Arsitektur Von Neumann

Arsitektur Von Neumann

Pada jaman modern saat ini, hampir semua komputer mengadopsi arsitektur yang dibuat oleh John von Neumann (1903-1957). Kunci utama arsitektur von Neumann adalah unit pemrosesan sentral (CPU), yang memungkinkan seluruh fungsi komputer untuk dikoordinasikan melalui satu sumber tunggal.

Dengan arsitektur Von Neuman prosesor tidak perlu membedakan program dan data. Prosesor tipe ini tidak memerlukan control bus tambahan berupa pin I/O khusus untuk membedakan program dan data. Karena kemudahan ini, tidak terlalu sulit bagi prosesor yang berarsitektur Von Neumann untuk menambahan peripheral eksternal seperti A/D converter, LCD, EEPROM dan devais I/O lainnya. Biasanya devais eksternal ini sudah ada di dalam satu chips, sehingga prosesor seperti ini sering disebut dengan nama mikrokontroler (microcontroller).

Keuntungan lain dengan arsitektur Von Neumann adalah pada 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). Misalnya pada saat power on, dibuat program inisialisasi yang mengisi byte di dalam RAM. Data di dalam RAM ini pada gilirannya nanti akan dijalankan sebagai program. Sebaliknya data juga dapat disimpan di dalam memori program (ROM). Contohnya adalah data look-up-table yang ditaruh di ROM. Data ini ditempatkan di ROM agar tidak hilang pada saat catu daya mati. Pada mikroprosesor Von Neumann, instruksi yang membaca data look-up-table atau program pengambilan data di ROM, adalah instruksi pengalamatan biasa.

Pada arsitektur Von Neumann, program dan data dibagi pada ruang memori yang sama. Arsitektur Von Neumann menyediakan fitur penyimpanan dan modifikasi program secara mudah. Bagaimanapun, penyimpanan program tidak mungkin optimal dan 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. Salah satu contoh mikrokontroler yang menggunakan arsitektur Von Neumann (princeton) adalah Motorola 68HC11.



Cara kerja prosesor




Komputer arsitektur Von Neumann pada dasarnya terdiri dari elemen sebagai berikut :

 Prosesor : Merupakan pusat dari kontrol dan pemrosesan instruksi pada
komputer.
 Memori : Digunakan untuk menyimpan informasi baik program maupun data.
 Perangkat I/O : berfungsi sebagai media yang menangkap respon dari luar serta
menyajikan informasi keluar sistem

Pada perkembangan komputer modern, setiap prosesor terdiri atas:

 Arithmetic and Logic Unit (ALU), berfungsi untuk melakukan semua perhitungan aritmatika (matematika) dan logika yang terjadi sesuai dengan instruksi program
 Register , merupakan alat penyimpanan kecil yang mempunyai kecepatan akses cukup tinggi, yang digunakan untuk menyimpan data dan instruksi yang sedang diproses, sementara data dan instruksi lainnya yang menunggu giliran untuk diproses masih disimpan di dalam memori utama.
 Control Unit atau Unit Kontrol,berfungsi untuk mengatur dan mengendalikan semua peralatan yang ada pada sistem komputer.
 Bus merupakan penghubung antara semua komponen CPU.

Ukuran kecepatan prosesor :

 Hertz, yaitu jumlah clock atau ketukan prosesor tiap satu detik. Untuk prosesor modern memakai satuan Megahertz atau Gigahertz.
 MIPS, singkatan dari Million Instruction Per Second, yaitu jumlah instruksi dalam juta tiap satu detik.
 Flops, singkatan dari Floating Point per Second, yaitu jumlah perhitungan floating point tiap satu detik. Floating point adalah metode untuk menuliskan bilangan dengan mantisa, contoh: 3 x 10-5.
 Fractions of a second, yaitu waktu eksekusi relatif dari suatu instruksi pada sistem komputer.

Kriteria mesin Von Neumann :

 Mempunyai subsistem hardware dasar yaitu sebuah CPU, sebuah memori dan sebuah I/O
sistem.
 Merupakan stored-program computer.
 Menjalankan instruksi secara berurutan.
 Mempunyai jalur (path) bus antara memori dan CPU