Penjelasan Singkat Konsep architektur von neumann
Istilah Von Neumann arsitektur, juga dikenal sebagai model Neumann Von
atau arsitektur Princeton, berasal dari 1.945 komputer arsitektur
deskripsi oleh matematikawan dan ilmuwan komputer John von Neumann awal dan
lain-lain, Draft Pertama Laporan di EDVAC. ini menggambarkan arsitektur desain
untuk komputer digital elektronik dengan subdivisi dari unit pengolahan yang
terdiri dari unit aritmatika logika dan register prosesor, unit kontrol yang
berisi register instruksi dan program counter, memori untuk menyimpan data dan instruksi,
mass storage eksternal, dan input dan mekanisme keluaran arti dari istilah
tersebut telah berkembang berarti sebuah komputer disimpan-program di mana instruksi
mengambil dan operasi data yang tidak dapat terjadi pada saat yang sama karena
mereka berbagi bus umum.. Hal ini disebut sebagai Von Neumann bottleneck dan
sering membatasi kinerja sistem.
Desain sebuah arsitektur Von Neumann sederhana dari arsitektur Harvard yang lebih modern yang juga merupakan sistem disimpan-program tetapi memiliki satu set didedikasikan alamat dan bus data untuk membaca data dari dan menulis data ke memori, dan lain set alamat dan data bus untuk instruksi mengambil.
Sebuah komputer digital disimpan-program adalah salah satu yang membuat instruksi diprogram, serta data, dalam baca-tulis, random-access memory (RAM). Disimpan-program komputer itu merupakan kemajuan atas komputer program-dikendalikan dari tahun 1940-an, seperti Colossus dan ENIAC, yang diprogram dengan menetapkan switch dan memasukkan patch yang mengarah ke rute data dan mengontrol sinyal antara berbagai unit fungsional. Dalam sebagian besar komputer modern, memori yang sama digunakan untuk kedua data dan instruksi program, dan Von Neumann vs Harvard perbedaan berlaku untuk arsitektur tembolok, bukan memori utama.
Desain sebuah arsitektur Von Neumann sederhana dari arsitektur Harvard yang lebih modern yang juga merupakan sistem disimpan-program tetapi memiliki satu set didedikasikan alamat dan bus data untuk membaca data dari dan menulis data ke memori, dan lain set alamat dan data bus untuk instruksi mengambil.
Sebuah komputer digital disimpan-program adalah salah satu yang membuat instruksi diprogram, serta data, dalam baca-tulis, random-access memory (RAM). Disimpan-program komputer itu merupakan kemajuan atas komputer program-dikendalikan dari tahun 1940-an, seperti Colossus dan ENIAC, yang diprogram dengan menetapkan switch dan memasukkan patch yang mengarah ke rute data dan mengontrol sinyal antara berbagai unit fungsional. Dalam sebagian besar komputer modern, memori yang sama digunakan untuk kedua data dan instruksi program, dan Von Neumann vs Harvard perbedaan berlaku untuk arsitektur tembolok, bukan memori utama.
Arsitektur Von
Neumann menggambarkan komputer dengan empat bagian utama: Unit Aritmatika dan Logis (ALU), unit
kontrol, memori,
dan alat masukan dan hasil (secara kolektif dinamakan I/O). Bagian ini
dihubungkan oleh berkas kawat, “bus“.
Jadi inti dari konsep Von Neumann adalah sebuah sistem yang
menerima instruksi-instruksi dan menyimpannya dalam sebuah memori. Konsep
inilah yang menjadi dasar arsitektur komputer hingga saat ini.
NOTE: Dalam arsitektur komputer, sebuah bus adalah
sebuah subsistem yang mentransfer data atau listrik antar komponen komputer di
dalam sebuah komputer atau antar komputer. Tidak seperti hubungan
titik-ke-titik, sebuah bus secara logika dapat menghubungkan beberapa alat dalam satu
set kabel yang sama. Setiap bus mendefinisikan set konektornya ke alat colok
fisik, kartu, atau kabel bersamaan.
- Diagram Arsitektur von Neumann
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.
Kunci utama arsitektur von Neumann adalah unit pemrosesan sentral (CPU), yang memungkinkan seluruh fungsi komputer untuk dikoordinasikan melalui satu sumber tunggal. Adapun cara kerja model Von Neumann, yaitu :
- 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 komputer.
Cara Kerja Von Neumann Nomor ( 3 )
Cara kerjanya adalah satu CPU mengeksekusi instruksi satu persatu dan menjemput atau menyimpan data satu persatu. Adapun karakteristik model SIMD ini :
– Mendistribusi proses ke sejumlah besar hardware.
– Beroperasi terhadap berbagai elemen data yang berbeda
– Melaksanakan komputasi yang sama terhadap semua elemen data
Kelebihan & Kekurangan Model Von Neumann
- Kelebihan Von Neumann adalah pada fleksibilitas pengalamatan program dan data. Biasanya program selalu ada di (ROM=Read Only Memory ) dan data selalu ada di (RAM=Random Access Memory). 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).
- Kekurangan Arsitektur Von Neumann adalah bus tunggalnya itu sendiri. Sehingga instruksi untuk mengakses program dan data harus dijalankan secara sekuensial dan tidak bisa dilakukan overlaping untuk menjalankan dua isntruksi yang berurutan. Selain itu bandwidth program harus sama dengan banwitdh data. Jika memori data adalah 8 bits maka program juga harus 8 bits. Satu instruksi biasanya terdiri dari opcode (instruksinya sendiri) dan diikuti dengan operand (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. Secara umum prosesor Von Neumann membutuhkan jumlah clock CPI (Clock per Instruction) yang relatif lebih banyak dan walhasil eksekusi instruksi dapat menjadi relatif lebih lama.