冯诺依曼结构和哈弗结构

一 冯诺依曼体系结构

现代计算机,大部分都是基于冯诺依曼体系结构,冯诺依曼的核心是:存储程序,顺序执行。所以不管计算机如何发展,基本原理是相同的。计算机程序实际上是告诉计算机做什么。

(1)冯诺依曼体系结构有以下特点:

计算机处理的数据和指令一律用二进制数表示;
指令和数据不加区别混合存储在同一个存储器中;
顺序执行程序的每一条指令;
计算机硬件由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部分组成。
(2)冯诺依曼体系结构的计算机必须具有如下功能:

把需要的程序和数据送至计算机中;
必须具有长期记忆程序、数据、中间结果及最终运算结果的能力;
能够完成各种算术、逻辑运算和数据传送等数据加工处理的能力;
能够根据需要控制程序走向,并能根据指令控制机器的各部件协调操作;
能够按照要求将处理结果输出给用冯诺依曼结构和哈弗结构_第1张图片

二 哈弗结构
哈佛结构是一种存储器并行体系结构,主要特点是将程序和数据存储在不同的存储空间中,即程序存储器和数据存储器是两个独立的存储器,每个存储器独立编址、独立访问。CPU首先到程序指令存储器中读取程序指令内容,解码后得到数据地址,再到相应的数据存储器中读取数据,并进行下一步的操作(通常是执行)。程序指令存储和数据存储分开,可以使指令和数据有不同的数据宽度。

哈佛结构处理器有两个明显的特点:使用两个独立的存储器模块,分别存储指令和数据,每个存储模块都不允许指令和数据并存;使用独立的两条总线,分别作为CPU与每个存储器之间的专用通信路径,而这两条总线之间毫无关联。

哈佛结构是为了高速数据处理而采用的,因为可以同时读取指令和数据(分开存储的)。大大提高了数据吞吐率,缺点是结构复杂。通用微机指令数据是混合存储的,结构上简单,成本低。假设是哈佛结构:你就得在电脑安装两块硬盘,一块装程序,一块装数据,内存装两根,一根储存指令和,一根存储数据

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