Was ist besser?
Jede Architektur hat ihre Vorteile: Bei sonst gleichen Voraussetzungen hat das Harvard-Modell einen Leistungsvorsprung. Das Von-Neumann-Modell ist flexibler.
Moderne Hybride
Heutzutage sind die meisten Allzweckcomputer (PCs, Macs usw.) hybride Konstruktionen, die das Beste aus beiden Architekturen vereinen. Tief in der CPU arbeiten sie nach dem Harvard-Modell mit getrennten Caches für Anweisungen und Daten, um die Leistung zu maximieren. Die Befehls- und Daten-Caches werden jedoch beide automatisch aus einem gemeinsamen Speicherbereich geladen. Aus der Programmierperspektive erscheinen diese Computer wie reine Von-Neumann-Maschinen mit vielen Gigabyte virtuellem Speicher.
Mikrocontroller
Mikrocontroller wie die, die die Arduinos antreiben, sind für eingebettete Anwendungen konzipiert. Im Gegensatz zu Allzweckcomputern hat ein eingebetteter Prozessor in der Regel eine genau definierte Aufgabe, die er zuverlässig und effizient erfüllen muss – und das zu minimalen Kosten. Mikrocontroller sind eher spartanisch ausgestattet. Sie verzichten auf den Luxus von mehrschichtigem Caching und festplattenbasierten virtuellen Speichersystemen und beschränken sich auf das Wesentliche für die Aufgabe.
Das Harvard-Modell erweist sich als gut geeignet für eingebettete Anwendungen, und der im Arduino UNO verwendete Atmega 328 verwendet eine relativ reine Harvard-Architektur. Programme werden im Flash-Speicher und Daten im SRAM gespeichert.
Im Großen und Ganzen übernehmen der Compiler und die Laufzeitsysteme die Verwaltung für Sie, aber wenn es eng wird, ist es hilfreich, wenn man weiß, wie die Dinge unter der Haube funktionieren. Und auf diesen winzigen Maschinen wird es viel schneller eng!
Ein ganz anderer Maßstab
Der größte Unterschied zwischen diesen Mikrocontrollern und Ihrem Allzweckcomputer ist die schiere Menge des verfügbaren Speichers. Der Arduino UNO hat nur 32K Bytes Flash-Speicher und 2K Bytes SRAM. Das ist mehr als 100.000 Mal WENIGER physikalischer Speicher als ein Low-End-PC! Und dabei ist das Festplattenlaufwerk noch nicht einmal mitgerechnet!