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Arquiteturas Von Neumann e Harvard Andre Tebaldi Dutra da Silva Instituto Federal do Paraná RESUMO Neste artigo iremos relacionar as principais características, esquematizar o funcionamento, citar as vantagens, desvantagens e descrever as diferenças das arquiteturas de Von Neumann e Harvard. Palavras-Chave computador; arquitetura; von neumann; harvard 1. INTRODUÇÃO Podemos chamar de arquitetura de computador, a técnica utilizada para projetar computadores, importante adquirir o conhecimento desses processos para a construção de máquinas realmente eficientes, o entendimento dos componentes mínimos necessários para a confecção de um equipamento computacional e como estes atuam na performance do periférico. No ano de 1946 surgiu para o mundo o ENIAC considerado o primeiro computador, utilizava um sistema decimal, sendo uma máquina digital, pelo motivo de representar os dados internamente por dígitos 0 a 9. Logo se descobriu que este formato não era vantajoso pois precisava obter 10 tipos de tensões diferentes, com consumo de energia alto, necessidade de se separar bem os tipos de tensões a fim de evitar conflitos na interpretação do sistema e a grande dissipação de calor gerada. 2. ARQUITETURA DE VON NEUMANN John von Neumann no ano de 1952, professor na Universidade de Princeton, apresentou seu projeto que sugeriu que o computador realizasse apenas uma tarefa de forma organizada, promovendo um equipamento composto por componentes da seguinte forma: Figura 1. Estrutura da máquina de Von Neumann Memória: armazenar os programas e dados, programas para serem executados, dados para serem processados. Unidade Lógica Aritmética (ULA): realização de operações matemáticas, adição, subtração multiplicação, divisão e operações lógicas. Unidade de Controle: utilizando as informações contidas na memória envia instruções para a ULA para que a mesma execute as operações. Unidade Central de Processamento (CPU): acumula ULA e a Unidade de Controle. Unidade de Entrada e Saída: responsável pela comunicação dos periféricos. Hoje a maioria dos computadores possuem essa mesma estrutura idealizada por von Neumann. 2.1 Vantagens e Desvantagens Arquitetura Von Neumann Uma máquina com a arquitetura de Von Neumann tem como vantagem a possibilidade de armazenamento de programas e dados na mesma memória, os programas podem ser manipulados com facilidade. Devido ao processador central não conseguir ler uma instrução e efetuar a leitura/escrita de dados simultaneamente isso se torna uma desvantagem. 3. ARQUITETURA DE HARVARD Durante a Segunda Guerra Mundial, com o apoio da marinha americana e a IBM, Howard Aiken na Universidade de Harvard, com um sistema mecânico e eletrônico na mesma máquina utilizando de muitas válvulas desenvolveu um computador com nome de Mark I. O termo Arquitetura de Harvard se originou a partir do computador eletromecânico Mark I, armazenava instruções em uma fita perfurada de 24 bits de larguras e os dados em contadores eletromecânicos, continha espaço limitado para armazenamento de dados inteiramente contido na Unidade Central de Processamento, não havia nenhum tipo de ligação dessa memória com o armazenamento de instrução, o programa era carregado e modificado de forma inteiramente isolada. Figura 2. Diagrama de blocos Arquitetura de Harvard 3.1 Vantagens e Desvantagens Arquitetura de Harvard Computadores com a arquitetura de Harvard o processador central tem a capacidade de ler uma instrução e acessar o armazenamento de dados simultaneamente porque os barramentos são distintos isso é uma vantagem. Esse modelo de arquitetura exige um circuito eletrônico grande e ocupando bastante espaço sendo isto uma desvantagem. 4. DIFERENÇAS ENTRE ARQUITETURA DE VON NEUMANN E ARQUITETURA DE HARVARD A principal diferença entre as duas arquiteturas está na memória, Von Neumann possui uma única memória para armazenar instruções e dados, não sendo possível a unidade central de processamento realizar uma instrução e efetuar a leitura/inscrita simultaneamente, possui um sistema pequeno, já Harvard consegue simultaneamente ler uma instrução e efetuar leitura/inscrita porém seu sistema é necessita de um maior espaço físico. 5. REFERÊNCIAS [1] Monteiro, Mário A. Introdução à organização de computadores. Livros Técnicos e Científicos, 2007. [2] Stallings, William. Arquitetura e organização de computadores. 8º Ed. Pratice Hall, 2010. [3] Fernandez, Marcial Porto. Arquitetura de computadores. 3º Ed.UAB/CE, 2015.