Arsitektur Von
Neumann pertama kali diterbitkan oleh John von Neumann pada tahun 1945.
Desain arsitektur
komputernya terdiri dari Unit Kontrol, Unit Aritmatika dan Logika (ALU), Unit
Memori, Register dan Input / Output.
Arsitektur Von
Neumann didasarkan pada konsep komputer program tersimpan, di mana data
instruksi dan data program disimpan dalam memori yang sama. Desain ini masih
digunakan di sebagian besar komputer yang diproduksi saat ini.
Central Processing
Unit (CPU) adalah sirkuit elektronik yang bertanggung jawab untuk menjalankan
instruksi dari program komputer. Biasanya disebut
sebagai mikroprosesor atau prosesor. CPU berisi ALU, CU
dan berbagai register.
- Register
Register adalah
area penyimpanan kecepatan tinggi dalam CPU. Semua data harus disimpan dalam
register sebelum dapat diproses.
Mar : Berfungsi sebagai pointer yang menunjuk ke lokasi memori
yang akan diakses, baik untuk ditulis, maupun untuk di baca. MAR adalah
satu-satunya register yang dapat menunjuk/mengacu lokasi memori. (Semua yang
perlu mengakses memori harus melalui MAR).
Mdr : menyimpan
data yang sedang ditransferk kea tau dari memori
AC : tempat
penyimpanan hasil sementara
PC : berfungsi untuk menelusuri sejauh mana program sudah
dieksikusi. Register ini bertindak sebagai pointer yang menunjuk ke lokasi
memori yang menyimpan perintah berikutnya yang harus dilaksanakan.
CIR : berisi intruksi saat proses berlangsung.
- ALU
ALU memungkinkan
operasi aritmatika (tambah, kurangi dll) dan logika (DAN, ATAU, BUKAN dll)
dilakukan.
- Control Unit
Control Unit ini bertugas mengatur
dan mengendalikan semua peralatan yang ada pada sistem komputer. Unit kendali
akan mengatur kapan alat input menerima data dan kapan data diolah
serta kapan ditampilkan pada alat output.
- Bus
Bus adalah sarana
yang digunakan untuk mentransmisikan data dari satu bagian komputer ke bagian
lainnya, yang menghubungkan semua komponen internal utama ke CPU dan memori.
Bus sistem CPU
standar terdiri dari control bus, data bus, dan addres bus.
Addres bus : membawa
alamat data antara prosesor dan memori
Data Bus : membawa
data antara prosesor, unit memori, dan perangkat input/output
Control Bus : membawa
sinyal/perintah control dari CPU untuk mengontrol dan mengkoordinasikan semua
aktivitas dalam computer dan perangkat i/o.
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.
I/O Devices
Program atau data
dibaca ke dalam memori utama dari perangkat input atau penyimpanan sekunder di
bawah kendali instruksi input CPU. Perangkat output digunakan untuk menampilkan
informasi dari komputer. Jika beberapa hasil dievaluasi oleh komputer dan
disimpan di komputer, maka dengan bantuan perangkat output, komputer dapat
menyajikannya kepada pengguna.
Keuntungan model Von Neumann:
- Fleksibilitas pengalamatan program dan data.
- Program selalu ada di ROM dan data selalu ada di RAM.
- Arsitektur Von Neumann memungkinkan prosesor untuk menjalankan program yang didalam memori data (RAM).
Kelemahan model Von Neumann:
- 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.
- Bandwidth program harus sama dengan banwitdh data. Jika memori data adalah 8 bits maka program juga harus 8 bits.
- Prosesor Von Neumann membutuhkan jumlah clock CPI (Clock per Instruction) yang relatif lebih banyak sehingga eksekusi instruksi dapat menjadi relatif lebih lama.
