Organisasi Komputer Dasar

ORGANISASI KOMPUTER DASAR

A. 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

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 unitunit
fungsional yang berhubungan dengan tiap-tiap modul.
Informasi saling dipertukarkan di antara modul dengan
melalui bus.


B. 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.
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.

NO REGISTER UKURAN (bit) NAMA
1 A 24 Accumulator
2 X 15 Register Index
3 L 15 Register Linkage
4 PC 15 Program Counter
5 IR 24 Instruction Register
6 MBR 24 Memori Buffer Register
7 MAR 15 Memori Address Register
8 SW 11 Status Word
9 C 2 Counter
10 INT 1 Interrupt Flag
11 F 1 Fetch Cycle Flag
12 E 1 Execute Cycle Flag
13 S 1 Start / Stop Flag

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 telah siap = menunjukan bahwa piranti sedang sibuk dan tidak dapat digunakan pada saat itu > 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.


Struktur Dasar Komputer
Suatu sistem komputer terdiri dari lima unit struktur dasar, yaitu:

* Unit masukan (Input Unit)
* Unit kontrol (Control Unit)
* Unit logika dan aritmatika (Arithmetic & Logical Unit / ALU)
* Unit memori/penyimpanan (Memory / Storage Unit)
* Unit keluaran (Output Unit)

Control Unit dan ALU membentuk suatu unit tersendiri yang disebut Central Processing Unit (CPU). Hubungan antar masing-masing unit yang membentuk suatu sistem komputer dapat dilihat pada gambar berikut:
Struktur Dasar Komputer
Data diterima melalui Input Device dan dikirim ke Memory. Di dalam Memory data disimpan dan selanjutnya diproses di ALU. Hasil proses disimpan kembali ke Memory sebelum dikeluarkan melalui Output Device. Kendali dan koordinasi terhadap sistem ini dilakukan oleh Control Unit. Secara ringkas prinsip kerja komputer adalah Input – Proses – Output, yang dikenal dengan singkatan IPO.

Fungsi Utama dari masing-masing Unit akan dijelaskan berikut ini:

* Unit Masukan (Input Unit)
Berfungsi untuk menerima masukan (input) kemudian membacanya dan diteruskan ke Memory / penyimpanan. Dalam hubungan ini dikenal istilah peralatan masukan (input device) yaitu alat penerima dan pembaca masukan serta media masukan yaitu perantaranya.
* Unit Kontrol (Control Unit)
Berfungsi untuk melaksanakan tugas pengawasan dan pengendalian seluruh sistem komputer. Ia berfungsi seperti pengatur rumah tangga komputer, memutuskan urutan operasi untuk seluruh sistem, membangkitkan dan mengendalikan sinyal-sinyal kontrol untuk menyesuaikan operasi-operasi dan arus data dari bus alamat (address bus) dan bus data (data bus), serta mengendalikan dan menafsirkan sinyal-sinyal kontrol pada bus kontrol (control bus) dari sistem komputer. Pengertian mengenai bus dapat dilihat di bagian bawah halaman ini.
* Unit Logika & Aritmatika (Arithmetical & Logical Unit)
Berfungsi untuk melaksanakan pekerjaan perhitungan atau aritmatika & logika seperti menambah, mengurangi, mengalikan, membagi dan memangkatkan. Selain itu juga melaksanakan pekerjaan seperti pemindahan data, penyatuan data, pemilihan data, membandingkan data, dll, sehingga ALU merupakan bagian inti dari suatu sistem komputer. Pada beberapa sistem komputer untuk memperingan dan membantu tugas ALU dari CPU ini diberi suatu peralatan tambahan yang disebut coprocessor sehingga khususnya proses perhitungan serta pelaksanaan pekerjaan pada umumnya menjadi lebih cepat. Pengertian mengenai coprocessor dapat dilihat di bagian bawah halaman ini.
* Unit Memori / Penyimpan (Memory / Storage unit)
Berfungsi untuk menampung data/program yang diterima dari unit masukan sebelum diolah oleh CPU dan juga menerima data setelah diolah oleh CPU yang selanjutnya diteruskan ke unit keluaran. Pada suatu sistem komputer terdapat dua macam memori, yang penamaannya tergantung pada apakah alat tersebut hanya dapat membaca atau dapat membaca dan menulis padanya. Bagian memori yang hanya dapat membaca tanpa bisa menulis padanya disebut ROM (Read Only Memory), sedangkan bagian memori yang dapat melaksanakan membaca dan menulis disebut RAM (Random Access Memory).
* Unit Keluaran (Output Unit)
Berfungsi untuk menerima hasil pengolahan data dari CPU melalui memori. Seperti halnya pada unit masukan maka pada unit keluaran dikenal juga istilah peralatan keluaran (Output device) dan media keluaran (Output media).

Pengertian BUS
Bus adalah sekelompok lintasan sinyal yang digunakan untuk menggerakkan bit-bit informasi dari satu tempat ke tempat lain, dikelompokkan menurut fungsinya Standar bus dari suatu sistem komputer adalah bus alamat (address bus), bus data (data bus) dan bus kontrol (control bus). Komputer menggunakan suatu bus atau saluran bus sebagaimana kendaraan bus yang mengangkut penumpang dari satu tempat ke tempat lain, maka bus komputer mengangkut data. Bus komputer menghubungkan CPU pada RAM dan periferal. Semua komputer menggunakan saluran busnya untuk maksud yang sama.
Pengertian Coprocessor
Coprocessor adalah Mikroprosesor tambahan (auxiliary processor) untuk membantu tugas dari prosesor utama (CPU). Sebenarnya latar belakang adanya coprocessor ini dimaksudkan untuk menutupi kelemahan dalam perhitungan matematika dan aritmatika pada prosesor Intel 8088. Tugas utamanya untuk melaksanakan perhitungan matematika dan aritmatika sehingga tidak menjadi beban prosesor Intel 8088.

sumber
http://radmarssy.wordpress.com/2007/02/07/struktur-dasar-komputer/
http://goenawanb.com/it/pengertian-organisasi-komputer/

Evolusi Arsitektur Komputer

Arsitektur Komputer

Pendahuluan

Dalam dunia teknologi saat ini kita mengenal istilah yang disebut komputer. Komputer merupakan alat bantu yang digunakan manusia untuk mengerjakan beberapa yang dpat memudahkan manusia dalam mengerjakannya seperti perhitungan ataupun hal-hal yang lainnya. Komputer zaman dahulu mungkin hanya bisa mengerjakan hal-hal yang sederhana saja namun berjalannya waktu teknologi pun semakin maju dan pesat sehingga komputer sekarang dapat membantu manusia dalam mengerjakan hal-hal yang rumit sekalipun. Seiiring dengan berjalannya waktu komputer pun mengalami revolusi atau perubahan sesuai generasinya. Generasi-generasi komputer pun menjadi beberapa generasi. Mulai dari komputer yang hanya bisa mengerjakan hal yang sederhana hingga yang rumit. Bentuk maupun spesifikasinya pun berbeda. Oleh karena itu komputer sangatlah membantu dalam pekerjaan manusia

Pembahasan

1. Evolusi Arsitektur

Di antara demikian banyak pemahaman tentang arsitektur, arsitektur dikenal juga sebagai suatu tradisi yang berkembang. Dari waktu ke waktu wajah arsitektur selalu mengalami perubahan. Hal-hal yang mempengaruhi perkembangan dan pengembangan arsitektur tidak hanya berupa keadaan eksternal, tetapi juga keadaan internal. Dsini kita membahas mengenai evolusi arsitektur pada komputer. Arsitektur dari komputer sendiri merupakan suatu susuan tau rancangan dari komputer tersebut sehingga membentuk suatukesatuan yang dinamakan komputer. Komputer sendiri berevolusi dengan cepat mulai dari generasi pertama hingga sekarang. Evolusi sendiri didasarkan pada fungsi atau kegunaanya dalam kehidupan. Evolusi pada komputer sendiri ada karena keinginan atau hal yang dibutuhkan manusia itu sendiri. Sekarang ini komputer sudah dapat melakaukan perintah yang sulit sekalipun tidak seperti dulu yang hanya bisa melakukan yang sederhana saja. Itulah yang dinamakan evolusi arsitektur yaitu perubahan bentuk juga fungsi dan kemampuannya.

2. Klasifikasi Arsitektur

Pada komputer terdapat berbagai klasifikasinya dalam hal appaun. Setiap komputer tentunya memilik klasifikasi masing-masing. Disini membahas mengenai klasifikasi arsitekturnya menurut Von Neumann dan Non Von Neumann.

Kriteria mesin Von Neumann :

1. Mempunyai subsistem hardware dasar yaitu sebuah CPU, sebuah memori dan sebuah I/O sistem

2. Merupakan stored-program computer

3. Menjalankan instruksi secara berurutan

4. Mempunyai jalur (path) bus antara memori dan CPU

Pada tahun 1966, Flyyn mengklasifikasikan arsitektur komputer berdasarkan sifatnya yaitu :

1. Jumlah prosesor

2. Jumlah program yang dapat dijalankan

3. Struktur memori

Menurut Flyyn ada 4 klasifikasi komputer :

1. SISD (Single Instruction Stream, Single Data Stream)

Satu CPU yang mengeksekusi instruksi satu persatu dan menjemput atau menyimpan data satu persatu.

2. SIMD (Single Instruction Stream, Multiple Data Stream)

Satu unit kontrol yang mengeksekusi aliran tunggal instruksi, tetapi lebih dari satu Elemen Pemroses

3. MISD (Multiple Instruction Stream, Single Data Stream)

Mengeksekusi beberapa program yang berbeda terhadap data yang sama.

Ada dua kategori:
- Mesin dengan Unit pemroses berbeda dengan instruksi yang berbeda dengan data yang sama (sampai sekarang tidak ada mesin yang seperti ini)
- Mesin, dimana data akan mengalir ke elemen pemroses serial

4. MIMD (Multiple Instruction Stream, Multiple Data Stream

Juga disebut multiprocessors, dimana lebih dari satu proses dapat dieksekusi berikut terhadap dengan datanya masing-masing,

3. Kualitas Arsitektur Komputer

Kualitas arsitektur komputer merupakan suatu yang menentukan komputer itu baik atau tidak. Komputer dikatakan baik jika memiliki kualitas yang baik dalam hal apapun. Begitu juga komputer dikatakan tidak baik jika komputer tersebut tidak dapat memenuhi apa yg diperintahkan atau diinginkan pengguna. Hal yang dipenuhi inilah yang disebut dengan kualitas. Adapun kualitas arsitektur komputer yaitu :

1. Generalitas adalah ukuran besamya jangkauan aplikasi yang bisa cocok dengan arsitektur.

2. Daya terap (applicability) adalah pemanfaatan arsitektur untuk penggunaan yang telah direncanakannya.

3. Efisiensi adalah ukuran rata-rata jurnlah hardware dalam komputer yang selalu sibuk selama penggunaannya biasa.

4. Kemudahan penggunaan arsitektur adalah ukuran kesederhanan bagi programmer sistem untuk mengembangkan atau membuat software untuk arsitektur tersebut, misalnya sistem pengoperasiannya atau compilernya. Oleh karena itu, kemudahan penggunaan ini merupakan fungsi ISA dan berkaitan erat dengan generalitas.

5. Daya terap arsitektur adalah ukuran kemudahan bagi perancang untuk mengimplementasikan komputer (yang mempunyai arsitektur itu) dalam jangkauan yang luas. Lebih spesifik arsitekturnya, maka akan lebih sulit untuk membuat mesin yang berbeda ukuran dan kinerjanya dari yang lain.

6. Daya kembang (expandability) adalah ukuran kemudahan bagi perancang untuk meningkatkan kemampuan arsitektur, misalnya kemampuan ukuran memori maksimumnya atau kemampuan aritmetiknya. Umumnya, spesifikasi rumpun komputer memungkinkan perancang untuk menggunakan ukuran memori yang berjangkauan luas dalarn anggota rumpun.

4. Faktor Keberhasilan

Faktor keberhasilan merupakan sesuatu yang membuat dapat terlaksananya suatu hal yang dilakukan. Dalam komputer faktor keberhasilan merupakan sesuatu yang ada pada komputer dimana hal itu membuat komputer dapat melaksanakan tugasnya atau yang diperintahkan pengguna dengan baik.

Ada empat ukuran pokok yang menentukan keberhasilan arsitektur, yaitu manfaat arsitekturalnya yaitu :

1. Aplicability

Arsitektur ditujukan untuk aplikasi yang telah ditentukan.

2. Maleability

Bila arsitekturlebih mudah membangunsistem yang kecil, maka akan lebih baik.

3. Expandibility

Lebih besar daya kembang arsitektur dalam daya komputasi, ukuran memori, kapasitasI/O, dan jumlah prosesor,maka akan lebih baik.

4. Comptible

5. Struktur Dasar Komputer dan Organisasi Komputer

Suatu sistem komputer terdiri dari lima unit struktur dasar, yaitu:

• Unit masukan (Input Unit) yaitu dimana terdapat perintah atau instruksi yang dilakukan kepada komputer oleh pengguna
• Unit kontrol (Control Unit) merupakan suatu unit yang berfungsi untuk mengontrol atau mengendalikan semua yang terdapat dalam komputer
• Unit logika dan aritmatika (Arithmetic & Logical Unit / ALU) adalah suatu unit dimana berisi fungsi-fungsi logika dan matematika atau perhitungan
• Unit memori/penyimpanan (Memory / Storage Unit) yaitu unit penyimpanan dana yang dilakukan komputer
• Unit keluaran (Output Unit) merupakan suatu hasil yang diharapkan dari suatu inputan yang telah dimasukkan

Organisasi komputer

Organisasi Komputer adalah bagian yang terkait erat dengan unit-unit operasional. contohnya teknologi hardware, perangkat antarmuka, teknologi memori, sistem memori, dan sinyal–sinyal kontrol. Organisasi komputer bisa kita artikan sebagai cara bagi komputer (yang didesign oleh manusia) dalam menkonsolidasikan diri mereka hingga membentuk suatu performa yang diinginkan, seperti halnya organisasi yang sering kita temukan, organisasi komputer ini juga memiliki tujuan, tujannya adalah menghasilkan kerja komputer seperti yang diinginkan manusia sebagai pembuatnya.

Referensi

http://journal.mercubuana.ac.id

http://panksgrunge.blogspot.com/2010/06/mengukur-kualitas-arsitektur-komputer.html

http://radmarssy.wordpress.com/2007/02/07/struktur-dasar-komputer/

http://lecturer.eepis-its.edu/~setia/ORKOMDwnld.html