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哈佛結構與馮.諾依曼結構

1. 哈佛結構及其主要特征:

      哈佛結構是一種存儲器結構。

使用哈佛結構的處理器有:AVR、ARM9、ARM10、ARM11等。眼下使用哈佛結構的中央處理器和微控制器有非常多,除了Microchip公司的PIC系列晶片,還有摩托羅拉公司的MC68系列、Zilog公司的Z8系列、ATMEL公司的AVR系列和安謀公司的ARM9、ARM10和ARM11。

       哈佛結構是一種将程式指令存儲和資料存儲分開的存儲器結構。

哈佛結構是一種并行體系結構,它的主要特點是将程式和資料存儲在不同的存儲空間中。即程式存儲器和資料存儲器是兩個獨立的存儲器,每一個存儲器獨立編址、獨立訪問。與兩個存儲器相相應的是系統的4條總線:程式的資料總線與位址總線。資料的資料總線與位址總線。

這樣的分離的程式總線和資料總線可同意在一個機器周期内同一時候獲得指令字(來自程式存儲器)和操作數(來自資料存儲器),進而提高了運作速度。提高了資料的吞吐率。又因為程式和資料存儲在兩個分開的實體空間中,是以取址和運作能全然重疊。

中央處理器首先到程式指令存儲器中讀取程式指令内容。解碼後得到資料位址。再到相應的資料存儲器中讀取資料,并進行下一步的操作(一般是運作)。

程式指令存儲和資料存儲分開,能夠使指令和資料有不同的資料寬度。

       哈佛結構的計算機由CPU、程式存儲器和資料存儲器組成,程式存儲器和資料存儲器採用不同的總線,進而提供了較大的存儲器帶寬,使資料的移動和交換更加友善,尤其提供了較高的數字信号處理性能。

哈佛結構與馮.諾依曼結構

2. 馮.諾依曼結構

       也稱普林斯頓結構。是一種将程式指令存儲器和資料存儲器合并在一起的存儲器結構。程式指令存儲位址和資料存儲位址指向同一個存儲器的不同實體位置,是以程式指令和資料的寬度同樣,如英特爾公司的8086中央處理器的程式指令和資料都是16位寬。

       由五個部分組成,包含:運算器、邏輯控制裝置、存儲器、輸入和輸出裝置

       設計思想之中的一個是二進制。他依據電子元件雙穩工作的特點。建議在電子計算機中採用二進制。報告提到了二進制的長處,并預言,二進制的採用将大簡化機器的邏輯線路。

       眼下使用馮·諾伊曼結構的中央處理器和微控制器有非常多。除了上面提到的英特爾公司的8086,英特爾公司的其它中央處理器、安謀公司的ARM7、MIPS公司的MIPS處理器也採用了馮·諾伊曼結構.

哈佛結構與馮.諾依曼結構

3. 哈佛結構與馮.諾依曼結構的比較:

       哈佛結構與馮·諾依曼結構處理器相比。處理器有兩個明顯的特點:使用兩個獨立的存儲器子產品,分别存儲指令和資料,每一個存儲子產品都不同意指令和資料并存;使用獨立的兩條總線,分别作為CPU與每一個存儲器之間的專用通信路徑,而這兩條總線之間毫無關聯。