一、哈佛結構

       哈佛結構(Harvard architecture)是一種將程式指令儲存和資料儲存分開的儲存器結構。中央處理器首先到程式指令儲存器中讀取程式指令內容，解碼後得到資料地址，再到相應的資料儲存器中讀取資料，並進行下一步的操作（通常是執行）。程式指令儲存和資料儲存分開，資料和指令的儲存可以同時進行，可以使指令和資料有不同的資料寬度，如Microchip公司的PIC16晶片的程式指令是14位寬度，而資料是8位寬度。

       哈佛結構的微處理器通常具有較高的執行效率。其程式指令和資料指令分開組織和儲存的，執行時可以預先讀取下一條指令。

       目前使用哈佛結構的中央處理器和微控制器有很多，除了上面提到的Microchip公司的PIC系列晶片，還有摩托羅拉公司的MC68系列、Zilog公司的Z8系列、ATMEL公司的AVR系列和安謀公司的ARM9、ARM10和ARM11。大多數DSP是哈佛結構的。

二、馮·諾伊曼結構

       馮.諾伊曼結構（von Neumann architecture），也稱普林斯頓結構，是一種將程式指令儲存器和資料儲存器合併在一起的電腦設計概念結構。該結構隱約指導了將儲存裝置與中央處理器分開的概念，因此依該結構設計出的計算機又稱儲存程式型

       最早的計算機器僅內涵固定用途的程式。現代的某些計算機依然維持這樣的設計方式，通常是為了簡化或教育目的。例如一個計算器僅有固定的數學計算程式，它不能拿來當作文書處理軟體，更不能拿來玩遊戲。若想要改變此機器的程式，你必須更改線路、更改結構甚至重新設計此機器。當然最早的計算機並沒有設計的那個可程式設計化。當時所謂的“重寫程式”很可能指的是紙筆設計程式步驟，接著制訂工程細節，再施工將機器的電路配線或結構改變。

       而儲存程式型電腦的概念改變了這一切。藉由創造一組指令集結構，並將所謂的

       儲存程式型概念也可讓程式執行時自我修改程式的運算內容。本概念的設計動機之一就是可讓程式自行增加內容或改變程式指令的記憶體位置，因為早期的設計都要使用者手動修改。但隨著索引暫存器與間接位置存取變成硬體結構的必備機制後，本功能就不如以往重要了。而程式自我修改這項特色也被現代程式設計所棄揚，因為它會造成理解與除錯的難度，且現代中央處理器的管線與快取機制會讓此功能效率降低。

       從整體而言，將指令當成資料的概念使得組合語言、編譯器與其他自動程式設計工具得以實現；可以用這些“自動程式設計的程式”，以人類較易理解的方式編寫程式；從區域性來看，強調I/O的機器，例如Bitblt，想要修改畫面上的圖樣，以往是認為若沒有客製化硬體就辦不到。但之後顯示這些功能可以藉由“執行中編譯”技術而有效達到。

       此結構當然有所缺陷，除了下列將述的馮·諾伊曼瓶頸之外，修改程式很可能是非常具傷害性的，無論無意或設計錯誤。在一個簡單的儲存程式型電腦上，一個設計不良的程式可能會傷害自己、其他程式甚或是作業系統，導致當機。緩衝區溢位就是一個典型例子。而創造或更改其他程式的能力也導致了惡意軟體的出現。利用緩衝區溢位，一個惡意程式可以覆蓋呼叫堆疊（Call stack）並覆寫程式碼，並且修改其他程式檔案以造成連鎖破壞。記憶體保護機制及其他形式的存取控制可以保護意外或惡意的程式碼更動。大多數CPU和GPU是馮諾依曼結構的。