Arsitektur Komputer Von Neuman
Langsung saja, Arsitektur Komputer
Von Neumann merupakan arsitektur yang diciptakan oleh Jhon Von Neumann(1903 –
1957). Nama Von Neumann sendiri diambil dari namanya karena dialah yang
pertama kali mempublikasikan konsep tersebut ,arsitektur komputer ini
banyak digunakan di sebagian besar sistem komputer non paralel seperti komputer
rumahan atau notebook. Kedepanya model Von Neumann akan digantikan dengan
sistem yang mampu mengkoordinasikan banyak CPU untuk bekerja secara serempak
seperti komputer yang digunakan oleh NASA.
Superkomputer
milik NASA menghubungkan 20 komputer canggih sgi altix, yang masing-masing
memiliki 512 prosesor, dilengkapi dengan 500 terabyte media penyimpan (storage)
lokal. Sejumlah 10.240 prosesor intel itanium 2 akan mentenagai
superkomputer space exploration simulator ini untuk melakukan berbagai
penelitian (kalau cuma untuk ngenet sia-sia nih komputer). Okay,
back to point. Meski konsep ini dikemukakan oleh Jhon Von Neumann kemudian
dikembangkan oleh J. Prespert Eckert(1919 – 1995) dan Jhon William
Mauchly(1907 – 1980) dalam pengembangan komputer ENIAC, nama von
Neumann lah yang lebih dikenal sebagai penemu arsitektur komputer tersebut.
Arsitektur
Von Neumann menggambarkan komputer dengan empat bagian utama yaitu Unit
Aritmatika dan Logis (ALU) yang merupakan bagian dari unit kontrol (cpu), media
penyimpanan (memory), dan alat masukan (input) dan hasil/keluaran (output)
secara kolektif dinamakan I/O. Dibawah ini adalah gambar arsitektur Von Neumann:
Dalam gambar menunjukan begitu
sederhananya arsitektur tersebut, berikut penjelasan dari empat komponen
tersebut.
KONSEP KOMPUTER VON NEUMANN
John Von Neumann adalah ilmuwan yang meletakkan dasar - dasar komputer modern. Dalam hidupnya yang singkat , Von Neumann telah berhasil menjadi ilmuwan besar pada abad 21. Von Neumann meningkatkan karya-karyanya dalam bidang matematika, teori kuantum, game theory, fisika nuklir, dan ilmu komputer. Dipicu ketertarikannya pada hidrodinamika dan kesulitan penyelesaian persamaan diferensial parsial nonlinier yang digunakan, Von Neumann kemudian beralih dalam bidang komputasi. Sebagai konsultan pada pengembangan ENIAC, dia merancang konsep arsitektur komputer yang masih dipakai sampai sekarang. Arsitektur Von Nuemann adalah komputer dengan program yang tersimpan (program dan data disimpan pada memori) dengan pengendali pusat, I/O, dan memori
John Von Neumann adalah ilmuwan yang meletakkan dasar - dasar komputer modern. Dalam hidupnya yang singkat , Von Neumann telah berhasil menjadi ilmuwan besar pada abad 21. Von Neumann meningkatkan karya-karyanya dalam bidang matematika, teori kuantum, game theory, fisika nuklir, dan ilmu komputer. Dipicu ketertarikannya pada hidrodinamika dan kesulitan penyelesaian persamaan diferensial parsial nonlinier yang digunakan, Von Neumann kemudian beralih dalam bidang komputasi. Sebagai konsultan pada pengembangan ENIAC, dia merancang konsep arsitektur komputer yang masih dipakai sampai sekarang. Arsitektur Von Nuemann adalah komputer dengan program yang tersimpan (program dan data disimpan pada memori) dengan pengendali pusat, I/O, dan memori
Von
Neumann sistem komputer mengandung tiga blok bangunan utama:
o unit pengolah pusat (CPU),
o memori,
o dan input / output (I / O).
Ketiga
komponen yang terhubung bersama-sama menggunakan bus sistem. Item yang
paling menonjol dalam CPU adalah register: mereka dapat dimanipulasi secara
langsung oleh program computer.
Cara kerja
Cara
kerja model Von Neumann, adalah :
· Main memory menyimpan data dan
program
· BUS mentransfer data, alamat dan
mengontrol signal. Baik itu dari atau ke memory maupun dari atau ke perangkat
lainnya.
· CPU
· Control Unit menangkap intruksi dan
mengeksekusinya.
· ALU (Arithmetic Logic Unit)
melakukan operasi (menambah, mengurangi, dll)
· Register 9Fast Memory) menyimpan
hasil sementara dan informasi kontrol (alamat instruksi berikutnya).
· Perangkat I/O menjadi tepat
penghubung antara user dan computer
* Memori : Memori menyimpan
berbagai bentuk informasi sebagai angka biner. Informasi yang belum berbentuk
biner akan dipecahkan (encoded) dengan sejumlah instruksi yang
mengubahnya menjadi sebuah angka atau urutan angka-angka. Sebagai contoh: Huruf
F disimpan sebagai angka desimal 70 (atau angka biner ) menggunakan salah satu
metode pemecahan. Instruksi yang lebih kompleks bisa digunakan untuk menyimpan
gambar, suara, video, dan berbagai macam informasi. Informasi yang bisa
disimpan dalam satu sell dinamakan sebuah byte.
* CPU : Unit Pemproses Pusat atau CPU ( central
processing unit) berperanan untuk memproses arahan, melaksanakan pengiraan dan
menguruskan laluan informasi menerusi system komputer. Unit atau peranti
pemprosesan juga akan berkomunikasi dengan peranti input , output dan storan
bagi melaksanakan arahan-arahan berkaitan.Unit Aritmatika dan Logika, atau
Arithmetic Logic Unit (ALU), adalah alat yang melakukan pelaksanaan dasar
seperti pelaksanaan aritmatika (tambahan, pengurangan, dan semacamnya), pelaksanaan
logis (AND, OR, NOT), dan pelaksanaan perbandingan (misalnya, membandingkan isi
sebanyak dua slot untuk kesetaraan). Pada unit inilah dilakukan “kerja” yang
nyata.Unit kontrol menyimpan perintah sekarang yang dilakukan oleh komputer,
memerintahkan ALU untuk melaksanaan dan mendapat kembali informasi (dari
memori) yang diperlukan untuk melaksanakan perintah itu, dan memindahkan
kembali hasil ke lokasi memori yang sesuai. Sekali yang terjadi, unit kontrol
pergi ke perintah berikutnya (biasanya ditempatkan di slot berikutnya, kecuali
kalau perintah itu adalah perintah lompatan yang memberitahukan kepada komputer
bahwa perintah berikutnya ditempatkan di lokasi lain).
* I/O : membolehkan komputer mendapatkan
informasi dari dunia luar, dan menaruh hasil kerjanya di sana, dapat berbentuk
fisik (hardcopy) atau non fisik (softcopy). Ada berbagai macam alat I/O, dari
yang akrab keyboard, monitor dan disk drive, ke yang lebih tidak biasa seperti
webcam (kamera web, printer, scanner, dan sebagainya.
Keunggulan dan Kekurangan
keunggulan
1. Arsitektur komputernya menempatkan
program (ROM=Read Only Memory) dan data (RAM=Random Access Memory)
dalam peta memori yang sama.
2. Memiliki address dan data bus tunggal untuk mengamati
program (instruksi) dan data.
Contoh
dari mikrokontroler yang memakai arsitektur Von Neumann adalah keluarga 68HC05
dan 68HC11 dari Motorola.
3. Programnya selalu ada di ROM dan
data selalu ada di RAM
Kekurangan
1. Karena bus tunggal, instruksi untuk
mengakses program dan data harus dijalankan secara sekuensial dan tidak bisa
dilakukan overlaping untuk menjalankan dua isntruksi yang berurutan.
2. Bandwidth program harus sama dengan banwitdh
data.
3. Satu instruksi biasanya terdiri dari
opcode (instruksinya sendiri) dan diikuti denganoperand (alamat
atau data). Karena memori program terbatas hanya 8 bits, maka instruksi yang
panjang harus dilakukan dengan 2 atau 3 bytes. Misalnya byte pertama adalah opcode
dan byte berikutnya adalah operand.
4. Prosesor Von Neumann membutuhkan jumlah clock CPI (Clock
per Instruction) yang relatif lebih banyak dan walhasil eksekusi instruksi
dapat menjadi relatif lebih lama.
Comments
Post a Comment