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什么是哈佛结构与冯 诺依曼结构

助工
2014-11-27 22:12:57     打赏
哈佛结构


  哈佛结构是一种将程序指令存储和数据存储分开的存储器结构。中央处理器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。


  哈佛结构的微处理器通常具有较高的执行效率。其程序指令和数据指令分开组织和存储的,执行时可以预先读取下一条指令。


  目前使用哈佛结构的中央处理器和微控制器有很多,除了上面提到的Microchip公司的PIC系列芯片,还有摩托罗拉公司的MC68系列、Zilog公司的Z8系列、ATMEL公司的AVR系列和安谋公司的ARM9、ARM10和ARM11。


  哈佛结构是指程序和数据空间独立的体系结构, 目的是为了减轻程序运行时的访存瓶颈.


  例如当一条指令同时取两个操作数, 在流水线处理时, 同时还有一个取指操作, 如果程序和数据通过一条总线访问, 取指和取数必会产生冲突, 而这对大运算量的循环的执行效率是很不利的.


  哈佛结构能基本上解决取指和取数的冲突问题. 
  冯。诺依曼结构(普林斯顿体系结构)
    冯·诺依曼的主要贡献就是提出并实现了-存储程序-的概念。由于指令和数据都是二进制码,指令和操作数的地址又密切相关,因此,当初选择这种结构是自然的。但是,这种指令和数据共享同一总线的结构,使得信息的传输成为限制计算机性能的瓶颈,影响了数据处理速度的提高。
    在一般情况下,完成一条指令需要3个步骤,即:取指令、指令译码和执行指令。从指令流的定时关系也可看出冯·诺依曼结构与哈佛结构处理方式的差别。例如对存储器进行读写操作的指令,指令1至指令3均为存、取数指令,对冯.诺曼结构处理器,由于取指令和存取数据要从同一个存储空间存取,经由同一总线传输,因而它们无法重叠执行,只有一个完成后再进行下一个。



专家
2014-11-27 22:17:22     打赏
2楼
是计算机基础的第一节内容。太熟悉了

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