MODEL ARSITEKTUR KOMPUTER

A. Model Von Neumann

Arsitektur von Neumann (Mesin Von Neumann) adalah arsitektur yang diciptakan oleh John von Neumann (1903-1957). Arsitektur ini digunakan oleh hampir semua komputer saat ini. Dengan unit sederhana ini, sebuah software yang rumit, seperti software pengolah kata Dapat dibuat. Arsitektur Von Neumann menyediakan fitur penyimpanan dan modifikasi program secara mudah. 
Mesin von Neumann mempunyai program dan data daerah memory yang sama. Model ini membutuhkan berbagai pengumpulan program dan data untuk membentuk instruksi. Pengumpulan program dan data diselesaikan menggunakan time division multiplexing yang akan berpengaruh pada performa mikrokontroler itu sendiri.
Ada dua unit operasi dasar dalam mesin ini : ALU dan I/O,
• ALU melakukan inti operasi : perkalian, penjumalahan, pengurangan, dll. 
• Unit I/O menangani aliran data eksternal. 
1. Diagram Blok

2. Cara kerja

• Main memory  penyimpanan data dan program.
• Bus  mengirim data, alamat dan sinyal control untuk memori dan devices.
• CPU  

• Control unit : mengambil instruksi dan melaksanakannya
• ALU : melakukan inti operasi
• Register : tempat penyimpanan hasil sementara dan mengontrol informasi
• I/O Devices  sebagai komunisasi pengguna

3. Keunggulan

• fleksibilitas pengalamatan program dan data. Biasanya program selalu ada di ROM dan data selalu ada di RAM.
• Arsitektur Von Neumann memungkinkan prosesor untuk menjalankan program yang ada didalam memori data (RAM).
• Arsitektur Von Neumann menyediakan fitur penyimpanan dan modifikasi program dan data secara mudah untuk membentuk instruksi.
• Pengumpulan program dan data diselesaikan menggunakan time division multiplexing yang akan berpengaruh pada performa mikrokontroler itu sendiri.

4. Contoh Implementasi

• Umumnya penggunaan prosesor pada General – purpose PC.
• Salah satu contoh mikrokontroler yang menggunakan arsitektur Von Neumann (princeton) adalah Motorola 68HC11.

B. Model Non Von Neumann

    Mesin Harvard jiga memiliki ALU dan unit I/O.Arsitektur ini tidak hanya didukung dengan bus paralel   untuk alamat dan data, tetapi juga menyediakan organisasi internal yang berbeda sedemikian rupa instruksi dapat diambil dan dikodekan ketika berbagai data sedang diambil dan dioperasikan. 

1. Diagram Blok

2. Cara kerja

• Harvard, memory untuk program dan data terpisah secara fisik pada jalur transmisinya.
• semua instruksi dapat dieksekusi hanya dengan satu siklus instruksi, kecuali instruksi lompat (jump) yang dieksekusi dalam dua siklus.
• Program (ROM) dan data sementara (RAM) terpisah.
• selama proses pembacaan dan penulisan RAM (akhir dari suatu instruksi), instruksi berikutnya dibaca melalui bus yang lain.
• bus data bisa saja memiliki ukuran yang berbeda dari bus alamat. Hal ini memungkinkan pengoptimalan bus data dan bus alamat dalam pengeksekusian instruksi yang cepat.

3. Keunggulan

• Dari segi kapasitas memori, tentu arsitektur Harvard memberi keuntungan. Karena memori program dan data yang terpisah, maka kavling total memori program dan data dapat menjadi lebih banyak.
• Semua data di dalam program selebar 1 byte (8-bit). Karena bus data yang digunakan dalam pembacaa program memiliki beberapa jalur (12, 14 atau 16), instruksi dan data dapat dibaca dibaca sekaligus.
• CPU dapat mengeksekusi dua instruksi sekaligus.
• Pada dasarnya, masing-masing instruksi program membutuhkan dua lokasi memori (satu mengandung instruksi APA yang harus dilakukan, sedangkan sisanya mengandung informasi data YANG MANA akan diproses).
• Harvard, memory untuk program dan data terpisah secara fisik pada jalur transmisinya. Ha ini membuat mesin dapat mentrasfer instruksi dan data secara simultan. Struktur seperti ini dapat mempertinggi performa, karena instruksi dan data diambil simultan.
• Karena dua perbedaan aliran data dan alamat, maka tidak diperlukan multiplexing alamat dan bus data.

4. Contoh Implementasi

• Untuk arsitektur harvad lebih umumdipakai microprosesor khusus untuk aplikasi real-time dan embedded.
• Banyak desain khusus mikrokontroler dan DSP (Digital Signal Processor) menggunakan arsitektur Havard.
• Sebagai contoh, mikrokontroler Intel keluarga MCS-51 menggunakan arsitektur Havard karena ada perbedaan kapasitas memori untuk program dan data, dan bus terpisah (internal) untuk alamat dan data. Begitu juga dengan keluarga PIC dari Microchip yang menggunakan arsitektur Havard.

Sumber : http://zahrasukmatk.blogspot.co.id/