Von Neumann Mimarisi Harvard Mimarisi

Von Neumann Mimarisi Komutlar ve veriyi birlikte tutabilen bellek yapısına sahip bir bilgisayar tasarımıdır. Belleğin, işlemciden ayrılması Von Neumann mimarisi olarak ifade edilir. Von Neumann henüz ENIAC'ın varlığını bilmeden önce depolu­program fikri ilk olarak Moore Elektrik Mühendisliği Okulu'nda Pennyslvania Üniversitesi'nde ortaya çıkmıştır. "Von Neumaan mimarisi" ve "depoluprogram" terimleri genellikle birbirleri yerine kullanılabilir "Depolu­program bilgisayarı" terimi genellikle bu tasarımla yapılan bilgisayarlar için kullanılır. Depolu­program bilgisayarları bir komut takımı mimarisi yaratarak ve veri işleme, bir komut serisi (program) ile detaylandırıldığında, makine çok daha esnek bir hale geldi. Bu komutlar veriyle aynı şekilde saklandığında ise, bir depolu­program makinesi kolayca programı değiştirebilir ve daha fazlasını program kontrolünde yapabilir. Von Neumann Mimarisi kelimesi ilk olarak matematikçi John von Neumann'nın çalışmalarında geçmektedir. Von Neumann tasarımının dezavantajları da vardı. Bazı basit depolu­program bilgisayar tasarımlarında, düzgün çalışmayan programlar kendine, diğer programlara veya işletim sistemine zarar verebilirdi ve muhtemel çökmelerle sonuçlanabilirdi. Bir buffer taşması düzgün çalışmayan programlara verilebilecek bir örnektir. Programların başka programlar yaratması veya mevcut programları değiştirebilmesi özelliği zararlı programlar tarafından da sıkça kullanılır. Bu tür zararlı programlar yığıtları parçalayarak, mevcut programların üstüne yazabilir ve daha sonra diğer program dosyalarını değiştirirek bilgisayara zarar verebilir. Harvard Mimarisi Harvard mimarisi, veri ve komutların Merkezi İşlem Birimine (MİB veya sık kullanılan ismiyle CPU) giden kanallarının ayrılması ile oluşturulmuş MİB mimarisidir. İsmini ilk kez bu mimariyi kullanan bilgisayar Harvard Mark I'den almıştır. Bu mimariyi kullanan makinalar, veriler ile komutlar arasında herhangi bir köprü bulundurmazlar. Veri adresi 8­bit iken program (komut) adresi genellikle 14­bittir. Günümüz bilgisayarlarında tam anlamıyla kullanıldığı söylenilemez. Yine de Von Neumann mimarisi ve Harvard mimarisinden ortak özellikler günümüz teknolojisinde kullanılmaktadır. Von Neumann mimarisiyle kıyaslarsak komut ve veriler ayrı tutulduğu için, işlemci aynı esnada hem komutları değerlendirip hem verileri işleyebilir. Bir önbelleğe de gerek yoktur. Harvard mimarisine bir avantaj olsa da; Von Neumann mimarisinde komutlar verilerle bir tutulduğundan, program kendi kendine değişim gösterebilir. Harvard mimarisinde ise komutlar ile veriler arasında bir kanal yoktur bu yüzden kodların içine veri gömülmüş programlar çalıştırılırken veya kendi kendine değişim gösterilecek programlar için Von Neumann mimarisi baz alınır. Ayrıca, bellek adresleri açısından Harvard mimarisi iki ayrı adres kullandığından; boş komut adresi boş veri adresinden de farklı olacaktır. Von Neumann mimarisinde ise ikisi aynı adresi paylaşır. Aritmetik mantık birimi Aritmetik Mantık Birimi (AMB) aritmetik ve mantık işlemlerini gerçekleştiren bir dijital devredir. AMB en basit işlemi gerçekleştiren mikro denetleyiciden, en karmaşık mikroişlemciye sahip bir bilgisayara kadar tüm işlemcilerin yapıtaşıdır. Modern bilgisayarların içinde bulunan mikroişlemcilerin ve ekran kartlarının içinde çok karışık ve güçlü AMB’ler bulunmaktadır. AMB kavramına ilk olarak 1945 yılında matematikçi John von Neumann EDVAC adlı yeni bir bilgisayar üzerine bulgularını anlatan raporunda değinmiştir. Kontrol Birimi ( Control Unit­CU): Islem akisini düzenlemek, komutlari yorumlamak ve bu komutlarin yerine getirilmesini saglamak bu birimin görevidir. 8088 Intel Intel 8088 mikroişlemcisinde her biri 16 bit genişliğinde 14 adet register vardır. Registerler mikroişlemci tarafından verilerin geçici süreler ile saklanması ve bu veriler üzerinde işlem yapılması,komut işleme sürecinin hızlandırılması gibi özel amaçlar için kullanılır. 8088 mikroişlemcisi 4 başlık altında toplanabilir: 1. Segment registerler 2. Genel Amaçlı registerler a. Data registerleri b. Pointer ve index registerleri 3. Instruction registerleri 4. Rogram status word Intel 8080 mikroişlemcisi 1979­1990'lar da üretilmiştir. Üretici Firma: Intel, Amd, Siemends, Harris ve diğer firmalar Max CPU Hızı: 5­10 Mhz Komut Kümesi: x86­16 Pin Sayısı: 40 Pin DIP, 44pin PLCC