Concepto de las diferentes arquitecturas computacionales

ARQUITECTURA DE VON NEUMANN

Es una familia de arquitectura de computadoras que utilizan el mismo dispositivo de almacenamiento tanto para las instrucciones como para los datos (a diferencia de la arquitectura Harvard).

La mayoria de computadores modernos se basan en dicha arquitectura aunque pueden incluir otros dispositivos adicionales.

Surge a raiz de una colaboracion en el proyecto ENIAC del matemático de origen Húngaro John Von Neumann. Von Neumann se interesó por el problema de la necesidad de recablear la máquina para cada nueva tarea.

ARQUITECTURA DE HARVARD

El término Arquitectura Harvard originalmente hacía referencia a las arquitecturas de computadoras que utilizaban dispositivos de almacenamiento que estaban físicamente separados para los datos y las instrucciones. Este término nace de la computadora Harvard Mark I, que almacenaba las instrucciones en cintas perforadas y los datos en interruptores.

La velocidad de los computadores últimamente ha aumentado demasiado en comparación a la de las memorias con las que trabaja, así que se debe poner mucha atención en reducir el número de veces que se accede a ella para mantener el rendimiento. existe algo que se conoce como limitación de memoria, esta consiste en que cada tarea ejecutada en la cpu requiere un acceso en la memoria y no se gana nada con aumentar la velocidad de la cpu.

Hoy en dia ya se pueden fabricar memoria con mucho mas velocidad, pero a un precio muy alto. La solución, seria proporcionar una pequeña cantidad de memoria muy rápida conocida con el nombre de memoria caché. Mientras los datos que necesita el procesador estén en la caché, el rendimiento será mucho mayor que si la caché tiene que obtener primero los datos de la memoria principal. La optimización de la caché es un tema muy importante de cara al diseño de computadoras.

La arquitectura Harvard ofrece una solución particular a este problema. Las instrucciones y los datos se almacenan en cachés separadas para mejorar el rendimiento. Por otro lado, tiene el inconveniente de tener que dividir la cantidad de caché entre los dos, por lo que funciona mejor sólo cuando la frecuencia de lectura de instrucciones y de datos es aproximadamente la misma. Esta arquitectura suele utilizarse en DSPs, o procesador de señal digital, usados habitualmente en productos para procesamiento de audio y video.