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Las diferencias entre arquitecturas de Von Neumann y Harvard

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Las diferencias entre arquitecturas de Von Neumann y Harvard

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La arquitectura de Von Neumann:

Utiliza una sola memoria para almacenar tanto instrucciones como datos

La CPU accede a la memoria atravez de bus de datos y direcciones compartidas

Las instrucciones y datos se almacen en la misma memoria y se acceden de manera secuencial

La arquitectura de Harvard:

Utiliza memoria separadas para almacenar instrucciones y datos

La CPU tiene buses de datos y direcciones separados para acceder a la memoria de instrucciones y la memoria de datos

La arquitectura de Harvard es mas rapida y eficiente, pero mas compleja. La arquitectura de Von Neumann es mas simple y economica, pero es mas lenta en comparacion.

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Elegimos este enlace porque esta pagina es la mas detallada y la mas directa al explicar las consignas.

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Cuadro comparativo de características de cada arquitectura.

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Cuadro comparativo de características de cada arquitectura.

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Este video explica mucho mejor y a fondo las diferencias entre las arquitecturas de las que hablábamos

Samuel bazan

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Diferencias entre la arquitectura Von Neumann y Harvard.

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VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE CADA UNA DE LAS ARQUITECTURAS

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VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE CADA UNA DE LAS ARQUITECTURAS

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La creación del matemático y físico húngaro-estadounidense John von Neumann, la arquitectura de Von Neumann revolucionó el diseño de computadoras a mediados del siglo XX.

Siguiendo cronológicamente la arquitectura de Harvard, que separaba las unidades de memoria y procesamiento, el diseño de Von Neumann mejoró significativamente el rendimiento de la computadora al almacenar y ejecutar instrucciones de manera eficiente. Esta arquitectura unifica la unidad de procesamiento, la memoria y los dispositivos de entrada-salida a través de un único bus de sistema.

La piedra angular de la arquitectura de Von Neumann es su tratamiento uniforme de instrucciones y datos. Emplea los mismos recursos para almacenar y manipular ambos, lo que simplifica la estructura y las operaciones de la computadora. Esta innovación hizo que las computadoras fueran más comprensibles y fáciles de implementar, marcando un salto notable en la tecnología informática.

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La arquitectura de Harvard es una arquitectura informática clave que distingue claramente entre el almacenamiento y el manejo de instrucciones y datos. El nombre de la arquitectura se remonta al Harvard Mark I, una computadora electromecánica desarrollada en la Universidad de Harvard en la década de 1940.

La arquitectura de Harvard emplea unidades de memoria individuales y buses para cada una, lo que puede conducir a una ejecución de instrucciones más rápida y un rendimiento mejorado en ciertas aplicaciones. Esta arquitectura se utiliza para diseñar procesadores y microcontroladores modernos, especialmente cuando factores como la velocidad y la eficiencia son importantes. Su separación única de instrucciones y almacenamiento de datos lo ha convertido en un contribuyente significativo a la evolución de la tecnología informática.

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Este video explica mucho mejor la arquitectura de harvard

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Arquitectura Harvard - Arquitectura de computadoras

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Estos son algunos modelos híbridos. En este cuadro explicamos las características y algunos ejemplos de uso.

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EJEMPLOS DE ARQUITECTURAS HÍBRIDAS DE LAS ARQUITECTURAS DE HARVARD Y VON NEUMANN

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EJEMPLOS DE ARQUITECTURAS HÍBRIDAS DE LAS ARQUITECTURAS DE HARVARD Y VON NEUMANN

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1. Arquitectura ARM Cortex

Modelo híbrido:

Los procesadores ARM Cortex utilizan una memoria unificada como en Von Neumann, pero implementan cachés separadas para datos e instrucciones, como en Harvard.

En algunos casos, integran procesadores de propósito general y coprocesadores de alta eficiencia para tareas específicas.

Usos:

Smartphones, tabletas, dispositivos IoT, y sistemas embebidos.

2. Intel Core Series (x86)

Modelo híbrido:

Los procesadores modernos de Intel (como la serie Core i3, i5, i7 e i9) siguen una arquitectura híbrida con un bus de datos unificado y cachés separadas para datos e instrucciones.

Soportan instrucciones avanzadas para paralelismo y eficiencia energética.

Usos:

Computadoras personales, estaciones de trabajo, servidores.

3. AMD Ryzen

Modelo híbrido:

Similar a Intel, los procesadores Ryzen implementan un diseño híbrido que combina memoria unificada con cachés separadas.

Utilizan un enfoque modular llamado CCX (CPU Complex) para manejar eficientemente múltiples núcleos y tareas.

Usos:

Gaming, diseño gráfico, estaciones de trabajo de alto rendimiento.

4. DSPs (Digital Signal Processors)

Ejemplo: Texas Instruments TMS320.

Estos procesadores están diseñados específicamente para aplicaciones como procesamiento de audio, video y señales digitales.

Usan una arquitectura híbrida donde las instrucciones y datos pueden procesarse de manera paralela mediante cachés separadas.

Usos:

Electrónica de consumo, telecomunicaciones, dispositivos médicos.

5. GPUs Modernas (NVIDIA, AMD, Intel ARC)

Modelo híbrido:

Las Unidades de Procesamiento Gráfico (GPUs) suelen tener una arquitectura híbrida. Poseen un diseño de memoria compartida entre núcleos, pero usan cachés locales optimizadas para diferentes tipos de datos (como texturas e instrucciones de cálculo).

Usos:

Rendering gráfico, inteligencia artificial, aprendizaje profundo.