架構是一個計算機硬件的基本模型，它決定了計算機系統的運行方式。計算機架構的三個要素是：中央處理器、記憶單元（存儲器）和輸入輸出接口。

馮諾依曼架構和哈佛架構是計算機體系結構中的兩種重要架構，它們在存儲器組織方式和數據處理上存在顯著的差異。

馮諾依曼架構

馮諾依曼架構是最常見的計算機體系結構之一，最早由馮·諾依曼于1945年提出，又稱普林斯頓結構。這種架構中，指令和數據存儲在同一個存儲器中，使用同一條地址總線和數據總線來傳輸數據和指令。

它的主要特點如下：

指令和數據共享同一個存儲器。

一個CPU核心同時只能執行一條指令。

我們的電腦所使用的Intel X86 CPU，就是馮諾依曼架構的。其指令與數據共用內存總線，地址空間在一起。 指令和數據共享同一個存儲器，CPU只能執行一條指令，因為它需要等待指令和數據都被讀取到CPU中。 我們可以將馮諾依曼架構理解為是單車道。

作為單車道，它的缺點是明顯的。 同時傳輸數據和指令，導致存儲器和處理器之間的效率低下。存儲器中的指令和數據被混合存儲，指令可以被當作數據進行處理，因此程序可以動態地修改自身代碼，容易受到病毒、惡意程序等攻擊。指令和數據必須具有相同的位寬。

不過，馮諾依曼架構也有好處，就是簡單、易于實現和設計。 總體來說，馮諾依曼架構適用于大多數通用計算機，它能夠靈活地處理各種不同的計算任務，同時還可以使用緩存等技術來優化性能。

哈佛架構

哈佛架構是一種分離式存儲器體系結構，它將指令和數據存儲在不同的內存中。CPU 通過不同的總線從指令內存和數據內存中讀取指令和數據。這意味著 CPU 可以同時訪問指令和數據內存，因此可以同時執行多條指令。

它的主要特點如下：

指令和數據存儲在不同的內存中。

一個CPU核心可以同時執行多條指令。

哈佛架構多用于一些嵌入式系統或數字信號處理器等領域。

在哈佛架構中，指令和數據存儲在不同的內存中，CPU可以同時訪問指令和數據內存，因此可以同時執行多條指令。

我們可以將哈佛架構理解為是多車道。它有兩個獨立的存儲器，就像多車道那樣，它的優點也很明顯。

指令與數據傳輸同時運行，運行效率高。存儲器中的指令和數據分開存儲，因此程序無法直接修改自身代碼，這樣會更加安全可靠、固若金湯。指令和數據的位寬可以不同。

但是哈佛架構也有其缺點，就是實現和設計相對復雜的多。 總體來說，哈佛架構適用于一些特定的應用領域，例如需要高效地處理大量數據的嵌入式系統，或數字信號處理器等領域。

審核編輯：劉清