Arsitektur Komputer danOrganisasi Komputer
I. PENGERTIAN
Arsitektur Komputer mempelajari
atribut ‑ atribut sistem komputer yang terkait dengan seorang programmer.
contoh: set instruksi, aritmetilka yang digunakan, teknik pengalamatan,
mekanisme I/0.
Organisasi Komputer mempelajari
bagian yang terkait dengan unit‑unit operasional computer dan hubungan antara
komponen sistem komputer. contoh: sinyal kontrol, interface, teknologi memori.
II. PERBEDAAN
Arsitektur Komputer
Adalah konsep perencanaan dan struktur pengoperasian
dasar dari suatu sistem komputer. Arsitektur komputer ini merupakan rencana
cetak-biru dan deskripsi fungsional dari kebutuhan bagian perangkat keras yang
didesain (kecepatan proses dan sistem interkoneksinya). Dalam hal ini, implementasi
perencanaan dari masing–masing bagian akan lebih difokuskan terutama, mengenai
bagaimana CPU akan bekerja, dan mengenai cara pengaksesan data dan alamat dari
dan ke memori cache, RAM, ROM, cakram keras, dll). Beberapa contoh dari
arsitektur komputer ini adalah Arsitektur von Neumann, CISC, RISC, blue gene,
dll.
Dalam bidang teknik komputer, arsitektur komputer adalah
konsep perencanaan dan struktur pengoperasian dasar dari suatu sistem
computer.Biasanya mempelajari atribut-atribut sistem komputer yang terkait
dengan eksekusi logis sebuah program.
Arsitektur komputer ini merupakan rencana cetak-biru dan
deskripsi fungsional dari kebutuhan bagian perangkat keras yang didesain
(kecepatan proses dan sistem interkoneksinya).
Dalam hal ini, implementasi perencanaan dari
masing–masing bagian akan lebih difokuskan terutama, mengenai bagaimana CPU
akan bekerja, dan mengenai cara pengaksesan data dan alamat dari dan ke memori
cache, RAM, ROM, cakram keras, dll). Beberapa contoh dari arsitektur komputer
ini adalah arsitektur von Neumann, CISC, RISC, blue Gene, dll.
Arsitektur komputer juga dapat didefinisikan dan
dikategorikan sebagai ilmu dan sekaligus seni mengenai cara interkoneksi
komponen-komponen perangkat keras untuk dapat menciptakan sebuah komputer yang
memenuhi kebutuhan fungsional, kinerja, dan target biayanya.
Arsitektur komputer mempelajari atribut — atribut sistem
komputer yang terkait dengan seorang programmer, dan memiliki dampak langsung
pada eksekusi logis sebuah program.Sebagaimana contoh: set instruksi,
aritmetika yang digunakan, teknik pengalamatan, mekanisme I/0.
Arsitektur komputer ini paling tidak mengandung 3
sub-kategori:
1. Set instruksi (ISA)
2. Arsitektur mikro dari ISA, dan
3. Sistem desain dari seluruh komponen dalam perangkat
keras komputer ini.
Organisasi Komputer
Adalah bagian yang terkait erat dengan unit — unit
operasional dan interkoneksi antar komponen penyusun sistem komputer dalam
merealisasikan aspek arsitekturalnya. Contoh aspek organisasional adalah
teknologi hardware, perangkat antarmuka, teknologi memori, dan sinyal — sinyal
kontrol.
Arsitektur komputer lebih cenderung pada kajian atribut
— atribut sistem komputer yang terkait dengan seorang programmer. Contohnya,
set instruksi, aritmetika yang digunakan, teknik pengalamatan, mekanisme I/O.
Dan juga dapat didefinisikan dan dikategorikan sebagai
ilmu dan sekaligus seni mengenai cara interkoneksi komponen-komponen perangkat
keras untuk dapat menciptakan sebuah komputer yang memenuhi kebutuhan
fungsional, kinerja, dan target biayanya.
Organisasi Komputer :
Organisasi komputer adalah bagian yang terkait erat
dengan unit — unit operasional dan interkoneksi antar komponen penyusun sistem
komputer dalam merealisasikan aspek arsitekturalnya. Biasanya mempelajari
bagian yang terkait dengan unit-unit operasional komputer dan hubungan antara
komponen-komponen sister komputer.
Contoh aspek organisasional adalah teknologi hardware,
perangkat antarmuka, teknologi memori, dan sinyal — sinyal kontrol.Arsitektur
komputer lebih cenderung pada kajian atribut — atribut sistem komputer yang
terkait dengan seorang programmer. Contohnya, set instruksi, aritmetika yang
digunakan, teknik pengalamatan, mekanisme I/O.
Sebagai contoh apakah suatu komputer perlu memiliki
instruksi pengalamatan pada memori merupakan masalah rancangan arsitektural.
Apakah instruksi pengalamatan tersebut akan diimplementasikan secara langsung
ataukah melalui mekanisme cache adalah kajian organisasional.
Jika organisasi komputer mempelajari bagian yang terkait
dengan unit-unit operasional komputer dan hubungan antara komponen sistem
computer,dan interkoneksinya yang merealisasikan spesifikasi arsitektural
contoh: teknologi hardware, perangkat antarmuka
(interface), teknologi memori, sistem memori, dan sinyal–sinyal kontrol
Perbedaaan Utamanya :
Organisasi Komputer :
– Bagian yang terkait dengan erat dengan unit — unit
operasional
– Contoh : teknologi hardware, perangkat antarmuka,
teknologi memori, sistem memori, dan sinyal — sinyal control
Arsitektur Komputer :
– Atribut — atribut sistem komputer yang terkait dengan
seorang programmer
– Contoh : Set instruksi, aritmetika yang dipergunakan,
teknik pengalamatan, mekanisme I/O
Struktur dan Fungsi Utama Komputer
A. Struktur Komputer
Komputer adalah sebuah sistem yang berinteraksi dengan
cara tertentu dengan dunia luar.
Interaksi dengan dunia luar dilakukan melalui perangkat
peripheral dan saluran komunikasi.
Dalam buku ini akan banyak dikaji seputar struktur
internal komputer. Perhatikan gambar 1.2,
terdapat empat struktur utama:
·
Central Processing Unit (CPU),berfungsi sebagai pengontrol operasi
komputer danpusat pengolahan fungsi — fungsi komputer. Kesepakatan, CPU cukup
disebut sebagai processor(prosesor) saja.
·
Memori Utama, berfungsi sebagai penyimpan data.
·
_I/O, berfungsi memindahkan data ke lingkungan luar atau perangkat
lainnya.
·
System Interconnection, merupakan sistem yang menghubungkan
CPU, memori utama dan dan O/I
Komponen yang paling menarik namun paling kompleks
adalah CPU. Struktur CPU terlihat
pada gambar 1.2, dengan struktur utamanya adalah :
·
Control Unit, berfungsi untuk mengontrol operasi
CPU dan mengontrol komputer secarakeseluruhan.
·
Arithmetic And Logic Unit (ALU),berfungsi untuk membentuk fungsi —
fungsipengolahan data komputer.
·
Register, berfungsi sebagai penyimpan internal
bagi CPU.
·
CPU Interconnection, berfungsi menghubungkan seluruh
bagian dari CPU.
B. Fungsi Komputer
Fungsi dasar sistem komputer adalah sederhana seperti
terlihat pada gambar 1.3. Pada
prinsipnya terdapat empat buah fungsi operasi, yaitu :
_ Fungsi Operasi Pengolahan Data
_ Fungsi Operasi Penyimpanan Data
_ Fungsi Operasi Pemindahan Data
_ Fungsi Operasi Kontrol
Komputer harus dapat memproses data.
Representasi data di sini bermacam–macam,
akan tetapi nantinya data harus disesuaikan dengan mesin
pemrosesnya. Dalam pengolahan data, komputer memerlukan unit penyimpanan
sehingga diperlukan suatu mekanisme penyimpanan data.
Walaupun hasil komputer digunakan saat itu, setidaknya komputer memerlukan
media penyimpanan untuk data prosesnya. Dalam interaksi dengan dunia luar
sebagai fungsi pemindahan datadiperlukan antarmuka (interface),
proses ini dilakukan oleh unit Input/Output (I/O) dan
perangkatnya disebut peripheral. Saat interaksi dengan perpindahan
data yang jauh atau dari remote device, komputer melakukan proseskomunikasi
data.
Gambar 1.4 mengilustrasikan operasi–operasi komputer.
Gambar 1.4a adalah operasi pemindahan data, gambar 1.4b adalah operasi
penyimpanan data, gambar 1.4c dan gambar 1.4d adalah operasi pengolahan data.
STRUKTUR KOMPUTER
— Struktur komputer didefinisikan sebagai cara-cara dari
tiap komponen saling terkait.
Empat komponen pokok sistem komputer:
1. Pemroses
2. Memori Utama
3. Perangkat masukan dan keluaran
4. Interkoneksi antarkomponen
a. Arsitektur mesin analisis babbage (1843)
Penemu bernama chals babbage pada tahun 1843, dia
menemukan suatu konsep pemrosesan data yang menjadi dasar kerja computer zaman
sekarang .
1) Alat mekanis pertama yang digunakan untuk algoritma
2) Pemrograman langsung dilakukan oleh programmer , ada
augustua lovelce (penemu bahasa pemrograman)
Arsitektur mesin
a) Bagian input, digunakan untuk membaca intruksi —
intruksi dan data dari kartu berlubang
b) Bagian penyimpanan, memuat 1000 word yang masing
–masing terdiri dari 50 digit decimal
c) Bagian pengolahan, digunakan untuk melakukan pemroses
data berdasarkan intrusi yang dilakukan kartu plong
d) Bagian output , terdiri dari output tercatat dan
tercetak yang digunakan untuk menyimpan serta menampilkan hasilnya
e) Kelemahan : mesin in belum stored program
a. Arsitektur mesin van neuman (1952)
Mewakili mesiin computer generasi pertama yang bersifat
stored program , konnsep binary menjadi tonggak sejarah dalam terciptanya
computer digital
Sketsa computer van neumen :
Arsitektur mesin :
1. Unit Input, untuk
membaca data dan instruksi yang diberikan.
2. Main Memory, terdiri
dari 4096 Word satu word memuat 40 bit biner.
3. Arithmetic Logic, sebagai bagian yang berfungsi sebagai unit pemrosesan.
4. Control Unit, sebagai
pengendali kerja antar komponen arsitektur.
5. Unit Output, untuk
menampilkan hasil pengolahan data yang dilakukan ALU dan CU.
a. Arsitektur Mesin computer modem (1980).
1. Registers,
adalah media penyimpan internal CPU yang digunakan saat proses pengolahan data
2. Arithmetic and Logic Unit (ALU), bertugas membentuk fungsi — fungsi pengolahan data
computer
3. Control Unit,
bertugas mengontrol operasi CPU dan secara keseluruhan mengontrol komputer
sehingga terjadi sinkronisasi kerja antar komponen dalam menjalankan fungsi —
fungsi operasinya
4. CPU Interconnections, adalah sistem koneksi dan bus yang menghubungkan
komponen internal CPU, yaitu ALU, unit kontrol dan register — register dan juga
dengan bus — bus eksternal CPU yang menghubungkan dengan sistem lainnya
1. Fungsi CPU
a. Fungsi CPU adalah
penjalankan program — program yang disimpan dalam memori utama dengan cara
mengambil instruksi — instruksi, menguji instruksi tersebut dan mengeksekusinya
satu persatu sesuai alur perintah
b. Proses Eksekusi Program adalah dengan mengambil pengolahan instruksi yang
terdiri dari dua langkah, yaitu operasi pembacaan instruksi (fetch) dan operasi
pelaksanaan instruksi (execute)
c. Siklus Fetch Eksekusi Program :
1) CPU awalnya akan membaca instruksi dari memori
2) Terdapat register dalam CPU yang berfungsi mengawasi
dan menghitung instruksi selanjutnya, yang disebut Program Counter (PC).
3) PC akan menambah satu hitungannya setiap kali CPU
membaca instruksi.
4) Instruksi — instruksi yang dibaca akan dibuat dalam
register instruksi (IR).
2. AKSI-AKSI DI DALAM CPU.
a. CPU — Memori, perpindahan data dari CPU
ke memori dan sebaliknya
b. CPU — I/0, perpindahan data dari CPU ke
modul I/0 dan sebaliknya
c. Pengolahan Data, CPU membentuk
sejumlah operasi aritmatika dan logika terhadap data
d. Kontrol, merupakan instruksi
untuk pengontrolan fungsi atau kerja. Misalnya instruksi pengubahan urusan
eksekusi
3. SIKLUS INSTRUKSI DALAM CPU.
a. Instruction Addess Calculation (IAC),yaitu
mengkalkulasi atau menentukan alamat instruksi berikutnya yang akan dieksekusi.
Biasanya melibatkan penambahan bilangan tetap ke alamat instruksi sebelumnya
b. Instruction Fetch (IF), yaitu
membaca atau pengambil instruksi dari lokasi memorinya ke CPU
c. Instruction Operation Decoding (IOD),yaitu
menganalisa instruksi untuk menentukan jenis operasi yang akan dibentuk dan
operand yang akan digunakan
d. Operand Address Calculation (OAC),yaitu
menentukan alamat operand, hal ini dilakukan apabila melibatkan referensi
operand pada memori
e. Operand Fetch (OF), adalah
mengambil operand dari memori atau dari modul 1/0
f. Data Operation (DO), yaitu
membentuk operasi yang diperintahkan dalam instruksi
g. Operand store (OS), yaitu
menyimpan hasil eksekusi ke dalam memori
4. TENTANG INTERUPT.
a. Fungsi interupsi adalah mekanisme penghentian atau
pengalihan pengolahan instruksi dalam CPU kepada routine interupsi. Hampir
semua modul (memori dan I/0) memiliki mekanisme yang dapat menginterupsi kerja
CPU.
b. Tujuan interupsi secara umum untuk menejemen
pengeksekusian routine instruksi agar efektif dan efisien antar CPU dan modul —
modul I/0 maupun memori.
c. Setiap komponen komputer dapat menjalankan tugasnya
secara bersamaan, tetapi kendali terletak pada CPU disamping itu kecepatan
eksekusi masing — masing modul berbeda sehingga dengan adanya fungsi interupsi
ini dapat sebagai sinkronisasi kerja antar modul.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar