1.
Pengertian Arsitektur 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.
2.
Diagram Arsitektur von Neumann
3.
Cara Kerja
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.
4.
Kelebihan & Kekurangan Model Von Neumann
Keuntungan
dari 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).
Arsitektur
Von Neumann bukan tidak punya kelemahan, diantaranya 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.
5.
Contoh Implementasi
Umumnya
penggunaan prosesor pada General – purpose PC.
Salah
satu contoh mikrokontroler yang menggunakan arsitektur Von Neumann (princeton)
adalah Motorola 68HC11.
No comments:
Post a Comment