Von Neumann protiv Harvardske arhitekture: razlika i usporedba

Prije projektiranja računala potrebna je arhitektura računala. Dizajn pomaže u prepoznavanju negativnih i pozitivnih strana računala.

Rupe su poznate i prije, a time se može znati i proračun proizvođača. Dakle, arhitektura mikroračunala ima mnogo vrsta, a dvije su Von Neumann i Harvard Architecture.

Ključni za poneti

1. Von Neumannova arhitektura koristi jednu memoriju za pohranu podataka i uputa, dok Harvardova arhitektura koristi odvojene memorije.
2. Harvardska arhitektura omogućuje brže izvršavanje instrukcija zbog istovremenog dohvaćanja podataka i instrukcija, dok Von Neumannova arhitektura može imati problema s uskim grlima.
3. Von Neumannova arhitektura je jednostavnija i isplativija, dok je Harvardova arhitektura složenija i učinkovitija.

Von Neumann protiv Harvardske arhitekture

Razlika između Von Neumanna i Harvarda Arhitektura je da oba imaju različitu arhitekturu. Von Neumann CPU ima jednu memorijsku vezu. S druge strane, Harvard Architecture ima RAM i ROM drugačije povezane. Hardverski zahtjevi u Von Neumannu manji su u usporedbi s arhitekturom Harvarda. Harvard je brži u usporedbi s Von Neumannovom arhitekturom.

Von Neumannova arhitektura poznata je i kao Princetonska arhitektura. Arhitektura je prvi put dizajnirana godine. Ovo je dizajn za mikroračunalo, koje je digitalno računalo.

Komponente ovog dizajna uključuju CPU, koji se sastoji od aritmetičke i procesorske jedinice zajedno s kontrolnom jedinicom. Također ima pohranu za pohranu podataka i uputa zajedno s dodatnom pohranom.

Harvard Architecture je dizajn koji je dobio ime po oznaci Harvard. Ovaj dizajn je moderan dizajn. Dizajn je u suprotnosti s Ann. Harvardska arhitektura s odvojenom jedinicom ROM-a i RAM-a.

Ovaj Harvard također treba više hardvera. Ipak, procesor je potreban u ovom dizajnu jer samo računalo ne može pokrenuti nijednu funkciju.

Tabela za usporedbu

Parametri usporedbe	Von Neumanna	Arhitektura Harvarda
Definicija	Von Neumann je dizajn računala koji je jednostavan i koristi jednu memorijsku vezu.	Harvardska arhitektura je moderni dizajn koji dolazi s odvojenim RAM-om i ROM-om.
dizajn	Dizajn je jednostavan i koristi isti put za preuzimanje uputa i pohranu podataka.	Dizajn je složen u usporedbi s Von Neumann jer ima odvojene RAM i ROM veze.
hardver	Hardverski zahtjevi manji su u usporedbi s arhitekturom Harvarda.	Hardver je više potreban na Harvard Architecture u usporedbi s Von Neumannom.
Ubrzati	Brzina procesora manja je u usporedbi s arhitekturom Harvarda.	Harvard ima veću brzinu. Više prostora zahtijeva računalo dizajnirano na Harvard Architecture.
Fizički prostor	Von Neumann računala zahtijevaju manje fizičkog prostora u usporedbi s računalima Harvard Architecture.	Fizički prostor zahtijeva se više u Harvard Architecture.
Interna memorija	Interna memorija se ne troši jer memorija i programi dijele isti prostor.	Unutarnja memorija Harvarda je negdje izgubljena jer memorija za upute i memorija za podatke ne mogu koristiti isti prostor.
Upute za trčanje	Upute za rad mogu se uzeti iz pohranjenog programa ili se mogu dati upute. Dakle, oboje se ne mogu uzeti zajedno.	Upute za pokretanje su složene i pomalo spore jer se unos i programske upute pohranjene u programu preuzimaju istovremeno.

Što je Von Neumann arhitektura?

Von Neumann je dizajn računalnog stroja koji se koristio u stara vremena. Mnoga jednostavna računala još uvijek koriste Von Neumannov dizajn za proizvodnju računala koja se koriste za jednostavnost ili za obuku drugih.

Starija verzija programa bila je vrlo glomazna, au slučaju bilo kakvog buga, cijeli je sustav morao biti ponovno ožičen i morao je ponovno proći kroz dizajn. To je oduzimalo mnogo vremena i bilo je skupo. Nakon nekog vremena, verzija je evoluirala.

Von Neumannova arhitektura je računalo koje ne može istovremeno obrađivati ​​pohranjene podatke i instrukcije. Taj je nedostatak nastao jer pohranjeni podaci i upute imaju isti put unosa.

Ovo također usporava brzinu računala jer se arhitektura naziva mnogim uskim grlima.

Von Neumann je jednostavan u usporedbi s Harvard Architecture i ima samo jedan put za dohvaćanje informacija i uputa unutar računala. Primjer Von Neumannove arhitekture je stolni kalkulator koji se koristi za izvođenje osnovnih matematika.

Što je Harvardska arhitektura?

Harvardska arhitektura je računalo koje zahtijeva dva odvojena RAM i ROM procesora. Kako su RAM i ROM bili odvojeni, potreba za hardverom također se povećala u ovim vrstama arhitekture.

Programi su već instalirani u tim sustavima, pa stoga kada postoje unose od korisnika. Oni mogu pristupiti uputama i unijeti ih u isto vrijeme. To smanjuje brzinu sustava.

CPU Harvard Architecture razvijan je mnogo vremena u posljednjih nekoliko godina. Korištenje glavne memorije treba nadzirati jer utječe na performanse računala.

Što je veća korištena glavna memorija, to je veća brzina sustava. Memoriji se može pristupiti brže, ali može biti korisna za malu količinu samo zbog usmjeravanja signala.

Harvardska arhitektura također pohranjuje često korištene podatke u predmemoriju.

Arhitektura ima prednost pohranjivanja predmemorije i također je prijateljska prema energiji. Primjene ove arhitekture pokazuju da se koristi u procesorima digitalnih signala. Koriste se za otkrivanje zvučnih valova u audio i video zapisima.

Harvardska arhitektura je također korisna u mikrokontrolerima za obradu podataka. Mikrokontroler ima podatkovnu memoriju i flash memoriju.

Glavne razlike između Von Neumannove i Harvardske arhitekture

1. Von Neumann je jednostavan dizajn u usporedbi s arhitekturom Harvarda. 
2. Von Neumann ima isti put za upute i instalirane programe, dok Harvard ima zasebne jedinice za to. 
3. Von Neumann može preuzeti upute od korisnika ili programa, dok Harvard može preuzeti oboje u isto vrijeme. 
4. Fizički prostor bio je više potreban u arhitekturi Harvarda u usporedbi s Von Neumannovom. 
5. Interna memorija u Harvard Architecture se troši jer se memorija podataka i memorija programa pohranjuju različito, dok Von Neumann ima isti prostor za obje. 
6. Brzina Von Neumanna je veća u usporedbi s Harvard Neumannom.

Reference

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

Zadnje ažuriranje: 14. listopada 2023