1. 简介
哈佛结构（Harvard architecture）是一种物理构造，相对于冯·诺依曼结构（即储存器中程序和数据共存）而言，它将指令存储和数据存储分离。哈佛结构包含几个物理空间，分别用于存放指令和数据。指令保存在一个只读存储器（ROM）中，数据则存在另一个可读写存储器（RAM）中。这种结构的出现，使得CPU在执行指令时不必像冯·诺依曼结构那样，去共享同一个总线。
2. 哈佛结构优点
哈佛结构的最大优点是它能显著提高CPU的效率。因为指令和数据不再相互干扰，CPU可以同时读取指令和数据。这相当于设置了2条独立的数据通路，能够同时从两个物理空间中访问数据，从而加速了数据传输。此外，由于指令和数据在不同的物理空间中，因此读写操作之间不存在死锁和冲突，提高了代码和数据的安全性和稳定性。更重要的是，实现哈佛结构后，指令和数据的物理内存位置可以根据系统的需要进行优化和调整，减少了内存的浪费。
3. 哈佛结构缺点
哈佛结构的最大缺点是在程序升级时存在一定的局限性。因为程序和数据在不同的物理空间中，使得数据的更新变得更加困难。一旦程序需要作出修改，就必须先将原有的指令数据擦除，再将新指令数据写入ROM中，这个过程有一定的复杂性，特别是在应用程序需要动态更新的情况下。此外，由于ROM的容量有限，为了适应更大的应用场景，需要增加额外的ROM存储空间，这使得系统的结构更加复杂，同时增加了系统设计的难度。
4. 多空间特征
哈佛结构的多空间特征为程序执行和数据处理提供了完全独立的通道，从而使得系统具有更高的并发度。可以将CPU主要用于执行指令，而支持多个处理器同时进行数据的读写操作，提高了系统的效率。此外，由于数据和指令具有独立的存储空间，因此系统的灵活性大大提高，可应用于多种情况。例如，语音处理系统需要同时读取指令和声音信号，此时数据和指令就可以存储在不同的物理空间中，从而避免指令和数据的冲突。同时，哈佛结构的多空间特征也保证了系统的稳定性和安全性，防止指令和数据的混淆和冲突，将每一个物理空间都最大化地发挥了作用。
结语
哈佛结构在现代计算机系统中得到广泛应用，其多空间特征为计算机的高效性和稳定性提供了很好的保障。本文对哈佛结构的简介、优点和缺点以及多空间特征进行了探讨，希望能对读者对计算机结构有更深入的了解。
