Die Architektur der Computer ist erforderlich, bevor der Computer entworfen wird. Das Design hilft, die negativen und positiven Punkte der Computer zu kennen.
Die Lücken sind auch schon vorher bekannt und somit kann auch das Budget des Herstellers bekannt sein. Daher gibt es viele Arten von Mikrocomputerarchitekturen, darunter die Von-Neumann-Architektur und die Harvard-Architektur.
Key Take Away
- Die Architektur von von Neumann verwendet einen einzelnen Speicher zum Speichern von Daten und Anweisungen, während die Architektur von Harvard separate Speicher verwendet.
- Die Harvard-Architektur ermöglicht eine schnellere Ausführung von Anweisungen aufgrund des gleichzeitigen Abrufs von Daten und Anweisungen, während bei der Von-Neumann-Architektur Engpassprobleme auftreten können.
- Die Architektur von Von Neumann ist einfacher und kostengünstiger, während die Architektur von Harvard komplexer und effizienter ist.
Von Neumann vs. Harvard-Architektur
Der Unterschied zwischen Von Neumann und Harvard Architektur ist, dass beide eine unterschiedliche Architektur haben. Der von Neumann CPU verfügt über eine einzige Speicherverbindung. Andererseits sind bei der Harvard-Architektur RAM und ROM unterschiedlich verbunden. Der Hardwarebedarf ist bei der Von Neumann-Architektur im Vergleich zur Harvard-Architektur geringer. Harvard ist im Vergleich zur Von-Neumann-Architektur schneller.
Die Von-Neumann-Architektur ist auch als Princeton-Architektur bekannt. Die Architektur wurde erstmals in entworfen. Dies ist der Entwurf für den Mikrocomputer, bei dem es sich um einen digitalen Computer handelt.
Zu den Bestandteilen dieser Bauform gehört die CPU, die aus der Rechen- und Prozessoreinheit sowie einer Steuereinheit besteht. Es verfügt außerdem über Speicher zum Speichern der Daten und Anweisungen sowie zusätzlichen Speicher.
Harvard Architecture ist das Design, das seinen Namen vom Harvard Mark erhielt. Dieses Design ist ein modernes Design. Der Entwurf steht im Widerspruch zu Ann. Die Harvard-Architektur mit einer separaten Einheit aus ROM und RAM.
Dieser Harvard benötigt auch die Hardware in größerer Menge. Der Prozessor wird jedoch in diesem Design benötigt, da der Computer selbst keine Funktion initialisieren kann.
Vergleichstabelle
| Vergleichsparameter | Von Neumann | Harvard-Architektur |
|---|---|---|
| Definition | Der Von Neumann ist das Design der Computer, das einfach ist und eine einzige Speicherverbindung verwendet. | Die Harvard-Architektur ist das moderne Design, das mit separatem RAM und ROM ausgestattet ist. |
| Design | Das Design ist einfach und verwendet denselben Pfad, um Anweisungen entgegenzunehmen und Daten zu speichern. | Das Design ist im Vergleich zum Von Neumann komplex, da es separate RAM- und ROM-Verbindungen hat. |
| Hardware | Die Hardwareanforderungen sind im Vergleich zur Harvard-Architektur geringer. | Hardware wird in der Harvard-Architektur im Vergleich zu Von Neumann mehr benötigt. |
| Schnelligkeit | Die Geschwindigkeit der Prozessoren ist im Vergleich zur Harvard-Architektur geringer. | Der Harvard hat mehr Geschwindigkeit. Mehr Platz benötigt der auf Harvard-Architektur ausgelegte Rechner. |
| Physikalischer Raum | Der physische Raum wird von den Von-Neumann-Computern im Vergleich zu den Computern der Harvard-Architektur weniger beansprucht. | Der physische Raum wird in der Harvard-Architektur mehr benötigt. |
| Interner Speicher | Der interne Speicher wird nicht verschwendet, da der Speicher und die Programme den gleichen Speicherplatz teilen. | Der interne Speicher von Harvard wird irgendwo verschwendet, da der Befehlsspeicher und der Datenspeicher nicht denselben Platz verwenden können. |
| Laufanleitung | Die Fahranweisungen können entweder dem hinterlegten Programm entnommen oder Anweisungen gegeben werden. Somit können beide nicht zusammen genommen werden. | Die Ablaufanweisungen sind komplex und etwas langsam, da die Eingabe und die im Programm hinterlegten Programmanweisungen gleichzeitig erfolgen. |
Was ist Von-Neumann-Architektur?
Der Von Neumann ist das Computermaschinendesign, das in alten Zeiten verwendet wurde. Viele einfache Computer verwenden immer noch das Von Neumann-Design, um die Computer herzustellen, die der Einfachheit halber oder zum Trainieren anderer verwendet werden.
Die ältere Version des Programms war sehr umfangreich und im Falle eines Fehlers musste das gesamte System neu verkabelt und das Design erneut überprüft werden. Dies war sehr zeitaufwändig und teuer. Nach einiger Zeit entwickelte sich die Version weiter.
Bei der Von-Neumann-Architektur handelt es sich um einen Computer, der die gespeicherten Daten und die Anweisung nicht gleichzeitig verarbeiten kann. Dieser Nachteil liegt darin begründet, dass sowohl die gespeicherten Daten als auch die Anweisungen denselben Eingabepfad haben.
Dies verlangsamt auch die Geschwindigkeit des Computers, da es in der Architektur viele Engpässe gibt.
Die Von-Neumann-Architektur ist im Vergleich zur Harvard-Architektur einfach und verfügt nur über einen Weg, um die Informationen und Anweisungen im Computer abzurufen. Ein Beispiel für die Von-Neumann-Architektur ist ein Tischrechner, der für grundlegende Mathematikaufgaben verwendet wird.
Was ist Harvard-Architektur?
Die Harvard-Architektur ist der Computer, der zwei separate RAM- und ROM-Prozessoren benötigt. Da RAM und ROM getrennt waren, stieg bei diesen Architekturtypen auch der Bedarf an Hardware.
Die Programme sind in diesen Systemen bereits installiert und nehmen daher Eingaben der Benutzer entgegen. Sie können auf die Anweisungen zugreifen und diese gleichzeitig eingeben. Dies beeinträchtigt die Geschwindigkeit des Systems.
Die Harvard-Architektur-CPU wurde in den letzten Jahren viel Zeit entwickelt. Die Nutzung des Hauptspeichers muss überwacht werden, da sie die Leistung des Computers beeinflusst.
Je höher der verwendete Hauptspeicher ist, desto höher ist die Geschwindigkeit des Systems. Auf den Speicher kann schneller zugegriffen werden, er kann jedoch aufgrund der Signalführung nur für eine geringe Menge nützlich sein.
Die Harvard-Architektur speichert auch die häufig verwendeten Daten im Cache.
Die Architektur hat den Vorteil, dass sie einen Cache speichert, und ist außerdem stromsparend. Die Anwendungen dieser Architektur zeigen, dass sie in digitalen Signalprozessoren verwendet wird. Sie dienen zur Erkennung von Schallwellen in Audio und Video.
Die Harvard-Architektur ist auch bei Mikrocontrollern hilfreich, um Daten zu verarbeiten. Der Mikrocontroller verfügt über Datenspeicher und Flash-Speicher.
Hauptunterschiede zwischen Von Neumann und Harvard Architecture
- Das Von Neumann ist im Vergleich zur Harvard-Architektur ein einfacher Entwurf.
- Die Von Neumann-Universität verfügt über denselben Pfad für Anweisungen und installierte Programme, während Harvard über separate Einheiten dafür verfügt.
- Von Neumann kann die Anweisungen entweder vom Benutzer oder vom Programm übernehmen, während Harvard beides gleichzeitig übernehmen kann.
- Der physische Raum wurde in der Harvard-Architektur im Vergleich zum Von Neumann mehr benötigt.
- Der interne Speicher in der Harvard-Architektur wird verschwendet, da der Datenspeicher und der Programmspeicher unterschiedlich gespeichert werden, während Von Neumann für beide den gleichen Platz hat.
- Die Geschwindigkeit des Von Neumann ist höher als die des Harvard Neumann.
- https://dl.acm.org/doi/abs/10.5555/1059888.1059898
- https://science.sciencemag.org/content/334/6052/61.abstract
Letzte Aktualisierung: 14. Oktober 2023
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Sandeep Bhandari hat einen Bachelor of Engineering in Computers von der Thapar University (2006). Er verfügt über 20 Jahre Erfahrung im Technologiebereich. Er interessiert sich sehr für verschiedene technische Bereiche, darunter Datenbanksysteme, Computernetzwerke und Programmierung. Sie können mehr über ihn auf seinem lesen Bio-Seite.
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