自己动手写CPU之计算机体系基础知识
2016-04-20 23:13
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哈佛结构和冯诺依曼结构
冯·诺依曼结构,又称为普林斯顿体系结构,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。取指令和取操作数都在同一总线上,通过分时复用的方式进行;缺点是在高速运行时,不能达到同时取指令和取操作数,从而形成了传输过程的瓶颈。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,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,目的是为了减轻程序运行时的访存瓶颈。
实际上在内存里,指令和数据是在一起的。而在CPU内的缓存中,还是会区分指令缓存和数据缓存,最终执行的时候,指令和数据是从两个不同的地方出来的。你可以理解为在CPU外部,采用的是冯诺依曼模型,而在CPU内部用的是哈佛结构。大部分的DSP都没有缓存,因而直接就是哈佛结构。哈佛结构设计复杂,但效率高。冯诺依曼结构则比较简单,但也比较慢。CPU厂商为了提高处理速度,在CPU内增加了高速缓存。也基于同样的目的,区分了指令缓存和数据缓存
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