Busca en Internet información sobre la arquitectura Harvard y su relación con la arquitectura de Von Neumann.
La arquitectura de Harvard es una composición de un ordenador siguiendo otro diseño distinto al de la arquitectura de Von Neumann, teniendo aun así similitudes con esta ultima.
Todos los ordenadores se componen de varios elementos físicos separados, algunos comunes como:
- La CPU (Unidad de Central de Procesamiento), compuesta de una Unidad de Control (UC) que gestiona que procesos ha de realizar la ULA, y la propia Unidad Aritmética-Lógica (ULA) que es la que realiza las operaciones que le indica la UC.
- La Unidad de Memoria (UM) en la cual nos encontramos la Memoria de Datos (MD) y la Memoria de Instrucciones (MI) que nos indica las direcciones en la memoria de datos.
- La Unidad de Entrada y Salida (E/S).
- Los Buses tanto de datos como de dirección.
Básicamente este es el esquema general de un ordenador y la principal diferencia de Harvard con Von Neumann es que las memorias de datos y de instrucciones están físicamente separadas.
Esta diferencia es la que nos ofrece las ventajas y desventajas de una arquitectura a otra. Hoy en día la velocidad de la CPU es mas rápida que la de la memoria por lo que si se necesita acceder muchas veces a la memoria esto nos limita el rendimiento del ordenador en general, este inconveniente nos lo encontramos en la arquitectura de Von Neumann y se conoce como
“efecto cuello de botella”. Hoy en día este problema se solucionó implantando una memoria cache (rápida) entre la CPU y la memoria principal, y por otro lado simplificando las instrucciones de la nueva programación.
En cambio, en la arquitectura de Harvard este problema no se da ya que las instrucciones y los datos se almacenan en caches independientes mejorando el rendimiento. Pero esta misma ventaja nos da un inconveniente y es que la velocidad de transmisión de datos y la de transmisión de instrucciones deben de ser aproximadamente la misma para tener rendimiento mejor que la de Von Neumann.
En este tipo de arquitectura tenemos la ventaja también de que ambas memorias tengan buses distintos, por lo que la CPU no tiene que esperar a que por ejemplo el bus de datos termine de leer/escribir los datos en la memoria y esto nos da una mayor velocidad y un mejor rendimiento.
Normalmente esta arquitectura se usa en los ordenadores que procesan audio y video por su buen rendimiento, pero la de Von Neumann es mas usada por el resto de usuarios por el tipo de procesos que suelen usar y su menor coste.
¿Cuál sería la equivalencia física de las unidades funcionales de la arquitectura de Von Neumann?
Tras mucho mirar en páginas webs la única conclusión que saco es que las equivalencias físicas entre ambas arquitecturas solamente se dan entre la Unidad de E/S y los buses. Ya que las memorias están físicamente separadas en la arquitectura de Harvard por lo que no tienen equivalencia con la memoria principal de la de Von Neumann.
En cuanto a los microprocesadores en principio yo afirmaría que son equivalentes en una y otra ya que las dos se componen de la UC y de la ULA pero no puedo estar seguro.
