Arsitektur Von Neumann menggambarkan komputer dengan empat bagian utama: Unit Aritmatika dan Logis (ALU), unit kontrol, memori, dan alat masukan dan hasil (secara kolektif dinamakan (I/O) Input/Output. Bagian ini dihubungkan oleh berkas kawat,/ "bus".
Memori
Ram memory
Di sistem ini, memori adalah urutan byte
yang dinomori (seperti "sel" atau "lubang burung dara"), masing-masing
berisi sepotong kecil informasi. Informasi ini menjadi perintah
untuk mengatakan pada komputer apa yang harus dilakukan. Sel
berisi data
yang diperlukan komputer untuk melakukan suatu perintah. Setiap slot berisi salah satu, dan apa yang sekarang menjadi data yang kemudian menjadi perintah.
Memori menyimpan berbagai bentuk informasi sebagai angka biner.
Informasi yang belum berbentuk biner akan dipecahkan (encoded) dengan
sejumlah instruksi yang mengubahnya menjadi sebuah angka atau urutan
angka-angka. Sebagai contoh: Huruf F disimpan sebagai angka desimal 70
(atau angka biner) menggunakan salah satu metode pemecahan. Instruksi
yang lebih kompleks bisa digunakan untuk menyimpan gambar, suara, video,
dan berbagai macam informasi. Informasi yang bisa disimpan dalam satu
sell dinamakan sebuah byte.
Secara umum, memori bisa ditulis kembali lebih jutaan kali - memori
dapat diumpamakan sebagai papan tulis dan kapur yang dapat ditulis dan
dihapus kembali, daripada buku tulis dengan pena yang tidak dapat
dihapus.
Ukuran masing-masing sel, dan jumlah sel, berubah secara hebat dari
komputer ke komputer, dan teknologi dalam pembuatan memori sudah berubah
secara hebat - dari relay elektromekanik, ke tabung yang diisi dengan
air raksa (dan kemudian pegas) di mana pulsa akustik terbentuk, sampai
matriks magnet permanen, ke setiap transistor, ke sirkuit terpadu dengan
jutaan transistor di atas satu chip silikon.
Pemrosesan
Unit Pengolah Pusat atau CPU
(Central processing Unit) berperan untuk memproses perintah yang
diberikan oleh pengguna komputer, mengelolanya bersama data-data yang
ada di komputer. Unit atau peranti pemprosesan juga akan berkomunikasi
dengan peranti input , output dan storage untuk melaksanakan instruksi
yang saling terkait.
Dalam arsitektur von Neumann yang asli, ia menjelaskan sebuah Unit Aritmatika dan Logika, dan sebuah Unit Kontrol. Dalam komputer-komputer modern, kedua unit ini terletak dalam satu sirkuit terpadu (IC - Integrated Circuit), yang biasanya disebut CPU (Central Processing Unit).
Unit Aritmatika dan Logika,
atau Arithmetic Logic Unit (ALU), adalah alat yang melakukan
pelaksanaan dasar seperti pelaksanaan aritmatika (tambahan, pengurangan,
dan semacamnya), pelaksanaan logis (AND, OR, NOT),
dan pelaksanaan perbandingan (misalnya, membandingkan isi sebanyak dua
slot untuk kesetaraan). Pada unit inilah dilakukan "kerja" yang
sebenarnya.
Unit kontrol
menyimpan perintah saat ini yang dilakukan oleh komputer, memerintahkan
ALU untuk melaksanaan dan mendapatkan kembali informasi (dari memori)
yang diperlukan untuk melaksanakan perintah itu, dan memindahkan kembali
hasil ke lokasi memori yang sesuai. Unit ini berfungsi mengontrol
pembacaan instruksi program komputer.
Masukan dan hasil
I/O
membolehkan komputer mendapatkan informasi dari dunia luar, dan menaruh
hasil kerjanya di sana, dapat berbentuk fisik (hardcopy) atau non fisik
(softcopy). Ada berbagai macam alat I/O, dari yang akrab keyboard, monitor dan disk drive, ke yang lebih tidak biasa seperti webcam (kamera web, pencetak, pemindai, dan sebagainya.
Yang dimiliki oleh semua alat masukan biasa ialah bahwa mereka meng-encode (mengubah) informasi dari suatu macam ke dalam data yang bisa diolah lebih lanjut oleh sistem komputer digital. Alat output, men-decode
data ke dalam informasi yang bisa dimengerti oleh pemakai komputer.
Dalam pengertian ini, sistem komputer digital adalah contoh sistem pengolah data.
Instruksi
Perintah yang dibicarakan di atas bukan perintah seperti bahasa
manusiawi. Komputer hanya mempunyai perintah sederhana dalam jumlah
terbatas yang dirumuskan dengan baik. Perintah biasa yang dipahami
kebanyakan komputer ialah "menyalin isi sel 123, dan tempat tiruan di
sel 456", "menambahkan isi sel 666 ke sel 042, dan tempat akibat di sel
013", dan "jika isi sel 999 adalah 0, perintah berikutnya anda di sel
345".
Instruksi diwakili dalam komputer sebagai nomor - kode untuk
"menyalin" mungkin menjadi 001, misalnya. Suatu himpunan perintah khusus
yang didukung oleh komputer tertentu diketahui sebagai bahasa mesin
komputer. Dalam praktiknya, orang biasanya tidak menulis perintah untuk
komputer secara langsung di bahasa mesin tetapi memakai bahasa pemrograman
"tingkat tinggi" yang kemudian diterjemahkan ke dalam bahasa mesin
secara otomatis oleh program komputer khusus (interpreter dan kompiler).
Beberapa bahasa pemrograman berhubungan erat dengan bahasa mesin,
seperti assembler (bahasa tingkat rendah); di sisi lain, bahasa seperti Prolog didasarkan pada prinsip abstrak yang jauh dari detail pelaksanaan sebenarnya oleh mesin (bahasa tingkat tinggi)
Arsitektur
Komputer kontemporer menaruh ALU dan unit kontrol ke dalam satu sirkuit terpadu yang dikenal sebagai Unit Pemroses Sentral atau CPU.
Biasanya, memori komputer ditempatkan di atas beberapa sirkuit terpadu
yang kecil dekat UPS. Alat yang menempati sebagian besar ruangan dalam
komputer adalah ancilliary sistem (misalnya, untuk menyediakan tenaga
listrik) atau alat I/O.
Beberapa komputer yang lebih besar berbeda dari model di atas di satu
hal utama - mereka mempunyai beberapa UPS dan unit kontrol yang bekerja
secara bersamaan. Terlebih lagi, beberapa komputer, yang dipakai
sebagian besar untuk maksud penelitian dan perkomputeran ilmiah, sudah
berbeda secara signifikan dari model di atas, tetapi mereka sudah
menemukan sedikit penggunaan komersial.
Fungsi dari komputer secara prinsip sebenarnya cukup sederhana.
Komputer mencapai perintah dan data dari memorinya. Perintah dilakukan,
hasil disimpan, dan perintah berikutnya dicapai. Prosedur ini berulang
sampai komputer dimatikan.
Program
Program komputer
adalah daftar besar perintah untuk dilakukan oleh komputer, barangkali
dengan data di dalam tabel. Banyak program komputer berisi jutaan
perintah, dan banyak dari perintah itu dilakukan berulang kali. Sebuah
komputer pribadi modern yang umum (pada tahun 2003) bisa melakukan sekitar 2-3 miliar
perintah dalam sedetik. Komputer tidak mendapat kemampuan luar biasa
mereka lewat kemampuan untuk melakukan perintah kompleks. Tetapi, mereka
melakukan jutaan perintah sederhana yang diatur oleh orang pandai,
pemrogram. "Programmer Baik memperkembangkan set-set perintah untuk
melakukan tugas biasa (misalnya, menggambar titik di layar) dan lalu
membuat set-set perintah itu tersedia kepada programmer lain." Dewasa
ini, kebanyakan komputer kelihatannya melakukan beberapa program
sekaligus. Ini biasanya diserahkan ke sebagai tugas ganda.
Pada kenyataannya, UPS melakukan perintah dari satu program, kemudian
setelah beberapa saat, UPS beralih ke program kedua dan melakukan
beberapa perintahnya. Jarak waktu yang kecil ini sering diserahkan ke
sebagai irisan waktu (time-slice). Ini menimbulkan khayal program
lipat ganda yang dilakukan secara bersamaan dengan memberikan waktu UPS
di antara program. Ini mirip bagaimana film adalah rangkaian kilat saja
masih membingkaikan. Sistem operasi adalah program yang biasanya menguasai kali ini membagikan
Sistem operasi
Sistem operasi
ialah semacam gabungan dari potongan kode yang berguna. Ketika semacam
kode komputer dapat dipakai secara bersama oleh beraneka-ragam program
komputer, setelah bertahun-tahun, pemrogram (programmer) akhirnya
memindahkannya ke dalam sistem operasi.
Sistem operasi, menentukan program mana yang akan dijalankan, kapan,
dan alat yang mana (seperti memori atau I/O) yang mereka gunakan. Sistem
operasi juga memberikan layanan (service) kepada program lain, seperti
kode yang membolehkan pemrogram untuk menulis program untuk suatu mesin
tanpa perlu mengetahui detail dari semua alat elektronik yang terhubung
pada komputer.
Disarikan dari: Wikipedia
