A. Model Von Neumann
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 :
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.
B. Model Non-Von Neumann
1. Pengertian Arsitektur non-von Neumann
Non arsitektur von Neumann adalah Setiap arsitektur komputer di mana model yang mendasari perhitungan ini berbeda dari apa yang telah datang untuk disebut standar von Neumann Model. Sebuah mesin non-von Neumann demikian dapat tanpa konsep aliran sekuensial kontrol (yaitu tanpa mendaftar sesuai dengan "program counter" yang menunjukkan titik saat ini yang telah dicapai dalam pelaksanaan program) dan / atau tanpa konsep variabel (yaitu tanpa "bernama" lokasi penyimpanan di mana nilai dapat disimpan dan kemudian direferensikan atau diubah).
2. Diagram Arsitektur von Neumann
3. Cara KerjaCara kerjanya adalah satu CPU mengeksekusi instruksi satu persatu dan menjemput atau menyimpan data satu persatu. Adapun karakteristik model SIMD ini :
4. Kelebihan & Kekurangan Model Von Neumann
1. Keuntungan
5. Contoh Implementasi
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.
B. Model Non-Von Neumann
1. Pengertian Arsitektur non-von Neumann
Non arsitektur von Neumann adalah Setiap arsitektur komputer di mana model yang mendasari perhitungan ini berbeda dari apa yang telah datang untuk disebut standar von Neumann Model. Sebuah mesin non-von Neumann demikian dapat tanpa konsep aliran sekuensial kontrol (yaitu tanpa mendaftar sesuai dengan "program counter" yang menunjukkan titik saat ini yang telah dicapai dalam pelaksanaan program) dan / atau tanpa konsep variabel (yaitu tanpa "bernama" lokasi penyimpanan di mana nilai dapat disimpan dan kemudian direferensikan atau diubah).
2. Diagram Arsitektur von Neumann
3. Cara KerjaCara 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
4. Kelebihan & Kekurangan Model Von Neumann
1. Keuntungan
- dari model ini yaitu setiap prosesor mampu mengeksekusi instruksi-instruksi yang sama dari data yang berbeda. Namun belum tentu juga model ini unggul sepenuhnya.
- Semua data di dalam program selebar 1 byte (8-bit). Karena bus data yang digunakan dalam pembacaa program memiliki beberapa jalur (12, 14 atau 16), instruksi dan data dapat dibaca dibaca sekaligus.
- CPU dapat mengeksekusi dua instruksi sekaligus.
- Pada dasarnya, masing-masing instruksi program membutuhkan dua lokasi memori (satu mengandung instruksi APA yang harus dilakukan, sedangkan sisanya mengandung informasi data YANG MANA akan diproses).
- dari model ini adalah anya dapat melakukan satu instruksi dalam satu waktu.
- Karena dua perbedaan aliran data dan alamat, maka tidak diperlukan multiplexing alamat dan bus data.
5. Contoh Implementasi
- Untuk arsitektur Non-Von Neumann lebih umum di pakai microprosesor khusus untuk aplikasi real-time dan embedded.
- Banyak desain khusus mikrokontroler dan DSP (Digital Signal Processor) menggunakan arsitektur Havard.
- Sebagai contoh, mikrokontroler Intel keluarga MCS-51 menggunakan arsitektur Non-Von Neumann karena ada perbedaan kapasitas memori untuk program dan data, dan bus terpisah (internal) untuk alamat dan data. Begitu juga dengan keluarga PIC dari Microchip yang menggunakan arsitektur Havard.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar