Question

单片机疑问 真心求解疑 回答的好加100分

8051和8080都有16位地址线，但是8051的存储器采用的是哈佛结构，因此具有2个64K存储空间，而8080的存储器采用的是普林斯顿结构，只有一个64K存储空间，是否可以得出结论：哈佛结构的存储空间利用率比普林斯顿结构高出1倍？请对此现象给出你的结论，并解释原因。

Answer 1

存储空间利用率高一倍，肯定不能这么说，哈佛结构把指令和数据分开各存在64K存储器内，而普林斯顿（个人喜欢称为冯诺依曼）指令和数据共用一个存储器，我们假设是55均分即每个占用32K，固然存取速度和预读指令方面效率确实哈佛结构大抵快了一倍，但是空间利用率却可能低于冯诺依曼结构，假设一个程序只有16K的数据和8K的指令，对于哈佛结构，肯定是占用了2个存储器，一个闲置了48K，另一个闲置了56K，而冯诺依曼型仍可以在一个存储器内，利用率为24/64，显然高于前者任意一个，相对的，其功耗就低，所以现在冯诺依曼结构还有在用的，例如ARM7系列，用在手机等移动计算芯片里较多。这个问题不应该放在单片机里啊，应该算是计算机组成原理

Answer 2

可以这么说，冯氏结构重在执行速度，哈氏结构重在空间扩展。

普林斯顿结构，也称冯·诺伊曼结构，是将程序指令存储器和数据存储器合并在一起。程序指令存储地址和数据存储地址指向同一个存储器，但不同物理位置，程序指令和数据的宽度相同，这就形成一种结果，就是普林斯顿结构运行速度很快，因为他不需要靠指令区分到底访问哪个存储器，靠的只是地址范围，所以普氏结构的指令叫精简指令集。

哈佛结构是将程序指令存储和数据存储分开。哈佛结构是一种并行体系结构，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,因为哈佛结构实际上是两个甚至多个存储器，那么，为了分清楚指令到底访问的是哪个存储器，需要不同的指令，表现的51单片机汇编语言，就像Mov,MovX,MovC,所以哈氏结构的指令集叫复杂指令集，就是因为同样功能的指令，有不同的版本，用来区分存储器。

总的来说，时间与空间不可兼得，哈佛结构扩展了空间，但是执行速度慢的很多，冯氏结构空间得不到扩展，但是指令执行速度快的很多。

现在因为32位机是主流，所以，哈氏结构基本上被摒弃了，因为32位即4G的空间怎么都够用了。
另外，在有些特殊的地方，如我们现在的PC机，是两种结构并存的。