5 Hauptunterschied zwischen Von Neumann und Harvard-Architektur

Die Von-Neumann-Architektur ist ein theoretischer Computerentwurf, der auf dem Konzept des gespeicherten Programms basiert, bei dem Programme und Daten im selben Speicher gespeichert werden. Das Konzept wurde 1945 von dem Mathematiker John von Neumann entworfen und dient heute als Grundlage fast aller modernen Computer. Die Neumann-Maschine besteht aus einem Zentralprozessor mit Rechenwerk und Steuereinheit, einem Speicher, Massenspeicher sowie Ein- und Ausgabe.

Die Harvard- Architektur ist eine Computerarchitektur mit physisch getrennten Speicher- und Signalwegen für Befehle und Daten. Der Begriff stammt vom relaisbasierten Computer Harvard Mark I, der Anweisungen auf Lochstreifen (24 Bit breit) und Daten in elektromechanischen Zählern speicherte. Einige Beispiele von Harvard-Architekturen beinhalten frühe Computersysteme, bei denen die Programmiereingabe in einem Medium, beispielsweise Lochkarten, und gespeicherte Daten in einem anderen Medium, beispielsweise abgegriffen, sein könnte. Modernere Computer verfügen zwar über moderne CPU-Prozesse für beide Systeme, trennen sie aber in einem Hardware-Design.

 Von Neumann Architecture Features

  1. Die Von-Neumann-Architektur ist ein theoretischer Entwurf, der auf dem speicherprogrammierten Computerkonzept basiert.
  2. Die Von-Neumann-Architektur hat nur einen Bus, der sowohl für das Abrufen von Befehlen als auch für die Datenübertragung verwendet wird. Noch wichtiger ist, dass die Operation geplant werden muss, da sie nicht gleichzeitig ausgeführt werden kann.
  3. In der Von-Neumann-Architektur würde die Verarbeitungseinheit zwei Taktzyklen benötigen, um einen Befehl abzuschließen.
  4. Von Neumann-Architektur wird normalerweise buchstäblich in allen Maschinen von Desktop-Computern, Notebooks, Hochleistungscomputern bis hin zu Workstations verwendet.
  5. Bei Von Neumann verwenden Anweisungen und Daten dasselbe Bussystem, daher wird das Design und die Entwicklung der Steuereinheit vereinfacht, wodurch die Produktionskosten minimal werden.

Merkmale der Harvard-Architektur

  1. Die Harvard-Architektur ist eine moderne Computerarchitektur, die auf dem relaisbasierten Computermodell von Harvard Mark I basiert.
  2. Die Harvard-Architektur hat einen separaten Speicherraum für Befehle und Daten, der Signale und Speichercode und Datenspeicher physisch trennt, was es wiederum ermöglicht, gleichzeitig auf jedes der Speichersysteme zuzugreifen.
  3. In der Harvard-Architektur kann die Verarbeitungseinheit eine Anweisung in einem Zyklus abschließen, wenn geeignete Pipeline-Pläne festgelegt wurden.
  4.  Die Harvard-Architektur ist ein neues Konzept, das speziell in Mikrocontrollern und der digitalen Signalverarbeitung (DSP) verwendet wird.
  5. Die Harvard-Architektur ist eine komplexe Architektur, da sie zwei Busse für Anweisungen und Daten verwendet, ein Faktor, der die Entwicklung der Steuereinheit vergleichsweise teuer macht.

Von Neumann vs. Harvard-Architektur in Tabellenform

VERGLEICHSGRUNDLAGEVON NEUMANN ARCHITECTUREHARVARD-ARCHITEKTUR
BeschreibungDie Von-Neumann-Architektur ist ein theoretischer Entwurf, der auf dem speicherprogrammierten Computerkonzept basiert.Die Harvard-Architektur ist eine moderne Computerarchitektur, die auf dem relaisbasierten Computermodell von Harvard Mark I basiert.
SpeichersystemHat nur einen Bus, der sowohl für Befehlsabrufe als auch für Datenübertragungen verwendet wird.Verfügt über einen separaten Speicherplatz für Anweisungen und Daten, der Signale und Speichercode und Datenspeicher physisch trennt.  
AnweisungsverarbeitungDie Verarbeitungseinheit würde zwei Taktzyklen benötigen, um einen Befehl abzuschließen.  Die Verarbeitungseinheit kann eine Anweisung in einem Zyklus abschließen, wenn entsprechende Pipeline-Pläne festgelegt wurden.  
VerwendenVon Neumann-Architektur wird normalerweise buchstäblich in allen Maschinen von Desktop-Computern, Notebooks, Hochleistungscomputern bis hin zu Workstations verwendet.Die Harvard-Architektur ist ein neues Konzept, das speziell in Mikrocontrollern und der digitalen Signalverarbeitung (DSP) verwendet wird.
KostenBefehle und Daten verwenden dasselbe Bussystem, daher wird das Design und die Entwicklung der Steuereinheit vereinfacht, wodurch die Produktionskosten minimiert werden.  Komplexe Architektur, da zwei Busse für Befehle und Daten verwendet werden, was die Entwicklung des Steuergeräts vergleichsweise verteuert.