Berdasarkan bagan
diatas, komputer dengan arsitektur Von Neumann terdiri dari:
- Unit pemroses yang terdiri dari Arithmetic Logic Unit (ALU) dan register proses.
- Unit kontrol yang terdiri dari register instruksi dan program counter.
- Memori.
- Akumulator yang berupa mekanisme input dan output.
- (tidak digambarkan) Mass storage eksternal (penyimpanan data luar).
CPU, atau prosesor,
seperti yang kita kenal sekarang ini, adalah komponen yang
mengendalikan instruksi-instruksi dan sistem komputer itu sendiri.
Dahulu, prosesor terdiri dari tabung-tabung hampa yang makan tempat.
Seiring penemuan transistor, papan sirkuit, VLSI, dan ULSI, ukuran
prosesor semakin mengecil hingga kini intinya bisa mencapai ukuran 45
nanometer.
Sebuah CPU modern,
setidaknya memiliki 4 bagian inti: ALU, register, control unit, dan
bus.
ALU berfungsi untuk
melakukan penghitungan aritmetis dan logika dengan instruksi program.
ALU memberikan output operasi matematika sederhana seperti
penjumlahan, pengurangan, dkk. berdasarkan inputnya, lalu
memberikannya pada output register.
Register sendiri,
baik register proses maupun instruksi, adalah alat penyimpanan akses
dengan kecepatan cukup tinggi, untuk menyimpan data dan instruksi
yang sedang diproses. Register bekerja dalam prosesor, memproses data
atau instruksi yang paling pertama. Instruksi lainnya menunggu di
memori hingga gilirannya tiba.
Control unit, atau
unit kontrol, berfungsi mengatur dan mengendalikan setiap peralatan
yang tersambung dengan komputer. Control unit mengatur kapan alat
input menerima data, kapan data tersebut akan diproses, dan kapan
output data tersebut akan ditampilkan. Control unit juga mengatur
lalu lintas instruksi yang berpindah-pindah dari memori, alat input,
dan CPU.
Sementara Bus adalah
penghubung antara semua komponen tersebut. Bus berupa sekumpulan
kabel-kabel paralel untuk mentransmisikan data, instruksi, maupun
sinyal kontrol.
Bagaimana
Cara Kerjanya?
Coba
kita lihat lagi bagan diatas.
Sebagai contoh
sederhana, umpamakan saja kita membuka dokumen Excel baru dan mulai
mengetik sebuah pembukuan. Kita menginput karakter-karakter lewat
keyboard. Input kita masuk melalui bus (berupa panah) ke prosesor.
Prosesor lalu mengolah input kita menjadi output tampilan, dialirkan
lewat bus, dan ditampilkan oleh monitor.
Lalu kita hendak
menggunakan rumus untuk menghitung sisa saldo. Setelah rumus dan
nilai-nilai dimasukkan, alurnya juga akan sama mengikuti dengan
diatas. Input rumus diteruskan ke CPU, dan dikembalikan lagi dengan
wujud hasil penghitungan yang sangat akurat.
Setelah itu, kita
hendak menyimpan dokumen tersebut. Kita menekan tombol save sebagai
input. Dokumen tersebut sebelumnya tersimpan di memori pemrosesan.
Setelah kita menginput perintah save yang setelah itu diproses CPU,
dokumen tersebut dipindahkan ke memori penyimpanan. Voila! Dokumen
sudah tersimpan dan untungnya kita tidak lupa untuk men-save
pekerjaan kita. Tapi kemudian kita memutuskan untuk membuka sebuah
dokumen Word lama. Kita menginputkan perintah membuka dokumen itu,
perintah diproses CPU, lalu dokumen yang berada di memori penyimpanan
diambil dan ditaruh di memori pemrosesan untuk kita acak-acak.
Untuk
proses lebih detilnya, urutan-urutan proses tersebut adalah:
- Instruction fetch – pengambilan instruksi
- Instruction Decode – perintah diproses
- Operand fetch – pengambilan operand/data
- Execute – menjalankan instruksi
- Result store – menyimpan hasil proses
- Next instruction – standby untuk perintah selanjutnya, kembali ke poin 1
Princeton
VS Harvard?
Dua nama besar yang
mengembangkan sistem komputer dengan program tersimpan di tahun
1940an adalah Institut Princeton dan Universitas Harvard.
Arsitektur Harvard
memiliki konsep yang sama dengan arsitektur Von Neumann yang juga
dikenal dengan arsitektur Princeton, namun unit memorinya terpisah
antara penyimpanan dan pemroses. Sementara Von Neumann menggabungkan
keduanya.
Namun kini, hampir
semua arsitektur komputer pada umumnya menggunakan Von Neumann,
sementara Harvard lebih diterapkan pada pemroses sinyal digital (DSP)
dari perangkat audio visual dan mikro kontroler.
