Kompyuter tizimlarining funktsional imkoniyatlari va amalga oshirilishini tavsiflovchi raqamli kompyuter arxitekturasining ikki turi mavjud. Ulardan biri taniqli fizik va matematik Jon Von Neumann tomonidan 1940 yillarning oxirida ishlab chiqilgan Von Neumann arxitekturasi, ikkinchisi esa Garvard arxitekturasi bo'lib, u o'ziga xos xotira tizimlarini ishlatadigan asl Garvard Mark I o'rni asosidagi kompyuterga asoslangan. ma'lumotlar va ko'rsatmalarni saqlang.

Garvardning o'ziga xos arxitekturasi elektr-mexanik hisoblagichlarda yo'riqnomalar va ma'lumotlarga ko'rsatmalar saqlash uchun ishlatilgan. Von Neumann arxitekturasi zamonaviy hisoblashning asosini tashkil etadi va uni amalga oshirish osonroq. Ushbu maqola ikkita kompyuter arxitekturasini alohida-alohida ko'rib chiqadi va ularning orasidagi farqni tushuntiradi.

Von Neumann va Garvard arxitekturasi o'rtasidagi farq

Fon Neumann arxitekturasi nima?

Dastur ma'lumotlari va yo'riqnomalar ma'lumotlari bir xil xotirada saqlanadigan saqlanadigan dasturiy kompyuterlar kontseptsiyasiga asoslangan nazariy dizayn.

Arxitekturani 1945 yilda taniqli matematik va fizik Jon Von Neumann tomonidan ishlab chiqilgan. Von Neumann kompyuter dizaynining kontseptsiyasiga qadar hisoblash mashinalari aniq bir maqsad uchun ishlab chiqilgan bo'lib, ular kontaktlarning zanglashiga olib kelganligi sababli murakkabliklarga ega bo'lmaydi.

Von Neumann arxitekturasining g'oyasi bu ko'rsatmalar ishlaydigan ma'lumotlar bilan birga xotirada ko'rsatmalar saqlash qobiliyatidir. Muxtasar qilib aytganda, Von Neumann arxitekturasi kompyuterning dasturiy ta'minoti, dasturlash va ma'lumotlarga rioya qilishi kerak bo'lgan umumiy doirani anglatadi.

Von Neumann arxitekturasi uchta aniq tarkibiy qismdan iborat: markaziy ishlov berish birligi (CPU), xotira birligi va kirish / chiqish interfeysi. CPU kompyuter tizimining yuragi bo'lib, u uchta asosiy tarkibiy qismdan iborat: Arifmetik va mantiqiy birlik (ALU), boshqaruv bloki (CU) va registrlar.

ALU ma'lumotlar bo'yicha barcha arifmetik va mantiqiy operatsiyalarni bajarish uchun javobgardir, boshqaruv bloki esa dasturiy ta'minotga boshqaruv signallarini berish orqali bajarilishi kerak bo'lgan ko'rsatmalar oqimining tartibini belgilaydi.

Registrlar asosan vaqtincha saqlash joylari bo'lib, ular bajarilishi kerak bo'lgan ko'rsatmalar manzillarini saqlaydi. Xotira birligi dastur ma'lumotlari va ko'rsatmalarni saqlash uchun ishlatiladigan asosiy xotiradan iborat bo'lgan operativ xotiradan iborat. I / O interfeyslari foydalanuvchilarga tashqi dunyo bilan, masalan, saqlash moslamalari bilan aloqa qilish imkoniyatini beradi.

Garvard arxitekturasi nima?

Bu dasturiy ma'lumotlar va ko'rsatmalar uchun jismoniy jihatdan alohida saqlash va signal yo'llari bo'lgan kompyuter arxitekturasi. Von Neumann arxitekturasidan farqli o'laroq, Harvard arxitekturasida ma'lumotni olish va o'qitish uchun alohida xotira maydoni mavjud.

Ikkala tushuncha ham o'xshashdir, ular xotiralarga kirish usulidan tashqari. Garvard arxitekturasining g'oyasi xotirani ikki qismga bo'lishdir - biri ma'lumotlar uchun, ikkinchisi esa dasturlar uchun. Shartlar Garvard Mark I o'rni asosidagi kompyuterga asoslanib yaratilgan bo'lib, u ma'lumot va uzatish hamda bir vaqtning o'zida olib boriladigan tizimni ishlatgan.

Haqiqiy dunyo kompyuter dizaynlari aslida o'zgartirilgan Garvard arxitekturasiga asoslangan va odatda mikrokontrolörler va DSP (Digital Signal Processing) da qo'llaniladi.

Von Neumann va Garvard arxitekturasi o'rtasidagi farq

Von Neumann va Garvard arxitekturasi o'rtasidagi farq

Von Neumann va Garvard arxitekturasining asoslari

Von Neumann arxitekturasi bu saqlanadigan-dastur tushunchasiga asoslangan nazariy kompyuter dizayni bo'lib, unda dasturlar va ma'lumotlar bir xil xotirada saqlanadi. Kontseptsiya 1945 yilda matematik Jon Von Neumann tomonidan ishlab chiqilgan va hozirgi kunda deyarli barcha zamonaviy kompyuterlarning asosi bo'lib xizmat qiladi. Garvard arxitekturasi ma'lumot va ko'rsatmalar olish uchun alohida avtobuslardan foydalanadigan o'ziga xos Garvard Mark I o'rni asosidagi kompyuter modeliga asoslangan edi.

Fon Neumann va Garvard arxitekturasining xotira tizimi

Von Neumann arxitekturasida faqat bitta avtobus mavjud bo'lib, u o'qitish va ma'lumot uzatish uchun ishlatiladi va operatsiyalar bir vaqtning o'zida bajarilishi mumkin emasligi sababli rejalashtirilgan bo'lishi kerak. O'z navbatida, Garvard arxitekturasida yo'riqnomalar va ma'lumotlar uchun alohida xotira maydoni mavjud, ular fizik jihatdan alohida va kod va ma'lumot xotirasi uchun saqlashni o'z ichiga oladi va bu o'z navbatida har bir xotira tizimiga bir vaqtning o'zida kirishga imkon beradi.

Fon Neymann va Garvard arxitekturasining qo'llanmalariga ishlov berish

Von Neumann arxitekturasida ko'rsatmalarni bajarish uchun protsessorga ikki soatlik tsikl kerak bo'ladi. Protsessor birinchi tsiklda buyruqni xotiradan oladi va uni hal qiladi, so'ngra ikkinchi tsiklda ma'lumotlar xotiradan olinadi. Garvard arxitekturasida, agar mos keladigan quvurlar qurish strategiyalari mavjud bo'lsa, protsessing bir tsiklda ko'rsatmalarni bajarishi mumkin.

Von Neumann va Garvard arxitekturasining narxi

Von Neumann arxitekturasida ko'rsatmalar va ma'lumotlar bir xil avtobus tizimidan foydalanganligi sababli, boshqaruv blokining dizayni va rivojlanishini soddalashtiradi, natijada ishlab chiqarish xarajatlari minimal darajaga tushiriladi. Garvard arxitekturasida boshqaruv blokini yaratish, oldingisiga qaraganda qimmatroq, chunki murakkab arxitekturada ikkita avtobus xizmat ko'rsatmalar va ma'lumotlarga ega.

Fon Neumann va Garvard arxitekturasidan foydalanish

Von Neumann arxitekturasi asosan ish stoli kompyuterlar va noutbuklardan yuqori samaradorlikka ega kompyuterlar va ish stantsiyalarigacha ko'rgan har bir mashinada qo'llaniladi. Garvard arxitekturasi - bu asosan yangi mikrokontrolörler va raqamli signallarni qayta ishlashda (DSP) ishlatiladigan mutlaqo yangi tushuncha.

Von Neumann va Garvard arxitekturasi: taqqoslash jadvali

Von Neumann arxitekturasi VERSUS Garvard arxitekturasi

Von Neumann va Garvard Arxitektura haqida qisqacha ma'lumot

Fon Neymanning arxitekturasi Garvard arxitekturasiga o'xshaydi, chunki u o'qitish va ma'lumot uzatish uchun bitta avtobusdan foydalanadi, shuning uchun operatsiyalarni rejalashtirish kerak. O'z navbatida, Garvard arxitekturasi ma'lumotlar va ko'rsatmalar uchun ikkita alohida xotira manzillaridan foydalanadi, bu esa ma'lumotni ikkala avtobusga bir vaqtning o'zida uzatishga imkon beradi. Shu bilan birga, murakkab arxitektura yagona birlik keshni ishlatadigan Von Neumann arxitekturasining kam rivojlangan xarajatlariga qarshi boshqaruv blokining rivojlanish narxiga qo'shadi.

Adabiyotlar

  • Rojas, Raul va Ulf Xashagen. Birinchi kompyuterlar: tarix va arxitektura. Kembrij: MIT Press, 2002 yil. Chop etish
  • Kragon, Xarvi. Kompyuter arxitekturasi va amalga oshirilishi. Kembrij: Kembrij universiteti matbuoti, 2000 yil. Chop etish
  • Bunting, Bainbridge. Garvard: Arxitektura tarixi. Kembrij: Garvard universiteti matbuoti, 1998 yil. Chop etish
  • Tasvir krediti: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/e5/Von_Neumann_Architecture.svg/640px-Von_Neumann_Architecture.svg.png
  • Tasvir krediti: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/3f/Harvard_architecture.svg/500px-Harvard_architecture.svg.png