Von Neumann vs Architettura di Harvard: differenza e confronto

L'architettura dei computer è necessaria prima di progettare il computer. Il design aiuta a conoscere i punti negativi e positivi dei computer.

Anche le scappatoie sono note prima e quindi si può conoscere anche il budget del produttore. Pertanto, l'architettura dei microcomputer è di molti tipi e i due sono Von Neumann e Harvard Architecture.

Punti chiave

1. L'architettura di Von Neumann utilizza un'unica memoria per memorizzare dati e istruzioni, mentre l'architettura di Harvard utilizza memorie separate.
2. L'architettura di Harvard consente un'esecuzione più rapida delle istruzioni grazie al recupero simultaneo di dati e istruzioni, mentre l'architettura Von Neumann può presentare problemi di collo di bottiglia.
3. L'architettura di Von Neumann è più semplice ed economica, mentre l'architettura di Harvard è più complessa ed efficiente.

Von Neumann contro l'architettura di Harvard

La differenza tra Von Neumann e Harvard Architettura è che entrambi hanno un'architettura diversa. Il Von Neumann CPU ha una singola connessione di memoria. D'altra parte, Harvard Architecture ha la RAM e la ROM collegate in modo diverso. Il requisito hardware nel Von Neumann è inferiore rispetto all'architettura di Harvard. Harvard è più veloce rispetto all'architettura Von Neumann.

L'architettura di Von Neumann è anche nota come architettura di Princeton. L'Architettura è stata progettata per la prima volta nel. Questo è il progetto per il microcomputer, che è un computer digitale.

I componenti di questo design includono la CPU, che consiste nell'unità aritmetica e del processore insieme a un'unità di controllo. Dispone inoltre di spazio di archiviazione per archiviare i dati e le istruzioni insieme a spazio di archiviazione aggiuntivo.

Harvard Architecture è il progetto che prende il nome dall'Harvard Mark. Questo design è un design moderno. Il design è in contraddizione con Ann. L'architettura di Harvard con un'unità separata di ROM e RAM.

Questo Harvard ha anche bisogno dell'hardware in quantità maggiore. Tuttavia, il processore è necessario in questo progetto poiché il computer stesso non può inizializzare alcuna funzione.

Tavola di comparazione

Parametri di confronto	von Neumann	Architettura di Harvard
Definizione	Il Von Neumann è il design dei computer che è semplice e utilizza una singola connessione di memoria.	L'architettura di Harvard è il design moderno che viene fornito con RAM e ROM separate.
Design	Il design è semplice e utilizza lo stesso percorso per ricevere istruzioni e memorizzare dati.	Il design è complesso rispetto al Von Neumann in quanto ha connessioni RAM e ROM separate.
Hardware	Il requisito hardware è inferiore rispetto all'architettura di Harvard.	L'hardware è richiesto di più in Harvard Architecture rispetto a Von Neumann.
Velocità	La velocità dei processori è inferiore rispetto all'architettura di Harvard.	L'Harvard ha più velocità. Più spazio è richiesto dal computer progettato su Harvard Architecture.
Spazio fisico	Lo spazio fisico è richiesto meno dai computer Von Neumann rispetto ai computer Harvard Architecture.	Lo spazio fisico è richiesto di più nell'architettura di Harvard.
Memoria interna	La memoria interna non viene sprecata poiché la memoria e i programmi condividono lo stesso spazio.	La memoria interna di Harvard è sprecata da qualche parte poiché la memoria delle istruzioni e la memoria dei dati non possono utilizzare lo stesso spazio.
Istruzioni per la corsa	Le istruzioni di esecuzione possono essere prese dal programma memorizzato o istruzioni fornite. Pertanto, entrambi non possono essere presi insieme.	Le istruzioni di esecuzione sono complesse e un po' lente poiché l'input e le istruzioni del programma memorizzate nel programma vengono prese simultaneamente.

Che cos'è l'architettura Von Neumann?

Il Von Neumann è il design della macchina del computer utilizzato nei tempi antichi. Molti computer semplici utilizzano ancora il design Von Neumann per fabbricare i computer che vengono utilizzati per semplicità o per addestrare altri.

La versione precedente del programma era molto ingombrante e, in caso di bug, l'intero sistema doveva essere ricablato e riprogettato. Questo richiedeva molto tempo e denaro. Dopo qualche tempo, la versione si è evoluta.

L'Architettura Von Neumann è un computer che non può elaborare contemporaneamente i dati memorizzati e le istruzioni. Questo svantaggio era dovuto al fatto che i dati e le istruzioni memorizzati hanno entrambi lo stesso percorso di immissione.

Questo rallenta anche la velocità del computer è l'architettura è stata definita come molti colli di bottiglia.

Il Von Neumann è semplice rispetto all'architettura di Harvard e ha un solo percorso per recuperare le informazioni e le istruzioni all'interno del computer. Un esempio dell'architettura Von Neumann è una calcolatrice da tavolo che viene utilizzata per fare matematica di base.

Cos'è l'architettura di Harvard?

L'architettura di Harvard è il computer che richiede due processori RAM e ROM separati. Poiché la RAM e la ROM erano separate, anche la necessità dell'hardware è aumentata in questi tipi di architettura.

I programmi sono già installati in questi sistemi, e quindi quando ci sono input dagli utenti. Possono accedere alle istruzioni e inserirle contemporaneamente. Ciò ostacola la velocità del sistema.

La CPU Harvard Architecture è stata sviluppata molto tempo negli ultimi anni. L'utilizzo della memoria principale deve essere monitorato in quanto influisce sulle prestazioni del computer.

Maggiore è la memoria principale utilizzata, maggiore è la velocità del sistema. È possibile accedere alla memoria più velocemente, tuttavia può essere utile per una piccola quantità solo a causa del routing del segnale.

L'architettura di Harvard memorizza anche i dati utilizzati di frequente nella cache.

L'architettura ha il vantaggio di memorizzare una cache ed è anche a risparmio energetico. Le applicazioni di questa architettura mostrano che viene utilizzata nei processori di segnali digitali. Sono utilizzati per rilevare le onde sonore in audio e video.

L'architettura di Harvard è utile anche nei microcontrollori per elaborare i dati. Il microcontrollore dispone di memoria dati e memoria flash.

Principali differenze tra Von Neumann e l'architettura di Harvard

1. Il Von Neumann è un design semplice rispetto all'architettura di Harvard. 
2. Il Von Neumann ha lo stesso percorso per istruzioni e programmi installati, mentre Harvard ha unità separate per questo. 
3. Von Neumann può prendere le istruzioni dall'utente o dal programma, mentre Harvard può prenderle entrambe contemporaneamente. 
4. Lo spazio fisico era richiesto di più nell'architettura di Harvard rispetto a Von Neumann. 
5. La memoria interna in Harvard Architecture viene sprecata poiché la memoria dei dati e la memoria del programma sono archiviate in modo diverso, mentre Von Neumann ha lo stesso spazio per entrambe. 
6. La velocità del Von Neumann è maggiore rispetto all'Harvard Neumann.

Riferimenti

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

Ultimo aggiornamento: 14 ottobre 2023