计算机组成与体系结构：计算机结构的分类（classifications of computer architecture）

发布于：2025-04-22 ⋅ 阅读:(15) ⋅ 点赞:(0)

💡 从“内存访问结构”角度分类，最经典的方式主要包括两种：

✅ 冯·诺依曼结构（Von Neumann Architecture）

✅ 非冯·诺依曼结构（Non-Von Neumann Architecture）

↪️ 包括：Harvard 架构、Modified Harvard 架构等

它的核心思想是：

程序和数据共用一块内存，通过同一条总线读写。

📦 特点总结：

举个例子：

CPU --> Memory
     ↗     ↖
   指令    数据

CPU 要先从内存拿一条“指令”（比如加法），然后再去内存拿“操作数”（数据），两步都走同一条路，所以容易“堵车”。

哈佛结构把程序和数据分开存在不同的内存中，而且有两条独立的总线。

📦 特点总结：

举个例子：

CPU
 ↑    ↑
指令  数据
内存  内存

这样，CPU 可以一边从指令内存读取指令，一边从数据内存拿数据 —— 互不干扰！

为了兼顾灵活性 + 高性能，出现了这种“混合型结构”。

📦 特点总结：

特性	描述
✅ 数据/指令分离但可交互	程序也可以像数据一样修改（比如写入内存）
✅ 实际上使用“共享存储器 + 分离缓存”	一般有统一的物理存储器，但用不同的缓存处理指令和数据
📍 用在现代高级 CPU、ARM Cortex 系列等

特性	Von Neumann	Harvard	Modified Harvard
内存是否分离	❌ 否	✅ 是	✅ 是（逻辑上）
总线是否分离	❌ 否	✅ 是	✅ 是（部分）
是否易堵塞	⚠️ 容易堵	🚀 不堵	🚀 不堵（缓存优化）
编程灵活性	✅ 灵活	❌ 程序不易修改	✅ 灵活
应用领域	通用计算机	嵌入式系统、DSP	ARM、现代 CPU、MCU