Arsitektur & Organisasi Komputer

 

Peendahuluan

Komputer adalah alat yang dipakai untuk mengolah data menurut prosedur yang telah dirumuskan. Kata computer semula dipergunakan untuk menggambarkan orang yang perkerjaannya melakukan perhitungan aritmatika, dengan atau tanpa alat bantu, tetapi arti kata ini kemudian dipindahkan kepada mesin itu sendiri. Asal mulanya, pengolahan informasi hampir eksklusif berhubungan dengan masalah aritmatika, tetapi komputer modern dipakai untuk banyak tugas yang tidak berhubungan dengan matematika.

Pembahasan

Intel i486 (sering disebut 486 atau 80486) adalah serangkaian prosesor mikro CISC skalar 32-bit Intel yang merupakan bagian dari keluarga prosesor x86 Intel i486 merupakan penerus prosesor Intel 80386. Prosesor mikro 486 pertama kali diperkenalkan pada tahun 1989. i486 sering disebut tanpa tambahan awalan 80, karena peraturan pengadilan melarang angka-angka dijadikan mereka dagang (seperti 80486). Penamaan prosesor yang berdasarkan nomor kemudian benar-benar dihapus bersamaan dengan dipasarkannya penerus i486, yaitu prosesor Pentium.

Dari sisi penilaian perangkat lunak,instruction set dari keluarga i486 sangatlah mirip dengan pendahulunya,Intel 80386 dengan beberapa sedikit Instructions tambahan.

Dari sisi penilaian perangkat keras, arsitektur dari i486 merupakan kemajuan besar .Prosesor ini memiliki instruksi dan data cache yang tergabung dalam suatu chip, suatu floating-point unit (FPU) tambahan pada chip (khusus model DX), dan bus interface unit 

yang ditingkatkan kemampuannya.

Sebagai tambahan, pada kondisi optimal, inti prosesor dapat menjaga kecepatan eksekusi dari satu instruksi per clock cycle.Perbaikan ini secara kasar melipat gandakan kinerja dari Intel 80386 dalamclock rate yang sama.Meskipun demikian, beberapa model i486 ternyata lebih lambat daripada prosesor 386 tercepat, khususnya 'SX'i486. Perbedaan antara 80386 dan 80486 ada pada Data/Instruction Cache-pada 8192-byte (8 kB) SRAM tertanam pada inti processor,dibuat untuk menyimpan penggunaan instruksi biasa.386 mendukung off-chip cache,tetapi ini sangatlah lambat.

Pipelining- ini mengijinkan processor untuk melakukan LocateFetchExecute setiap putaran waktu (clock cycle).Pipeline merupakan penganti informasi pelaksanaan alur instruksi yang dibutuhkan dari dua putaran waktu sebelumnya.tempatnya haruslahdiberikan pada fetch berikutnya,fetch haruslah diberikan pada pelaksanaan berikutnya.386 perlu melakukan instruksi secara terpisah.

Peningkatan performance MMU 

TerintegrasiFPU- (hanya model DX saja)

penambahan fungsi matematika.486 mempunyai 32-bitdata busdan sebuah 32-bitaddress bus.ini diperlukan bagi 30-pin SIMMs atau 72-pin SIMM.Pengalamatan bus 32-bit terbatas sampai 4 GB dari RAM.Pimpinan project untuk 80486 adalahPatrick Gelsinger . pada Mei 2006 Intel mengumumkan bahwa produksi dari 80486 akan berhenti di ahir bulan September 2007,walaupun chip ini telah lama menjadi sangat penting untuk perangkatPC, Intel akan melanjutkan produksi untuk digunakan dalam embedded systems

Komputer Komersial

 

UNIVAC I (UNIVERSAL AUTOMATIC COMPUTER)

-1947 dikembangkan oleh Eckert-Mauchly Computer Corporation

-Digunakan untuk kalkulasi sensus 1950 oleh US Bureau of Sensus

Menjadi Divisi dari Sperry-Rand Corporation

UNIVAC II DIpasarkan Akhir tahun 1950-an

   Kelebihan

-Lebih cepat

-Kapasitas memori bertambah

 Generasi Komputer

-           Vacuum tube - 1946-1957

-           Transistor - 1958-1964

-          Small scale integration - 1965

-          Sampai dengan 100 komponen dalam 1 IC (chip)

-          Medium scale integration - sampai 1971

-          100-3.000 komponen dalam 1 IC

-          Large scale integration - 1971-1977

-          3.000 – 100.000 komponen dalam 1 IC

-          Very large scale integration - 1978 -1991

-          100.000 – 100.000,000 komponen dalam 1 IC

-          Ultra large scale integration – 1991 –

-          Lebih dari 100.000.000 komponen dalam 1 IC

MENGUKUR KUALITAS ARSITEKTUR KOMPUTER

 

Sebagaimana arsitektur bangunan, kualitas atau mutu arsitektur komputer tidak mudah diukur. Banyak arsitek komputer menggunakan atribut yang dijelaskan pada bagian berikut ini untuk mengevaluasi mutu arsitektur. Seperti halnya atribut yang menjadikan arsitektur bangunan bermum, sebagian besar atribut berikut sulit dihitung. Pada hakekatnya, suatu arsitektur yang baik untuk satu aplikasi mungkin saja jelek untuk aplikasi yang lain, dan sebaliknya. Pada bagian ini, kita akan membahas enam atribut mutu arsitektur: generalitas (keumuman), daya terap, efisiensi, kemudahan penggunaan, daya tempa, dan daya kembang (ekpandabilitas).

Efisiensi adalah ukuran rata-rata jurnlah hardware dalam komputer yang selalu sibuk selama penggunaannya biasa. Arsitektur yang efisien memungkinkan (namun tidak memastikan) terjadinya irnplementasi yang efisien. PerIu anda catat, bahwa ada pertentangan antara efisiensi dan generalitas. Juga, karena turunnya harga komponen komputer, maka sekarang efisiensi tidak terIalu dipikirkan seperti halnya pada awal pengembangan komputer

              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. Secara analogis, bila seseorang menamakan suatu arsitektur rumah sebagai rumah kolonial, maka dimungkinkan rumah tersebut mempunyai ukuran dan gaya yang berbeda dengan yang lain. Sebaliknya, jika arsitektur telah menentukan rencana induknya, maka hanya dimungkinkan sedikit variasi implementasi.

                  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. Sebagai contoh, karena arsitektur DEC VAX hanya menentukan ukuran memori secara tidak langsung dan hanya berada dalam batasan luas tertentu, maka komputer VAX mempunyai ukuran memori yang bervariasi yang lebih dari satu faktor 1000.

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

1. Aplicability

2. Maleability

3. Expandibility

4. Comptible                                

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:

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.

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

ü  Struktur komputer adalah cara komponen - komponen komputer saling terkait dan berhubungan

ü  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. 

Referensi :

http://kuliah-arsitektur.blogspot.com/2011/10/klasifikasi-arsitektur-komputer.html

http://rikyaldriasblogspotcom.blogspot.com/2010/11/mengukur-kualitas-arsitektur-komputer.html

http://dejavapoetra.blogspot.com/2011/10/arsitektur-komputer-von-neumann-harvard.html