Фон Нейман проти Гарвардської архітектури: різниця та порівняння

Архітектура комп’ютерів потрібна перед проектуванням комп’ютера. Дизайн допомагає пізнати негативні та позитивні сторони комп’ютерів.

Лазівки також відомі раніше, і тому бюджет виробника також може бути відомий. Таким чином, архітектура мікрокомп'ютерів має багато типів, і два з них - архітектура Фон Неймана та Гарвардська архітектура.

Ключові винесення

1. Архітектура фон Неймана використовує одну пам’ять для зберігання даних і інструкцій, тоді як архітектура Гарварду використовує окремі пам’яті.
2. Гарвардська архітектура дозволяє швидше виконувати інструкції завдяки одночасному отриманню даних і інструкцій, тоді як архітектура фон Неймана може мати проблеми з вузькими місцями.
3. Архітектура фон Неймана є простішою та економічнішою, тоді як архітектура Гарварду є більш складною та ефективнішою.

Фон Нейман проти Гарвардської архітектури

Різниця між фон Нейманом і Гарвардом архітектура полягає в тому, що вони обидва мають різну архітектуру. Фон Нейман центральний процесор має єдине підключення до пам'яті. З іншого боку, у Гарвардській архітектурі RAM і ROM підключені по-різному. Вимоги до апаратного забезпечення в архітектурі фон Неймана менші порівняно з Гарвардською архітектурою. Гарвард швидше в порівнянні з архітектурою фон Неймана.

Архітектура фон Неймана також відома як Прінстонська архітектура. Архітектура була вперше розроблена. Це дизайн мікрокомп’ютера, який є цифровим комп’ютером.

Компоненти цієї конструкції включають центральний процесор, який складається з арифметичного та процесорного блоку разом із блоком керування. Він також має сховище для зберігання даних та інструкцій разом із додатковим сховищем.

Гарвардська архітектура - це проект, який отримав свою назву від Harvard Mark. Цей дизайн є сучасним дизайном. Дизайн суперечить Ann. Гарвардська архітектура з окремим блоком ROM і RAM.

Цей Гарвард також потребує більшої кількості обладнання. Проте в цій конструкції необхідний процесор, оскільки сам комп’ютер не може ініціалізувати жодну функцію.

Таблиця порівняння

Параметри порівняння	Фон Нойман	Гарвардська архітектура
Визначення	Фон Неймана — це проста конструкція комп’ютерів, яка використовує єдине з’єднання пам’яті.	Гарвардська архітектура — це сучасний дизайн, який постачається з окремими RAM і ROM.
дизайн	Дизайн простий і використовує той самий шлях для отримання інструкцій і зберігання даних.	Конструкція складна порівняно з Фон Нейманом, оскільки вона має окремі з’єднання RAM і ROM.
апаратні засоби	Вимоги до апаратного забезпечення менші порівняно з Harvard Architecture.	У Harvard Architecture апаратне забезпечення вимагає більше порівняно з Von Neumann.
швидкість	Швидкість процесорів менша в порівнянні з Гарвардською архітектурою.	Гарвард має більшу швидкість. Комп'ютер, розроблений Harvard Architecture, вимагає більше місця.
Фізичний простір	Комп’ютерам фон Неймана потрібно менше фізичного простору порівняно з комп’ютерами Гарвардської архітектури.	Фізичний простір потрібен більше в Harvard Architecture.
Внутрішня пам'ять	Внутрішня пам'ять не витрачається даремно, оскільки пам'ять і програми спільно використовують той самий простір.	Внутрішня пам'ять Гарвардського університету десь витрачається, оскільки пам'ять інструкцій і пам'ять даних не можуть використовувати той самий простір.
Інструкції з експлуатації	Інструкції щодо запуску можна взяти зі збереженої програми або надати інструкції. Таким чином, те й інше не можна приймати разом.	Виконувані інструкції складні та трохи повільні, оскільки вхідні дані та програмні інструкції, що зберігаються в програмі, виконуються одночасно.

Що таке архітектура фон Неймана?

Фон Неймана - це конструкція комп'ютерної машини, яка використовувалася в давні часи. Багато простих комп’ютерів все ще використовують дизайн фон Неймана для виробництва комп’ютерів, які використовуються для спрощення або для навчання інших.

Старіша версія програми була дуже громіздкою, і в разі будь-якої помилки всю систему потрібно було переналаштувати та знову пройти конструкцію. Це було дуже трудомістким і дорогим. Через деякий час версія еволюціонувала.

Архітектура фон Неймана — це комп’ютер, який не може обробляти збережені дані та інструкції одночасно. Цей недолік полягав у тому, що збережені дані та інструкції мають однаковий шлях введення.

Це також уповільнює швидкість комп’ютера, оскільки архітектуру називають вузькими місцями.

Фон Неймана простий порівняно з Гарвардською архітектурою та має лише один шлях для отримання інформації та інструкцій у комп’ютері. Прикладом архітектури фон Неймана є настільний калькулятор, який використовується для виконання основних математики.

Що таке Гарвардська архітектура?

Гарвардська архітектура — це комп’ютер, який потребує двох окремих процесорів RAM і ROM. Оскільки RAM і ROM були окремими, потреба в апаратному забезпеченні також зросла в цих типах архітектури.

Програми вже інстальовано в цих системах, а отже, коли вони приймають дані від користувачів. Вони можуть отримати доступ до інструкцій і ввести їх одночасно. Це знижує швидкість роботи системи.

Процесор Harvard Architecture розроблявся багато часу протягом останніх кількох років. Необхідно стежити за використанням основної пам’яті, оскільки це впливає на продуктивність комп’ютера.

Чим більше використовується основна пам'ять, тим вище швидкість системи. Пам'ять доступна швидше, але вона може бути корисною лише для невеликого обсягу через маршрутизацію сигналу.

Гарвардська архітектура також зберігає часто використовувані дані в кеші.

Архітектура має перевагу зберігання кешу, а також енергоспоживання. Додатки цієї архітектури показують, що вона використовується в процесорах цифрових сигналів. Вони використовуються для виявлення звукових хвиль в аудіо та відео.

Гарвардська архітектура також корисна в мікроконтролерах для обробки даних. Мікроконтролер має пам'ять даних і флеш-пам'ять.

Основні відмінності між архітектурою фон Неймана та Гарвардом

1. Фон Неймана — це простий дизайн порівняно з Гарвардською архітектурою. 
2. Фон Неймана має той самий шлях для інструкцій і встановлених програм, тоді як Гарвард має окремі підрозділи для цього. 
3. Фон Нейман може приймати інструкції від користувача або програми, тоді як Гарвард може приймати і те, і інше одночасно. 
4. Фізичний простір вимагався більше в архітектурі Гарварду порівняно з архітектурою фон Неймана. 
5. Внутрішня пам’ять у Harvard Architecture витрачається даремно, оскільки пам’ять даних і пам’ять програм зберігаються по-різному, тоді як Фон Нейман має однаковий простір для обох. 
6. Швидкість фон Неймана більша порівняно з Гарвардським Нейманом.

посилання

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

Останнє оновлення: 14 жовтня 2023 р