Just Do It Well

1.      MODEL VON NUEMAN

Merupakan arsitektur computer ciptaan John von Neumann (1903-1957)

a.     Diagram Blog

 b.    Cara Kerja

Operasi dasar:

Load: membaca nilai dari lokasi memori

Penyimpanan: menulis nilai untuk lokasi memori

Interface untuk Memori:

Cara unit pemrosessan mendapatkan data dari/ke memori:

MAR: Memory Address Register à menampung data yang akan direkam ke memori utama dari hasil pengolahan oleh CPU.

MDR: Memory Data Register à instruksi pada memori utama yang akan diambil atau yang akan diletakkan.

Untuk membaca lokasi (A):

   Menulis alamat (A) ke dalam MAR

   Mengirim sebuah sinyal “pembacaan” ke memori

   Membaca data dari MDR

Untuk menulis sebuah nilai (X) ke lokasi (A):

   Menulis data (X) ke MDR

   Menulis alamat (A) ke MAR

   Mengirim sebuah sinyal “penulisan” ke memori

Unit Pemrosesan

Unit Fungsional:

   ALU = Arithmetic and Logic Unit

   Bisa mempunyai banyak fungsi. Beberapa fungsi khusus (multiply, square root, …)

Register

   Kecil, penyimpanan sementara

   Operand dan hasil dari unit fungsional

Ukuran kata

   Banyak bit normal diproses oleh ALU dalam 1 kali instruksi

   Lebar dari register

Input dan Output

Perangkat untuk data masuk dan keluar dari memori computer

Setiap perangkat mempunyai masing-masing interface, biasanya satu set register seperti MAR dan MDR memori

Unit Kontrol (Control Unit)

Control Unit:

   Membaca instruksi dari memory

Alamat instruksi dalam PC

   Menerjemahkan instruksi, pembangkit sinyal yang menginstruksikan apa yang harus dilakukan komponen lain.

Sebuah instruksi boleh melakukan banyak siklus mesin untuk melengkapi

Bus

   Penghubung antara semua komponen CPU

   Merupakan kabel-kabel parallel untuk mentransmisikan alamat, data, dan sinyal control.

Proses Instruksi

Control Unit (CU) mengambil arahan dari memori menggunakan program counter untuk menentukan kemana instruksi ditempatkan dan mengeksekusinya. Instruksi dikodekan ke dalam bahasa yang bisa dimengerti ALU (melakukan operasi metematika). Register akan menyimpan hasil sementara dan menetapkan instruksi berikutnya. Bus akan mengontrol sinyal, baik itu dari/ ke memori, maupun dari/ ke perangkat lainnya, serta mengantarkan data, dan pengalamatan. Sedangkan perangkat input output menjadi penghubung antara user dengan computer.

c.       Keunggulan dan Kelemahan

   Keunggulan

1.        Arsitektur Von Neumann menyediakan fitur penyimpanan dan modifikasi program secara mudah.

2.        Adanya fleksibilitas pengalamatan program dan data.

   Kekurangan

1.        Pada arsitektur Von Neumann, program dan data dibagi pada ruang memori yang sama, sehingga penyimpanan program tidak mungkin optimal dan membutuhkan berbagai pengumpulan program dan data untuk membentuk instruksi.

2.        Pengumpulan program dan data diselesaikan menggunakan time division multiplexing yang akan berpengaruh pada performa mikrokontroler itu sendiri.

d.      Contoh Implementasi

Hampir semua computer konvensional menggunakan arsitektur model Von Neumann

2.       MODEL NON VON NEUMANN

Tidak semua komputer merupakan mesin von Neumann. Multiple instruction stream, multiple data stream (MIMD), beberapa aliran instruksi, beberapa aliran data.

a.       Diagram Blog

 b.      Cara Kerja

   Mendistribusikan pemrosesan ke sejumlah prosesor independen.

   Membagikan sumber,termasuk memori utama, ke prosesor komponen.

   Setiap prosesor beroperasi secara independen dan bersama-sama. Setiap prosesor menjalankan programnya sendiri.

   Arsitektur MIMD yang berbeda mempunyai interconnection network yang
berlainan, prosesor yang berbeda, struktur pengalamatan memori yang berbeda, dan
struktur sinkronisasi dan kontrol yang berbeda. Kita dapat mengkategorikan komputer multiple-prosesor sebagai tightly coupled atau loosely coupled. Prosesor dalam multiprosesor yang terangkai dengan ketat (tightly coupled) biasanya menggunakan secara bersama satu sistem memori. Prosesor yang ada dalam multiprosesor yang terangkai dengan longgar (loosely coupled) mungkin juga menggunakan satu sistem memori.

c.       Keunggulan dan Kelemahan

   Keunggulan:

Mesin MIMD adalah parallel processor (prosesor paralel), karena mereka beroperasi secara paralel pada lebih dari satu data sekali waktu. Ia mempunyai lebih dari satu prosesor independen, dan setiap prosesor dapat menjalankan program yang berbeda (oleh karenanya disebut aliran data banyak) pada datanya sendiri.

   Kelemahan:

Menggunakan secara bersama satu sistem memori, sehingga tidak efektik.

d.      Contoh Implememtasi

http://en.wikipedia.org/wiki/MIMD

http://www.c-jump.com/CIS77/CPU/VonNeumann/lecture.html#V77_0010_von_neumann