Kompendium i Datorteknik

Kapitel 3Minnesarkitekturer3.1 BakgrundDet finns två primära arkitekturer för minnesanslutning till en processorkärna. Skillnadenmellan dessa två är om program och data ligger i samma minne eller är åtskilda.Som vi ska se senare så är det möjligt att blanda dessa två arkitekturer om det finns enminneshierarki i systemet.3.1.1 von NeumannEn tidig förespråkare av datorer med lagrat program var den mycket framstående matematikernJohn von Neumann. Den tidigaste minnesarkitekturen för datorsystem hardärför uppkallats efter honom. I denna arkitektur nyttjas ett gemensamt minne för bådeprogram och data. Figur 3.1(a) visar ett typiskt von Neumann-system.Den främsta fördelen med en von Neumann-arkitektur är att det bara finns en minnesrymd.För en generell dator där konstruktören inte vet vilka program som kommeratt köras är detta en fördel. För vissa program kan behovet av programminne varastort medan det knappt krävs något dataminne. För andra program kan det istället varatvärtom. Den stora nackdelen är att det inte går att hämta instruktioner och dataparallellt.3.1.2 HarvardEn Harvard-arkitektur, se figur 3.1(b), har till skillnad mot von Neumann-arkitekturenseparata minnen för data och program. Den stora fördelen här är att det går att hämtabåde instruktioner och operander samtidigt. Nackdelen är naturligtvis att förhållandetmellan minnenas storlek är fastställt i och med tillverkningen av systemet.15