Pengertian dari arsitektur dan organisasi komputer, yaitu arsitektur computer mempelajari atribut-atribut system computer yang terkait dengan seorang programmer. Contoh: set instruksi, aritmetika yang digunakan, teknik pengalamatan, mekanisme I/O. Sedangkan organisasi computer mempelajari bagian yang terkait dengan unit-unit operasional computer dan hubungan antara komponen system computer. Contoh: sinyal control, interface, teknologi memori. [1]
ORGANISASI KOMPUTER
Komponen Sistem
Sebuah computer digital dengan program tersimpan didalamnya merupakan sebuah system yang memanipulasi dan memproses informasi menurut kumpulan instruksi yang diberikan. System tersebut dirancang dari modul-modul perangkat keras (hardware) seperti register, elemen aritmatika dan logika, unit pengendali, unit memori dan unit I/O.
Kumpulan instruksi yang diberikan membentuk program-program mesin. Dari situ didefinisikan urutan dan pola perpindahan data dan transformasi data dalam modul-modul perangkat keras. Computer dibagi atas tiga bagian utama: CPU, I/O dan unit memori. Organisasi dasar dari sebuah computer ditunjukkan dalam diagram blok pada gambar 1.0.
Gambar 1.0. komponen dasar pada sebuah komputer digital
CPU mengendalikan urutan dari semua pertukaran informasi dalam komputer dan dunia luar melalui unit I/O. Unit memori terdiri dari sejumlah besar lokasi yang menyimpan program dan data yang sedang aktif digunakan oleh CPU. Ketiga unit tersebut dihubungkan dengan berbagai macam bus.
Operasi Mikro
Organisasi bagian dalam dari sebuah komputer sangat ditentukan oleh kumpulan instruksi yang dijalankanya. Sebuah instruksi adalah sebuah kaidah yang digunakan oleh komputer (1) untuk mendefinisikan operasi seperti add,store,load dan jump.(2) untuk menentukan lokasi data dimana operasi akan dilakukan. Kumpulan dari semua instruksi disebut kumpulan instruksi, mencakup berbagai macam operasi aritmatik dan logika,operasi perpindahan data,operasi I/O dan operasi pengendalian. Kombinasi dari operasi-operasi ini dikelompokkan bersama sama,membentuk sebuah program mesin.
Secara umum instruksi komputer merupakan sebuah kode biner yang terbagi atas beberapa field, field operasi disebut opcode,menjabarkan operasi yang dilakukan. Operasi ini dijalankan pada beberapa koleksi data disebut operand,bisa berupa bagian dari instruksi tersebut atau dimasukkan nilainya pada register atau memori.[2]
Gambar 1.1 bentuk dari format penulisan sebuah instruksi
STRUKTUR DASAR KOMPUTER
Struktur Komputer didefinisikan sebagai cara-cara dari tiap-tiap komponen yang menyusun computer saling berkaitan, komponen-komponen disusun dengan alur bus yang mengalirkan data, alat dan mengendalikan antar komponen tersebut.
Struktur computer terdiri dari 5 unit struktur dasar, yaitu:
Unit masukan (input control)
Unit control (control unit)
Unit logika dan aritmatika
Unit memory / penyimpanan (memory / storage unit)
Unit keluaran (output control)
Control unit dan ALU membentuk suatu unit tersendiri yang sendiri yang disebut central processing unit (CPU). Hubungan antar masing-masing unit dapat dilihat pada gambar dibawah ini.
Fungsi utama dari masing-masing unit akan dijelaskan sebagai berikut:
Unit masukan (input control)
Berfungsi untuk menerima masukan (input) kemudian membacanya dan diteruskan kememori / penyimpanan.
Unit control (control unit)
Berfungsi untuk melaksanakan tugas pengawasan dan pengendalian seluruh system computer.
Unit logika dan aritmatika (arithmetical and logical unit)
ALU merupakan bagian inti dari suatu system computer. Tugas utama dari ALU adalah melakukan perhitungan aritmatik / matematika yang terjadi sesuai dengan instruksi program.
Unit memori dan penyimpanan (memory / storage unit)
Berfungsi untuk menanpung data/program yang diterima dari unit masukkan sebelum diolah oleh CPU dan juga menerima data setelah diolah oleh CPU yang selanjutnya diteruskan ke unit keluaran.
Unit keluaran (output unit)
Berfungsi untuk menerima hasil pengolahan data dari CPU melalui memori. [3]
Sumber :
http://bacaanelektro.blogspot.com/2014/11/struktur-dasar-komputer-dan-organisasi.html
indrarmcf.blogspot.com/2014/01/penjelasan-organisasi-arsitektur.html?m=1
soeparlan, soepono (1995).”pengantar organisasi system computer”. Jakarta. Penerbit Gunadarma.
[3] sharing company.blogspot.com/2013/11/makalah-struktur-dasar-komputer.htm?m=1
Jumat, 07 November 2014
ARSITEKTUR KOMPUTER
Arsitektur Komputer adalah sebuah ilmu untuk tujuan perancangan sintem kompter. Tujuan seorang arsitek komputer adalah merancang sebuah sistem dengan kinerja yang tinggi dengan biaya yang layak, memenuhi persyaratan-
persyaratan lainnya. “Arsitektur Komputer”
memberikan berbagai atribut pada sistem komputer yang dibutuhkan oleh seorang perancangsoftware sistem untuk mengembangkan suatu progaram. Model konseptual arsitektur computer memberikan informasi sebagai berikut.
Set instruksi
Format instruksi
Kode operasi
Jenis-jenis operand
Mode-mode pengalamatan operand
Register
Main memory space utilization (memory map)
Alokasi ruang I/O (I/O map)
Pengerjaan/penetapan interupsi dan prioritas
Pengerjaan kanal-kanal DMA dan prioritas
Teknik-teknik I/O yang digunakan berbagai perangkat
Format-format perintah pengontrol I/O
Format-format status pengontrol I/O
Format-format status pengontrol I/OOrganisasi komputer memberikan gambar yang lebih dalam mengenai struktur fungsionaldan interkoneksi logika antara unit-unit (blok fungsional). Biasanya termasuk rincian atau detailhardware yang dapat diketahui oleh pemrogram, seperti sinyal-sinyal kontrol, antarmukakomputer dan peripheral serta teknologi memori yang digunakan.
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 imagepada 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.
MODEL-MODEL KOMPUTASI ARSITEKTUR KOMPUTER
SISD
Yang merupakan singkatan dari Single Instruction, Single Data adalah satu-satunya yang menggunakan arsitektur Von Neumann. Ini dikarenakan pada model ini hanya digunakan 1 processor saja. Oleh karena itu model ini bisa dikatakan sebagai model untuk komputasi tunggal. Sedangkan ketiga model lainnya merupakan komputasi paralel yang menggunakan beberapa processor. Beberapa contoh komputer yang menggunakan model SISD adalah UNIVAC1, IBM 360, CDC 7600, Cray 1 dan PDP 1.
SIMD
Yang merupakan singkatan dari Single Instruction, Multiple Data. SIMD menggunakan banyak processor dengan instruksi yang sama, namun setiap processor mengolah data yang berbeda. Sebagai contoh kita ingin mencari angka 27 pada deretan angka yang terdiri dari 100 angka, dan kita menggunakan 5 processor. Pada setiap processor kita menggunakan algoritma atau perintah yang sama, namun data yang diproses berbeda. Misalnya processor 1 mengolah data dari deretan / urutan pertama hingga urutan ke 20, processor 2 mengolah data dari urutan 21 sampai urutan 40, begitu pun untuk processor-processor yang lain. Beberapa contoh komputer yang menggunakan model SIMD adalah ILLIAC IV, MasPar, Cray X-MP, Cray Y-MP, Thingking Machine CM-2 dan Cell Processor (GPU
MISD
Yang merupakan singkatan dari Multiple Instruction, Single Data. MISD menggunakan banyak processor dengan setiap processor menggunakan instruksi yang berbeda namun mengolah data yang sama. Hal ini merupakan kebalikan dari model SIMD. Untuk contoh, kita bisa menggunakan kasus yang sama pada contoh model SIMD namun cara penyelesaian yang berbeda. Pada MISD jika pada komputer pertama, kedua, ketiga, keempat dan kelima sama-sama mengolah data dari urutan 1-100, namun algoritma yang digunakan untuk teknik pencariannya berbeda di setiap processor. Sampai saat ini belum ada komputer yang menggunakan model MISD.
MIMD
Yang merupakan singkatan dari Multiple Instruction, Multiple Data. MIMD menggunakan banyak processor dengan setiap processor memiliki instruksi yang berbeda dan mengolah data yang berbeda. Namun banyak komputer yang menggunakan model MIMD juga memasukkan komponen untuk model SIMD. Beberapa komputer yang menggunakan model MIMD adalah IBM POWER5, HP/Compaq AlphaServer, Intel IA32, AMD Opteron, Cray XT3 dan IBM BG/L.
persyaratan lainnya. “Arsitektur Komputer”
memberikan berbagai atribut pada sistem komputer yang dibutuhkan oleh seorang perancangsoftware sistem untuk mengembangkan suatu progaram. Model konseptual arsitektur computer memberikan informasi sebagai berikut.
Set instruksi
Format instruksi
Kode operasi
Jenis-jenis operand
Mode-mode pengalamatan operand
Register
Main memory space utilization (memory map)
Alokasi ruang I/O (I/O map)
Pengerjaan/penetapan interupsi dan prioritas
Pengerjaan kanal-kanal DMA dan prioritas
Teknik-teknik I/O yang digunakan berbagai perangkat
Format-format perintah pengontrol I/O
Format-format status pengontrol I/O
Format-format status pengontrol I/OOrganisasi komputer memberikan gambar yang lebih dalam mengenai struktur fungsionaldan interkoneksi logika antara unit-unit (blok fungsional). Biasanya termasuk rincian atau detailhardware yang dapat diketahui oleh pemrogram, seperti sinyal-sinyal kontrol, antarmukakomputer dan peripheral serta teknologi memori yang digunakan.
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 imagepada 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.
MODEL-MODEL KOMPUTASI ARSITEKTUR KOMPUTER
SISD
Yang merupakan singkatan dari Single Instruction, Single Data adalah satu-satunya yang menggunakan arsitektur Von Neumann. Ini dikarenakan pada model ini hanya digunakan 1 processor saja. Oleh karena itu model ini bisa dikatakan sebagai model untuk komputasi tunggal. Sedangkan ketiga model lainnya merupakan komputasi paralel yang menggunakan beberapa processor. Beberapa contoh komputer yang menggunakan model SISD adalah UNIVAC1, IBM 360, CDC 7600, Cray 1 dan PDP 1.
SIMD
Yang merupakan singkatan dari Single Instruction, Multiple Data. SIMD menggunakan banyak processor dengan instruksi yang sama, namun setiap processor mengolah data yang berbeda. Sebagai contoh kita ingin mencari angka 27 pada deretan angka yang terdiri dari 100 angka, dan kita menggunakan 5 processor. Pada setiap processor kita menggunakan algoritma atau perintah yang sama, namun data yang diproses berbeda. Misalnya processor 1 mengolah data dari deretan / urutan pertama hingga urutan ke 20, processor 2 mengolah data dari urutan 21 sampai urutan 40, begitu pun untuk processor-processor yang lain. Beberapa contoh komputer yang menggunakan model SIMD adalah ILLIAC IV, MasPar, Cray X-MP, Cray Y-MP, Thingking Machine CM-2 dan Cell Processor (GPU
MISD
Yang merupakan singkatan dari Multiple Instruction, Single Data. MISD menggunakan banyak processor dengan setiap processor menggunakan instruksi yang berbeda namun mengolah data yang sama. Hal ini merupakan kebalikan dari model SIMD. Untuk contoh, kita bisa menggunakan kasus yang sama pada contoh model SIMD namun cara penyelesaian yang berbeda. Pada MISD jika pada komputer pertama, kedua, ketiga, keempat dan kelima sama-sama mengolah data dari urutan 1-100, namun algoritma yang digunakan untuk teknik pencariannya berbeda di setiap processor. Sampai saat ini belum ada komputer yang menggunakan model MISD.
MIMD
Yang merupakan singkatan dari Multiple Instruction, Multiple Data. MIMD menggunakan banyak processor dengan setiap processor memiliki instruksi yang berbeda dan mengolah data yang berbeda. Namun banyak komputer yang menggunakan model MIMD juga memasukkan komponen untuk model SIMD. Beberapa komputer yang menggunakan model MIMD adalah IBM POWER5, HP/Compaq AlphaServer, Intel IA32, AMD Opteron, Cray XT3 dan IBM BG/L.
Langganan:
Postingan (Atom)