衆所周知，馮·諾依曼架構（von Neumann architecture）和哈佛體系結構（Harvard architecture）是計算機CPU系統的兩種基本模型，或者稱之為兩種體系架構。前者，我們經常簡稱為“諾曼架構”；後者，我們經常簡稱為“哈佛架構”。
什麼是架構？
架構是一個計算機硬體的基本模型，它決定了計算機系統的運作方式。
計算機架構的三個要素是：
- 中央處理器CPU
- 記憶單元（存儲器）
- 輸入/輸出接口 IO
如是果它們不同，就是架構不同。Intel 和AMD經常變動架構，變來變去，從CPU體系架構上來說，還是那個X86——馮·諾依曼架構，沒有本質上的變化。
諾曼架構和哈佛架構之間的顯著差異在于 CPU 與記憶體的存取方式。在這兩種架構中，CPU 使用兩種不同的方式通路記憶體，也就是說，它們處理指令和資料的方式是不同的。
諾曼架構
諾曼架構是最常見的計算機體系結構之一，最早由馮·諾依曼于1945年提出。這種架構中，指令和資料存儲在同一個存儲器中，使用同一條位址總線和資料總線來傳輸資料和指令。它的主要特點如下：
- 指令和資料共享同一個存儲器。
- 一個CPU核心同時隻能執行一條指令。
- 存儲器是被動的，需要 CPU 主動去讀寫資料。
我們的電腦用的X86 CPU，都是諾曼架構的。諾曼架構指令與資料共用條存總線，位址空間就在一起。是以，程式是CPU指令的集合，它也要占一定的位址空間。
在x86架構中，保留記憶體的一部分通常被稱為BIOS或UEFI區域。這個區域存儲了系統啟動時需要的一些資訊和代碼，例如系統配置、硬體檢測程式和引導程式等。
是以，電腦安裝的記憶體條條，并不是都由你的程式支配。除了作業系統占用外，還有一部分是保留區域，是給BIOS或UEFI區域所占用。
上圖是windows的任務管理器，每個電腦都會有一定的保留記憶體區域。這是諾曼架構的特點決定的，并不是某個人的随意行為。
哈佛架構
哈佛架構是一種分離式存儲器體系結構，它将指令和資料存儲在不同的記憶體中。CPU 通過不同的總線從指令記憶體和資料記憶體中讀取指令和資料。這意味着 CPU 可以同時通路指令和資料記憶體，是以可以同時執行多條指令。它的主要特點如下：
- 指令和資料存儲在不同的記憶體中。
- 一個CPU核心可以同時執行多條指令。
- 存儲器是主動的，可以同時向 CPU 提供指令和資料。
哈佛架構多用于一些嵌入式系統或數字信号處理器等領域。我們普通人一般見不到它。
諾曼架構與哈佛架構的差別
我們知道，諾曼架構和哈佛架構的主要差別，在于它們如何處理指令和資料。
在諾曼架構中，指令和資料共享同一個存儲器，CPU 隻能執行一條指令，因為它需要等待指令和資料都被讀取到 CPU 中。而在哈佛架構中，指令和資料存儲在不同的記憶體中，CPU 可以同時通路指令和資料記憶體，是以可以同時執行多條指令。
是以，可以這樣了解，諾曼架構是單車道，而哈佛架構是多車道。
作為單車道的諾曼架構，它的缺點是明顯的。
- 同時傳輸資料和指令，導緻存儲器和處理器之間的效率低下。
- 存儲器中的指令和資料被混合存儲，指令可以被當作資料進行處理，是以程式可以動态地修改自身代碼，容易受到病毒、惡意程式等攻擊。
- 指令和資料必須具有相同的位寬。
不過，諾曼架構也有好處，就是簡單、易于實作和設計。
哈佛架構有兩個獨立的存儲器，就像多車道那樣，它的優點也很明顯。
- 指令與資料傳輸同時運作，運作效率高。
- 存儲器中的指令和資料分開存儲，是以程式無法直接修改自身代碼，這樣會更加安全可靠、固若金湯。
- 指令和資料的位寬可以不同。
但天下沒有十全的美事，哈佛架構實作和設計相對複雜的多。
哈佛架構也有一種好處，可以使用不同的技術來優化性能。例如，指令記憶體可以使用快速但昂貴的 SRAM 存儲器，而資料記憶體可以使用廉價的 DRAM 存儲器。這種技術上的優勢使得哈佛架構在一些應用中更具優勢，例如嵌入式系統和數字信号處理器。
總體而言，馮·諾依曼架構适用于大多數通用計算機，因為它能夠靈活地處理各種不同的計算任務，同時還可以使用緩存等技術來優化性能。而哈佛架構則适用于一些特定的應用領域，例如需要高效地處理大量資料的嵌入式系統，或數字信号處理器等領域。