Model Komputer Von neumann

John von Neumann dan arsitektur komputer

Arsitektur Von Neumann, adalah arsitektur yang diciptakan oleh John von Neumann (1903 – 1957). Arsitektur ini merupakan model dasar yang digunakan untuk merancang sebagian besar komputer modern.

Komponen utama arsitektur Von Neumann yang berfungsi bersama untuk memungkinkan komputer menjalankan program yaitu :

1. Unit Pemrosesan Sentral (CPU) :
   • Unit Kontrol (Control Unit) :
     • Mengatur dan mengendalikan alat input dan output.
     • Mengambil instruksi dari memori utama.
     • Mengambil data dari memori utama (jika diperlukan) untuk diproses.
     • Mengirim instruksi ke ALU bila ada perhitungan aritmatika atau perbandingan logika.
     • Mengawasi kerja dari ALU.
     • Menyimpan hasil proses ke memori utama.
   • Register
     • Alat penyimpanan kecil dengan kecepatan akses cukup tinggi yang digunakan untuk menyimpan data dan instruksi yang sedang diproses.
     • Ibarat ingatan di otak bila kita melakukan pengolahan data secara manual, sehingga otak berisi ingatan – ingatan.
   • Arithmetic Logic Unit (ALU)
     • Melakukan operasi aritmatika dan logika berdasar instruksi yang ditentukan.
     • Melakukan keputusan dari suatu operasi logika sesuai dengan instruksi program.
2. Memori
   • RAM (Random Access Memory)
     • Memori sementara yang digunakan untuk menyimpan data yang sedang digunakan oleh komputer. Data di RAM hanya ada selama komputer menyala.
   • ROM (Read Only Memory)
     • Memori yang menyimpan instruksi dasar untuk booting dan tidak bisa dirubah. Data di ROM tetap ada meskipun komputer dimatikan.
   • Cache
     • Memori kecepatan tinggi untuk menyimpan data yang sering diakses oleh CPU untuk meningkatkan kecepatan proses.
3. Perangka input / output (I/O)
   • Menghubungkan komputer dengan dunia luar, memungkinkan data untuk dimasukan ke dalam sistem (input) dan hasil untuk dikeluarkan dari sistem (output)
4. Bus sistem
   • Saluran komunikasi yang menghubungkan CPU, memori dan perangkat I/O, memungkinkan transfer data antara komponen ini.

Karakteristik utama Arsitektur Von Neumann :

1. Program tersimpan (Stored Program Concept):
   • Instruksi program dan data disimpan dalam memori yang sama. Ini memungkinkan komputer untuk mengubah instruksi yang dieksekusi dengan memodifikasi isi memori.
2. Eksekusi instruksi secara berurutan:
   • Program dieksekusi sebagai rangkaian instruksi satu demi satu. CPU mengambil instruksi dari memori, mendekodekannya dan kemudian mengeksekusinya.
3. Unit memori tunggal :
   • Memori yang sama digunakan untuk menyimpan instruksi program dan data

Diagram dasar Arsitektur Von Neumann :

Kelebihan dan kekurangan Arsitektur Von Neumann

Kelebihan :

1. Kesederhanaan Desain : menggunakan memori tunggal untuk instruksi dan data menyederhanakan desain dan pengelolaan memori
2. Fleksibilitas : instruksi dapat diubah dengan memodifikasi isi memori, memungkinkan komputer untuk menjalankan berbagai program

Kekurangan :

1. Bottleneck memori : Penggunaan memori tunggal untuk instruksi dan data dapat menyebabkan kemacetan (bottleneck) ketika CPU harus sering mengakses memori untuk instruksi dan data.
2. Kecepatan Terbatas: Arsitektur ini mungkin tidak secepat arsitektur yang memisahkan memori instruksi dan data, seperti arsitektur Harvard