Selasa, 17 Maret 2015
Selasa, 23 Desember 2014
BUS DATA
PENGERTIAN BUS
Pada motherboard terdapat saluran-saluran penghubung yang menghubungkan satu komponen dengan komponen lainnya. Saluran penghubung ini berupa garis-garis yang tercetak pada PCB motherboard. Melalui saluran-saluran inilah data, informasi, dan instruksi-instruksi yang diberikan pada komputer ditransfer/melintas dari komponen satu ke komponen lainnya. Data dan instruksi tersebut diangkut dalam wujud sinyal-sinyal elektronis yang mempunyai makna tertentu. Sekelompok saluran yang mempunyai fungsi yang sama disebut jalur atau bus. Saluran-saluran penghubung tadi disebut pula dengan istikah konduktor.
KONEKSI BUS
Bus merupakan lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih komponen komputer. Sifat penting dan merupakan syarat utama bus adalah media transmisi yang dapat digunakan bersama oleh sejumlah perangkat yang terhubung apadanya.
Karena digunakan bersama, diperlukan aturan main agar tidak terjadi tabrakan data atau kerusakan data yang ditransmisikan. Walaupun digunakan bersama namun dalam satu waktu hanya ada sebuah perangkat yang dapat menggunakan bus.
TIPE BUS
Berdasar jenis busnya, bus dibedakan menjadi bus yang khusus menyalurkan data tertentu, misalnya paket data saja, atau alamat saja, jenis ini disebut dedicated bus. Namun apabila bus dilalukan informasi yang berbeda baik data, alamat maupun sinyal kontrol dengan metode mulipleks data maka bus ini disebut multiplexed bus.
Keuntungan mulitiplexed bus adalah hanya memerlukan saluran sedikit sehingga dapat menghemat tempat, namun kerugiannya adalah kecepatan transfer data menurun dan diperlukan mekanisme yang komplek untuk mengurai data yang telah dimulitipleks.
Saat ini yang umum, bus didedikasikan untuk tiga macam, yaitu bus data, bus alamat dan bus
kontrol.
ALU (Aritmetik Logic Unit)
adalah sebuah sirkuit digital yang melakukan aritmatika dan logika operasi. ALU adalah sebuah blok bangunan fundamental dari central processing unit komputer, dan bahkan yang paling sederhana mikroprosesor mengandung satu untuk tujuan seperti timer mempertahankan. Prosesor ditemukan di dalam CPU modern dan unit pengolahan grafis ( GPU ) mengakomodasi ALUS sangat kuat dan sangat kompleks, sebuah komponen tunggal mungkin berisi sejumlah alus.
- Fixed Point
adalah tipe data yang nyata untuk nomor yang telah tetap jumlah digit setelah (dan kadang-kadang juga sebelum) titik radix (setelah titik desimal dalam notasi desimal bahasa Inggris '.'). Representasi fixed-point nomor dapat dibandingkan dengan (dan lebih menuntut komputasi) lebih rumit floating point representasi nomor.
Fixed-point nomor berguna untuk mewakili nilai-nilai pecahan, biasanya dalam basis 2 atau basis 10, ketika menjalankan prosesor tidak memiliki unit floating point (FPU) atau jika fixed-point menyediakan peningkatan kinerja atau akurasi untuk aplikasi di tangan. Paling rendah-biaya tertanam mikroprosesor dan mikrokontroler tidak memiliki FPU.
- Floating Point
floating point menjelaskan metode mewakili bilangan real dalam cara yang dapat mendukung berbagai nilai. Nomor, pada umumnya, mewakili sekitar untuk tetap jumlah digit yang signifikan dan ditingkatkan menggunakan eksponen . Dasar untuk scaling biasanya 2, 10 atau 16. Jumlah yang khas yang dapat diwakili tepat adalah dalam bentuk:
Signifikan digit × basis eksponen
Floating point merujuk pada fakta bahwa titik radix (titik desimal, atau, lebih umum di komputer, titik biner) dapat "mengambang", yaitu, dapat ditempatkan di mana saja relatif terhadap angka signifikan dari nomor tersebut. Posisi ini ditunjukkan secara terpisah dalam representasi internal, dan floating-point sehingga representasi dapat dianggap sebagai realisasi komputer notasi ilmiah.
CU (Control Unit)
adalah salah satu bagian dari CPU yang bertugas untuk memberikan arahan/kendali/ kontrol terhadap operasi yang dilakukan di bagian ALU (Arithmetic Logical Unit) di dalam CPU tersebut. Output dari CU ini akan mengatur aktivitas dari bagian lainnya dari perangkat CPU tersebut.
Pada awal-awal desain komputer, CU diimplementasikan sebagai ad-hoc logic yang susah untuk didesain. Sekarang, CU diimplementasikan sebagai sebuah microprogram yang disimpan di dalam tempat penyimpanan kontrol (control store). Beberapa word dari microprogram dipilih oleh microsequencer dan bit yang datang dari word-word tersebut akan secara langsung mengontrol bagian-bagian berbeda dari perangkat tersebut, termasuk di antaranya adalah register, ALU, register instruksi, bus dan peralatan input/output di luar chip. Pada komputer modern, setiap subsistem ini telah memiliki kontrolernya masing-masing, dengan CU sebagai pemantaunya (supervisor).
REGISTER
Adalah memori yang kecil pada computer yang bekerja dengan kecepatan sangat tinggi yang digunakan untuk melakukan eksekusi terhadap program-program komputer dengan menyediakan akses yang cepat terhadap nilai-nilai yang umum digunakan. Umumnya nilai-nilai yang umum digunakan adalah nilai yang sedang dieksekusi dalam waktu tertentu.
- Set Register
Prosesor memiliki 16 register 16-bit, meskipun hanya 12 dari mereka adalah tujuan yang benar-benar umum. Empat pertama telah mendedikasikan menggunakan:
• r0 (alias PC) adalah program counter. Anda bisa melompat dengan menentukan r0, dan konstanta yang diambil langsung dari aliran instruksi menggunakan pasca-kenaikan mode pengalamatan r0. PC selalu bahkan.
• r1 (alias SP) adalah stack pointer. Ini digunakan oleh panggilan dan instruksi dorong, dan dengan penanganan interupsi. Hanya ada satu stack pointer; MSP430 tidak memiliki apa pun yang menyerupai mode supervisor. Pointer stack selalu bahkan; Tidak jelas apakah LSB bahkan diimplementasikan.
• r2 (alias SR) adalah register status.
• r3 ini didesain untuk 0. Jika ditetapkan sebagai sumber, nilainya adalah 0. Jika ditetapkan sebagai tujuan, nilai tersebut akan dibuang.
- Control Register
Adalah prosesor yang mengubah atau mengontrol CPU atau perangkat digital lainnya. Tugas dari control register adalah untuk mengontrol setiap alamat yang ada di CPU dan untuk switching mode pengalamatan.
Pada motherboard terdapat saluran-saluran penghubung yang menghubungkan satu komponen dengan komponen lainnya. Saluran penghubung ini berupa garis-garis yang tercetak pada PCB motherboard. Melalui saluran-saluran inilah data, informasi, dan instruksi-instruksi yang diberikan pada komputer ditransfer/melintas dari komponen satu ke komponen lainnya. Data dan instruksi tersebut diangkut dalam wujud sinyal-sinyal elektronis yang mempunyai makna tertentu. Sekelompok saluran yang mempunyai fungsi yang sama disebut jalur atau bus. Saluran-saluran penghubung tadi disebut pula dengan istikah konduktor.
ORGANISASI
BUS
Organsiasi bus merupakan sekumpulan dari bagian-bagian bus dimana tersusun menjadi satu,yang memungkinkan suatu bus dapat bekerja dan dapat dilakukan. Adapun bagian tersebut yaitu seperti Pengertian jalur tidak sama dengan saluran. Dalam hal ini, jalur adalah kata jamak dari saluran. Pahamilah penjelasan berikut ini: Jalur data (data bus) yang terdiri dari beberapa (sejumlah) saluran data, jalur adres (address bus) terdiri dari beberapa (sejumlah) saluran adreess dan jalur kontrol (control bus) terdiri dari beberapa (sejumlah) saluran control.
STRUKTUR BUS
Sebuah bus biasanya terdiri atas beberapa saluran. Sebagai contoh bus data terdiri atas 8 saluran sehingga dalam satu waktu dapat mentransfer data 8 bit. Secara umum fungsi saluran bus dikatagorikan dalam tiga bagian, yaitu saluran data, saluran alamat dan saluran control. Saluran data(data bus) adalah lintasan bagi perpindahan data antar modul. Secara kolektif lintasan ini disebut bus data. Umumnya jumlah saluran terkait dengan panjang word, misalnya 8, 16, 32 saluran dengan tujuan agar mentransfer word dalam sekali waktu. Jumlah saluran dalam bus data dikatakan lebar bus, dengan satuan bit, misal lebar bus 16 bit.
Organsiasi bus merupakan sekumpulan dari bagian-bagian bus dimana tersusun menjadi satu,yang memungkinkan suatu bus dapat bekerja dan dapat dilakukan. Adapun bagian tersebut yaitu seperti Pengertian jalur tidak sama dengan saluran. Dalam hal ini, jalur adalah kata jamak dari saluran. Pahamilah penjelasan berikut ini: Jalur data (data bus) yang terdiri dari beberapa (sejumlah) saluran data, jalur adres (address bus) terdiri dari beberapa (sejumlah) saluran adreess dan jalur kontrol (control bus) terdiri dari beberapa (sejumlah) saluran control.
STRUKTUR BUS
Sebuah bus biasanya terdiri atas beberapa saluran. Sebagai contoh bus data terdiri atas 8 saluran sehingga dalam satu waktu dapat mentransfer data 8 bit. Secara umum fungsi saluran bus dikatagorikan dalam tiga bagian, yaitu saluran data, saluran alamat dan saluran control. Saluran data(data bus) adalah lintasan bagi perpindahan data antar modul. Secara kolektif lintasan ini disebut bus data. Umumnya jumlah saluran terkait dengan panjang word, misalnya 8, 16, 32 saluran dengan tujuan agar mentransfer word dalam sekali waktu. Jumlah saluran dalam bus data dikatakan lebar bus, dengan satuan bit, misal lebar bus 16 bit.
KONEKSI BUS
Bus merupakan lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih komponen komputer. Sifat penting dan merupakan syarat utama bus adalah media transmisi yang dapat digunakan bersama oleh sejumlah perangkat yang terhubung apadanya.
Karena digunakan bersama, diperlukan aturan main agar tidak terjadi tabrakan data atau kerusakan data yang ditransmisikan. Walaupun digunakan bersama namun dalam satu waktu hanya ada sebuah perangkat yang dapat menggunakan bus.
TIPE BUS
Berdasar jenis busnya, bus dibedakan menjadi bus yang khusus menyalurkan data tertentu, misalnya paket data saja, atau alamat saja, jenis ini disebut dedicated bus. Namun apabila bus dilalukan informasi yang berbeda baik data, alamat maupun sinyal kontrol dengan metode mulipleks data maka bus ini disebut multiplexed bus.
Keuntungan mulitiplexed bus adalah hanya memerlukan saluran sedikit sehingga dapat menghemat tempat, namun kerugiannya adalah kecepatan transfer data menurun dan diperlukan mekanisme yang komplek untuk mengurai data yang telah dimulitipleks.
Saat ini yang umum, bus didedikasikan untuk tiga macam, yaitu bus data, bus alamat dan bus
kontrol.
ALU (Aritmetik Logic Unit)
adalah sebuah sirkuit digital yang melakukan aritmatika dan logika operasi. ALU adalah sebuah blok bangunan fundamental dari central processing unit komputer, dan bahkan yang paling sederhana mikroprosesor mengandung satu untuk tujuan seperti timer mempertahankan. Prosesor ditemukan di dalam CPU modern dan unit pengolahan grafis ( GPU ) mengakomodasi ALUS sangat kuat dan sangat kompleks, sebuah komponen tunggal mungkin berisi sejumlah alus.
- Fixed Point
adalah tipe data yang nyata untuk nomor yang telah tetap jumlah digit setelah (dan kadang-kadang juga sebelum) titik radix (setelah titik desimal dalam notasi desimal bahasa Inggris '.'). Representasi fixed-point nomor dapat dibandingkan dengan (dan lebih menuntut komputasi) lebih rumit floating point representasi nomor.
Fixed-point nomor berguna untuk mewakili nilai-nilai pecahan, biasanya dalam basis 2 atau basis 10, ketika menjalankan prosesor tidak memiliki unit floating point (FPU) atau jika fixed-point menyediakan peningkatan kinerja atau akurasi untuk aplikasi di tangan. Paling rendah-biaya tertanam mikroprosesor dan mikrokontroler tidak memiliki FPU.
- Floating Point
floating point menjelaskan metode mewakili bilangan real dalam cara yang dapat mendukung berbagai nilai. Nomor, pada umumnya, mewakili sekitar untuk tetap jumlah digit yang signifikan dan ditingkatkan menggunakan eksponen . Dasar untuk scaling biasanya 2, 10 atau 16. Jumlah yang khas yang dapat diwakili tepat adalah dalam bentuk:
Signifikan digit × basis eksponen
Floating point merujuk pada fakta bahwa titik radix (titik desimal, atau, lebih umum di komputer, titik biner) dapat "mengambang", yaitu, dapat ditempatkan di mana saja relatif terhadap angka signifikan dari nomor tersebut. Posisi ini ditunjukkan secara terpisah dalam representasi internal, dan floating-point sehingga representasi dapat dianggap sebagai realisasi komputer notasi ilmiah.
CU (Control Unit)
adalah salah satu bagian dari CPU yang bertugas untuk memberikan arahan/kendali/ kontrol terhadap operasi yang dilakukan di bagian ALU (Arithmetic Logical Unit) di dalam CPU tersebut. Output dari CU ini akan mengatur aktivitas dari bagian lainnya dari perangkat CPU tersebut.
Pada awal-awal desain komputer, CU diimplementasikan sebagai ad-hoc logic yang susah untuk didesain. Sekarang, CU diimplementasikan sebagai sebuah microprogram yang disimpan di dalam tempat penyimpanan kontrol (control store). Beberapa word dari microprogram dipilih oleh microsequencer dan bit yang datang dari word-word tersebut akan secara langsung mengontrol bagian-bagian berbeda dari perangkat tersebut, termasuk di antaranya adalah register, ALU, register instruksi, bus dan peralatan input/output di luar chip. Pada komputer modern, setiap subsistem ini telah memiliki kontrolernya masing-masing, dengan CU sebagai pemantaunya (supervisor).
REGISTER
Adalah memori yang kecil pada computer yang bekerja dengan kecepatan sangat tinggi yang digunakan untuk melakukan eksekusi terhadap program-program komputer dengan menyediakan akses yang cepat terhadap nilai-nilai yang umum digunakan. Umumnya nilai-nilai yang umum digunakan adalah nilai yang sedang dieksekusi dalam waktu tertentu.
- Set Register
Prosesor memiliki 16 register 16-bit, meskipun hanya 12 dari mereka adalah tujuan yang benar-benar umum. Empat pertama telah mendedikasikan menggunakan:
• r0 (alias PC) adalah program counter. Anda bisa melompat dengan menentukan r0, dan konstanta yang diambil langsung dari aliran instruksi menggunakan pasca-kenaikan mode pengalamatan r0. PC selalu bahkan.
• r1 (alias SP) adalah stack pointer. Ini digunakan oleh panggilan dan instruksi dorong, dan dengan penanganan interupsi. Hanya ada satu stack pointer; MSP430 tidak memiliki apa pun yang menyerupai mode supervisor. Pointer stack selalu bahkan; Tidak jelas apakah LSB bahkan diimplementasikan.
• r2 (alias SR) adalah register status.
• r3 ini didesain untuk 0. Jika ditetapkan sebagai sumber, nilainya adalah 0. Jika ditetapkan sebagai tujuan, nilai tersebut akan dibuang.
- Control Register
Adalah prosesor yang mengubah atau mengontrol CPU atau perangkat digital lainnya. Tugas dari control register adalah untuk mengontrol setiap alamat yang ada di CPU dan untuk switching mode pengalamatan.
VIRTUAL MEMORI
Virtual Memory
adalah ruang HDD yang menggunakan beberapa bagian sebagai memori. Ini adalah
aplikasi yang digunakan untuk menyimpan data dan instruksi yang saat ini tidak
diperlukan agar proses oleh sistem. Selama proses loading
program, sistem akan menyalin data aplikasi dan instruksi dari HDD ke memori
utama (sistem memori). Oleh karena itu sistem dapat menggunakan sumber daya
seperti CPU untuk memproses dan melaksanakannya. Setelah mendapatkan memori
sistem penuh, sistem akan mulai bergerak beberapa data dan instruksi yang tidak
perlu lagi untuk memproses ke Virtual Memory sampai data dan instruksi mereka
perlu proses lagi. Sehingga sistem dapat memanggil aplikasi berikutnya data dan
instruksi dan menyalinnya ke memori utama agar sistem untuk memproses
beristirahat dan beban program. Ketika data dan instruksi yang ada di Memori
Virtual perlu proses lagi, sistem akan memeriksa terlebih dahulu memori utama
untuk ruang. Jika ada ruang, itu hanya akan menukar mereka ke memori utama.
Jika tidak ada ruang yang tersisa untuk memori utama, sistem akan memeriksa
terlebih dahulu memori utama dan memindahkan setiap data dan instruksi yang
tidak perlu proses ke Memori Virtual.
Kemudian menukar
data dan instruksi yang perlu proses oleh sistem dari Memori Virtual ke memori
utama. Setelah terlalu rendah dari ukuran Virtual Memory atau Memori Virtual
ukuran besar (yang berarti ukuran yang berada di atas dua kali lipat dari
sistem memori) bukan ide yang baik. Jika Anda menetapkan Memori Virtual terlalu
rendah, maka OS akan terus mengeluarkan pesan kesalahan yang menyatakan baik
Tak cukup memori atau Virtual terlalu rendah. Hal ini karena beberapa bagian
dari sistem memori digunakan untuk menyimpan OS Kernel, dan membutuhkan untuk
tetap berada dalam memori utama sepanjang waktu. Oleh karena itu sistem harus
memiliki ruang untuk menyimpan proses saat ini tidak diperlukan data dan
instruksi ketika memori utama bisa diisi. Jika Anda menetapkan ukuran Memori
Virtual terlalu besar untuk mendukung aplikasi yang intensif, juga bukan ide
yang baik. Karena akan menciptakan kinerja tertinggal, dan bahkan ia akan
mengambil HDD ruang bebas. Kebutuhan sistem untuk mentransfer data dan aplikasi
instruksi bolak-balik antara Memori Virtual dan Sistem Memori. Oleh karena itu,
itu bukan ide yang baik. Ukuran yang ideal untuk Virtual Memory adalah ukuran
default Virtual Memory, dan tidak boleh melebihi nilai ukuran triple memori
sistem.
CHACHE MEMORY
Cache
memori adalah memori berkapasitas terbatas, berkecepatan tinggi yang lebih
mahal daripada memiri utama. Cache memori ini ada diantara memori utama dan
register pemroses, berfungsi agar pemroses tidak langsung mengacu pada memori
utama agar kinerja dapat ditingkatkan.
Cache memori ini
ada dua macam yaitu :
1.
Cache Memori yang terdapat pada internal processor, Cache memori jenis ini
kecepatan aksesnya sangat tinggi, dan harganya sangat mahal. Hal ini bisa
terlihat pada processor yang berharga mahal. semakin tinggi kapasitas cache
memori maka semakin mahal dan semakin cepat processor.
2.
Cache memori yang terdapat diluar processor, yaitu berada pada motherboard.
Cache memori jenis ini kecepatan aksesnya sangat tinggi, meskipun tidak secepat
cache memori jenis pertama (yang ada pada internal processor).semakin besar
kapasitasnya maka semakin mahal dan cepat. Hal ini bisa kita lihat pada
motherboard dengan beraneka ragam kapasitas cache memori yaitu 256kb, 512kb,
1Mb, 2Mb dll.
Reference :
http://www.scribd.com/doc/34681874/2-Set-Instruksi
http://endahajah.wordpress.com/2009/03/31/hello-world/
http://id.wikipedia.org/wiki/Set_instruksi
http://gpinkom.wordpress.com/2008/06/03/pengertian-bus-bit-dan-byte/
http://www.scribd.com/doc/34680928/Bab-7-Sistem-Bus-Organisasi-Komputer
Reference :
http://www.scribd.com/doc/34681874/2-Set-Instruksi
http://endahajah.wordpress.com/2009/03/31/hello-world/
http://id.wikipedia.org/wiki/Set_instruksi
http://gpinkom.wordpress.com/2008/06/03/pengertian-bus-bit-dan-byte/
http://www.scribd.com/doc/34680928/Bab-7-Sistem-Bus-Organisasi-Komputer
ARSITEKTUR SET INSTRUKSI
1. ARSITEKTUR SET INSTRUKSI
Set instruksi didefinisikan sebagai suatu aspek dalam arsitektur computer yang dapat dilihat oleh para pemrogram.
Dua bagian utama arsitektur komputer:
Set instruksi didefinisikan sebagai suatu aspek dalam arsitektur computer yang dapat dilihat oleh para pemrogram.
Dua bagian utama arsitektur komputer:
1.
Instruction set architecture (ISA) / arsitektur set instruksi
ISA meliputi spesifikasi yang menentukan bagaimana programmer bahasa mesin akan berinteraksi oleh computer. ISA menentukan sifat komputasional computer.
ISA meliputi spesifikasi yang menentukan bagaimana programmer bahasa mesin akan berinteraksi oleh computer. ISA menentukan sifat komputasional computer.
2. Hardware
system architecture (HSA) / arsitektur system hardware
HAS berkaitan dengan subsistem hardware utama computer (CPU, system memori dan IO). HSA mencakup desain logis dan organisasi arus data dari subsistem.
HAS berkaitan dengan subsistem hardware utama computer (CPU, system memori dan IO). HSA mencakup desain logis dan organisasi arus data dari subsistem.
JENIS
INSTRUKSI
- Data processing/pengoahan data : instruksi aritmetika dan logika.
- Data storage/penyimpanan data : instruksi-instruksi memori.
- Data movement/perpindahan data : instruksi I/O.
- Control/control : instruksi pemeriksaan dan percabangan.
Instruksi aritmetika memiliki kemampuan untuk mengolah data numeric. Sedangkan instruksi logika beroperasi pada bit-bit word sebagai bit, bukan sebagai bilangan. Operasi-operasi tersebut dilakukan teutama untuk data di register CPU.
Instruksi-instruksi memori diperlukan untuk memindah data yang terdapat di memori dan register.
Instruksi-instruksi I/O diperlukan untuk memindahkan program dan data kedalam memori dan mengembalikan hasil komputasi kepada pengguna.
TEKNIK
PENGALAMATAN- Data processing/pengoahan data : instruksi aritmetika dan logika.
- Data storage/penyimpanan data : instruksi-instruksi memori.
- Data movement/perpindahan data : instruksi I/O.
- Control/control : instruksi pemeriksaan dan percabangan.
Instruksi aritmetika memiliki kemampuan untuk mengolah data numeric. Sedangkan instruksi logika beroperasi pada bit-bit word sebagai bit, bukan sebagai bilangan. Operasi-operasi tersebut dilakukan teutama untuk data di register CPU.
Instruksi-instruksi memori diperlukan untuk memindah data yang terdapat di memori dan register.
Instruksi-instruksi I/O diperlukan untuk memindahkan program dan data kedalam memori dan mengembalikan hasil komputasi kepada pengguna.
Ada 3 teknik dasar untuk pengalamatan, yaitu:
1. Pemetaan langsung (direct mapping), terdiri dari dua cara yakni Pengalamatan Mutlak (absolute addressing) dan Pengalamatan relatif (relative addressing).
- Pengalamatan Mutlak
Untuk teknik pengalamatan ‘alamat mutlak’ ini, tidak terlalu mempermasalahkan kunci atribut karena diminta langsung menuliskan di mana alamat record yang akan di masukkan. Jika kita menggunakan hard disk atau magnetic drum, ada dua cara dalam menentukan alamat memorinya, yaitu (1) cylinder addressing dan (2) sector addressing. Jika kita menggunakan cylinder addressing, maka kita harus menetapkan nomor-nomor dari silinder (cylinder), permukaan (surface), dan record, sedangkan bila kita menggunakan sector addressing, maka kita harus menetapkan nomor-nomor dari sektor (sector), lintasan (track), dan permukaan (surface). Teknik ini mudah dalam pemetaan (pemberian) alamat memorinya. Sulitnya pada pengambilan (retrieve) data kembali, jika data yang kita masukkan banyak, kita bisa lupa di mana alamat record tertentu.
-pengalamatan relatif
Teknik ini menjadikan atribut kunci sebagai alamat memorinya, jadi, data dari NIM dijadikan bertipe numeric(integer) dan dijadikan alamat dari record yang bersangkutan. Cara ini memang sangat efektif untuk menemukan kembali record yang sudah disimpan, tetapi sangat boros penggunaan memorinya. Tentu alamat memori mulai dari 1 hingga alamat ke sekian juta tidak digunakan karena nilai dari NIM tidak ada yang kecil. Pelajari keuntungan dan kerugian lainnya.Teknik ini termasuk dalam katagori address space dependent.
2. Pencarian Tabel (directory look-up)
Teknik ini dilakukan dengan cara mengambil seluruh kunci atribut dan alamat memori yang ada dan dimasukkan ke dalam tabel tersendiri. Jadi tabel itu (misal disebut dengan tabel INDEX) hanya berisi kunci atribut (misalkan NIM) yang telah disorting (diurut) dan alamat memorinya. Jadi, sewaktu dilakukan pencarian data, tabel yang pertama dibaca adalah tabel INDEX itu, setelah ditemukan atribut kuncinya, maka data alamat yang ada di sana digunakan untuk meraih alamat record dari data (berkas/ file/ tabel) yang sebenarnya. Pencarian yang dilakukan di tabel INDEX akan lebih cepat dilakukan dengan teknik pencarian melalui binary search (dibagi dua-dua, ada di mata kuliah Struktur dan Organisasi Data 2 kelak) ketimbang dilakukan secara sequential. Nilai key field (kunci atribut) bersifat address space independent (tidak terpengaruh terhadap perubahan organisasi file-nya), yang berubah hanyalah alamat yang ada di INDEX-nya.
3. Kalkulasi (calculating).
Kalau pada teknik pencarian tabel kita harus menyediakan ruang memori untuk menyimpan tabel INDEX-nya, maka pada teknik ini tidak diperlukan hal itu. Yang dilakukan di sini adalah membuat hitungan sedemikian rupa sehingga dengan memasukkan kunci atribut record-nya, alamatnya sudah dapat diketahui. Tinggal masalahnya, bagaimana membuat hitungan dari kunci atribut itu sehingga hasilnya bisa efisien (dalam penggunaan memori) dan tidak berbenturan nilainya (menggunakan alamat yang sama).
DESAIN SET INSTRUKSI
Desain set instruksi merupakan masalah yang sangat komplek yang melibatkan banyak aspek, diantaranya adalah :
1. kelengkapan set instruksi
2. ortogonalitas (sifat indepedensi instruksi)
3. kompatibilitas :
- source code compatibility
- object code compatibility
Selain ketiga aspek tersebut juga melibatkan hal-hal sebagai berikut :
a. Operation Repertoire: Berapa banyak dan operasi apa saja yang disediakan, dan berapa sulit
operasinya
b. Data Types : tipe/jenis data yang dapat diolah.
c. Instruction Format : panjangnya, banyaknya alamat, dsb.
d. Register : Banyaknya register yang dapat digunakan .
e.Addressing : Mode pengalamatan untuk operand.
Reference :
http://www.scribd.com/doc/34681874/2-Set-Instruksi
http://endahajah.wordpress.com/2009/03/31/hello-world/
http://id.wikipedia.org/wiki/Set_instruksi
http://gpinkom.wordpress.com/2008/06/03/pengertian-bus-bit-dan-byte/
http://www.scribd.com/doc/34680928/Bab-7-Sistem-Bus-Organisasi-Komputer
Selasa, 18 November 2014
ORGANISASI KOMPUTER
ORGANISASI KOMPUTER
Organisasi Komputer mempelajari bagian yang terkait dengan unit unit operasional komputer dan hubungan antara komponen sistem komputer.
contoh: sinyal kontrol, interface, teknologi memori
Struktur komputer adalah cara komponen – komponen komputer saling terkait dan berhubungan
Fungsi komputer adalah operasi masing masing komponen sebagai bagian dari struktur
Dari asal katanya “to compute” komputer berarti alat penghitung. Ternyata sekarang
komputer tak hanya berguna sebagai alat hitung saja tetapi sudah meluas fungsinya.
Cara kerja sebuah komputer dapat dideskripsikan secara sederhana dengan diagram
blok sebagai berikut :
Secara umum masing-masing bagian dapat kita rinci sebagai berikut :
1. Input Device
Input device adalah peralatan yang kita gunakan untuk memasukkan data atau perintah ke dalam komputer. Contoh :
• keyboard
• mouse
• scanner
2. Output Device
Output device adalah peralatan yang kita gunakan untuk melihat hasil pengolahan data atau perintah yang dilakukan oleh komputer. Contoh :
• monitor
3. I/O Ports
I/O adalah Input/Output. Bagian ini digunakan untuk menerima ataupun mengirim data keluar sistem. Peralatan-peralatan input dan output seperti yang tercantum di atas terhubung melalui port ini.
4. Central Processing Unit
Central Processing Unit (CPU) merupakan otak sistem komputer. CPU memilikidua bagian fungsi operasional yaitu Arithmetical Logical Unit (ALU) sebagai pusat pengolah data serta bagian Control Unit (CU) digunakan untuk mengontrol kerja komputer. Biasa disebut dengan nama processor saja.
5. Memory
Bagian ini terdiri dari internal memory yaitu berupa RAM (Random Access Memory) dan ROM (Read Only Memory) serta eksternal memory yaitu berbagai macam disk seperti hard disk, floppy disk dan optical disc.
6. Data Bus
Data bus adalah jalur-jalur perpindahan data antarmodul dalam sistem komputer. Biasanya terdiri dari 8, 16 , 32 atau 64 jalur data yang paralel. Karena pada suatu saat tertentu masing-masing saluran hanya dapat membawa 1 bit data, maka jumlah saluran menentukan jumlah bit yang dapat ditransfer pada suatu saat. Lebar data bus ini menentukan kinerja sistem secara keseluruhan. Sifatnya bidirectional, misalnya CPU dapat membaca dari memory atau port dan dapat juga mengirim ke memory atau port.
7. Address Bus
Address Bus digunakan untuk menandakan lokasi sumber ataupun tujuan pada proses transfer data. Pada jalur ini CPU akan mengirimkan alamat memory yang akan ditulis atau dibaca. Address Bus biasanya terdiri atas 16, 20, 24 atau 32 jalur paralel. Lebar Address Bus menentukan kapasitas memory maksimum sistem. Sebagai contoh bila CPU mempunyai Address Bus 20 bit maka CPU dapat mengalamatkan 220 atau 1048576 alamat (1 MB).
8. Control Bus
Control Bus digunakan untuk mengontrol penggunaan serta akses ke Data Bus dan Address Bus. Control Bus terdiri dari 4 sampai 10 jalur paralel. CPU akan mengirimkan sinyal pada control bus ini bila akan meng-enable sebuah alamat yang ditunjuk, baik itu memory atau I/O port.
A. Struktur Utama Komputer
Struktur CPU
Fungsi dari Komputer
Pemindahan data
– Contoh: keyboard ke screen
Penyimpanan data
– Contoh: Internet download ke disk
Pemrosesan data dari penyimpan data ke I/O
– Contoh: printing a bank statement
Komponen Utama CPU
Arithmetic and Logic Unit (ALU), bertugas membentuk fungsi fungsi pengolahan data komputer
Control Unit, bertugas mengontrol operasi CPU dan secara keseluruhan mengontrol komputer sehingga terjadi sinkronisasi kerja antar komponen dalam menjalankan fungsi fungsi operasinya
Registers, adalah media penyimpan internal CPU yang digunakan saat proses pengolahan data
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
Fungsi CPU
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
Proses Eksekusi Program adalah dengan mengambil pengolahan instruksi yang terdiri dari dua langkah, yaitu : operasi pembacaan instruksi (fetch) dan operasi pelaksanaan instruksi (execute)
Siklus Fetch-Eksekusi
CPU awalnya akan membaca instruksi dari memori
Terdapat register dalam CPU yang berfungsi mengawasi dan menghitung instruksi selanjutnya, yang disebut Program Counter (PC)
PC akan menambah satu hitungannya setiap kali CPU membaca instruksi
Instruksi instruksi yang dibaca akan dibuat dalam register instruksi (IR)
Aksi-Aksi CPU
CPU Memori, perpindahan data dari CPU ke memori dan sebaliknya
CPU – I/0, perpindahan data dari CPU ke modul I/0 dan sebaliknya
Pengolahan Data, CPU membentuk sejumlah operasi aritmatika dan logika terhadap data
Kontrol, merupakan instruksi untuk pengontrolan fungsi atau kerja. Misalnya instruksi pengubahan urusan eksekusi
Siklus Instruksi
Instruction Addess Calculation (IAC), yaitu mengkalkulasi atau menentukan alamat instruksi berikutnya yang akan dieksekusi. Biasanya melibatkan penambahan bilangan tetap ke alamat instruksi sebelumnya
Instruction Fetch (IF), yaitu membaca atau pengambil instruksi dari lokasi memorinya ke CPU
Instruction Operation Decoding (IOD), yaitu menganalisa instruksi untuk menentukan jenis operasi yang akan dibentuk dan operand yang akan digunakan
Operand Address Calculation (OAC), yaitu menentukan alamat operand, hal ini dilakukan apabila melibatkan referensi operand pada memori
Operand Fetch (OF), adalah mengambil operand dari memori atau dari modul 1/0
Data Operation (DO), yaitu membentuk operasi yang diperintahkan dalam instruksi
Operand store (OS), yaitu menyimpan hasil eksekusi ke dalam memori
Fungsi Interrupt
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
Tujuan interupsi secara umum untuk menejemen pengeksekusian routine instruksi agar efektif dan efisien antar CPU dan modul modul I/0 maupun memori
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
Sinyal Interupsi
Program, yaitu interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi pada hasil eksekusi program. Contohnya: arimatika overflow, pembagian nol, oparasi ilegal
Timer, adalah interupsi yang dibangkitkan pewaktuan dalam prosesor. Sinyal ini memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsi tertentu secara reguler
//0, sinyal interupsi yang dibangkitkan oleh modul I/0 sehubungan pemberitahuan kondisi error dan penyelesaian suatu operasi
Hardware failure, adalah interupsi yang dibangkitkan oleh kegagalan daya atau kesalahan paritas memori
Mekanisme Interupsi
Saat suatu modul telah selesai menjalankan tugasnya dan siap menerima tugas berikutnya maka modul ini akan mengirimkan permintaan interupsi ke prosesor
Prosesor akan menghentikan eksekusi yang dijalankannya untuk menghandel routine interupsi
Setelah program interupsi selesai maka prosesor akan melanjutkan eksekusi programnya kembali
Saat sinyal interupsi diterima prosesor ada dua kemungkinan tindakan, yaitu interupsi diterima/ditangguhkan dan interupsi ditolak
Iterupsi Ditangguhkan
Prosesor menangguhkan eksekusi program yang dijalankan dan menyimpan konteksnya. Tindakan ini adalah menyimpan alamat instruksi berikutnya yang akan dieksekusi dan data lain yang relevan
Prosesor menyetel program counter (PC) ke alamat awal routine interrupt handler
Iterupsi Ganda
Menolak atau tidak mengizinkan interupsi lain saat suatu interupsi ditangani prosesor. Kemudian setelah prosesor selesai menangani suatu interupsi maka interupsi lain baru di tangani. Pendekatan ini disebut pengolahan interupsi berurutan / sekuensial
Prioritas bagi interupsi dan interrupt handler mengizinkan interupsi berprioritas lebih tinggi ditangani terlebih dahulu. Pedekatan ini disebut pengolahan interupsi bersarang
Interupsi Bersarang
Sistem memiliki tiga perangkat 1/0: printer, disk, dan saluran komunikasi
Pada awal sistem melakukan pencetakan dengan printer, saat itu terdapat pengiriman data pada saluran komunikasi sehingga modul komunikasi meminta interupsi
Proses selanjutnya adalah pengalihan eksekusi interupsi mudul komunikasi, sedangkan interupsi printer ditangguhkan
Saat pengeksekusian modul komunikasi terjadi interupsi disk, namun karena prioritasnya lebih rendah maka interupsi disk ditangguhkan
Setelah interupsi modul komunikasi selesai akan dilanjutkan interupsi yang memiliki prioritas lebih tinggi, yaitu disk
Bila interupsi disk selesai dilanjutkan eksekusi interupsi printer
Selanjutnya dilanjutkan eksekusi program utama
B. KOMPONEN SISTEM
Sebuah komputer moderen/digital dengan program yang tersimpan di dalamnya merupakan sebuah system yang memanipulasi dan memproses informasi menurut kumpulan instruksi yang diberikan. Sistem tersebut dirancang dari modul-modul hardware seperti :
1. Register
2. Elemen aritmatika dan logika
3. Unit pengendali
4. Unit memori
5. Unit masukan/keluaran (I/O)
Komputer dapat dibagi menjadi 3 bagian utama, yaitu :
1. Unit pengolahan pusat (CPU)
2. Unit masukan/keluaran (I/O)
3. Unit memori
Organisasi dasar dari sebuah komputer dapat ditunjukan pada
blok diagaram pada gambar di bawah ini :
Keterangan :
CPU mengendalikan urutan dari semua pertukaran informasi dalam komputer dan dengan dunia luar melalui unit I/O. Sedangkan unit memori terdiri dari sejumlah besar lokasi
yang menyimpan program dan data yang sedang aktif digunakan CPU. Ketiga unit tersebut dihubungkan dengan berbagai macam bus.
• Bus adalah sekelompok kawat atau sebuah jalur fisik yang berfungsi menghubungkan register-register dengan unit-unit fungsional yang berhubungan dengan tiap-tiap modul.
Informasi saling dipertukarkan di antara modul dengan melalui bus.
C. OPERASI MIKRO
Adalah operasi tingkat rendah yang dapat dilakukan oleh komputer atau CPU sehingga fungsi-fungsi operasi akan dihasilkan untuk memindahkan data antar register.
Salah satu cara dalam melakukan operasi mikro tersebut dengan menggunakan bahasa transfer register / Register Transfer Language (RTL).
RTL adalah sebuah bahasa yang digunakan untuk menjabarkan atau melaksanakan operasi mikro.Untuk mengungkapkan bahasa RTL ini dapat digunakan notasi RTL yang merupakan aturan penulisan pemberian instruksi RTL. Contoh notasi tersebut antara lain :
• Notasi RTL untuk mentransfer isi register A ke B
• Notasi RTL untuk mentransfer bagian-bagian dari register (field). Sebuah field pada sebuah register dinotasikan dengan menggunakan tanda kurung. Field AD di register IR ditransfer ke register PC
• Notasi RTL untuk mentransfer field AD dari register IR ke register PC
Isi register X ditransfer ke bit 0 sampai 3 pada register R1, yang berari X mempeunyai panjang bit adalah 4 Selain itu, dapat juga dipakai konstanta pada sisi sebelah kanan tanda panah.
Artinya simpan nilai 5 pada register L
• Notasi RTL untuk menggambarkan berbagai macam operasi-mikro Aritmatika.
Artinya isi register A1 dan A2 dijumlahkan dengan menggunakan sirkuit adder biner dan hasil jumlahnya ditransfer ke register A3. Namum apabila dilakukan pengulangan penjumlahan akan menyebabkan overflow dan untuk menampung overflow tersebut digunakan register 1-bit yaitu V sebagai register overflow serta pelengkap A3.
• Notasi RTL untuk menggambarkan berbagai macam operasi-mikro Logika.
Artinya bahwa logika OR dari sis register A dan B ditransfer ke register C. Begitu juga dengan operasi AND
• Notasi RTL untuk menggambarkan transfer data ke dan dari word memori.
Dalam RTL, unit memori utama pada komputer dianggap sebagai M dan menulis word ke-i dalam memori menjadi M[i].Proses pembacaan memori (memory read) adalah :
Proses penulisan memori (memory write) adalah :
artinya word memori yang alamatnya ditunjukkan oleh register A ditransfer ke atau dari register B dalam CPU.
• Notasi RTL digunakan untuk transfer register hanya pada kondisi tertentu, hal tersebut dilakukan dengan 2 cara :
1. Menggunakan pernyataan kondisi logika (logical condition)
Men-set 0 ke register Q hanya jika nilai register V lebih besar dari nilai register W.
Note :
Pernyataan kondisi logikal hanya didefinisikan untuk IF
– THEN dan tidak untuk ELSE.
2. Menggunakan pernyataan kondisi pengendalian (control condition)
Dengan metode ini, kondisinya merupakan fungsi logikal dari variabel biner yang mengatur input register. Fungsi-fungsi ini dijabarkan disebelah kiri dari operasi transfer register dan diikuti oleh tanda titik dua. Keterangan contoh di atas Isi Y dipindahkan ke X hanya jika t0 bernilai 1 dan salah satu c1 atau c2 juga bernilai 1.Namun jika kondisi tertentu adalah 0, simbol utama (‘) harus digunakan sehingga pernyataan RTL – nya adalah
maka transfer hanya akan terjadi jika t0 bernilai 0 dan
salah satu c1 atau c2 juga bernilai 1.
D. SIC (SIMPLIFIED INSTRUCTIONAL COMPUTER)
Komputer yang didasarkan pada SIC ini merupakan komputer yang termasuk dalam perancangan arsitektur yang sangat sederhana dan komputer ini dipersembahkan oleh BECK (1985).
Struktur Mesin SIC terdiri dari :
1. CPU
2. Unit memori
3. Minimal satu unit prinati I/O
Untuk CPU yang digunakan terdiri dari 13 register khusus, seperti yang ada pada table di bawah ini.
Format instruksi pada mesin SIC :
Keterangan :
OP = OPCODE 8 bit yang menerangkan operasi-mikro yang akan dijalankan
IX = flag indeks yang menunujukkan mode pengalamatan yang harus digunakan
AD = alamat untuk memori operand 15 bit
• Pengalamatan langsung (direct addressing) yaitu operand disimpan di dalam M[AD]
• Pengalamatan berindeks (index addressing) yaitu operand disimpan di dalam M[AD = (X)] dengan bit IX bernilai 1
Penggunaan register-register pada SIC
1. Register A = register yang digunakan untuk proses perhitungan
2. Register X = register yang digunakan untuk mode pengalamatan berindex
3. Register PC = register yang menyimpan alamat instruksi berikutnya
4. Register L = register yang menyimpan alamat asal sebelum melakukan subroutines
5. Register IR = register yang menyimpan instruksi yang sedang dikerjakan
6. Register MBR = register yang digunakan untuk proses masukan atau keluaran data dari memori
7. Register MAR = register yang menyimpan alamat memori untuk proses pembacaan atau penulisan
8. SW = register yang berisi informasi status relatif terhadap instruksi sebelumnya
9. C = register yang membangkitkan signal waktu t0, t1, t2, t3
10. INT = register yang menentukan apakah signal interrupt telah diterima
11. F = register yang digunakan dalam proses”siklus fetch’
12. E = register khusus yang digunakan dalam proses “siklus eksekusi’
13. S = register yang akan mengaktifkan register C
Kumpulan Instruksi SIC
Ada 21 instruksi SIC yang digunakan, dimana pada instruksi ini m menunjukkan address memori dari operand dan (m) menunjukkan nilai yang disimpan pada address memori tersebut. Opcode instruksinya ditulis dalam notasi heksadesimal.
• JSUB dan RSUB merupakan dua instruksi yang berhubungan dengan subrutin. JSUB menyimpan PC saat ini ke L dan kemudian melompat ke subrutin dengan menyimpan operand ke PC. RSUB kembali dari subrutin dengan melompat ke lokasi yang dinyatakan oleh L.
• Instruksi TD digunakan untuk menguji piranti I/O sebelum berusaha untuk membaca dari atau menulis ke piranti tersebut.Hasil pengujian tersebut disimpan di dalam kode kondisi (condition code), field CC, pada SW. Panjang field ini 2 bit dan digunakan untuk mewakili salah satu dari tiga nilai
Jika instruksi TD dijalankan, nilai field CC aka di-set menurut kode berikut :
menunjukkan bahwa piranti tidak beroperasi
• Instruksi COMP digunakan juga untuk men-set field CC. Nilai yang disimpan field CC setelah sebuah instruksi COMP setelah sebuah instruksi COMP menggambarkan hubungan antara A dan operand instruksi
• Instruksi IRT digunakan oleh interrupt handler agar menyebabkan lompatan kembali ke tempat dimana CPU berada sebelum intrupsi terjadi.
Jika interupsi terjadi, CPU akan menyimpan PC saat ini ke dalam memori pada address 0. Untuk kembali dari sebuah interupsi , isi dari alamat memori ini harus di-load kembali ke dalam PC.
• Instruksi-instruksi lainnya adalah operasi aritmatika dan logika, transfer dari pengendalian(jump), loading register, storing register atau membaca dan menulis ke piranti I/O.
sumber :
wordpress.com/2013/01/17/organisasi-komputer-dasar/
http://wandiparlente.blogspot.com/2013/02/organisasi-komputer.html
http://id.wikipedia.org/wiki/Ilmu_komputer
Organisasi Komputer mempelajari bagian yang terkait dengan unit unit operasional komputer dan hubungan antara komponen sistem komputer.
contoh: sinyal kontrol, interface, teknologi memori
Struktur komputer adalah cara komponen – komponen komputer saling terkait dan berhubungan
Fungsi komputer adalah operasi masing masing komponen sebagai bagian dari struktur
Dari asal katanya “to compute” komputer berarti alat penghitung. Ternyata sekarang
komputer tak hanya berguna sebagai alat hitung saja tetapi sudah meluas fungsinya.
Cara kerja sebuah komputer dapat dideskripsikan secara sederhana dengan diagram
blok sebagai berikut :
Secara umum masing-masing bagian dapat kita rinci sebagai berikut :
1. Input Device
Input device adalah peralatan yang kita gunakan untuk memasukkan data atau perintah ke dalam komputer. Contoh :
• keyboard
• mouse
• scanner
2. Output Device
Output device adalah peralatan yang kita gunakan untuk melihat hasil pengolahan data atau perintah yang dilakukan oleh komputer. Contoh :
• monitor
3. I/O Ports
I/O adalah Input/Output. Bagian ini digunakan untuk menerima ataupun mengirim data keluar sistem. Peralatan-peralatan input dan output seperti yang tercantum di atas terhubung melalui port ini.
4. Central Processing Unit
Central Processing Unit (CPU) merupakan otak sistem komputer. CPU memilikidua bagian fungsi operasional yaitu Arithmetical Logical Unit (ALU) sebagai pusat pengolah data serta bagian Control Unit (CU) digunakan untuk mengontrol kerja komputer. Biasa disebut dengan nama processor saja.
5. Memory
Bagian ini terdiri dari internal memory yaitu berupa RAM (Random Access Memory) dan ROM (Read Only Memory) serta eksternal memory yaitu berbagai macam disk seperti hard disk, floppy disk dan optical disc.
6. Data Bus
Data bus adalah jalur-jalur perpindahan data antarmodul dalam sistem komputer. Biasanya terdiri dari 8, 16 , 32 atau 64 jalur data yang paralel. Karena pada suatu saat tertentu masing-masing saluran hanya dapat membawa 1 bit data, maka jumlah saluran menentukan jumlah bit yang dapat ditransfer pada suatu saat. Lebar data bus ini menentukan kinerja sistem secara keseluruhan. Sifatnya bidirectional, misalnya CPU dapat membaca dari memory atau port dan dapat juga mengirim ke memory atau port.
7. Address Bus
Address Bus digunakan untuk menandakan lokasi sumber ataupun tujuan pada proses transfer data. Pada jalur ini CPU akan mengirimkan alamat memory yang akan ditulis atau dibaca. Address Bus biasanya terdiri atas 16, 20, 24 atau 32 jalur paralel. Lebar Address Bus menentukan kapasitas memory maksimum sistem. Sebagai contoh bila CPU mempunyai Address Bus 20 bit maka CPU dapat mengalamatkan 220 atau 1048576 alamat (1 MB).
8. Control Bus
Control Bus digunakan untuk mengontrol penggunaan serta akses ke Data Bus dan Address Bus. Control Bus terdiri dari 4 sampai 10 jalur paralel. CPU akan mengirimkan sinyal pada control bus ini bila akan meng-enable sebuah alamat yang ditunjuk, baik itu memory atau I/O port.
A. Struktur Utama Komputer
Struktur CPU
Fungsi dari Komputer
Pemindahan data
– Contoh: keyboard ke screen
Penyimpanan data
– Contoh: Internet download ke disk
Pemrosesan data dari penyimpan data ke I/O
– Contoh: printing a bank statement
Komponen Utama CPU
Arithmetic and Logic Unit (ALU), bertugas membentuk fungsi fungsi pengolahan data komputer
Control Unit, bertugas mengontrol operasi CPU dan secara keseluruhan mengontrol komputer sehingga terjadi sinkronisasi kerja antar komponen dalam menjalankan fungsi fungsi operasinya
Registers, adalah media penyimpan internal CPU yang digunakan saat proses pengolahan data
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
Fungsi CPU
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
Proses Eksekusi Program adalah dengan mengambil pengolahan instruksi yang terdiri dari dua langkah, yaitu : operasi pembacaan instruksi (fetch) dan operasi pelaksanaan instruksi (execute)
Siklus Fetch-Eksekusi
CPU awalnya akan membaca instruksi dari memori
Terdapat register dalam CPU yang berfungsi mengawasi dan menghitung instruksi selanjutnya, yang disebut Program Counter (PC)
PC akan menambah satu hitungannya setiap kali CPU membaca instruksi
Instruksi instruksi yang dibaca akan dibuat dalam register instruksi (IR)
Aksi-Aksi CPU
CPU Memori, perpindahan data dari CPU ke memori dan sebaliknya
CPU – I/0, perpindahan data dari CPU ke modul I/0 dan sebaliknya
Pengolahan Data, CPU membentuk sejumlah operasi aritmatika dan logika terhadap data
Kontrol, merupakan instruksi untuk pengontrolan fungsi atau kerja. Misalnya instruksi pengubahan urusan eksekusi
Siklus Instruksi
Instruction Addess Calculation (IAC), yaitu mengkalkulasi atau menentukan alamat instruksi berikutnya yang akan dieksekusi. Biasanya melibatkan penambahan bilangan tetap ke alamat instruksi sebelumnya
Instruction Fetch (IF), yaitu membaca atau pengambil instruksi dari lokasi memorinya ke CPU
Instruction Operation Decoding (IOD), yaitu menganalisa instruksi untuk menentukan jenis operasi yang akan dibentuk dan operand yang akan digunakan
Operand Address Calculation (OAC), yaitu menentukan alamat operand, hal ini dilakukan apabila melibatkan referensi operand pada memori
Operand Fetch (OF), adalah mengambil operand dari memori atau dari modul 1/0
Data Operation (DO), yaitu membentuk operasi yang diperintahkan dalam instruksi
Operand store (OS), yaitu menyimpan hasil eksekusi ke dalam memori
Fungsi Interrupt
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
Tujuan interupsi secara umum untuk menejemen pengeksekusian routine instruksi agar efektif dan efisien antar CPU dan modul modul I/0 maupun memori
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
Sinyal Interupsi
Program, yaitu interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi pada hasil eksekusi program. Contohnya: arimatika overflow, pembagian nol, oparasi ilegal
Timer, adalah interupsi yang dibangkitkan pewaktuan dalam prosesor. Sinyal ini memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsi tertentu secara reguler
//0, sinyal interupsi yang dibangkitkan oleh modul I/0 sehubungan pemberitahuan kondisi error dan penyelesaian suatu operasi
Hardware failure, adalah interupsi yang dibangkitkan oleh kegagalan daya atau kesalahan paritas memori
Mekanisme Interupsi
Saat suatu modul telah selesai menjalankan tugasnya dan siap menerima tugas berikutnya maka modul ini akan mengirimkan permintaan interupsi ke prosesor
Prosesor akan menghentikan eksekusi yang dijalankannya untuk menghandel routine interupsi
Setelah program interupsi selesai maka prosesor akan melanjutkan eksekusi programnya kembali
Saat sinyal interupsi diterima prosesor ada dua kemungkinan tindakan, yaitu interupsi diterima/ditangguhkan dan interupsi ditolak
Iterupsi Ditangguhkan
Prosesor menangguhkan eksekusi program yang dijalankan dan menyimpan konteksnya. Tindakan ini adalah menyimpan alamat instruksi berikutnya yang akan dieksekusi dan data lain yang relevan
Prosesor menyetel program counter (PC) ke alamat awal routine interrupt handler
Iterupsi Ganda
Menolak atau tidak mengizinkan interupsi lain saat suatu interupsi ditangani prosesor. Kemudian setelah prosesor selesai menangani suatu interupsi maka interupsi lain baru di tangani. Pendekatan ini disebut pengolahan interupsi berurutan / sekuensial
Prioritas bagi interupsi dan interrupt handler mengizinkan interupsi berprioritas lebih tinggi ditangani terlebih dahulu. Pedekatan ini disebut pengolahan interupsi bersarang
Interupsi Bersarang
Sistem memiliki tiga perangkat 1/0: printer, disk, dan saluran komunikasi
Pada awal sistem melakukan pencetakan dengan printer, saat itu terdapat pengiriman data pada saluran komunikasi sehingga modul komunikasi meminta interupsi
Proses selanjutnya adalah pengalihan eksekusi interupsi mudul komunikasi, sedangkan interupsi printer ditangguhkan
Saat pengeksekusian modul komunikasi terjadi interupsi disk, namun karena prioritasnya lebih rendah maka interupsi disk ditangguhkan
Setelah interupsi modul komunikasi selesai akan dilanjutkan interupsi yang memiliki prioritas lebih tinggi, yaitu disk
Bila interupsi disk selesai dilanjutkan eksekusi interupsi printer
Selanjutnya dilanjutkan eksekusi program utama
B. KOMPONEN SISTEM
Sebuah komputer moderen/digital dengan program yang tersimpan di dalamnya merupakan sebuah system yang memanipulasi dan memproses informasi menurut kumpulan instruksi yang diberikan. Sistem tersebut dirancang dari modul-modul hardware seperti :
1. Register
2. Elemen aritmatika dan logika
3. Unit pengendali
4. Unit memori
5. Unit masukan/keluaran (I/O)
Komputer dapat dibagi menjadi 3 bagian utama, yaitu :
1. Unit pengolahan pusat (CPU)
2. Unit masukan/keluaran (I/O)
3. Unit memori
Organisasi dasar dari sebuah komputer dapat ditunjukan pada
blok diagaram pada gambar di bawah ini :
Keterangan :
CPU mengendalikan urutan dari semua pertukaran informasi dalam komputer dan dengan dunia luar melalui unit I/O. Sedangkan unit memori terdiri dari sejumlah besar lokasi
yang menyimpan program dan data yang sedang aktif digunakan CPU. Ketiga unit tersebut dihubungkan dengan berbagai macam bus.
• Bus adalah sekelompok kawat atau sebuah jalur fisik yang berfungsi menghubungkan register-register dengan unit-unit fungsional yang berhubungan dengan tiap-tiap modul.
Informasi saling dipertukarkan di antara modul dengan melalui bus.
C. OPERASI MIKRO
Adalah operasi tingkat rendah yang dapat dilakukan oleh komputer atau CPU sehingga fungsi-fungsi operasi akan dihasilkan untuk memindahkan data antar register.
Salah satu cara dalam melakukan operasi mikro tersebut dengan menggunakan bahasa transfer register / Register Transfer Language (RTL).
RTL adalah sebuah bahasa yang digunakan untuk menjabarkan atau melaksanakan operasi mikro.Untuk mengungkapkan bahasa RTL ini dapat digunakan notasi RTL yang merupakan aturan penulisan pemberian instruksi RTL. Contoh notasi tersebut antara lain :
• Notasi RTL untuk mentransfer isi register A ke B
• Notasi RTL untuk mentransfer bagian-bagian dari register (field). Sebuah field pada sebuah register dinotasikan dengan menggunakan tanda kurung. Field AD di register IR ditransfer ke register PC
• Notasi RTL untuk mentransfer field AD dari register IR ke register PC
Isi register X ditransfer ke bit 0 sampai 3 pada register R1, yang berari X mempeunyai panjang bit adalah 4 Selain itu, dapat juga dipakai konstanta pada sisi sebelah kanan tanda panah.
Artinya simpan nilai 5 pada register L
• Notasi RTL untuk menggambarkan berbagai macam operasi-mikro Aritmatika.
Artinya isi register A1 dan A2 dijumlahkan dengan menggunakan sirkuit adder biner dan hasil jumlahnya ditransfer ke register A3. Namum apabila dilakukan pengulangan penjumlahan akan menyebabkan overflow dan untuk menampung overflow tersebut digunakan register 1-bit yaitu V sebagai register overflow serta pelengkap A3.
• Notasi RTL untuk menggambarkan berbagai macam operasi-mikro Logika.
Artinya bahwa logika OR dari sis register A dan B ditransfer ke register C. Begitu juga dengan operasi AND
• Notasi RTL untuk menggambarkan transfer data ke dan dari word memori.
Dalam RTL, unit memori utama pada komputer dianggap sebagai M dan menulis word ke-i dalam memori menjadi M[i].Proses pembacaan memori (memory read) adalah :
Proses penulisan memori (memory write) adalah :
artinya word memori yang alamatnya ditunjukkan oleh register A ditransfer ke atau dari register B dalam CPU.
• Notasi RTL digunakan untuk transfer register hanya pada kondisi tertentu, hal tersebut dilakukan dengan 2 cara :
1. Menggunakan pernyataan kondisi logika (logical condition)
Men-set 0 ke register Q hanya jika nilai register V lebih besar dari nilai register W.
Note :
Pernyataan kondisi logikal hanya didefinisikan untuk IF
– THEN dan tidak untuk ELSE.
2. Menggunakan pernyataan kondisi pengendalian (control condition)
Dengan metode ini, kondisinya merupakan fungsi logikal dari variabel biner yang mengatur input register. Fungsi-fungsi ini dijabarkan disebelah kiri dari operasi transfer register dan diikuti oleh tanda titik dua. Keterangan contoh di atas Isi Y dipindahkan ke X hanya jika t0 bernilai 1 dan salah satu c1 atau c2 juga bernilai 1.Namun jika kondisi tertentu adalah 0, simbol utama (‘) harus digunakan sehingga pernyataan RTL – nya adalah
maka transfer hanya akan terjadi jika t0 bernilai 0 dan
salah satu c1 atau c2 juga bernilai 1.
D. SIC (SIMPLIFIED INSTRUCTIONAL COMPUTER)
Komputer yang didasarkan pada SIC ini merupakan komputer yang termasuk dalam perancangan arsitektur yang sangat sederhana dan komputer ini dipersembahkan oleh BECK (1985).
Struktur Mesin SIC terdiri dari :
1. CPU
2. Unit memori
3. Minimal satu unit prinati I/O
Untuk CPU yang digunakan terdiri dari 13 register khusus, seperti yang ada pada table di bawah ini.
Format instruksi pada mesin SIC :
Keterangan :
OP = OPCODE 8 bit yang menerangkan operasi-mikro yang akan dijalankan
IX = flag indeks yang menunujukkan mode pengalamatan yang harus digunakan
AD = alamat untuk memori operand 15 bit
• Pengalamatan langsung (direct addressing) yaitu operand disimpan di dalam M[AD]
• Pengalamatan berindeks (index addressing) yaitu operand disimpan di dalam M[AD = (X)] dengan bit IX bernilai 1
Penggunaan register-register pada SIC
1. Register A = register yang digunakan untuk proses perhitungan
2. Register X = register yang digunakan untuk mode pengalamatan berindex
3. Register PC = register yang menyimpan alamat instruksi berikutnya
4. Register L = register yang menyimpan alamat asal sebelum melakukan subroutines
5. Register IR = register yang menyimpan instruksi yang sedang dikerjakan
6. Register MBR = register yang digunakan untuk proses masukan atau keluaran data dari memori
7. Register MAR = register yang menyimpan alamat memori untuk proses pembacaan atau penulisan
8. SW = register yang berisi informasi status relatif terhadap instruksi sebelumnya
9. C = register yang membangkitkan signal waktu t0, t1, t2, t3
10. INT = register yang menentukan apakah signal interrupt telah diterima
11. F = register yang digunakan dalam proses”siklus fetch’
12. E = register khusus yang digunakan dalam proses “siklus eksekusi’
13. S = register yang akan mengaktifkan register C
Kumpulan Instruksi SIC
Ada 21 instruksi SIC yang digunakan, dimana pada instruksi ini m menunjukkan address memori dari operand dan (m) menunjukkan nilai yang disimpan pada address memori tersebut. Opcode instruksinya ditulis dalam notasi heksadesimal.
• JSUB dan RSUB merupakan dua instruksi yang berhubungan dengan subrutin. JSUB menyimpan PC saat ini ke L dan kemudian melompat ke subrutin dengan menyimpan operand ke PC. RSUB kembali dari subrutin dengan melompat ke lokasi yang dinyatakan oleh L.
• Instruksi TD digunakan untuk menguji piranti I/O sebelum berusaha untuk membaca dari atau menulis ke piranti tersebut.Hasil pengujian tersebut disimpan di dalam kode kondisi (condition code), field CC, pada SW. Panjang field ini 2 bit dan digunakan untuk mewakili salah satu dari tiga nilai
Jika instruksi TD dijalankan, nilai field CC aka di-set menurut kode berikut :
menunjukkan bahwa piranti tidak beroperasi
• Instruksi COMP digunakan juga untuk men-set field CC. Nilai yang disimpan field CC setelah sebuah instruksi COMP setelah sebuah instruksi COMP menggambarkan hubungan antara A dan operand instruksi
• Instruksi IRT digunakan oleh interrupt handler agar menyebabkan lompatan kembali ke tempat dimana CPU berada sebelum intrupsi terjadi.
Jika interupsi terjadi, CPU akan menyimpan PC saat ini ke dalam memori pada address 0. Untuk kembali dari sebuah interupsi , isi dari alamat memori ini harus di-load kembali ke dalam PC.
• Instruksi-instruksi lainnya adalah operasi aritmatika dan logika, transfer dari pengendalian(jump), loading register, storing register atau membaca dan menulis ke piranti I/O.
sumber :
wordpress.com/2013/01/17/organisasi-komputer-dasar/
http://wandiparlente.blogspot.com/2013/02/organisasi-komputer.html
http://id.wikipedia.org/wiki/Ilmu_komputer
ARSITEKTUR KOMPUTER
ARSITEKTUR KOMPUTER
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).
Tingkatan Dalam Arsitektur Komputer
Ada sejumlah tingkatan dalam konstruksi dan organisasi sistem komputer. Perbedaan paling sederhana diantara tingkatan tersebut adalah perbedaan antara hardware dan software.
Tingkatan Dasar Arsitektur Komputer
Pada tingkatan ini Hardware sebagai tingkatan komputer yang paling bawah dan paling dasar, dimana pada hardware ini “layer” software ditambahkan. Software tersebut berada di atas hardware, menggunakannya dan mengontrolnya. Hardarwe ini mendukung software dengan memberikan atau menyediakan operasi yang diperlukan software.
Multilayerd Machine
Tingkatan dasar arsitektur komputer kemudian dikembangkan dengan memandang sistem komputer keseluruhan sebagai “multilayered machine” yang terdiri dari beberapa layer software di atas beberapa layer hardware.
PERALATAN INPUT
Perangkat input merupakan peralatan yang dapat digunakan untuk menerima data yang akan diolah ke dalam komputer. Perangkat ini yang digunakan oleh pengguna untuk melakukan interaksi dengan komputer agar komputer melaksanakan perintah yang diberikan oleh penggunanya. Prinsip kerja yang dilakukan perangkat input adalah merubah perintah yang dapat dipahami oleh manusia kepada bentuk yang dipahami oleh komputer (machine readable form), ini berarti mengubahkan perintah dalam bentuk yang dipahami oleh manusia kepada data yang dimengerti oleh komputer yaitu dengan kode-kode binary (binary encoded information).
PEMROSESAN PUSAT DAN PENYIMPANAN SEKUNDER
CPU atau satuan merupakan tempat pemrosesan instruksi-instruksi program. Pada komputer mikro, processor ini disebut microprocessor. CPU terdiri dari dua bagian utama, yaitu unit kendali ( control unit) dan unit Aritmatika dan logika (arithmethic logic unit). Disamping dua bagian utama tersebut, CPU mempunyai beberapa simpanan yang berukuran kecil yang disebut register.
Penyimpanan sekunder (secondary storage)
Penyimpanan sekunder (juga dikenal sebagai memori eksternal atau penyimpanan tambahan), berbeda dari penyimpanan utama dalam hal itu tidak langsung dapat diakses oleh CPU. Komputer biasanya menggunakan input / saluran output untuk mengakses penyimpanan sekunder dan transfer data yang diinginkan dengan menggunakan daerah menengah dalam penyimpanan utama. Penyimpanan sekunder tidak kehilangan data bila perangkat dimatikan-itu adalah non-volatile. Per unit, itu biasanya juga dua lipat lebih murah dari penyimpanan utama. Akibatnya, sistem komputer modern biasanya memiliki dua perintah besarnya lebih penyimpanan sekunder dari penyimpanan primer dan data disimpan untuk waktu yang lebih lama disana.
PERALATAN OUTPUT
Adalah perangkat keras komputer yang berfungsi untuk menampilkan keluaran sebagai hasil pengolahan data. Keluaran dapat berupa hard-copy (ke kertas), soft-copy (ke monitor), ataupun berupa suara.
Output yang dihasilkan dari pemroses dapat digolongkan menjadi empat bentuk, yaitu tulisan (huruf, angka, simbol khusus), image (dalam bentuk grafik atau gambar), suara, dan bentuk lain yang dapat dibaca oleh mesin (machine-readable form). Tiga golongan pertama adalah output yang dapat digunakan langsung oleh manusia, sedangkan golongan terakhir biasanya digunakan sebagai input untuk proses selanjutnya dari komputer.
Peralatan output dapat berupa:
SUMBER :
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).
Tingkatan Dalam Arsitektur Komputer
Ada sejumlah tingkatan dalam konstruksi dan organisasi sistem komputer. Perbedaan paling sederhana diantara tingkatan tersebut adalah perbedaan antara hardware dan software.
Tingkatan Dasar Arsitektur Komputer
Pada tingkatan ini Hardware sebagai tingkatan komputer yang paling bawah dan paling dasar, dimana pada hardware ini “layer” software ditambahkan. Software tersebut berada di atas hardware, menggunakannya dan mengontrolnya. Hardarwe ini mendukung software dengan memberikan atau menyediakan operasi yang diperlukan software.
Multilayerd Machine
Tingkatan dasar arsitektur komputer kemudian dikembangkan dengan memandang sistem komputer keseluruhan sebagai “multilayered machine” yang terdiri dari beberapa layer software di atas beberapa layer hardware.
- CPU (Central processing Unit), yang mengendalikan semua unit sistem komputer yang lain dan mengubah input menjadi output.
- Primary storage (penyimpanan primer), berisi data yang sedang diolah dan program
- Control unit (unit pengendalian), membuat semua unit bekerja sama sebagai suatu sistem
- Aritmatika and logical Unit, tempat berlangsungnya operasi perhitungan matematika dan logika
- Unit Input, memasukkan data ke dalam primary storage
- Secondary storage (penyimpanan sekunder), menyediakan tempat untuk menyimpan program dan data saat tidak digunakan
- Unit Output, mencatat hasil pengolahan
PERALATAN INPUT
Perangkat input merupakan peralatan yang dapat digunakan untuk menerima data yang akan diolah ke dalam komputer. Perangkat ini yang digunakan oleh pengguna untuk melakukan interaksi dengan komputer agar komputer melaksanakan perintah yang diberikan oleh penggunanya. Prinsip kerja yang dilakukan perangkat input adalah merubah perintah yang dapat dipahami oleh manusia kepada bentuk yang dipahami oleh komputer (machine readable form), ini berarti mengubahkan perintah dalam bentuk yang dipahami oleh manusia kepada data yang dimengerti oleh komputer yaitu dengan kode-kode binary (binary encoded information).
PEMROSESAN PUSAT DAN PENYIMPANAN SEKUNDER
CPU atau satuan merupakan tempat pemrosesan instruksi-instruksi program. Pada komputer mikro, processor ini disebut microprocessor. CPU terdiri dari dua bagian utama, yaitu unit kendali ( control unit) dan unit Aritmatika dan logika (arithmethic logic unit). Disamping dua bagian utama tersebut, CPU mempunyai beberapa simpanan yang berukuran kecil yang disebut register.
Penyimpanan sekunder (secondary storage)
Penyimpanan sekunder (juga dikenal sebagai memori eksternal atau penyimpanan tambahan), berbeda dari penyimpanan utama dalam hal itu tidak langsung dapat diakses oleh CPU. Komputer biasanya menggunakan input / saluran output untuk mengakses penyimpanan sekunder dan transfer data yang diinginkan dengan menggunakan daerah menengah dalam penyimpanan utama. Penyimpanan sekunder tidak kehilangan data bila perangkat dimatikan-itu adalah non-volatile. Per unit, itu biasanya juga dua lipat lebih murah dari penyimpanan utama. Akibatnya, sistem komputer modern biasanya memiliki dua perintah besarnya lebih penyimpanan sekunder dari penyimpanan primer dan data disimpan untuk waktu yang lebih lama disana.
PERALATAN OUTPUT
Adalah perangkat keras komputer yang berfungsi untuk menampilkan keluaran sebagai hasil pengolahan data. Keluaran dapat berupa hard-copy (ke kertas), soft-copy (ke monitor), ataupun berupa suara.
Output yang dihasilkan dari pemroses dapat digolongkan menjadi empat bentuk, yaitu tulisan (huruf, angka, simbol khusus), image (dalam bentuk grafik atau gambar), suara, dan bentuk lain yang dapat dibaca oleh mesin (machine-readable form). Tiga golongan pertama adalah output yang dapat digunakan langsung oleh manusia, sedangkan golongan terakhir biasanya digunakan sebagai input untuk proses selanjutnya dari komputer.
Peralatan output dapat berupa:
- Hard-copy device, yaitu alat yang digunakan untuk mencetak tulisan dan image pada media keras seperti kertas atau film.
- Soft-copy device, yaitu alat yang digunakan untuk menampilkan tulisan dan image pada media lunak yang berupa sinyal elektronik.
- Drive device atau driver, yaitu alat yang digunakan untuk merekam simbol dalam bentuk yang hanya dapat dibaca oleh mesin pada media seperti magnetic disk atau magnetic tape. Alat ini berfungsi ganda, sebagai alat output dan juga sebagai alat input.
SUMBER :
- http://id.wikipedia.org/wiki/Arsitektur_komputer
- http://journal.mercubuana.ac.id/data/ARSITEKTUR%20%20KOMPUTER1.doc
- www.yohanes_ari.staffgunadarma.ac.id
- http://id.shvoong.com/social-sciences/communication-media-studies/2067216-pengertian-perangkat-input/#ixzz2GFyga4Gc
- http://mellyndut.blogspot.com/2010/07/pengertian-alat-input.html
- http://en.wikipedia.org/wiki/Computer_data_storage
- http://efankhonghucu.blogspot.com/2010/05/peralatan-input-output.html
- http://www.ebookbeta.com/alat/alat-input-dan-output-terbaru-page.html
- http://liyantanto.wordpress.com/2009/05/05/inputmasukan-dan-outputkeluaran/
Rabu, 12 November 2014
arsitektur komputer dan organisasi komputer
Arsitektur Komputer membahas hal-hal yang
berkaitan dengan atribut-atribut yang terlihat atau yang dipertimbangkan oleh
pemogram dan yang memiliki dampak langsung pada eksekusi logis sebuah program.
Dengan kata lain arsitektur computer membahas masalah-masalah yang berkaitan
dengan fungsi komponen-komponen computer.
Contoh atribut
arsitektural adalah :
a. set
instruksi
b. representasi
data atau jumlah bit yang digunakan untuk merepresentasikan jenis data (missal:bilangan,
karakter, dll)
c. Mekanisme
input/output (I/O)
d. Teknik
Pengalamatan memori
Organisasi
Komputer membahas bagaimana semua fungsi-fungsi computer tersebut dapat
diimplementasikan. Jadi, organisasi computer membahas hal-hal yang berkaitan
dengan unit-unit operasional dan interkoneksinya yang mereliasasikan
spesifikasi arsitektural. Dengan kata lain, organisasi computer membahas
masalah-masalah yang berkaitan dengan struktur computer.
Sebagai
contoh apakah suatu computer yang memmiliki instruksiperkalian merupakan masalah
rancangan arsitektural. Apakah persoalan organisasional Dimana instruksi itu
akan diimplementasikan dengan unit pengali khusus atau dengan dengan suatu
mekanisme yang menggunakan pengulangan dari penambahan unit system merupakan
hal organisasional. Kepustusan organisasional mungkin didasarkan pada frekuensi
antisipasi dari penggunaan intruksi perkalian, kecepatan relative dari dua buah
pendekatan dan harga, serta ukuran fisik dari unit perkalian khusus.
Dalam
kelompok komputer yang disebut mikrokontroler, hubungan antara arsitektur dan organisasi
sangat erat. Perubahan teknologi tidak hanya mempengaruhi organisasi tetapi
juga membawa dampak dalam pengenalan kekuatan dan arsitektur yang lebih
kompleks. Biasannyam ada kekurangan uang diharapkan kompatibelitas dari
generasi ke generasi pada mesin yanglebih kecil.sebaliknya, ada
ketergantungan antara keputusan
organisasi dan rancangan arsitektur.
1.2. RUMUSAN MASALAH
a. Apakah
yang dimaksud dengan organisasi dan arsitektur komputer?
b. Bagaimana
struktur komputer?
c. Bagaimana
fungsi dari suatu perangkat yang ada di komputer?
d. Bagaimana
evolusi yang terjadi pada komputer hingga sekarang?
e. Bagaimana
kinerja suatu komputer?
1.3. TUJUAN
a. Menjelaskan
tentang Organisasi & Arsitektur Komputer
b. Menjelaskan
tentang struktur dan fungsi komputer
c. Menjelaskan
tentang evolusi dan kinerja komputer
2.1.
STRUKTUR DAN FUNGSI
Komputer
adalah sebuah sistem yang kompleks. Struktur komputer didefinisikan sebagai cara-cara dari tiap
komponen saling terkait. Struktur sebuah komputer secara sederhana, dapat
digambarkan dalam diagram blok pada Gambar a. Sedangkan fungsi komputer
didefinisikan sebagai operasi masing-masing komponen sebagai bagian dari
struktur. Adapun fungsi dari masing-masing komponen dalam struktur tersebut
adalah sebagai berikut:
2.1.1.
Input Device (Alat Masukan)
Adalah perangkat keras komputer yang berfungsi sebagai alat
untuk memasukan data atau perintah ke dalam komputer. Input device adalah alat
yang digunakan untuk menerima input dari luar sistem, dan dapat berupa signal
input atau maintenance input. Di dalam sistem komputer, signal input berupa
data yang dimasukkan ke dalam system komputer, sedangkan maintenance input
berupa program yang digunakan untuk mengolah data yang dimasukkan. Dengan
demikian, alat input selain digunakan untuk memasukkan data juga untuk
memasukkan program. Beberapa alat input mempunyai fungsi ganda, yaitu disamping
sebagai alat input juga berfungsi sebagai alat output sekaligus. Alat yang
demikian disebut sebagai terminal. Terminal dapat dihubungkan kesistem komputer
dengan menggunakan kabel langsung atau lewat alat komunikasi. Terminal dapat
digolongkan menjadi non intelligent terminal, smart terminal, dan intelligent
terminal. Non intelligent terminal hanya berfungsi sebagai alat memasukkan
input dan penampil output, dan tidak bisa diprogram karena tidak mempunyai alat
pemroses. Peralatan seperti ini juga disebut sebagai dumb terminal. Smart
terminal mempunyai alat pemroses dan memori di dalamnya sehingga input yang
terlanjur dimasukkan dapat dikoreksi kembali. Walaupun demikian, terminal jenis
ini tidak dapat diprogram oleh pemakai, kecuali oleh pabrik pembuatnya.
Sedangkan intelligent terminal dapat diprogram oleh pemakai. Peralatan yang
hanya berfungsi sebagai alat input dapat digolongkan menjadi alat input
langsung dan tidak langsung. Alat input langsung yaitu input yang dimasukkan
langsung diproses oleh alat pemroses,
Sedangkan
alat input tidak langsung melalui media tertentu sebelum suatu input diproses
oleh alat pemroses. Alat input langsung dapat berupa papan ketik (keyboard),
pointing device (misalnya mouse, touch screen, light pen, digitizer graphics
tablet), scanner (misalnya magnetic ink character recognition, optical data
reader atau optical character recognition reader), sensor (misalnya digitizing
camera), voice recognizer (misalnya microphone). Sedangkan alat input tidak
langsung misalnya keypunch yang dilakukan melalui media punched card (kartu
plong), key-to-tape yang merekam data ke media berbentuk pita (tape) sebelum
diproses oleh alat pemroses, dan key-to-disk yang merekam data ke media
magnetic disk (misalnya disket atau harddisk) sebelum diproses lebih lanjut.
- Keyboard
Merupakan alat input standart yang diperlukan dalam setiap
PC. Komponen ini tidak mengalami perkembangan yang pesat. Hanya dalam konektor
dalam PC nya saja yang mengalami perkembangan. Dimulai dengan keyboard XT,
keyboard PS2, keyboard USB dan yang baru berkembang sekarang ini adalah
keyboard wireless.
- Mouse
Mouse merupakan komponen input yang sanagt diperlukan jika
menggunakan sistem operasi grafis. Mouse lebih banyak eprkembangannya dari pada
keyboard. Muali dari mouse serial, mouse PS/2, mouse scroll, dan saat mouse
optik
2.1.2.
Output Device (Alat Keluaran)
Adalah perangkat keras komputer yang berfungsi untuk
menampilkan keluaran sebagai hasil pengolahan data. Keluaran dapat berupa
hard-copy (ke kertas), soft-copy (ke monitor), ataupun berupa suara. Output
yang dihasilkan dari pemroses dapat digolongkan menjadi empat bentuk, yaitu
tulisan (huruf, angka, simbol khusus), image (dalam bentuk grafik atau gambar),
suara, dan bentuk lain yang dapat dibaca oleh mesin (machine-readable form).
Tiga golongan pertama adalah output yang dapat digunakan langsung oleh manusia,
sedangkan golongan terakhir biasanya digunakan sebagai input untuk proses
selanjutnya dari komputer. Peralatan output dapat berupa:
- Hard-copy device, yaitu alat yang digunakan untuk mencetak tulisan dan image pada media keras seperti kertas atau film. Contoh hard-copy devicce
- Soft-copy device, yaitu alat yang digunakan untuk menampilkan tulisan dan image pada media lunak yang berupa sinyal elektronik.
- Drive device atau driver, yaitu alat yang digunakan untuk merekam simbol dalam bentuk yang hanya dapat dibaca oleh mesin pada media seperti magnetic disk atau magnetic tape. Alat ini berfungsi ganda, sebagai alat output dan juga sebagai alat input. Sekarang media penyimpan yang berkembang adalah disk rive, hard disk, CD-ROM/CD-RW.
2.1.3.
I/O Ports
Bagian ini digunakan untuk menerima ataupun mengirim data ke
luar sistem. I/O Port juga biasa disebut dengan bagian interface (antar muka)
karena peralatan input dan output di atas terhubung melalui port ini.
2.1.4.
CPU (Central Processing Unit)
CPU merupakan otak sistem komputer, dan memiliki dua bagian
fungsi operasional, yaitu: ALU (Arithmetical Logical Unit) sebagai pusat
pengolah data, dan CU (Control Unit) sebagai pengontrol kerja komputer.
CPU merupakan tempat pemroses instruksi-instruksi program,
yang ada komputer mikro disebut dengan micro-processor (pemroses mikro).
Pemroses ini berupa chip yang terdiri dari ribuan hingga jutaan IC. Dalam dunia
dagang, pemroses ini diberi nama sesuai dengan keinginan pembuatnya dan umumnya
ditambah dengan nomor seri, misalnya dikenal pemroses Intel 80486 DX2-400
(buatan Intel dengan seri 80486 DX2-400 yang dikenal dengan komputer 486 DX2),
Intel Pentium 100 (dikenal dengan komputer Pentium I), Intel Pentium II-350,
Intel Pentium III-450, Intel Celeron 333, AMD K-II, dan sebagainya.
Masing-masing produk ini mempunyai kelebihan dan kekurangan masing-masing.
2.1.5. Memori
a.
Random Access Memory (RAM)
Semua data dan program yang dimasukkan melalui alat input
akan disimpan terlebih dahulu di memori utama, khususnya RAM, yang dapat
diakses secara acak (dapat diisi/ditulis, diambil, atau dihapus isinya) oleh
pemrogram. Struktur RAM terbagi menjadi empat bagian utama, yaitu:
- Input storage, digunakan untuk menampung input yang dimasukkan melalui alat input.
- Program storage, digunakan untuk menyimpan semua instruksi-instruksi program yang akan diakses.
- Working storage, digunakan untuk menyimpan data yang akan diolah dan hasil pengolahan.
- Output storage, digunakan untuk menampung hasil akhir dari pengolahan data yang akan ditampilkan ke alat output.
Input yang dimasukkan melalui alat input akan ditampung
terlebih dahulu di input storage. Bila input tersebut berupa program maka akan
dipindahkan ke program storage, dan bila berbentuk data maka akan dipindahkan
ke working storage. Hasil dari pengolahan juga ditampung terlebih dahulu di
working storage dan bila akan ditampilkan ke alat output maka hasil tersebut
dipindahkan ke output storage.
b. Read Only Memory (ROM)
Dari namanya, ROM hanya dapat dibaca sehingga pemrogram
tidak bisa mengisi sesuatu ke dalam ROM. ROM sudah diisi oleh pabrik pembuatnya
berupa sistem operasi yang terdiri dari program-program pokok yang diperlukan
oleh sistem komputer, seperti misalnya program untuk mengatur penampilan
karakter di layar, pengisian tombol kunci papan ketik untuk keperluan kontrol
tertentu, dan bootstrap program. Program bootstrap diperlukan pada saat pertama
kali sistem komputer diaktifkan. Proses mengaktifkan komputer pertama kali ini
disebut dengan booting, yang dapat berupa cold booting atau warm booting. Cold
booting merupakan proses mengaktifkan sistem computer pertama kali untuk
mengambil program bootstrap dari keadaan listrik komputer mati (off) menjadi
hidup (on). Sedangkan warm booting merupakan proses pengulangan pengambilan
program bootstrap pada saat komputer masih hidup dengan cara menekan tiga
tombol tombol pada papan ketik sekaligus, yaitu Ctrl, Alt, dan Del. Proses ini
biasanya dilakukan bila sistem computer macet, daripada harus mematikan aliran
listrik komputer dan menghidupkannya kembali. Instruksi-instruksi yang
tersimpan di ROM disebut dengan microinstruction atau firmware karena hardware
dan software dijadikan satu oleh pabrik pembuatnya. Isi dari ROM ini tidak
boleh hilang atau rusak karena bila terjadi demikian, maka system komputer
tidak akan bisa berfungsi. Oleh karena itu, untuk mencegahnya maka pabrik
pembuatnya merancang ROM sedemikian rupa sehingga hanya bisa dibaca, tidak
dapat diubah-ubah isinya oleh orang lain. Selain itu, ROM bersifat non volatile
supaya isinya tidak hilang bila listrik komputer dimatikan.
Pada kasus yang lain memungkinkan untuk merubah isi ROM,
yaitu dengan cara memprogram kembali instruksi-instruksi yang ada didalamnya.
ROM jenis ini berbentuk chip yang ditempatkan pada rumahnya yang mempunyai
jendela di atasnya. ROM yang dapat diprogram kembali adalah PROM (Programmable
Read Only Memory), yang hanya dapat diprogram satu kali dan selanjutnya tidak
dapat diubah kembali. Jenis lain adalah EPROM (Erasable Programmable Read Only
Memory) yang dapat dihapus dengan sinar ultraviolet serta dapat diprogram
kembali berulang-ulang. Disamping itu, ada juga EEPROM (Electrically Erasable
Programmable Read Only Memory) yang dapat dihapus secara elektronik dan dapat
diprogram kembali.
2.1.6.
Data
Bus
Adalah jalur-jalur
perpindahan data antar modul dalam sistem komputer. Karena pada suatu saat
tertentu masing-masing saluran hanya dapat membawah 1 bit data, maka jumlah
saluran menetukan jumlah bit yang dapat ditransfer pada suatu saat. Lebar data
bus ini menetukan kinerja sistem secara keseluruhan. Sifatnya bldirectional,
artinya CPU dapat membaca dan menerima data melalui data bus ini. Data bus
biasanya terdiri atas 8, 16, 32, atau 64 paralel.
2.1.7.
Address
Bus
Digunakan untuk
menandakan lokasi sumber ataupun tujuan pada proses transfer data. Pada jalur
ini, CPU akan mengirimkan alamat memori yang akan ditulis atau dibaca. Address
bus biasanya terdiri atas 16, 20, 24, atau 32 jalur paralel.
2.1.8.
Control
Bus
Control Bus digunakan
untuk mengontrol penggunaan serta akses ke Data Bus dan Address Bus. terdiri
dari 4 sampai 10 jalur paralel.
2.2.
EVOLUSI
DAN KINERJA KOMPUTER
Perkembangan komputer
meliputi peningkatan kecepatan
processor, penyusutan ukuran komponen, peningkatan
ukuran memori dan peningkatan
kapasitas serta kecepatan I/O.
SEJARAH
PERKEMBANGAN KOMPUTER
Berdasarkan perkembangan teknologi
komputer, maka perkembangannya dapat kita
begi menjadi 2 bagian yaitu :
a. Sebelum tahun 1940.
b. Setelah tahun 1940.
2.2.1.
Sebelum tahun 1940
Sejak dahulu kala, proses
pengolahan data telah dilakukan oleh manusia. Manusia menggunakan
jari untuk mengenali dan
membilang nomor satu hingga sepuluh.
Selepas itu mereka mulaI mengenali
nomor-nomor yang lebih
besar tetapi masih menggunakan digit-digit dari 0 hingga
9. Ahli-ahli perniagaan dari negeri China, Turki dan
Yunani menggunakan abakus (sempoa) untuk melakukan
perhitungan. Pada tahun
1617, John Napier mengemukakan perhitungan
logaritma dan menemukan alat
yang disebut tulang
Napier (Napier’s bones).
Manusia juga menemukan
alat-alat mekanik dan elektronik untuk membantu manusia dalam penghitungan dan
pengolahan data supaya bisa mendapatkan hasil lebih cepat. Blaise Pascal
mencipta mesin perhitungan mekanikal
pertama pada tahun 1642.
Mesin ini beroperasi
dengan menggerakkan gear pada
roda. Pascal juga telah
banyak menyumbang ide dalam
bidang matematika.
Dan awal mula komputer
yang sebenarnya dibentuk oleh seorang professor matematika Inggris, Charles
Babbage (1791-1871). Tahun 1812, Babbage memperhatikan kesesuaian alam antara
mesin mekanik dan matematika, mesin mekanik sangat baik dalam mengerjakan tugas
yang sama berulangkali tanpa kesalahan, sedang matematika membutuhkan repetisi
sederhana dari suatu langkah-langkah tertentu. Masalah tersebut kemudian
berkembang hingga menempatkan mesin mekanik sebagai alat untuk menjawab
kebutuhan mekanik. Usaha Babbage yang pertama untuk menjawab masalah ini muncul
pada tahun 1822 ketika ia mengusulkan suatu mesin untuk melakukan perhitungan
persamaan differensil. Mesin tersebut dinamakan Mesin Differensial. Dengan
menggunakan tenaga uap, mesin tersebut dapat menyimpan program, dapat melakukan kalkulasi serta mencetak
hasilnya secara otomatis, bisa menyelesaikan
masalah perhitungan matematika seperti
logaritma secara mekanikal dengan
tepat sampai dua
puluh digit. Setelah bekerja dengan Mesin Differensial selama sepuluh
tahun, Babbage tiba-tiba terinspirasi untuk memulai membuat komputer
general-purpose yang pertama, yang disebut Analytical Engine. Asisten Babbage,
Augusta Ada King (1815-1842) memiliki peran penting dalam pembuatan mesin ini.
Ia membantu merevisi rencana, mencari pendanaan dari pemerintah Inggris, dan
mengkomunikasikan spesifikasi Anlytical Engine kepada publik. Selain itu,
pemahaman Augusta yang baik tentang mesin ini memungkinkannya membuat instruksi
untuk dimasukkan ke dlam mesin dan juga membuatnya menjadi programmer wanita
yang pertama. Pada tahun 1980, 4 Departemen Pertahanan Amerika Serikat
menamakan sebuah bahasa pemrograman dengan nama ADA sebagai penghormatan
kepadanya. Pada 1889, Herman Hollerith (1860-1929) juga menerapkan prinsip
kartu perforasi untuk melakukan penghitungan. Tugas pertamanya adalah menemukan
cara yang lebih cepat untuk melakukan perhitungan bagi Biro Sensus Amerika
Serikat. Sensus sebelumnya yang dilakukan di tahun 1880 membutuhkan waktu tujuh
tahun untuk menyelesaikan perhitungan. Dengan berkembangnya populasi, Biro tersebut memperkirakan bahwa dibutuhkan waktu
sepuluh tahun untuk menyelesaikan perhitungan sensus. Pada masa berikutnya,
beberapa insinyur membuat p enemuan baru lainnya. Vannevar Bush (1890-1974)
membuat sebuah kalkulator untuk menyelesaikan persamaan differensial di tahun
1931. Mesin tersebut dapat menyelesaikan persamaan differensial kompleks yang
selama ini dianggap rumit oleh kalangan akademisi. Mesin tersebut sangat besar
dan berat karena ratusan gerigi dan poros yang dibutuhkan untuk melakukan
perhitungan.
Pada tahun 1903, John
V. Atanasoff dan Clifford Berry mencoba membuat komputer elektrik yang
menerapkan aljabar Boolean pada sirkuit elektrik. Pendekatan ini didasarkan
pada hasil kerja George Boole (1815-1864) berupa sistem biner aljabar, yang
menyatakan bahwa setiap persamaan matematik dapat dinyatakan sebagai benar atau
salah. Howard Aiken memperkenalkan penggunaan mesin
elektromakenikal yang disebut
dengan nama Mark I pada tahun 1937. Bentuknya besar dan berat serta mengandungi
kabel wayer yang panjang. Semua operasi
di dalam komputer dijalankan
oleh tenaga elektromagnetik.
Dengan mengaplikasikan kondisi benar-salah ke dalam sirkuit listrik dalam
bentuk terhubung-terputus, Atanasoff dan Berry membuat komputer elektrik
pertama di tahun 1940. Namun proyek mereka terhenti karena kehilangan sumber
pendanaan.
Bagaimanapun juga alat
pengolah data dari sejak jaman purba sampai saat ini bisa kita golongkan ke
dalam 4 golongan besar.
- Peralatan manual: yaitu peralatan pengolahan data yang sangat sederhana, dan faktor terpenting dalam pemakaian alat adalah menggunakan tenaga tangan manusia.
- Peralatan Mekanik: yaitu peralatan yang sudah berbentuk mekanik yang digerakkan dengan tangan secara manual
- Peralatan Mekanik Elektronik: Peralatan mekanik yang digerakkan oleh secara otomatis oleh motor elektronik
- Peralatan Elektronik: Peralatan yang bekerjanya secara elektronik penuh
Komputer yang kita
temui saat ini adalah suatu evolusi panjang dari penemuan-penemuan manusia
sejah dahulu kala berupa alat mekanik maupun elektronik. Saat ini komputer dan
piranti pendukungnya telah masuk dalam setiap aspek kehidupan dan pekerjaan.
Komputer yang ada sekarang memiliki kemampuan yang lebih dari sekedar
perhitungan matematik biasa. Diantaranya adalah sistem komputer di kassa
supermarketyang mampu membaca kode barang belanjaan, sentral telepon yang
menangani jutaanpanggilan dan komunikasi, jaringan komputer dan internet yang
menghubungkan berbagai tempat di dunia.
2.2.2.
Setelah
tahun 1940
Perkembangan komputer setelah tahun
1940 dibagi lagi menjadi 5 generasi.
1. Komputer
generasi pertama
Komputer generasi
pertama ini menggunakan tabung vakum untuk memproses dan menyimpan data. Ia
menjadi cepat panas dan mudah terbakar, oleh karena itu beribu-ribu tabung
vakum diperlukan untuk menjalankan operasi keseluruhan komputer. Ia juga memerlukan
banyak tenaga elektrik yang menyebabkan gangguan elektrik di kawasan sekitarnya
dan ukuran komputer generasi pertama ini
sangat besar . Komputer generasi
pertama ini 100% elektronik dan membantu para ahli dalam menyelesaikan masalah
perhitungan dengan cepat dan tepat. Beberapa computer generasi pertama :
- ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Calculator )
NIAC
(Electronic Numerical Integrator And Computer), pada tahun 1946 dirancang dan
dibuat oleh John Mauchly dan John Presper Eckert di Universitas
Pennsylvania merupakan komputer digital
elektronik untuk kebutuhan
umum pertama di
dunia. ENIAC dibuat
di bawah lembaga Army’s Ballistics
Research Laboratory (BRL).
Sebuah badan yang
bertanggung jawab dalam pembuatan jarak dan tabel
lintasan peluru kendali senjata baru. Sebelumnya tugas ini dilakukan
oleh kurang lebih 200 personil dengan menggunakan kalkulator untuk
menyelesaikan persamaan matematis peluru kendali yang memakan waktu lama. ENIAC mempunyai berat
30 ton, bervolume
15.000 kaki persegi, dan berisi
lebih dari 18.000 tabung vakum.
Daya listrik yang
dibutuhkan sebesar 140
KW. Kecepatan operasi mencapai 5.000
operasi penambahan per
detik. ENIAC masih
merupakan mesin desimal, representasi data bilangan dalam
bentuk desimal dan arimetiknya dibuat dalam bentuk desimal. Memorinya terdiri
atas 20 akumulator,
yang masing –
masing akumulatornya mampu menampung 10 digit desimal. Setiap
digit direpresentasikan oleh cincin yang terdiri atas 10 buah tabung vakum.
Kekurangan utama mesin
ini adalah masih
manual pemrogramannya, yaitu dengan
menyetel switch –
switch, memasang dan
menanggalkan kabel -
kabelnya. ENIAC selesai pada
tahun 1946 sejak
proposal diajukan tahun
1943, sehingga tahun
1946 merupakan gerbang bagi zaman baru komputer elektronik. ENIAC digunakan
oleh BRL untuk kepentingan
perang sampai dengan tahun1955.
Setelah itu, ENIAC tidak lagi digunakan. Komputer generasi ini sudah mulai
menyimpan data yang dikenal sebagai konsep penyimpanan data (stored program
concept) yang dikemukakan oleh John Von Neuman.
Gambar
: ENIAC Computer
- EDVAC Computer.
Von Neumann
mencetuskan ide mengenai
konsep stored-program
(program penyimpanan) sebagai pengembangan dari
ENIAC. Idenya tersebut dipublikasikan dalam
bentuk proposal pada tahun
1945 dengan nama EDVAC
(Electronic Discrete Variable
Computer). Pada tahun 1946
Von Neumann bersama koleganya
mulai mendesain komputer baru
dengan konsep program
penyimpanan, dimana kemudian dikenal
dengan sebutan komputer IAS
(Computer of Institute for Advanced Studies) karena dikembangkan di
Computer of Institute for Advanced Studies.
Pada tahun 1952
IAS computer meskipun belum lengkap namun sudah memenuhi
kegunaannya sebagai komputer yang
berbasis konsep stored-program.
Gambar : EDVAC
Computer
Secara umum,
struktur dari komputer IAS adalah
sebagai berikut:
a)
Memori
utama, untuk menyimpan data dan intruksi.
b)
Arithmetic Logic Unit (ALU), untuk mengolah data binner
c)
Control
Unit, untuk melakukan interpretasi instruksi
- instruksi di dalam
memori sehingga adanya eksekusi instruksi tersebut
d)
I/0,
untuk berinteraksi dengan lingkungan luar
- EDSAC COMPUTER
EDSAC
(Electonic Delay Storage Automatic Calculator) memperkenalkan penggunaan raksa
(merkuri) dalam tabung untuk menyimpan data.
Gambar
: EDSAC Computer
- Komputer Komersial (Commersial Computer)
Tahun 1950
dianggap sebagai tahun
kelahiran industri komputer
dengan munculnya 2
buahperusahaan yang saat itu mendominasi pasar, yaitu Sperry dan
IBM. Tahun 1947,
Eckert dan Mauchly mendirikan
Eckert-Mauchly Computer Corporation untuk memproduksi komputer secara
komersial. Komputer pertama yang mereka hasilkan adalah UNIVAC I (Universal
Automatic Computer). UNIVAC I menjadi tulang punggung penghitungan sensus tahun
1950 di USA. UNIVAC II
yang memiliki kapasitas
memori lebih besar
dan kinerja yang
lebih baik diluncurkan tahun
1950. Mulai saat itu perusahaan telah mengembangkan produk – produk baru
yang kompatibel dengan
produk sebelumnya sehingga
pangsa pasar konsumen
mereka tetap terjaga menggunakan
produknya. IBM pun
tidak mau kalah
dengan mengeluarkan produk
mereka yang akhirnya mendominasi pangsa pasar bisnis saat
ini. Seri IBM pertama adalah seri 701 tahun 1953 dan terus berkembang menjadi
lebih baik hingga sekarang.
Gambar : UNIVAC
- Komputer Generasi Kedua
Pada tahun 1947,
Transistor ditemukan di Lab. Bell oleh
William Shockley . Penemuan transistor sangat mempengaruhi perkembangan
komputer. Transistor menggantikan tabung vakum di televisi, radio, dan
komputer. Akibatnya, ukuran mesin-mesin elektrik berkurang drastis. Transistor
mulai digunakan di dalam komputer mulai pada tahun 1956. Penemuan lain yang
berupa pengembangan memori inti-magnetik membantu pengembangan komputer
generasi kedua yang lebih kecil, lebih cepat, lebih dapat diandalkan, dan lebih
hemat energi dibanding para pendahulunya.
Dimana transistor memiliki
spesifikasi sebagai berikut:
ü Lebih
kecil
ü Lebih
ringan
ü Disipasi
daya lebih rendah
ü Solid
State device
ü Terbuat
dari silikon Silicon (Sand)
Yang
termasuk dalam komputer generasi kedua antara lain:
- IBM 7094
IBM 7094 memiliki konfigurasi sebagai berikut:
IBM 7094
dibuat dengan tujuan kemampuannya
semakin meningkat,
kapasitasnya semakin besar, dan
biayanya semakin kecil.
- DEC PDP 1
Digital Equipment Corporation (DEC) tahun
1957 meluncurkan komputer pertamanya
yaitu PDP 1
- Komputer Generasi Ketiga
Walaupun transistor
dalam banyak hal mengungguli tube vakum, namun transistor menghasilkan panas
yang cukup besar, yang dapat berpotensi merusak bagian-bagian internal
komputer. Batu kuarsa (quartz rock) menghilangkan masalah ini. Jack Kilby,
seorang insinyur di Texas Instrument, mengembangkan sirkuit terintegrasi (IC :
integrated circuit) di tahun 1958. IC mengkombinasikan tiga komponen elektronik
dalam sebuah piringan silikon kecil yang terbuat dari pasir kuarsa. Pada
ilmuwan kemudian berhasil memasukkan lebih banyak komponen-komponen ke dalam
suatu chip tunggal yang disebut semikonduktor. Hasilnya, komputer menjadi
semakin kecil karena komponen-komponen dapat dipadatkan dalam chip. Kemajuan
computer generasi ketiga lainnya adalah penggunaan sistem operasi (operating
system) yang memungkinkan mesin untuk menjalankan berbagai program yang berbeda
secara serentak dengan sebuah program utama yang memonitor dan mengkoordinasi
memori komputer.
- Komputer Generasi Keempat
Setelah IC, tujuan
pengembangan menjadi lebih jelas: mengecilkan ukuran sirkuit dan
komponenkomponen elektrik. Large Scale Integration (LSI) dapat memuat ratusan
komponen dalam sebuah chip. Pada tahun 1980-an, Very Large Scale Integration
(VLSI) memuat ribuan komponen dalam sebuah chip tunggal. Ultra-Large Scale
Integration (ULSI) meningkatkan jumlah tersebut menjadi jutaan. Kemampuan untuk
memasang sedemikian banyak komponen dalam suatu keping yang berukurang setengah
keping uang logam mendorong turunnya harga dan ukuran komputer. Hal tersebut
juga meningkatkan daya kerja, efisiensi dan keterandalan komputer. Chip Intel
4004 yang dibuat pada tahun 1971 membawa kemajuan pada IC dengan meletakkan
seluruh komponen dari sebuah komputer (central processing unit, memori, dan
kendali input/output) dalam sebuah chip yang sangat kecil. Sebelumnya, IC
dibuat untuk mengerjakan suatu tugas tertentu yang spesifik.Sekarang, sebuah
mikroprosesor dapat diproduksi dan kemudian diprogram untuk memenuhi seluruh
kebutuhan yang diinginkan. Tidak lama kemudian, setiap perangkat rumah tangga
seperti microwave oven, televisi, dn mobil dengan electronic fuel injection
dilengkapi dengan mikroprosesor. Perkembangan yang demikian memungkinkan
orang-orang biasa untuk menggunakan komputer biasa. Komputer tidak lagi menjadi
dominasi perusahaan- perusahaan besar atau lembaga pemerintah. Pada pertengahan
tahun 1970-an, perakit komputer menawarkan produk komputer mereka ke masyarakat
umum. Komputer- komputer ini, yang disebut minikomputer, dijual dengan paket
piranti lunak yang mudah digunakan oleh kalangan awam. Piranti lunak yang
paling populer pada saat itu adalah program word processing dan spreadsheet.
Pada awal 1980-an, video game seperti Atari 2600 menarik perhatian konsumen
pada komputer rumahan yang lebih canggih dan dapat diprogram. Pada tahun 1981,
IBM memperkenalkan penggunaan Personal Computer (PC) untuk penggunaan di rumah,
kantor, dan sekolah. Jumlah PC yang digunakan melonjak dari 2 juta unit di
tahun 1981 menjadi 5,5 juta unit di tahun 1982. Sepuluh tahun kemudian, 65 juta
PC digunakan. Komputer melanjutkan evolusinya menuju ukuran yang lebih kecil,
dari komputer yang berada di atas meja (desktop computer) menjadi komputer yang
dapat dimasukkan ke dalam tas (laptop), atau bahkan komputer yang dapat
digenggam (palmtop). IBM PC bersaing dengan Apple Macintosh dalam memperebutkan
pasar komputer. Apple Macintosh menjadi terkenal karena mempopulerkan sistem
grafis pada10 komputernya, sementara saingannya masih menggunakan komputer yang
berbasis teks. Macintosh juga mempopulerkan penggunaan piranti mouse. Pada masa
sekarang, kita mengenal perjalanan IBM compatible dengan pemakaian CPU: IBM
PC/486, Pentium, Pentium II, Pentium III, Pentium IV (Serial dari CPU buatan
Intel). Juga kita kenal AMD k6, Athlon, dsb. Ini semua masuk dalam golongan
komputer generasi keempat. Seiring dengan menjamurnya penggunaan komputer di
tempat kerja, cara-cara baru untuk menggali potensial terus dikembangkan.
Seiring dengan bertambah kuatnya suatu komputer kecil, komputer-komputer
tersebut dapat dihubungkan secara bersamaan dalam suatu jaringan untuk saling
berbagi memori, piranti lunak, informasi, dan juga untuk dapat saling
berkomunikasi satu dengan yang lainnya. Komputer jaringan memungkinkan komputer
tunggal untuk membentuk kerjasama elektronik untuk menyelesaikan suatu proses
tugas. Dengan menggunakan perkabelan langsung (disebut juga local area network,
LAN), atau kabel telepon, jaringan ini dapat berkembang menjadi sangat besar.
Pada
komputer generasi ini sudah memanfaatkan mikroprocessors.
PERKEMBANGAN MICROPROCESSOR
1971 - 4004
1971 - 4004
- Microprocessor pertama
- Semua komponen CPU adalah single chip
- 4bit
Diikuti dengan munculnya 8008
tahun 1972
- 8bit
1974
– 8080
- Intel adalah mikroprosessor dengan kegunaan umum
- Komputer generasi kelima ( masa depan )
Banyak kemajuan di
bidang desain komputer dan teknologi semakin memungkinkan pembuatan komputer
generasi kelima. Dua kemajuan rekayasa yang terutama adalah kemampuan
pemrosesan paralel, yang akan menggantikan model non Neumann. Model non Neumann
akan digantikan dengan sistem yang mampu mengkoordinasikan banyak CPU untuk
bekerja secara serempak. Kemajuan lain adalah teknologi superkonduktor yang
memungkinkan aliran elektrik tanpa ada hambatan apapun, yang nantinya dapat
mempercepat kecepatan informasi. Jepang adalah negara yang terkenal dalam
sosialisasi jargon dan proyek komputer generasi kelima. Lembaga ICOT (Institute
for new Computer Technology) juga dibentuk untuk merealisasikannya. Banyak kabar
yang menyatakan bahwa proyek ini telah gagal, namun beberapa informasi lain
bahwa keberhasilan proyek computer generasi kelima ini akan membawa perubahan
baru paradigma komputerisasi di dunia.
2.2.3.
PERANCANGAN KINERJA
Kinerja sebuah
sistem komputer merupakan
hasil proses dari
seluruh komponen komputer, yang melibatkan CPU, memori utama, memori
sekunder, bus, peripheral. Dari segi perkembangan program aplikasipun sangat
menakjubkan. Aplikasi dekstop yang hampir dimiliki semua sistem komputer saat
ini meliputi :
·
Pengolahan citra
·
Pengenalan voice atau pembicaraan
·
Video conference
·
Mulitimedia
·
Transfer data
Yang menakjubkan lagi
adalah dari sudut
pandang organisasi dan
arsitektur komputer saat ini
adalah mirip dengan
komputer IAS yang
dibuat sekitar 50
tahun lalu, namun perkembangan dan
kecanggihannya dapat kita
rasakan sekarang ini.
Peningkatan kinerja
mikroprosesor ini terus
berlanjut tidak kenal
henti dengan berbagai
teknik yang telah dikembangkan, diantaranya :
·
Branch Prediction, teknik dimana
prosesor memungkinkan mengamati terlebih dahulu di dalam software dan melakukan
prediksi percabangan atau kelompok instruksi yang akan dieksekusi
berikutnya.
·
Data Flow Analysis, prosesor akan
menganalisa instruksi – instruksi yang tidak tergantung pada hasil atau data
lainnya untuk membuat penjadwalan yang optimum dalam eksekusi.
·
Speculative Execution, dengan modal
prediksi cabang dan analisis data, maka prosesor dapat melakukan eksekusi spekulatif
terlebih dahulu sebelum waktunya.
Perkembangan mikroprosesor, dilihat dari
kapasitas operasi dan kecepatannya sangatlah pesat. Perkembangan mikroprosesor
ini sulit diimbangi oleh komponen lainnya semisal memori. Hal ini
menimbulkan masalah kesenjangan
dan kurang sinkronnya
operasi antar komponen. Organisasi dan arsitektur komputer
yang handal sangat diperlukan untuk mengatasi persoalan seperti ini.
Terdapat beberapa metode untuk mengatasi
masalah perbedaan kecepatan operasi antara mikroprosesor dengan komponen
lainnya, diantaranya :
·
Meningkatkan jumlah bit yang dicari pada suatu saat tertentu dengan melebarkan DRAM dan
melebarkan lintasa sistem busnya.
·
Mengubah
antarmuka DRAM sehingga lebih
efisien dengan menggunakan teknik
cache
atau pola buffer lainnya pada keping DRAM.
·
Meningkatkan bandwidth interkoneksi
prosesor dan memori dengan penggunakan hierarki bus – bus yang lebih cepat
untuk buffering dan membuat struktur aliran data.
Bidang
lain yang menjadi
fokus kajian peningkatan
kinerja sistem komputer
adalah penanganan perangkat –
perangkat I/O. Masalah
yang terjadi hampir
sama dengan memori. Teknik penyelesaian yang digunakan
umumnya adalah teknik buffering dan caching.
Target yang ingin dicapai dalam
peningkatan kinerja adalah tercapainya keseimbangan proses operasi antar
komponen – komponen penyusun komputer sehingga menghasilkan kinerja komputer
yang tinggi.
Contoh
Evolusi Komputer
Evolusi
komputer yang akan
dijelaskan adalah kelompok
komputer Pentium Intel
dan PowerPC. Alasannya adalah komputer
Pentium Intel mampu
mendominasi pasaran dan
secara teknologi menggunakan rancangan
CISC (complex instruction
set computers) dalam arsitekturnya. Sedangkan PowerPC
merupakan kelompok komputer yang menerapkan
teknologi RISC (reduced instruction set computers). Detail tentang CISC
dan RISC akan dijelaskan dalam matakuliah Arsitektur CPU.
Pentium
Pentium merupakan produk
Intel yang mampu mendominasi pasaran
prosesor hingga saat
ini. Generasi demi generasi diluncurkan ke pasaran dengan kenaikan unjuk
kerja yang menakjubkan dalam memenuhi kebutuhan konsumennya. Berikut evolusi
prosesor keluaran Intel dari prosesor sederhana sampai prosesor keluaran saat
ini:
·
8080, keluar tahun 1972 merupakan mikroprosesor pertama
keluaran Intel dengan mesin 8 bit dan
bus data ke
memori juga 8
bit. Jumlah instruksinya
66 instruksi dengan
kemampuan pengalamatan 16KB.
·
8086,
dikenalkan tahun 1974
adalah mikroprosesor 16 bit
dengan teknologi cache
instruksi. Jumlah instruksi mencapai 111 dan kemampuan pengalamatan ke
memori 64KB.
·
80286,
keluar tahun 1982
merupakan pengembangan dari
8086, kemampuan pengalamatan mencapai 1MB dengan 133
instruksi.
·
80386, keluar tahun 1985 dengan mesin 32
bit. Sudah mendukung sistem multitasking. Dengan mesin 32 bitnya, produk ini
mampu menjadi terunggul pada masa itu.
·
80486,
dikenalkan tahun 1989.
Kemajuannya pada teknologi
cache memori dan
pipelining instruksi. Sudah dilengkapi dengan math co-processor.
·
Pentium, dikeluarkan tahun 1993,
menggunakan teknologi superscalar sehingga memungkinkan eksekusi instruksi
secara paralel.
·
Pentium Pro, keluar tahun 1995.
Kemajuannya pada peningkatan organisasi superscalar untuk proses paralel,
ditemukan sistem prediksi cabang, analisa aliran data dan sistem cache memori
yang makin canggih.
·
Pentium
II, keluar sekitar
tahun 1997 dengan
teknologi MMX sehingga mampu
menangani kebutuhan multimedia. Mulai Pentium II telah menggunakan teknologi
RISC.
·
Pentium III, terdapat kemampuan
instruksi floating point untuk menangani grafis 3D.
·
Pentium IV, kemampuan floating point dan
multimedia semakin canggih.
·
Itanium, memiliki kemampuan 2 unit
floating point, 4 unit integer, 3 unit pencabangan, internet streaming, 128
interger register.
PowerPC
Proyek
sistem RISC diawali tahun 1975
oleh IBM pada komputer muni seri 801. Seri pertama ini hanyalah
prototipe, seri komersialnya adalah PC RT yang dikenalkan tahun 1986.
Tahun 1990 IBM mengeluarkan generasi
berikutnya yaitu IBM RISC
System/6000 yang merupakan mesin
RISC superskalar workstation.
Setelah ini arsitektur
IBM lebih dikenal
sebagai arsitektur POWER.
IBM
menjalin kerja sama
dengan Motorola menghasilkan
mikroprosesor seri 6800, kemudian Apple
menggunakan keping Motorola
dalam Macintoshnya. Saat
ini terdapat 4 kelompok PowerPC, yaitu :
·
601,
adalah mesin 32 bit merupakan
produksi masal arsitektur
PowerPC untuk lebih dikenal masyarakat.
·
603, merupakan komputer desktop dan
komputer portabel. Kelompok ini sama dengan seri 601 namun lebih murah untuk
keperluan efisien.
·
604, seri komputer PowerPC untuk
kegunaan komputer low-end server dan komputer desktop.
Langganan:
Postingan (Atom)