Arquitetura Von Neumann vs Harvard: Diferença e Comparação

A arquitetura dos computadores é necessária antes de projetar o computador. O design ajuda a conhecer os pontos negativos e positivos dos computadores.

As lacunas também são conhecidas antes e, assim, o orçamento do fabricante também pode ser conhecido. Assim, a arquitetura dos microcomputadores é de vários tipos e os dois são Von Neumann e Harvard Architecture.

Principais lições

1. A arquitetura de Von Neumann usa uma única memória para armazenar dados e instruções, enquanto a arquitetura de Harvard emprega memórias separadas.
2. A arquitetura de Harvard permite uma execução mais rápida de instruções devido à busca simultânea de dados e instruções, enquanto a arquitetura de Von Neumann pode enfrentar problemas de gargalo.
3. A arquitetura de Von Neumann é mais simples e econômica, enquanto a arquitetura de Harvard é mais complexa e eficiente.

Von Neumann x Arquitetura de Harvard

A diferença entre Von Neumann e Harvard Arquitetura é que ambos têm arquitetura diferente. O Von Neumann CPU tem uma única conexão de memória. Por outro lado, a Harvard Architecture tem a RAM e a ROM conectadas de maneira diferente. O requisito de hardware no Von Neumann é menor em comparação com a arquitetura de Harvard. Harvard é mais rápido em comparação com a arquitetura Von Neumann.

A arquitetura Von Neumann também é conhecida como Arquitetura de Princeton. A Arquitetura foi projetada pela primeira vez. Este é o projeto para o microcomputador, que é um computador digital.

Os componentes desse projeto incluem a CPU, que consiste na unidade aritmética e processadora junto com uma unidade de controle. Ele também possui armazenamento para armazenar os dados e instruções junto com armazenamento adicional.

Harvard Architecture é o projeto que recebeu o nome da Harvard Mark. Este design é um design moderno. O design está em contradição com Ann. A arquitetura Harvard com uma unidade separada de ROM e RAM.

Este Harvard também precisa do hardware em maior quantidade. No entanto, o processador é necessário neste projeto, pois o próprio computador não pode inicializar nenhuma função.

Tabela de comparação

Parâmetros de comparação	Von Neumann	Arquitetura de Harvard
Definição	O Von Neumann é o design dos computadores que é simples e usa uma única conexão de memória.	A arquitetura de Harvard é o design moderno que vem com RAM e ROM separados.
Design	O design é simples e usa o mesmo caminho para obter instruções e armazenar dados.	O design é complexo em comparação com o Von Neumann, pois possui conexões RAM e ROM separadas.
Hardware	O requisito de hardware é menor em comparação com a arquitetura de Harvard.	O hardware é mais exigido na arquitetura de Harvard em comparação com Von Neumann.
Velocidade	A velocidade dos processadores é menor em comparação com a Arquitetura de Harvard.	O Harvard tem mais velocidade. Mais espaço é exigido pelo computador projetado na arquitetura de Harvard.
Espaço físico	O espaço físico é menos exigido pelos computadores Von Neumann em comparação com os computadores Harvard Architecture.	O espaço físico é mais exigido na Arquitetura de Harvard.
A memória interna	A memória interna não é desperdiçada, pois a memória e os programas compartilham o mesmo espaço.	A memória interna de Harvard é desperdiçada em algum lugar, pois a memória de instruções e a memória de dados não podem usar o mesmo espaço.
Instruções de execução	As instruções de execução podem ser retiradas do programa armazenado ou das instruções dadas. Assim, ambos não podem ser tomados em conjunto.	As instruções de execução são complexas e um pouco lentas, pois a entrada e as instruções do programa armazenadas no programa são executadas simultaneamente.

O que é Arquitetura Von Neumann?

O Von Neumann é o projeto de máquina de computador usado nos tempos antigos. Muitos computadores simples ainda usam o projeto de Von Neumann para fabricar os computadores que são usados ​​para simplificar ou para treinar outros.

A versão mais antiga do programa era muito volumosa e, em caso de bug, todo o sistema precisava ser reconectado e passar pelo design novamente. Isso consumia muito tempo e era caro. Depois de algum tempo, a versão evoluiu.

A Arquitetura Von Neumann é um computador que não pode processar os dados armazenados e a instrução ao mesmo tempo. Essa desvantagem ocorreu porque os dados e as instruções armazenados têm o mesmo caminho de entrada.

Isso também diminui a velocidade do computador. A arquitetura é conhecida como muitos gargalos.

O Von Neumann é simples em comparação com a arquitetura de Harvard e possui apenas um caminho para buscar as informações e instruções no computador. Um exemplo da Arquitetura Von Neumann é uma calculadora de mesa que é usada para fazer matemática básica.

O que é arquitetura de Harvard?

A arquitetura Harvard é o computador que requer dois processadores RAM e ROM separados. Como a RAM e a ROM eram separadas, a necessidade do hardware também aumentava nesses tipos de arquitetura.

Os programas já estão instalados nesses sistemas e, portanto, quando há entrada dos usuários. Eles podem acessar as instruções e inseri-las ao mesmo tempo. Isso prejudica a velocidade do sistema.

A CPU da arquitetura de Harvard foi desenvolvida muito tempo nos últimos anos. O uso da memória principal precisa ser monitorado, pois afeta o desempenho do computador.

Quanto maior a memória principal usada, maior a velocidade do sistema. A memória pode ser acessada mais rapidamente, mas pode ser útil apenas por uma pequena quantidade devido ao roteamento do sinal.

A arquitetura de Harvard também armazena os dados usados ​​com frequência no cache.

A arquitetura tem a vantagem de armazenar um cache e também é amiga do consumo de energia. As aplicações desta arquitetura mostram que ela é utilizada em Processadores Digitais de Sinais. Eles são usados ​​para detectar ondas sonoras em áudio e vídeo.

A arquitetura de Harvard também é útil em microcontroladores para processar dados. O microcontrolador possui memória de dados e memória flash.

Principais diferenças entre Von Neumann e a arquitetura de Harvard

1. O Von Neumann é um projeto simples em comparação com Harvard Architecture. 
2. O Von Neumann tem o mesmo caminho para instruções e programas instalados, enquanto Harvard tem unidades separadas para isso. 
3. Von Neumann pode receber as instruções do usuário ou do programa, enquanto Harvard pode receber os dois ao mesmo tempo. 
4. O espaço físico era mais exigido na arquitetura de Harvard em comparação com o Von Neumann. 
5. A memória interna na arquitetura de Harvard é desperdiçada, pois a memória de dados e a memória de programa são armazenadas de forma diferente, enquanto Von Neumann tem o mesmo espaço para ambas. 
6. A velocidade do Von Neumann é maior em comparação com o Harvard Neumann.

Referências

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

Última atualização: 14 de outubro de 2023