关于CPU体系结构的123
关于CPU体系结构的123
现代的CPU基可分为冯洛伊曼结构（普林斯顿结构）和哈佛结构。
一.冯洛伊曼结构(X86架构)
冯·诺依曼结构也称普林斯顿结构，是一种将程序指令存储器和数据存储器合并在一起的存储器结构。程序指令存储地址和数据存储地址指向同一个存储器的不同物理位置，因此程序指令和数据的宽度相同。
1、特点：
（1）单处理机结构，机器以运算器为中心；
（2）采用程序存储思想；
（3）指令和数据一样可以参与运算；
（4）数据以二进制表示；
（5）将软件和硬件完全分离；
（6）指令由操作码和操作数组成；
（7）指令顺序执行。
2、冯·诺依曼计算机体系结构缺陷：
（1）系统对存储器的过分依赖，系统的发展也将受限于储存器件的发展。
（2）指令的执行是串行，影响系统执行的速度。
（3）高级语言表示的存储器是一组有名字的变量，按名字调用变量，不按地址访问。机器语言同高级语言在语义上存在很大的间隔， 称之为冯·诺依曼语 义间隔。消除语义间隔成了计算机发展面临的一大难题。
（4）非数值处理应用领域发展缓慢，需要在体系结构方面有重大的突破。
（5）指令和数据有错误时，机器不会主动修改指令并完善程序。
3.应用场景
广泛用于台式、笔记本、服务器、工作站等桌面端。
二.哈佛结构(ARM架构)
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。哈佛结构是一种并行体系结构。
1.特点
它的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。
2.应用场景
多用于移动领域，例如我们常用的手持设备平板、手机等。
三、两个架构的效率区别
CPU大致工作如下：取指令、指令译码和执行指令。
指令1至指令3均为存、取数指令，对冯诺伊曼结构处理器，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。如下图所示：
再来看看哈佛架构的CPU：
采用哈佛结构，由于取指令和存取数据分别经由不同的存储空间和不同的总线，使得各条指令可以重叠执行，这样，也就克服了数据流传输的瓶颈，提高了运算速度。 哈佛结构强调了总的系统速度以及通讯和处理器配置方面的灵活性。
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