百闻｜致敬经典！探究两大架构体系创新的神奇力量

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冯·若依曼架构

1945年，根据图灵机模型，匈牙利科学家冯·若依曼提出了“存储程序”的概念。存储程序是把程序指令和数据放在同一个存储器上，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存储位置；采用单一的地址及数据总线，指令和数据的宽度一样。处理器执行指令时，先从存储器取出指令解码，再操作数据执行运算。这种体系架构被称为“冯·若依曼”体系架构，也叫“普林斯顿”体系架构。

由于程序指令和数据共用总线，因此冯·若依曼体系架构的计算机并行能力差，数据处理速度慢，存在冯·若依曼瓶颈。但改架构的特点是简单，不需要独立的程序存储和数据存储，大大降低了外设的复杂性，所以至今这种架构仍是当前计算机的主流架构。如常见的芯片Intel、ARM的ARM7和MPS等，都是冯·若依曼架构的芯片。

哈佛架构

哈佛架构是一种将程序指令存储和数据存储分开的计算架构。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中读取数据，并进行下一步操作。哈佛架构将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带宽，从而这类微处理器具有较高的执行效率。

哈佛架构的优点是效率高，但架构复杂，对外围设备的连接和处理要求高，比较适用于外设少的应用场景。目前使用哈佛架构的有信号处理芯片、摩托罗拉MC68系列、ATMEL的AVR系列和ARM公司的ARM9、ARM10和ARM11等。