1、CISC与RISC的区别：

CISC（复杂指令集）:复杂指令集就是CPU在工作的时候需要有很多的汇编指令来完成，它可以用一个汇编指令来完成一件复杂的工作。例如：乘法，加法，乘加，乘减等处理的时候，他会每个处理方式用一条指令来完成。因此这种设计实际上是很强大的，因为同样处理一个运算，它可以用一个机器周期就可以完成了。但是其内部的硬件设计就相对而言的比较复杂了一些。而且，这样的设计势必就会遭成功耗的增加。例如现在的大部分PC机的处理器都是这种的。51单片机也是这种方式的。

RISC（精简指令集）：相对于复杂指令集而言，精简指令集所需要的汇编指令就会少很多了。例如：在完成（1+1）×（2-1）这样的运算的时候，第一次先算1+1等于2然后再算2-1等于1，最后在算2×1等于2。这样他就要经历好几个机器周期才能完成一次运算。而如果用复杂指令集的话可能一次就可以算出来结果了。由于现在的CPU主频基本上在原料不变的情况下是很难再提高他的（主频）运算速度了。所以，精简指令集的CPU在单核的效率上是远不如复杂指令集的CPU的。因此，为了达到与复杂指令集的CPU同样的运算效率，现在的手机经常会增加内核的数量来提升自身的处理效率。

2、地址总线、数据总线和控制总线的区别（这里的总线主要指外部总线，不包括内核的总线）：

地址总线（Address Bus）：当CPU要处理数据的时候首先地址总线会根据要处理的数据的地址在内存中找到要处理的数据，然后再对其进行相应的处理。也就是说，地址总线的宽度决定了CPU能够处理的数据地址的总量的大小。由于地址总线总是由CPU发起的寻址要求，因此数据总线只能由CPU主动向外部寻找它所需要的地址，而不能被外部的IO主动使用。因此，地址总线是单向（只能由CPU主动去读而不会对其进行写）三态（高电平、低电平、高阻态）的。

数据总线（Data Bus）：当CPU需要读取或写入数据的时候由地址总线先去寻址，然后再由数据总线对所读到的地址进行读或写操作（CPU一次读写的数据总量由数据总线的宽度决定）。最终实现CPU所要实现的相应功能。由于CPU会通过数据总线对所要处理的地址进行读和写两种方式的操作。因此，数据总线是双向三态的。

控制总线（Control Bus）：当CPU要对外部的外设（IO设备或内存）进行操作的时候，控制总线会对相应的外设发出相应的控制指令，然后再由数据总线对其进行操作。由于控制总线要对所有的外设进行控制，因此，他是双向的且十分的灵活，而其总线的宽度也是不确定的，主要有外设的数量决定其宽度。

3、统一编址和独立编址的区别：

要明白统一编址和独立编址的区别首先要知道CPU在处理数据的时候其实是要先由控制总线发送控制指令，然后再对外设（这里的外设包括IO设备和内存）进行寻址的操作，只有找到了要操作的硬件或内存的地址之后才能对其进行相应的操作。而这个寻址的方式是由CPU对地址的编址方式决定的。而编址方式就分为统一编址和独立编址。

统一编址：统一编址就是当CPU要对IO设备进行操作的时候，就直接由地址总线进行寻址，因为地址总线的宽度是一定的，也就是所寻址的范围是一定的。而如果由它直接对IO设备进行寻址，那势必会占用有限的地址，进而会导致对其能够操作的内存大小就会有所限制。这也就导致了地址总线所能寻到的内存地址并不和自己的总线宽度对应上。（假如一个32位宽度的地址总线本来可以寻址4GB的内存地址，但是由于它一般分外设占用了他的地址，因此，他所能使用的内存就会小于4GB。）

独立编址：独立编址的CPU在对IO设备进行操作的时候会有专门的操作指令，而不会用内存操作指令，这样就会使地址总线仅服务于内存，而不会被其他IO外设占用。也因此会使内存的大小等于地址总线的宽度。

4、哈佛结构和冯诺依曼结构的区别：

要理解哈弗结构和冯诺依曼结构的区别，首先要知道我们在编写程序的时候其实可以对程序的代码划分为两个部分，一部分是程序编写完成后就不再需要对其进行修改了的（也就是逻辑代码部分）另一部分就是在程序编写完毕后其内容会随着程序的运行而不断变化的部分（也就是定义变量）。而哈佛结构和冯诺依曼结构就是对于这个两部分代码的存储方式的区别。

哈佛结构：哈佛结构就是将程序的逻辑代码和变量分开存放的一种结构，而他们存放的位置可以是形同的也可以是不同的，总是只要是分成两个部分单独访问的结构都可以叫哈佛结构。（例如：51的程序的逻辑代码段放在ROM中，而变量部分则放在ROM中；而ARM的逻辑代码和变量都是存放在RAM（内存）中的，但是，它在内存中划分了两部分的空间，其中一部分放逻辑代码，另一部分方变量。之间不会相互干扰）哈佛结构的优点就是逻辑代码和变量单独存放，使之不会相互干扰，进而当程序出BUG的时候，最多只会修改变量的值，而不会修改程序的执行顺序（逻辑关系）。因此，这种结构大量应用在嵌入式编程当中。

冯诺依曼结构：冯诺依曼结构则是将逻辑代码段和变量统一都存储在内存当中，他们之间一般是按照代码的执行顺序依次存储。这样就会导致一个问题，如果当程序出现BUG的时候，由于程序没有对逻辑代码段的读写限定，因此，他将拥有和普通变量一样的读写操作权限。于是就会很容易的死机，一旦他的逻辑执行出现一点该变就会出现非常严重的错误。但是，冯诺依曼结构的好处是可以充分利用有限的内存空间，并且会使CPU对程序的执行十分的方便，不用来回跑。

4.1

一、哈佛结构

哈佛结构(Harvard architecture)是一种将程序指令储存和数据储存分开的存储器结构。中央处理器首先到程序指令储存器中读取程序指令内容，解码后得到数据地址，再到相应的数据储存器中读取数据，并进行下一步的操作（通常是执行）。程序指令储存和数据储存分开，数据和指令的储存可以同时进行，可以使指令和数据有不同的数据宽度，如Microchip公司的PIC16芯片的程序指令是14位宽度，而数据是8位宽度。

哈佛结构的微处理器通常具有较高的执行效率。其程序指令和数据指令分开组织和储存的，执行时可以预先读取下一条指令。

目前使用哈佛结构的中央处理器和微控制器有很多，除了上面提到的Microchip公司的PIC系列芯片，还有摩托罗拉公司的MC68系列、Zilog公司的Z8系列、ATMEL公司的AVR系列和安谋公司的ARM9、ARM10和ARM11。大多数DSP是哈佛结构的。

二、冯·诺伊曼结构

冯.诺伊曼结构（von Neumann architecture），也称普林斯顿结构，是一种将程序指令存储器和数据存储器合并在一起的电脑设计概念结构。该结构隐约指导了将储存装置与中央处理器分开的概念，因此依该结构设计出的计算机又称储存程式型电脑。

最早的计算机器仅内涵固定用途的程式。现代的某些计算机依然维持这样的设计方式，通常是为了简化或教育目的。例如一个计算器仅有固定的数学计算程式，它不能拿来当作文书处理软件，更不能拿来玩游戏。若想要改变此机器的程式，你必须更改线路、更改结构甚至重新设计此机器。当然最早的计算机并没有设计的那个可编程化。当时所谓的“重写程式”很可能指的是纸笔设计程式步骤，接着制订工程细节，再施工将机器的电路配线或结构改变。

而储存程式型电脑的概念改变了这一切。借由创造一组指令集结构，并将所谓的运算转化成一串程式指令的执行细节，让此机器更有弹性。借着将指令当成一种特别型态的静态资料，一台储存程式型电脑可轻易改变其程式，并在程控下改变其运算内容。冯·诺伊曼结构与储存程式型电脑是互相通用的名词，其用法将于下述。而哈佛结构则是一种将程式资料与普通资料分开储存的设计概念,但是它并未完全突破冯.诺伊曼架构。

储存程式型概念也可让程式执行时自我修改程式的运算内容。本概念的设计动机之一就是可让程式自行增加内容或改变程式指令的内存位置，因为早期的设计都要使用者手动修改。但随着索引暂存器与间接位置存取变成硬件结构的必备机制后，本功能就不如以往重要了。而程式自我修改这项特色也被现代程式设计所弃扬，因为它会造成理解与除错的难度，且现代中央处理器的管线与快取机制会让此功能效率降低。

从整体而言，将指令当成资料的概念使得组合语言、编译器与其他自动编程工具得以实现；可以用这些“自动编程的程式”，以人类较易理解的方式编写程式；从局部来看，强调I/O的机器，例如Bitblt，想要修改画面上的图样，以往是认为若没有客制化硬件就办不到。但之后显示这些功能可以借由“执行中编译”技术而有效达到。

此结构当然有所缺陷，除了下列将述的冯·诺伊曼瓶颈之外，修改程式很可能是非常具伤害性的，无论无意或设计错误。在一个简单的储存程式型电脑上，一个设计不良的程式可能会伤害自己、其他程式甚或是操作系统，导致当机。缓冲区溢位就是一个典型例子。而创造或更改其他程式的能力也导致了恶意软件的出现。利用缓冲区溢位，一个恶意程式可以覆盖呼叫堆栈（Call stack）并覆写程式码，并且修改其他程式档案以造成连锁破坏。内存保护机制及其他形式的存取控制可以保护意外或恶意的程式码更动。大多数CPU和GPU是冯诺依曼结构的。

5、单片机和CPU的区别

在嵌入式领域ARM芯片和CPU有什么区别呢？其实随着嵌入式科技的不断发展，单片机（像ARM芯片）和CPU的界限越来越模糊，我们暂且可以认为ARM芯片就是一个CPU，或者暂且认为单片机就相当于一个CPU。

6、：什么是ARM芯片

凡是采用ARM内核的芯片（或者凡是采用ARM内核的CPU）都是ARM芯片。例如高通的OMAP36X0系列处理器（Droid 2和Droid X用的OMAP3630），采用的就是ARM内核，所以在概念上我们也可以将其称为ARM芯片

/7、：什么是ARM内核

所谓内核，就是CPU里面实现运算的核心，我们也可以将内核称之为CPU（注意，该CPU是真正意义上的CPU，因为它实现了数据的运算与处理）。而问题一中所说的单片机和芯片相当于一个CPU只是指宏观意义上的CPU。ARM内核只是一个统称，它有以下几个系列：ARM7,ARM9，ARM11，CORTEX等几个内核家族，每个内核家族都有不同的内核种类，比如CORTEX内核家族就有：Cortex-A8内核、Cortex-A9内核、Cortex-R4内核、Cortex-M0内核、Cortex-M1、Cortex-M3、Cortex-M4内核等，目前使用最广的STM32系列芯片使用的就是Cortex-M3内核。具体内核家族分类见：http://hardware.mydrivers.com/2/223/223488_all.htm

8、什么是架构

片面上讲，我们可以将架构理解为内核所使用的指令集。例如：用于高端的（手机等）Cortex-A8，Cortex-A9等内核用的是ARMv7-A架构，或者说用的是ARMv7-A指令集架构，我们常用到的STM32的Cortex-M3内核用到的是ARMv7-M架构。

9、：什么是指令集

所谓指令集就是一整套底层指令的统称。分为RISC（简单指令集）和CISC（复杂指令集），相比较而言RISC指令集的指令格式统一，种类比较少，寻址方式也比复杂指令集少，而CISC指令集的效率比较高。拿STM32系列芯片使用的ARMv7指令集来讲，ARMv7意思是ARM的第七个版本的指令，采用的RISC。

CPU的中间就是我们平时称作核心芯片或CPU内核的地方，这颗由单晶硅做成的芯片可以说是电脑的大脑了，所有的计算、接受/存储命令、处理数据都是在这指甲盖大小的地方进行的。

目前绝大多数CPU都采用了一种翻转内核的封装形式，也就是说平时我们所看到的CPU内核其实是这颗硅芯片的底部，它是翻转后封装在陶瓷电路基板上的，这样的好处是能够使CPU内核直接与散热装置接触。这种技术也被使用在当今绝大多数的CPU上。而CPU核心的另一面，也就是被盖在陶瓷电路基板下面的那面要和外界的电路相连接。现在的CPU都有以千万计算的晶体管，它们都要连到外面的电路上，而连接的方法则是将每若干个晶体管焊上一根导线连到外电路上。例如Duron核心上面需要焊上3000条导线，而奔腾4的数量为5000条，用于服务器的64位处理器Itanium则达到了7500条。这么小的芯片上要安放这么多的焊点，这些焊点必须非常的小，设计起来也要非常的小心。由于所有的计算都要在很小的芯片上进行，所以CPU内核会散发出大量的热，核心内部温度可以达到上百度，而表面温度也会有数十度，一旦温度过高，就会造成CPU运行不正常甚至烧毁，因此很多电脑书籍或者杂志都会常常强调对CPU散热的重要性。CPU还应有确定的主板，如：i7的CPU就只能用专用的主板。核心（Die）又称为内核，是CPU最重要的组成部分。CPU中心那块隆起的芯片就是核心，是由单晶硅以一定的生产工艺制造出来的，CPU所有的计算、接受/存储命令、处理数据都由核心执行。各种CPU核心都具有固定的逻辑结构，一级缓存、二级缓存、执行单元、指令级单元和总线接口等逻辑单元都会有科学的布局
存储在Active Directory 中的对象类别和属性的描述。对于每一个对象类别来说，该架构定义了对象类必须具有的属性，它也可以有附加的属性，并且该对象可以是它的父对象。
可以动态更新的Active Directory 架构。例如，应用程序可以使用新的属性和类扩展该架构，并能立刻使用该扩展。通过在Active Directory 中创建或修改存储在 Active Directory 中的架构对象来完成架构的更新。与Active Directory 中的所有对象一样，架构对象能访问控制列表，因此只有授权的用户才可以更改架构。

指令集架构如：ARMv5、ARMv6、ARMv7-A/R、ARMv8-A [28]

ARM内核如：ARM7、ARM9、ARM11（v6)、到cortex-A7、A8、A9、A12、A15（v7-A/R)、到cortex-A53、A57（V8）、A72、A73。缓存(cache)就是在内核中的[4]。这些内核又名公版架构，即ARM推出的通用的架构。

SoC芯片如：高通（Qualcomm）的骁龙（Snapdragon）820、821，835；麒麟950（4XCortex-A72+4XCortex-A53）、960（4*Cortex-A73+4*Cortex-A53）；联发科的HelioX20、X25、X30；三星的Exynos8890、7420、5433等。还有如STM32（基于ARM cortex M3内核）

再次，现在我们口中所说的处理器，已经不是过去那种单指cpu的年代了，确切的说应该是指SoC。SoC（System on Chip）：称为系统级芯片，也称为片上系统，意指它是一个产品，是一个有专有目标的集成电路，其中包含完整系统并嵌入软件的全部内容。官方定义为将微处理器、模拟IP核、数字IP核和存储器（或者片外存储接口）集成在单一芯片上。——简单的比喻一下，如果把CPU看成人体的大脑，那么SoC就是我们人的身体总成（还要包括各种器官、组织）。即GPU、总线、显示加速器、ISP、视频编解码器、音频处理器、Memory控制器、传感器处理单元，以及DDR、Flash、显示接口、Camera接口、射频RF、USB等对外接口。要把这些元器件集成在一起，构成一个整体。而且还要保证各个元器件之间能够协调、稳定的运行，这样的设计技术所投入的研发费用并不是每个厂商能够接受的[2]。

ARM公司本身并不参与终端处理器芯片的制造和销售，而是通过向其它芯片厂商授权设计方案，来获取收益。——举个例子，如果处理器相当于一栋完整的建筑， ARM就像是建筑的框架，至于最后建造出来的房子长什么样，舒适度如何，就是由处理器厂商自己决定了。但是采用相同架构的处理器，性能基本上已经锁定在一定的范围之内，不会有本质的区别。所以，看处理器的性能要先看微架构[3]。

ARM公司提供两类CPU授权：核心指令集授权，以及现成的CPU内核设计方案授权[2][3]。业内多数手机处理器厂商选择直接购买ARM CPU内核设计方案，然后与其它组件（比如GPU、多媒体处理、调制解调器等等）整合，制造出完整的SoC片上系统。这些现成的CPU都是基于ARM Cortex A5、A8、A9，甚至A15微架构的。或是基于现有的架构进行二次定制修改的，比如三星的蜂鸟Hummingbird核心等都是在Cortex-A8的基础上修改的。2011年，三星正式推出Exynos4 Dual 4210芯片(Dual代表双核)和对应的新旗舰手机Galaxy SII，同时也将“蜂鸟”改名为Exynos3 Single 3110(single代表单核)，这正是之后Exynos家族的开端。2016年第一季度，三星发布了Exynos8 Octa 8890（Octa代表8核），它有一个非常重大的意义在于——这是三星第一款拥有自研架构的ARM芯片[22]。注意，经过我的调研，所谓的自研架构，也可以称为自研微架构，其实就是自己研究出来类似于cortex-A53，A73等类似的这些公版的核，也称为公版微架构。

但也有少数手机处理器厂商，如高通，直接在ARM v7指令集的基础上深度开发自己的处理器微架构，如高通公司的Scorpion和Krait，进而设计自主的CPU，具有更大的灵活性。Scorpion和Krait的角色就和cortex A53和cortex A57的角色类似和ARMv7、v8的角色类似[6]。Scorpion（蝎子）是高通根据Cortex-A8修改的，关键的特点是同频下更加节能约30%左右，现在的骁龙820以及835采用的是Kryo架构[27]，其中820是Kryo，835是其升级版Kryo280。