Pencipta : John Von neumann (1903 – 1953) seorang ahli matematika yang lahir di Budapest Hongaria.
1.1. Arsitektur Von Neumann
menggambarkan komputer dengan empat bagian utama:
• Unit Aritmatika dan Logis (ALU)
• Unit Control (CU)
• Memori
• Alat masukan dan hasil (secara kolektif dinamakan I/O).
Dalam Arsitektur ini program (ROM=Read Only Memory) dan data (RAM=Random Access Memory) ditempatkan dalam peta memori yang sama.
Arsitektur ini memiliki address dan data bus tunggal untuk mengalamati program (instruksi) dan data.
Contoh mikrokontroler yang memakai arsitektur ini adalah :
• Keluarga 68HC05 dan 68HC11 dari Motorola.
1.2. Keuntungan
a. Arsitektur Von Neuman, prosesor tidak perlu membedakan program dan data karena Prosesor tidak memerlukan control bus tambahan berupa pin I/O khusus untuk membedakan program dan data, sehingga prosesor seperti ini sering disebut dengan nama mikrokontroler (microcontroller).
b. pada fleksibilitas pengalamatan program dan data. Arsitektur Von Neumann memungkinkan prosesor untuk menjalankan program yang ada didalam memori data (RAM).
Contoh : 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.
Selain itu data juga dapat disimpan di dalam memori program (ROM).
Contoh : data look-up-table yang ditaruh di ROM. Data ini ditempatkan di ROM agar tidak hilang pada saat catu daya mati. Pada mikroprosesor Von Neumann, instruksi yang membaca data look-up-table atau program pengambilan data di ROM, adalah instruksi pengalamatan biasa.
1.3. Kelemahan
a. Pada bus tunggal yang dimiliki arsitektur ini, instruksi untuk mengakses program dan data harus dijalankan secara sekuensial dan tidak bisa dilakukan overlaping untuk menjalankan dua isntruksi yang berurutan.
b. 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.
c. Secara umum prosesor Von Neumann membutuhkan jumlah clock CPI (Clock per Instruction) yang relatif lebih banyak, sehingga eksekusi instruksi dapat menjadi relatif lebih cepat.
2. Non Von Neumann
2.1. Arsitektur Harvard
a. Tahun 1944 Howard Aiken dari Harvard University bekerja sama dengan engineer IBM membuat mesin electromechanical yang terbuat dari banyak sekali transistor tabung dan relay. Mesin ini dikenal sebagai komputer pertama di dunia yang diberi nama Harvard Mark I.
b. Mesin yang dibuat ini merupakan mesin kalkulator yang dikendalikan oleh pita kertas yang berisi instruksi. Waktu itu belum terpikirkan konsep komputer yang memakai memori.
c. Arsitektur Harvard memiliki dua memori yang terpisah satu untuk program (ROM) dan satu untuk data (RAM).
d. Contoh pemakaian arsiektur ini :
• Intel 80C51, keluarga Microchip PIC16XX, Philips P87CLXX dan Atmel AT89LSXX
e. Kelebihan Arsitektur Harvard
• Lebar bit memori program tidak mesti sama dengan lebar memori data. Karena bandwith memori program yang besar (16 bits), opcode dan operand dapat dijadikan satu dalam satu word instruksi saja. Tujuannya adalah supaya instruksi dapat dilakukan dengan lebih singkat dan cepat.
• Memori program dan data yang terpisah, maka kavling total memori program dan data dapat menjadi lebih banyak.
f. Kekurangan Arsitektur Hardvard
• Tidak memungkinkan untuk menempatkan data pada ROM, memang tidak memungkinkan untuk mengakses data yang ada di ROM. Namun hal ini bisa diatasi dengan cara membuat instruksi dan mekanisme khusus untuk pengalamatan data di ROM. Mikroprosesor yang memiliki instruksi seperti ini biasanya disebut ber-arsitektur Modified Harvard. Instruksi yang seperti ini dapat ditemukan pada keluarga MCS-51 termasuk Intel 80C51, P87CLXX dari Philips dan Atmel AT89LSXX.
2.2. NEC
a. NEC telah mengembangkan mikroprosesor nonVon Neumann pertama di dunia, untuk tujuan pengolahan citra.
b. Chip ini hanya tujuh milimeter persegi, namun memiliki kemampuan prosesor yang jauh lebih besar dan lebih cepat. Dimana mengacu pada pendekatan desain yang memungkinkan pengaturan pada awal perintah untuk membaca dan pengolahan data.
c. Awalnya, chip akan digunakan untuk aplikasi yang membutuhkan pemrosesan sejumlah besar data gambar pada kecepatan yang sangat tinggi seperti satelit cuaca dan satelit sumber daya penelitian.
d. NEC baru – baru ini juga menunjukkan satelit komputer terkecil di dunia yang bernama KAO-1. Yaitu dengan ukuran 22 x 17 x 7.7cm., Beratnya 2,1 kilogram.
posting by:
Rizki Muchtar_1001082025
teknik komputer_2B
sumber :
http://www.dnull.com/cpu/
http://www.atarimagazines.com/creative/v10n8/119_The_first_nonVon_Neumann.php
http://bebas.vlsm.org/v06/Kuliah/SistemOperasi/2008/240/01_OS_Pendahuluan.pdf
Tidak ada komentar:
Posting Komentar