Razlika između Von Neumanna i arhitekture Harvarda

Dvije su vrste digitalnih računalnih arhitektura koje opisuju funkcionalnost i implementaciju računalnih sustava. Jedna je Von Neumannova arhitektura koju je krajem 1940-ih dizajnirao poznati fizičar i matematičar John Von Neumann, a druga je Harvardska arhitektura koja se temeljila na originalnom Harvard Mark I relejnom računalu koje je koristilo odvojene memorijske sustave za pohraniti podatke i upute.

Izvorna arhitektura Harvarda koristila se za pohranjivanje uputa na perforiranoj vrpci i podataka u elektro-mehaničkim brojačima. Von Neumannova arhitektura čini osnovu modernog računarstva i lakša je za implementaciju. Ovaj članak promatra dvije računalne arhitekture pojedinačno i objašnjava razliku između njih.



Razlika između Von Neumanna i arhitekture Harvarda



Što je Von Neumannova arhitektura?

To je teoretski dizajn zasnovan na konceptu računala s pohranjenim programom gdje su programski podaci i podaci s uputama pohranjeni u istoj memoriji.

Arhitekturu je dizajnirao poznati matematičar i fizičar John Von Neumann 1945. Do Von Neumannovog koncepta računalnog dizajna, računalni strojevi dizajnirani su za jednu unaprijed određenu svrhu kojoj bi nedostajalo sofisticiranosti zbog ručnog ožičenja sklopova.



Ideja Von Neumannovih arhitektura je sposobnost spremanja uputa u memoriju zajedno s podacima na kojima upute djeluju. Ukratko, Von Neumannova arhitektura odnosi se na opći okvir koji treba slijediti hardver, programiranje i podaci računala.

Von Neumannova arhitektura sastoji se od tri različite komponente: središnje procesorske jedinice (CPU), memorijske jedinice i ulazno / izlaznih (I / O) sučelja. CPU je srce računalnog sustava koji se sastoji od tri glavne komponente: aritmetičke i logičke jedinice (ALU), upravljačke jedinice (CU) i registara.

ALU je odgovoran za izvršavanje svih aritmetičkih i logičkih operacija na podacima, dok upravljačka jedinica određuje redoslijed protoka naredbi koje treba izvršiti u programima izdavanjem upravljačkih signala hardveru.



Registri su u osnovi mjesta privremenog skladišta koja pohranjuju adrese uputa koje treba izvršiti. Memorijska jedinica sastoji se od RAM-a, koji je glavna memorija koja se koristi za pohranu podataka programa i uputa. Ulazno-izlazna sučelja omogućuju korisnicima komunikaciju s vanjskim svijetom kao što su uređaji za pohranu.

Što je arhitektura Harvarda?

To je računalna arhitektura s fizički odvojenim putovima za pohranu i signal za programske podatke i upute. Za razliku od Von Neumannove arhitekture koja koristi jednu magistralu za dohvaćanje uputa iz memorije i prijenos podataka s jednog dijela računala na drugi, arhitektura Harvarda ima zaseban memorijski prostor za podatke i upute.

Oba su koncepta slična, osim načina na koji pristupaju sjećanjima. Ideja iza arhitekture Harvarda je podijeliti memoriju na dva dijela - jedan za podatke i drugi za programe. Izrazi su se temeljili na originalnom Harvard Mark I relejnom računalu koje je koristilo sustav koji je omogućio istodobno obavljanje podataka i prijenosa te dohvata uputa.

Dizajn računala u stvarnom svijetu zapravo se temelji na modificiranoj arhitekturi Harvarda i obično se koristi u mikrokontrolerima i DSP-u (digitalna obrada signala).

Razlika između Von Neumanna i arhitekture Harvarda

Razlika između Von Neumanna i arhitekture Harvarda

Osnove Von Neumanna i arhitekture Harvarda

Von Neumannova arhitektura teoretski je računalni dizajn zasnovan na konceptu pohranjenog programa gdje se programi i podaci pohranjuju u istoj memoriji. Koncept je dizajnirao matematičar John Von Neumann 1945. godine i koji trenutno služi kao osnova gotovo svih suvremenih računala. Arhitektura Harvarda temeljila se na izvornom računalnom modelu zasnovanom na releju Harvard Mark I koji je koristio zasebne sabirnice za podatke i upute.

Memorijski sustav Von Neumannove i Harvardske arhitekture

Von Neumannova arhitektura ima samo jednu sabirnicu koja se koristi i za dohvaćanje uputa i za prijenos podataka, a operacije moraju biti raspoređene jer se ne mogu izvoditi istodobno. Harvardska arhitektura, s druge strane, ima odvojeni memorijski prostor za upute i podatke, koji fizički odvaja signale i pohranu za kôd i memoriju podataka, što zauzvrat omogućuje istovremeno pristupanje svakom memorijskom sustavu.

Obrada uputa arhitekture Von Neumann i Harvard

U Von Neumannovoj arhitekturi, procesorskoj jedinici trebala bi dva takta da izvrši uputu. Procesor dohvaća uputu iz memorije u prvom ciklusu i dekodira je, a zatim se podaci uzimaju iz memorije u drugom ciklusu. U arhitekturi Harvarda, procesorska jedinica može dovršiti uputu u jednom ciklusu ako postoje odgovarajuće strategije cjevovoda.

Trošak Von Neumannove i Harvardske arhitekture

Kako upute i podaci koriste isti sustav sabirnice u Von Neumannovoj arhitekturi, to pojednostavljuje dizajn i razvoj upravljačke jedinice, što na kraju svodi troškove proizvodnje na minimum. Razvoj upravljačke jedinice u arhitekturi Harvarda skuplji je od prethodnog zbog složene arhitekture koja koristi dvije sabirnice za upute i podatke.

Korištenje Von Neumannove i Harvardske arhitekture

Von Neumannova arhitektura uglavnom se koristi u svakom stroju koji vidite, od stolnih računala i prijenosnih računala do računala i radnih stanica visokih performansi. Harvardska arhitektura prilično je nov koncept koji se prvenstveno koristi u mikrokontrolerima i digitalnoj obradi signala (DSP).

Von Neumann vs. Harvard Architecture: Tabela usporedbe

Iz Neumannove arhitekture VERSUS Harvard Architecture

Sažetak Von Neumann vs. Harvard Architecture

Von Neumannova arhitektura slična je arhitekturi Harvarda, osim što koristi jednu magistralu za obavljanje dohvaćanja uputa i prijenosa podataka, tako da operacije moraju biti raspoređene. S druge strane, arhitektura Harvarda koristi dvije odvojene memorijske adrese za podatke i upute, što omogućuje istovremeno unošenje podataka u obje sabirnice. Međutim, složena arhitektura samo dodaje troškove razvoja upravljačke jedinice naspram nižih troškova razvoja manje složene Von Neumannove arhitekture koja koristi jednu objedinjenu predmemoriju.

Popularni Postovi

Neupadljivi kemičar bio je glavni otrovnik CIA-e

Sidney Gottlieb vodio je radionicu posvećenu atentatu i kontroli uma

Sveti teror: uspon reda atentatora

Tijekom križarskih ratova muslimanska sekta poznata kao Red atentatora pripitomljavala je moćnije neprijatelje šokantnim sredstvima: ubojstvo

Razlika između mormona i kršćana

Mormoni protiv kršćana Mormoni i kršćani vjeruju u Isusa Krista. Iako se mormoni smatraju kršćanima, oni ih tako ne smatraju

Razlika između oscilatora i kristala

Oscilator protiv kristala Ako ste inženjer elektrotehnike ili hardverski specijalist, tada najvjerojatnije znate definirati i razlikovati oscilatore

Razlika između anesteziologa i CRNA

U Sjedinjenim Državama uobičajeno je da anesteziolozi i osoblje CRNA-e rade zajedno kao tim u upravljanju brigom o pacijentima tijekom i nakon operacije. Tako

Razlika između mikroservisa i SOA-e

Napredujući tehnologijom bez presedana, predstavlja izazov za tvrtke u IT domeni da se nose s trendom koji se brzo mijenja. I sa