Arsitektur Komputer (Model Von Neumann & Non Von Neumann)

Arsitektur Komputer (Model Von Neumann & Non Von Neumann)

ARSITEKTUR KOMPUTER MODEL VON NEUMANN

Ungkapan arsitektur Von Neumann berasal dari kertas yang beredar di bawah nama matematika dan awal ilmuwan komputer John von Neumann yang berjudul Draft Pertama Laporan pada EDVACtanggal 30 Juni 1945. Ini menggambarkan suatu arsitektur desain untuk elektronikkomputer digital dengan subdivisi dari bagian aritmatika pusat, bagian kontrol pusat, memori untuk menyimpan baik data dan instruksi, penyimpanan eksternal, dan input dan output mekanisme. Arti dari frasa ini telah berevolusi berarti komputer-program yang tersimpan di mana instruksi operasi mengambil dan data tidak dapat terjadi pada saat yang sama karena mereka berbagi sama bus . Hal ini disebut sebagai hambatan Von Neumann dan sering membatasi kinerja sistem.

Model komputer tradisional sering dikenal dengan nama arsitektur von-Neumann. Pada saat awal, komputer berukuran sangat besar sehingga komponen-komponennya dapat memenuhi sebuah ruangan yang sangat besar. Sang pengguna menjadi programer yang sekali gus merangkap menjadi menjadi operator komputer juga bekerja di dalam ruang komputer tersebut.

Saat teknologi yang dipakai pada komputer digital sudah berganti secara dramatis sejak komputer pertama pada tahun 1940-an, komputer kebanyakan masih menggunakan arsitektur Von Neumann, yang diusulkan di awal 1940-an oleh John von Neumann.

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”.

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 komputer

 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 komputer

 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 denganbanwitdh 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 jumlahclock CPI (Clock per Instruction) yang relatif lebih banyak dan walhasil eksekusi instruksi dapat menjadi relatif lebih lama.

 Contoh Implementasi

Hampir semua komputer konvensional yang beredar di pasaran saat ini menggunakan model Von Neuman.

ARSITEKTUR KOMPUTER MODEL NON VON NEUMANN

 Cara kerja

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

 Keunggulan dan Kekurangan

 Keunggulanan dari model ini yaitu setiap prosesor mampu mengeksekusi instruksi-instruksi yang sama dari data yang berbeda. Namun belum tentu juga model ini unggul sepenuhnya

 Kekurangan dari model ini adalah anya dapat melakukan satu instruksi dalam satu waktu.

Contoh Implementasi

Contoh implementasi model ini adalah pada komputer ILLIAC IV, MPP, DAP, CM-2, MasPar MP-1, dan MasPar MP-2 yang rata-rata merupakan komputer jenis super computer.

Contoh non Neumann mesin von adalah mesin dataflow dan mesin reduksi. Dalam kedua kasus ini ada tingkat tinggi paralelisme, dan bukannya ada variabel yang berubah binding antara nama dan nilai-nilai konstan. non von Neumann biasanya diperuntukkan untuk mesin yang merepresentasikan sebuah pergeseran radikal dari model von Neumann, dan karena itu tidak biasanya diterapkan pada arsitektur multiprosesor atau multicomputer, yang secara efektif menawarkan set mesin von Neumann bekerja sama.