Принстонская и Гарвардская архитектура компьютерных систем
Опубликованно 18.09.2017 04:30
Мы все знаем, какой неоценимый вклад в развитие вычислительной техники получили американские ученые. Хотя исследование было во многих университетах страны, Пальма первенства принадлежит все же Гарвардскому и Принстонскому. Там вариантов архитектуры вычислительных машин, предопределившие концепцию развития компьютерной техники.
Как все начиналось
В середине 1930-х военное ведомство Соединенных Штатов имеет Принстонскому и Гарвардскому университетам создавать Электромеханические калькулятор система для поддержки артиллерии ВМС США.
В результате появились 2 понятия. Сегодня они известны как Гарвардская и принстонская архитектуры.Концептуально Разница
Основное различие этих двух понятий состоит в том, что из-Неймана-архитектура (принстонская) использовала единую память, т. е. общую шину данных. О ее «конкурентки», автором которого был Говард Эйкен, чтобы его реализовать, потребуется несколько шин.
Кроме того, Гарвардская архитектура вычислительной системы отличается от принстонской факт, что их реализации с достаточной сложностью схемы более быстро. Это связно с тем, что в фон-неймановском вариант хранения программ и данных одновременно не может быть получен.
Гарвардская архитектура, принстонская против.
Как известно, основными компонентами ЭВМ АЛУ и памяти. Очевидно, что чем меньше проводник между ними, тем лучше. С этой точки зрения и с учетом технических возможностей, которые имели место до конца 60-х годов прошлого века, безусловно, лидировала неймановская архитектура. Это стало основой конструкции RISC-процессоров.
Но научно-технический прогресс не стоял на месте, и в 70-х годах ХХ века появились полупроводниковые. С их помощью можно было создать микропроводников вам большое, что ликвидирует проблему использования большого количества контактов имеет и привело к началу эпохи Гарвардской архитектуры.Дальнейшую конфронтацию
Появление процессоров, разработанный на основе Гарвардской архитектуры, был встречен без особого энтузиазма, поскольку оно не существовало на тот момент, способный сделать ощутимые преимущества их использования. В частности, из-за того, что они не могли работать на больших частотах, называются процессоры для бедных.
Ситуация со спросом на Гарвардской архитектуре изменилось после появления компьютера Apple I. Он работал на 8-разрядном процессоре MOS 6502, на Гарвардской архитектуре и операционной системы Apple DOS.
Простота операционной системы компенсировалась сложной структурой процессора, называется CISC. Он обладал отдельный 16-разрядная адресная шина и разрешены заглавные и манипулировать регистра произвольно. Процессор CISC обладал мощность в несколько раз больше, чем все уже существующие.
После этого IBM детище Apple снова повторил, создавая персональный компьютер IBM PC с процессором Intel, работает согласно концепции Гарвардской архитектуры. В качестве операционной системы продукт фирмы Microsoft — Microsoft DOS использует. Систем с таким составом считаются Wintel.
Недостатки Гарвардской архитектуры ЭВМ
Для производительности CISC-процессора пришлось заплатить удвоили/утроили количество контактов. Это не только причина перегрева, но имеет ограничения для своего размера. В среднем за каждые 20 % прирост производительности Гарвардский процессор его потребление до 50 процентов увеличивается.
Для решения этой проблемы были более ядерных процессоров, в которых частота работы каждого ядра была снижена, но общее представление вы превысили показатели даже разогнанного одноядерного.Влияние Гарвардской и принстонской архитектур построения вычислительных систем на дальнейшее развитие вычислительной математики
Переход на многоядерные Sun привело к окончанию эпохи классического программирования, так как для многопоточных вычислений потребовалось изменение классического программирования алгоритмов на блок-схеме. Все это привело к разрыву между возможностями ИТ и имеющихся возможностях вычислительной математики. Проблема усугубилась после доказательства закона Амдала, согласно которому невозможно полностью развить распараллеленный вычислительный алгоритм, т. е. такой, в котором не было бы определенной доли последовательных операций.
Современная архитектура ПК
Сегодня есть компьютеры с разными видами, а также гибридных архитектур. Но основные принципы, которые определяют, являются:Программное Обеспечение Управления. Она позволяет автоматизировать процесс компьютерных вычислений. Согласно этому принципу решение каждой задачи осуществляется по программе, последовательность действий компьютера.Основной принцип программы, хранящиеся в памяти. Он содержит требование подачи команд в виде цифр, как в отношении данных и их обработку таким же образом, что и платить. Даже до загрузки в оперативную память загружается, что дает возможность ускорить процесс.Принцип произвольного доступа к памяти компьютера. Элементы программ и данных в любом месте ОП. Такое решение позволяет получить доступ к определенной области памяти, не просматривая предыдущие.
Теперь вы знаете, что такое Гарвардская архитектура отличается от принстонской и какое значение они имеют для развития вычислительной техники. Возможно, со временем появляются новые принципы построения вычислительных систем, которые позволяют достичь результатов, которые сегодня кажутся фантастическими.
Категория: Мобильная техника
