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非冯诺依曼结构电脑脱离了冯·诺依曼结构原有模式的计算机 01回顾哈佛结构非诺依曼化目录0302 基本信息脱离了冯·诺依曼结构原有模式的计算机，例如光子计算机（光处理器利用光的高速和无干扰性，使用光学元件构成处理器，尚在研发中），并行计算机、数据流计算机以及量子计算机等。 回顾 说法二说法一回顾 说法一传统的冯·诺依曼型结构属于控制驱动方式。它是以命令式语言为对象，指令的执行次序受指令计数器的控制，因而指令是串行执行的。也就是说有指令控制器控制指令执行的次序和时机，当它指向某条指令时才驱动该条指令的执行。这种结构特点是“程序存储，共享数据，顺序执行”。计算中有一条单一的控制流从一条指令传到下一条指令（由指令计数器PC提供，执行K、K+1、……指令），执行指令所需要的操作数通过指令中给定的来访问，指令执行结果也通过存入一个共享的存储器中。并行控制流模型，采用操作符Fork和Join来显式地表示并行性，它允许在同一时刻有几个控制流同时活动。并行控制流模型中，关键技术之一是要有相应的同步手段（如Join操作符）来处理数据的相关性。并行控制流计算机虽然摆脱了传统计算机单一控制流束缚，但它仍然存在以下两个缺点：(1)通常要用程序计数器PC来指明指令的执行过程。(2)通过访问一个共享的存储器在指令之间传送数据。针对“控制驱动”方式对并行计算的限制，20世纪70年代以来，提出了下面多种与冯·依曼型计算机截然不同的新概念模型的系统结构。 说法二由于传统冯.诺依曼计算机体系结构天然所具有的局限性，从根本上限制了计算机的发展。(1)采用存储程序方式，指令和数据不加区别混合存储在同一个存储器中，（数据和程序在内存中是没有区别的,它们都是内存中的数据,当EIP指针指向哪 CPU就加载那段内存中的数据,如果是不正确的指令格式,CPU就会发生错误中断.在CPU的保护模式中,每个内存段都其描述符,这个描述符记录着这个内存段的访问权限(可读,可写,可执行).这最就变相的指定了哪个些内存中存储的是指令哪些是数据）指令和数据都可以送到运算器进行运算，即由指令组成的程序是可以修改的。(2)存储器是按访问的线性编址的一维结构，每个单元的位数是固定的。(3)指令由操作码和组成。操作码指明本指令的操作类型,码指明操作数和。操作数本身无数据类型的标志，它的数据类型由操作码确定。(4)通过执行指令直接发出控制信号控制计算机的操作。指令在存储器中按其执行顺序存放，由指令计数器指明要执行的指令所在的单元。指令计数器只有一个，一般按顺序递增，但执行顺序可按运算结果或当时的外界条件而改变。(5)以运算器为中心，I/O设备与存储器间的数据传送都要经过运算器。 非诺依曼化 非诺依曼化必须看到，传统的冯·诺依曼型计算机从本质上讲是采取串行顺序处理的工作机制，即使有关数据已经准备好，也必须逐条执行指令序列。而提高计算机性能的根本方向之一是并行处理。因此，近年来人们谋求突破传统冯·诺依曼体制的束缚，这种努力被称为非诺依曼化。对所谓非诺依曼化的探讨仍在争议中，一般认为它表以下三个方面的努力。（1）在冯·诺依曼体制范畴内，对传统冯·诺依曼机进行改造，如采用多个处理部件形成流水处理，依靠时间上的重叠提高处理效率；又如组成阵列机结构，形成单指令流多数据流，提高处理速度。这些方向已比较成熟，成为标准结构；（2）用多个冯·诺依曼机组成多机系统，支持并行算法结构。这方面的研究比较活跃；（3）从根本上改变冯·诺依曼机的控制流驱动方式。例如，采用数据流驱动工作方式的数据流计算机，只要数据已经准备好，有关的指令就可并行地执行。这是真正非诺依曼化的计算机，它为并行处理开辟了新的前景，但由于控制的复杂性，仍处于实验探索之中。 哈佛结构 哈佛结构特点：使用两个独立的存储器模块，分别存储指令和数据，每个存储模块都不允许指令和数据并存，以便实现并行处理；具有一条独立的总线和一条独立的数据总线，利用公用总线访问两个存储模块（程序存储模块和数据存储模块），公用数据总线则被用来完成程序存储模块或数据存储模块与CPU之间的数据传输；两条总线由程序存储器和数据存储器分时共用在典型情况下，完成一条指令需要3个步骤，即：取指令、指令译码和执行指令。从指令流的定时关系也可看出冯.诺曼结构与哈佛结构处理方式的差别。举一个最简单的对存储器进行读写操作的指令，指令1至指令3均为存、取数指令，对冯.诺曼结构处理器，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。如果采用哈佛结构处理以上同样的3条存取数指令，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