Tugas 2 : Organisasi komputer dasar

ORGANISASI KOMPUTER DASAR

Organisasi komputer dasar adalah sebuah perangkat yang berkaitan dengan unit-unit yang terinterkoneksi antara komponen penyusun sistem komputer untuk merealisasikan aspek. Contoh aspek dari organisasi komputer adalah teknologi hardware, perangkat antarmuka, teknologi memori, sistem memori, dan sinyal-sinyal kontrol. Dibawah ini terdapat blok diagram tentang organisasi komputer dasar.

Penjelasan Gambar :

Central Processing Unit ( CPU ) merupakan komponen penting dalam komputer dasar karena CPU merupakan perangkat pengendali urutan dari semua informasi dalam komputer dengan dunia luar melalui unit I/O. Sedangkan untuk unit memori terdiri dari sejumlah besar lokasi yang menyimpan program ataupun data yang sedang aktif digunakan dalam CPU. Ketiga unit diatas dihubungkan melalui berbagai macam BUS.

ARSITEKTUR KOMPUTER

Arsitektur komputer adalah gaya konstruksi dan organisasi antara komponen-komponen yang terkait dalam suatu perangkat sistem komputer. Walaupun setiap komputer pada dasarnya sama yaitu bekerja pada sebuah sistem digital, namun terdapat berbagai variasi dalam konstruksinya yang dapat membedakan cara penggunaan komputer.

Ada beberapa tingkatan dalam arsitektur komputer, pada konstruksi dan organisasi sistem komputer memiliki perbedaan sederhana diantara tingkatan tersebut yaitu perbedaan antara hardware dan software.

1. TINGKATAN DASAR ARSITEKTUR KOMPUTER

Pada tingkatan dasar ini, hardware menempati tingkatan dasar dalam arsitektur komputer. Sedangkan satu tingkat diatasnya adalah software. Software berada ditingkat diatas hardware karena hardware mendukung software dengan memberikan atau menyediakan operasi yang diperlukan software.

2. Multilayered 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.

Keterangan :

– Physical Device layer, merupakan komponen-komponen elektrik dan elektronik yang digunakan dalam arsitekturisasi komputer. Physical layer merupakan salah satu yang terpenting dalam arsitektur komputer.

– Digital Logic Layer, pada dasarnya elemen ini dapat menyimpan, memanipulasi, dan mentransmisikan data dalam bentuk biner sederhana.

– Microprogrammed Layer, layer ini menginterpretasikan instruksi bahasa mesin dari layer mesin dan secara langsung menyebabkan elemen logika digital menjalankan operasi yang dikehendaki.

– Machine Layer, tingkatan ini merupakan tingkatan paling bawah dalam suatu hardware. Dalam programnya layer ini harus menggunakan instruksi bahasa mesin.

– Operating System Layer, layer ini berfungsi sebagai pengatur cara yang dilakukan software dalam menggunakan hardware, dan hardware harus memberikan fasilitasnya sendiri untuk memungkinkan software menggunakan hardware tersebut secara lebih mudah.

– Higher Order Software Layer, layer ini mencakup semua program dalam bahasa selain bahasa mesin yang memerlukan penerjemahan kedalam bahasa mesin sebelum mereka menjalankan perintah yang dimaksud.

– Aplications Layer, merupakan bahasa komputer seperti yang dilihat oleh end-user.

STRUKTUR KOMPUTER

Struktur komputer dalah sebuah sistem yang berinteraksi dengan cara tertentu dengan dunia luar. Interaksi dengan dunia luar dilakukan melalui perangkat peripheral dan saluran komunikasi.

Terdapat 4 struktur utama :

1. Central Processing Unit ( CPU ) berfungsi sebagai pengontrol operasi komputer dan pusat pengolahan fungsi–fungsi komputer.

2. Memori Utama berfungsi sebagai penyimpan data.

3. I/O berfungsi memindahkan data ke lingkungan luar atau perangkat lainnya.

4. System Interconnection merupakan sistem yang menghubungkan CPU, memori utama dan I/O.

1. CPU ( Central Processing Unit )

CPU merupakan bagian fungsional yang utama dari sebuah sistem komputer. Dapat dikatakan bahwa CPU merupakan otak dari sebuah komputer. Di dalam CPU inilah semua kerja komputer dilakukan.

Hal-hal yang perlu dilakukan CPU adalah :

1. Membaca, mengkodekan, dan mengeksekusi instruksi program

2. Mengirim data dari dan ke memori, serta dari dan ke bagian input/output.

3. Merespon interupsi dari luar.

2. MEMORI

Memori adalah bagian fungsional komputer yang berfungsi untuk menyimpan program dan data.

RAM ( Random Access Memory )

RAM ( Random Access Memory ) adalah memori yang dapat dibaca atau ditulis. Data dalam sebuah RAM bersifat volatile, artinya data akan terhapus bila tidak ada aliran listrik. Karena sifat RAM yang volatile, maka program komputer tidak tersimpan di dalam RAM. RAM hanya digunakan untuk menyimpan data sementara.

ROM ( Read Only Memory )

ROM ( Read Only Memory ) adalah memori yang hanya dapat dibaca. Data yang tersimpan dalam ROM bersifat non-volatile, artinya data tidak akan terhapus meskipun tidak ada aliran listrik. Maka ROM dipergunakan untuk menyimpan program. Ada beberapa tipe ROM, diantaranya ROM murni, PROM, dan EPROM.

3. Unit Masukan ( I/O )

Unit Masukan ( I/O ) berfungsi untuk menerima masukan kemudian membacanya dan diteruskan ke Memory / penyimpanan. Dalam hubungan ini dikenal istilah peralatan masukan yaitu alat penerima dan pembaca masukan serta media masukan yaitu perantaranya. Berikut beberapa alat contoh unit masukan :

– Keyboard, merupakan piranti masukan yang terdiri dari kumpulan huruf, angka dan karakter khusus. Keyboard juga memberikan kemudahan bagi user untuk memberikan perintah yang diperlukan apabila menekan kombinasi antara karakter yang ada pada keyboard dengan tombol-tombol tertentu

– Mouse, berfungsi untuk memindahkan pointer atau kursor secara cepat

– Scanner, berfungsi untuk menyalin file atau dokumen baik berupa teks atau gambar menjadi teks atau gambar digital

– Floppy Disk Drive, berfungsi untuk menulis, membaca data, dan merekam data

– CD-ROM ( Compact Disc-Read Only Memory ), berfungsi untuk membaca CD ( Compact Disc ) atau VCD ( Video Compact Disk ) pada komputer

– CD-RW  ( Compact Disk-Read and Write ), yaitu alat serupa CD-ROM. Namun selain  dapat membaca CD, dapat juga merekam data ke CD

– DVD-ROM ( Digital Video Disc-Read Only Memory ), adalah alat untuk membaca CD, VCD, atau DVD pada komputer

– DVD RW ( Digital Video Disc-Read and Write ), yaitu alat seperti DVD-ROM namun selain dapat membaca CD, VCD dan DVD, dapat juga merekam data pada keping DVD

– Touchpad, biasanya terdapat pada notebook. Memiliki fungsi yang sama dengan mouse namun dalam penggunaannya hanya cukup dengan memberikan sentuhan jari

– Joystick, merupakan alat yang biasa digunakan pada permainan komputer

– Light pen, yaitu pointer elektronik untuk memodifikasi dan mendesain gambar dengan screen ( monitor )

– Barcode, berfungsi untuk membaca suatu kode yang berbentuk kotak atau garis-garis vertikal tipis dan tebal yang selanjutnya diterjemahkan dalam bentuk angka-angka. Biasanya kode barcode ini ditemukan pada kemasan makanan, minuman, buku, alat elektronik, serta produk-produk. Biasanya barcode ini memudahkan kasir yang ada di toko swalayan atau departemen store untuk mengidentifikasi suatu barang yang dibeli

– Kamera digital, merupakan kamera modern yang telah dimodifikasi sehingga tidak memerlukan roll film. Kamera ini dapat langsung dihubungkan dengan komputer melalui kabel data, sehingga memudahkan user untuk mentransfer data baik berupa gambar digital maupun video

– Voice input, adalah alat yang berfungsi untuk merubah suara sehingga terekam ke dalam komputer menjadi suara digital

– Graphics pads, Merupakan suatu piranti yang dapat digunakan untuk menggambar suatu objek pada monitor

4. System Interconnection

System Interconnection merupakan sistem yang menghubungkan CPU, memori utama, dan I/O.

Sumber :

– https://iambigsmart.wordpress.com/2012/11/11/organisasi-komputer-dasar-dan-arsitektur-komputer

– http://rhadenfatul.blogspot.co.id/2014/10/struktur-dasar-komputer-dan-organisasi.html

– http://debyo.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/31390/handout4Organisasi+Komputer+Dasar.pdf

Tugas 1 : Evolusi arsitektur komputer

Komputer adalah barang yang umum dan sering kita temui saat ini. Bahkan sekarang sudah hampir setiap orang, khususnya pelajar, mahasiswa dan praktisi pendidikan sudah memiliki komputer sendiri. Komputer yang pada awalnya dibuat sebagai alat bantu hitung kini berkembang dengan sangat pesat. Game, software dan aplikasi – aplikasi digital kini dapat dilakukan dengan alat yang disebut komputer ini. Bahkan sekarang ini dengan perkembangan internet, komputer bisa menjadi alat mencari uang, transfer uang, media bisnis, komunitas dan lain sebagainya. Dengan fungsinya yang begitu banyak dan penting, maka kini komputer merupakan salah satu barang yang sangat dibutuhkan oleh sebagian besar orang.

Persfektif Historis

Secara historis komputer mengalami beberapa perkembangan sejak pertama kali diciptakan, yaitu :

1. Komputer Generasi Pertama (1946 – 1959)

• Program hanya dapat dibuat dengan bahasa mesin (Machine Language).
• Menggunakan konsep stored-program dengan memori utamanya adalah magnetic core storage .

Contoh dari komputer generasi pertama, adalah :

• ENIAC (Elektronic Numerical Integrator And Calculator) dimulai tahun 1942.
• HARDVARD MARK II dibuat pada bulan juli tahun 1947 dan mempunyai kemampuan 12 kali lebih besar daripada HARDVARD MARK II.

2. Komputer Generasi Kedua (1959 – 1964)

• Komponen yang digunakan adalah transistor untuk sirkuitnya, dikembangkan di Bell Laboratories  oleh John Bordeen, William Shockley dan Wolther Brattain pada tahun 1947.

Contoh dari komputer generasi kedua, adalah : IBM model 1620, IBM model 1401, dll.

3. Komputer Generasi Ketiga (1946 – 1970)

• Komponen yang digunakan adalah IC (Integrated Circuit) yang berbentuk Hybrid Integrated Circuit dan Monolithic Integrated Circuit.

Contoh dari komputer generasi ketiga, adalah : IBM S/370 dan UNIVAC 1106

4. Komputer Generasi Keempat (1970 – 1990)

• Penggunaan Large Scale Integration (LSI) disebut juga dengan nama Bipolar Large Scale Integration.
• Dikembangkan komputer Mikro yang menggunakan Micro Processor dan Semi Conductor yang berbentuk Chip untuk memori komputer generasi sebelumnya masih menggunakan Magnetic Core Storage.

5. Komputer Generasi Kelima (mulai 1990-an)

• Komputer ini sedang dalam pengembangan komponen yang digunakan adalah VLSI (Very Large Scale Integration)
• Teknologi yang kemungkinan bisa menggantikan Chips
• Dapat menterjemahkan bahasa manusia dan manusia dapat bercakap-cakap langsung dengan komputer.

Klasifikasi Arsitektur Komputer

Pada komputer terdapat berbagai klasifikasinya dalam hal apapun. 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,

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

Generalitas adalah ukuran besarnya jangkauan aplikasi yang bisa cocok dengan arsitektur. dan komputer yang terutama digunakan untuk aplikasi bisnis menggunakan aritmetik decimal. Sistem umum memberikan dua jenis aritmetik. Salah satu pembahasan utama oleh kalangan peneliti komputer selama tahun 1980-an adalah persoalan bagusnya generalitas. Salah satu argumen komersial dalam menerapkan generalitas adalah bahwa, karena ia menyebabkan perancangan komputer menjadi sulit, perusahaan yang melakukan perancangan tersebut bisa mengurangi peniruan rancangan oleh perusahaan lain.

2. Daya Terap

Daya terap (applicability) adalah pemanfaatan arsitektur untuk penggunaan yang telah direncanakannya. Buku ini membahas komputer yang terutama dirancang untuk satu dari dua area aplikasi utama : (1) aplikasi ilmiah dan teknis dan (2) aplikasi komersil biasa. Aplikasi ilmiah dan teknis adalah aplikasi yang biasanya untuk memecahkan persamaan kompleks dan untuk penggunaan aritmetik floating point ekstensif.

3. Efisiensi

Efisiensi adalah ukuran rata-rata jumlah hardware dalam komputer yang selalu sibuk selama penggunaannya biasa. Arsitektur yang efisien memungkinkan (namun tidak memastikan) terjadinya implementasi yang efisien. Salah satu sifat arsitektur yang efisien adalah bahwa ia secara relatif cenderung sederhana. Karena untuk merancang sistem yang kompleks secara benar begitu sulit, maka kebanyakan komputer mempunyai sebuah komputer inti (core computer) efisien yang sederhana, yaitu CU.

4. Kemudahan Penggunaan

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

Dua ukuran yang terakhir daya tempa dan daya kembang umumnya berlaku untuk implementasi komputer dalam satu rumpun. Daya terap arsitektur adalah ukuran kemudahan bagi perancang untuk mengimplementasikan komputer (yang mempunyai arsitektur itu) dalam jangkauan yang luas. Pada Apple Macintosh atau IBM PC AT, spesifIkasi arsitekturnya jauh lebih lengkap, sehingga semua implementasi hampir sama.

6. Daya Kembang

Daya kembang (expandability) adalah ukuran kemudahan bagi perancang untuk meningkatkan kemampuan arsitektur, misalnya kemampuan ukuran memori maksimumnya atau kemampuan aritmetiknya. Dalam hal ini, daya kembang juga berkaitan dengan jumlah CPU yang dapat digunakan oleh system secara efektif. Barrier (penyangga) pada komputer yang mempunyai CPU lebih dari satu umumnya tidak jelas. Jika programmer sistem mendapatkan kesulitan untuk menyinkronkan CPU-CPU, rnisalnya, maka sinkronisasi ini secara efektif akan membatasi jumlah CPU yang dapat digunakan sistem.

Keberhasilan Arsitektur Komputer

1 . Manfaat Arsitektural

Ada empat ukuran pokok yang menentukan keberhasilan arsitektur, yaitu manfaat arsitekturalnya (architectural merit) :

• Daya terap Sebaiknya, arsitektur ditujukan untuk aplikasi yang telah ditentukan.
• Daya tempa. Bila arsitekturlebih mudah membangunsistem yang kecil, maka  ia akan lebih baik.
• Daya kembang. Lebih besar daya kembang arsitektur dalam daya komputasi,     ukuran memori, kapasitasI/O, dan jumlah prosesor,maka ia kan lebih baik.
• Kompatibilitas (daya serasi-pasang).

2. Keterbukaan Arsitektur

Arsitektur dikatakan open (terbuka) bila perancangnya mempublikasikan spesifikasinya.

3. Keberadaan model pemrograman yang kompatibel don bisa dipahami.

Beberapa komputer yang berparalel tinggi begitu sulit untuk digunakan, sehingga ia hanya menjadi daya tarik bagi para analis untuk menemukan cara baru untuk menggunakannya.

4. Kualitas implementasi awal.

Ada beberapa komputer yang nampaknya merupakan mesin yang baik, yang mempunyai software dan sifat operasional yang baik.

5. Kinerja Sistem

Kinerja sistem sebagian ditentukan oleh kecepatan komputer. Untuk mengukur kinerja komputer, para arsitek menjalankan serangakian program yang standart, yang disebut benchmark,pada komputer. Benchmark ini memungkinkan arsitek untuk menentukan kecepatan relatif dari semua komputer yang menjalankan benchmark tersebut dan menentukan kecepatan absolute dari tiap komputer. Hasilnya bermanfaat bagi arsitek untuk melaporkan kinerja sistem dengan menggunakan berbagai performance metrics (metrik kinerja).

6. Biaya Sistem

Bagian pokok dari biaya sistem computer adalah biaya peralatan logika dasarnya, yang sangat bervariasi dari peralatan satu dengan yang lainnya.  beberapa aplikasi dengan metrik tersebut diperlukan adalah :

• Reliabilitas (keandalan) adalah sangat diperlukan oleh computer yang digunakan untuk mengontrol penerbangan, mengontrol kearnanan instalasi nuklir, atau kegiatan apa saja yang mempertaruhkan keselarnatan manusia.
• Kemudahan perbaikan khususnya penting bagi komputer yang mempunyai jumlah komponen yang besar.

Sumber :

http://zainiajay.blogspot.co.id/2012/10/evolusi-arsitektur-komputer_12.html

http://fajar-bordang.blogspot.co.id/2012/10/evolusi-arsitektur-komputer.html

http://gholibtua.blogspot.co.id/2012/10/tugas-organisasi-dan-arsitektur.html

https://selawancool.wordpress.com/tag/organisasi-arsitektur-komputer/