单片机的存储器结构是什么样子,是冯诺依曼结构还是哈佛结构

由于单篇文章字数限制,我只能分3篇分享单片机内存结构的相关知识。希望大家理解,大家可以关注我查看相关文章的内容,以便大家深入学习。废话不多说,干货直接上。

单片机的内存是什么结构,是冯诺依曼结构还是哈佛结构?我们都知道,我们的计算机系统有两种基本的内存结构,一种叫冯诺依曼结构,也叫普雷斯顿结构,另一种叫哈佛结构。51单片机是什么样的架构?一些不同的书是错的,它是什么样的结构?我们先来了解一下什么是冯诺依曼结构,什么是哈佛结构。

内存的划分一般分为两种结构,也就是我告诉你的,一种叫做冯诺依曼结构,一种叫做哈佛结构。哈佛教授提出的计算机体系结构一般称为哈佛结构。Reston结构也称为Avon Neumann结构。冯诺依曼结构大家都很熟悉。我们被称为计算机之父。它提出了一种称为 Pleasant 结构的记忆结构。内存和数据内存是统一的。它的结构是RAM和ROM在一个存储器上,也就是说,它是一种结合了程序指令存储器和数据存储器的存储器结构。它是指令存储器的结构。数据存储器的地址和地址指向同一存储器的不同物理位置,所以你可以发现它是同一个内存,但是RAM,即数据内存和程序内存,在同一个物理结构中是不同的。我们称之为冯诺依曼结构。

这是计算机的基础。比如我们的Intel 8086系统,也就是8086 CPU,程序指令和数据都是16位的计算机构架是什么意思,采用的是大家熟悉的Preston架构。计算机领域的著名数学家冯·诺依曼当然和其他专家,如戈尔茨坦等人,在 1945 年联合发表了一份比较有名的报告,应该是所有计算机学生都知道的。它被称为101报告。在这份报告中,它提出了三个最基本的原则,也就是计算机制造的三个最基本的原则。第一个原则是计算机使用二进制,这是他们在这份报告中提出的。当然,计算机使用二进制并不是他们提出的第一件事。第二点,报告指出程序是存储和执行的,也就是说计算机是按照程序的顺序执行指令的,也就是说计算机的执行是按照程序的. 有序存储和寻址的方法来实现,第三个原理,指出我们的计算机由五部分组成,包括运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备,那么这套理论我们称之为冯诺依曼架构.

到目前为止,我们计算机的架构仍然离不开冯诺依曼架构。我们计算机的架构仍然由五个组件组成:操作员控制器、内存、输入设备和输出设备。因此,冯诺依曼也被称为计算机之父,大家应该对什么是普林斯顿结构,或者说冯诺依曼存储的结构有一个大概的了解。

哈佛结构是一种将程序指令存储和数据存储分开的存储结构。从这张图也可以看出,RAM和ROM是两个结构,两个物理存储空间,不像冯诺依曼结构是在同一个物理空间,分为两个区域。程序存储器和数据存储器是分开的。在这种情况下,哈佛结构相当于并行架构。它的主要特点是程序存储器和数据存储器在不同的存储空间之中,这样做有一个好处,就是程序存储器和数据存储器是两个独立的存储器,即具有不同的数据宽度。我们的数据和指令,并且可以同步访问。这种结构它使我们的程序总线和数据总线在一个内存周期内,

数据存储器也有两条总线,即数据总线和地址总线,所以它的架构会比较复杂,而冯诺依曼结构比较简单,它的数据总线和地址总线是统一的。据说我们的RAM和ROM的寻址可以通过一组总线进行,其结构会比较简单。

图片[1]-单片机的存储器结构是什么样子,是冯诺依曼结构还是哈佛结构-老王博客

有朋友问,如何区分这两种内存的结构?应该看什么?主要看总线,是一组总线还是两组总线,也就是说一组总线是数据总线和地址总线,而两组总线有两组数据总线和地址总线,即冯诺依曼结构,采用统一的数据总线和地址总线,可以访问RAM和ROM。它采用分时方式。哈佛结构的 RAM 和 ROM 分别具有地址总线和数据总线。在这种情况下,您可以稍后再谈。看完51单片机就可以了解51单片机采用的是哪种结构。你可以先提一下。实际上,51单片机大概已经明白了,51单片机其实就是RAM和ROM,它们占用不同的存储空间。ROM的物理空间是一块ROM。在查看计算机的硬件系统结构图时,我们还发现有一块RAM和一块ROM。

有同学问,我们的51单片机是哈佛结构吗?不一定,其实51单片机是改进的哈佛结构,很多书都是错的。很多书上说我们的单片机是哈佛结构,但实际上并不是真正的哈佛结构,因为我们知道我们51单片机的内部总线其实是一组数据总线和地址总线。我们没有为RAM和ROM提供一组数据总线和地址总线,而是一组数据总线和地址总线,但是是分时的。如何区分RAM和ROM?学过汇编的同学都知道是用指令来区分的,所以51单片机的存储空间的结构应该是改进的哈佛结构,但又不脱离冯诺依曼结构,所以大家应该明白这个,因为它是一个发展趋势,我们的计算机是一个发展过程,大家应该去了解这个东西,虽然冯诺依曼结构比较有名,但其实哈佛结构比冯诺依曼提出的要早旧计算机的结构是冯诺依曼架构。第一台通用计算机是1946年被称为电子数字集成的计算机。它也是第一台通用计算机。体积比较大。如果它占地总面积170平方米,这对于放置一台电脑来说是很大的空间。我们现在使用的电脑,众所周知,笔记本很小。之所以当时发明了这台电脑,大家可以去看看电脑的历史,它主要用于在二战期间为军队服务。事实上,它最初是用于军事计算的。

哈佛结构的计算机具有比较大的结构。如前所述,它是由霍华德·艾肯于 1937 年设计的。1944 年交付的称为 Mark 1 的计算机尺寸也相对较长。它也比较大,长50英尺计算机构架是什么意思,高8英尺。它看起来像一列火车。它主要由继电器组成。它使用了多少个零件?它使用了大约 750,000 个组件来组成这台计算机。可以发现,哈佛计算机其实早于冯·诺依曼,但是冯·诺依曼,由于其总线结构比较简单,很容易实现。之后,冯诺依曼架构得到了很大的发展。现在我们的很多架构都在冯诺依曼和哈佛架构的基础上做了很大的改进。

具体看51单片机的架构。刚才提到了51单片机的架构。这是一个改进的哈佛结构。它共有四个物理存储空间,一个称为片上RAM,​​另一个称为片外存储器。RAM、片内RAM和片外RAM,共有四个存储空间供用户使用。

这是它的硬件结构图,需要大家掌握。这个图就是我们内存空间的结构图,也是需要大家掌握的。单片机的内部机器硬件结构图可以通过了解它的内存来理解。分布图是对计算机或单片机的真正理解。

既然分为片上和片外,我们先来看看程序存储器。程序存储器的主要功能之一是存储程序。当然,除了存储程序,我们通常还会在程序存储器中存储一些常量表,因为程序存储器有一个特点,就是掉电不会丢失。不是程序存储器不能写,而是程序运行时只读不可写。如果它不能被写入,我们的程序代码就不能被编程。在我们的程序中,也就是CPU运行程序的时候,是不可写的,是只读的,所以我们称它为只读内存,read-only内存程序在进程中是只读的运行,掉电后程序代码不丢失。这称为程序存储器,

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