnání s Von Neumannem.
Rychlost	Rychlost procesorů je nižší ve srovnání s Harvard Architecture.	Harvard má větší rychlost. Více místa vyžaduje počítač navržený na Harvard Architecture.
Fyzický prostor	Fyzický prostor vyžadují počítače Von Neumann méně ve srovnání s počítači Harvard Architecture.	Fyzický prostor je v Harvardské architektuře vyžadován více.
Vnitřní paměť	Vnitřní paměť není plýtvána, protože paměť a programy sdílejí stejný prostor.	Vnitřní paměť Harvardu se někde plýtvá, protože paměť instrukcí a paměť dat nemohou využívat stejný prostor.
Provozní pokyny	Spouštěcí instrukce mohou být buď převzaty z uloženého programu nebo zadané instrukce. Nelze tedy brát obojí dohromady.	Spuštěné instrukce jsou složité a trochu pomalé, protože vstup a instrukce programu uložené v programu jsou přijímány současně.

Co je Von Neumannova architektura?

Von Neumann je počítačový stroj používaný ve starých časech. Mnoho jednoduchých počítačů stále používá Von Neumannův design k výrobě počítačů, které se používají pro jednoduchost nebo pro školení ostatních.

Starší verze programu byla velmi objemná a v případě jakékoli chyby bylo nutné celý systém přepojit a znovu projít návrhem. To bylo velmi časově náročné a drahé. Po nějaké době se verze vyvinula.

Von Neumannova architektura je počítač, který nedokáže zpracovávat uložená data a instrukce současně. Tato nevýhoda byla způsobena tím, že uložená data a instrukce mají stejnou cestu zadávání.

To také zpomaluje rychlost počítače je architektura byla označována jako mnoho úzkých míst.

Von Neumann je ve srovnání s Harvardskou architekturou jednoduchý a má pouze jeden způsob, jak získat informace a instrukce v počítači. Příkladem Von Neumannovy architektury je stolní kalkulačka, která se používá k základní matematice.

Co je Harvardská architektura?

Harvardská architektura je počítač, který vyžaduje dva samostatné procesory RAM a ROM. Vzhledem k tomu, že RAM a ROM byly oddělené, v těchto typech architektury vzrostla také potřeba hardwaru.

Programy jsou již nainstalovány v těchto systémech, a proto přijímají informace od uživatelů. Mohou přistupovat k pokynům a současně je zadávat. To brzdí rychlost systému.

Procesor Harvard Architecture byl v posledních několika letech vyvíjen dlouhou dobu. Využití hlavní paměti je třeba sledovat, protože ovlivňuje výkon počítače.

Čím vyšší je použitá hlavní paměť, tím vyšší je rychlost systému. Paměť je přístupná rychleji, přesto může být užitečná jen pro malé množství kvůli směrování signálu.

Harvardská architektura také ukládá často používaná data do mezipaměti.

Architektura má výhodu uložení mezipaměti a je také energeticky nenáročná. Aplikace této architektury ukazují, že se používá v digitálních signálových procesorech. Používají se k detekci zvukových vln ve zvuku a videu.

Harvard Architecture je také užitečná v mikrokontrolérech pro zpracování dat. Mikrokontrolér má datovou paměť a flash paměť.

Hlavní rozdíly mezi Von Neumannovou a Harvardskou architekturou

1. Von Neumann je ve srovnání s Harvardskou architekturou jednoduchý design. 
2. Von Neumann má stejnou cestu pro instrukce a nainstalované programy, zatímco Harvard má pro ně samostatné jednotky. 
3. Von Neumann může převzít instrukce od uživatele nebo programu, zatímco Harvard může přijmout obojí současně. 
4. Fyzický prostor byl v architektuře Harvardu vyžadován více ve srovnání s Von Neumannem. 
5. Vnitřní paměť v Harvard Architecture je plýtvána, protože datová paměť a programová paměť jsou uloženy odlišně, zatímco Von Neumann má pro obojí stejný prostor. 
6. Rychlost Von Neumanna je větší ve srovnání s Harvard Neumannem.

Reference

1. https://dl.acm.org/doi/abs/10.5555/1059888.1059898
2. https://science.sciencemag.org/content/334/6052/61.abstract

Poslední aktualizace: 14. října 2023