Von Neumann ve Harvard Mimarileri

Bilgisayar mimarileri konusunu incelediğimiz yazımız sizlerle.Bu mimarilerden Von Neumann ve Harvard Mimarilerini inceleyeceğiz.

Von Neumann Mimarisi

Verilerin ve program kodlarının aynı hafıza birimi üzerinde bulunduran tasarımdır. Von Neumann mimarisinin temel tasarımı aşağıdaki gibidir:

Von Neumann Mimarisi
Von Neumann Mimarisi

Program belleğine ve veri belleğine aynı anda erişemediğiniz için, Von Neumann mimarisi darboğazlara karşı hassastır ve sistem performansı etkilenir.

Bu mimari tasarımın 4 ana elemanı bulunmaktadır. Birincisi günümüzde cpu işlevindeki bilginin işlenmesini sağlayan parça kontrol birimidir.İkinci parça matematiksel ve mantıksal işlemleri yapan aritmetik-mantık birimidir.Üçüncüsü ise bilgi saklamaya yarayan hafıza bölümüdür. Son eleman ise bilgisayar ile insanların iletişimini sağlayan ara yüzlerdir.Bu tasarım modern bilgisayarlarda halen kullanılmaktadır.

 Harvard mimarisinin aksine veri ve program aynı
hafıza uzayında bulunur.Bu özelliğin en önemli avantajı esnekliktir. Modern bilgisayar mimarisinin temelidir diyebiliriz. Kısaca bu şekilde tanımlarsak yanlış olmayacaktır sanırım.

işlemci<=>program ve veri hafızası

Harvard Mimarisi


Harvard mimarisi, makine talimatlarını ve verilerini farklı veri yolları ile bağlanan ayrı bellek birimlerinde saklar. Bu durumda, çalışmak için en az iki bellek adres alanı vardır, bu nedenle makine talimatları için bir bellek kaydı ve veriler için başka bir bellek kaydı vardır. Harvard mimarisi ile tasarlanan bilgisayarlar, bir programı çalıştırabilir ve verilere bağımsız olarak ve dolayısıyla aynı anda erişebilir. Harvard mimarisi, veri ve kod arasında sıkı bir ayrıma sahiptir

Harvard Mimarisi


Harvard Mimarisi

İki mimari arasındaki farklıklar nelerdir ?

Von Neumann Mimarisi         Harvard Mimarisi

  Eski bir bilgisayar mimarisidirModern bir bilgisayar mimarisidir.
Aynı fiziksel bellek adresi talimatlar ve veriler için kullanılır.Talimatlar ve veriler için ayrı bir fiziksel bellek adresi kullanılır.
Veri ve talimat aktarımı için ortak bir veri yolu vardır.Veri ve talimat aktarımı için ayrı yollar kullanılır.
Maliyeti daha ucuzdur.Daha pahalıdır.
CPU talimatlara erişemez ve aynı anda okuyamaz/yazamaz.CPU talimatlara erişebilir ve aynı anda okuyabilir/yazabilir.
Kişisel bilgisayarlarda ve küçük bilgisayarlarda kullanılır.Mikro denetleyicilerde ve sinyal işlemede kullanılır.

Kullanmış olduğumuz bilgisayarlar bu mimarilerden hangisindendir ?

 O günkü teknolojiye uygun olan Von Neuman mimarisi tercih edilse de ilerideki yıllarda teknolojinin uygun hale gelmesi sonucu Harvard mimarisi 1970’li yılların sonlarında özellikle mikro denetleyici tasarımında standart hale gelmiştir. Günümüzde her iki mimari yapının özelliklerini içeren mikro denetleyiciler de bulunmaktadır.Bu mikro denetleyiciler karma mimariye sahip olup iki mimarinin üstün olan özelliklerini kullanarak performans artışı elde ederler.

Günümüz kişisel bilgisayarları da Von Neuman mimarisinde çalışmaktadırlar sistemde sadece tek bellek (RAM) vardır ve tüm komutlar ve veriler aynı ortamda saklanır. Mikroişlemcili sistemlerin büyük çoğunluğu Von Neuman mimarisinde çalışırken mikro denetleyici sistemlerin çoğu Harvard mimaride çalışır.

Resource

Vikipedia

Leave a Reply