Organisasi Komputer

Organisasi komputer adalah bagian yang terkait erat dengan unit – unit operasional dan interkoneksi antar komponen penyusun sistem komputer dalam merealisasikan aspek arsitekturalnya. Contoh aspek organisasional adalah teknologi hardware, perangkat antarmuka, teknologi memori, dan sinyal – sinyal kontrol.

Arsitektur komputer lebih cenderung pada kajian atribut – atribut sistem komputer yang terkait dengan seorang programmer. Contohnya, set instruksi, aritmetika yang digunakan, teknik pengalamatan, mekanisme I/O.

Sebagai contoh apakah suatu komputer perlu memiliki instruksi pengalamatan pada memori merupakan masalah rancangan arsitektural. Apakah instruksi pengalamatan tersebut akan diimplementasikan secara langsung ataukah melalui mekanisme cache adalah kajian organisasional.

Sebuah komputer moderen/digital dengan program yang tersimpan di dalamnya merupakan sebuah sistem 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 :   

Struktur Dasar Komputer

Fungsi komputer didefinisikan sebagai operasi masing-masing komponen sebagai bagian dari struktur. Adapun fungsi dari masing-masing komponen dalam struktur di atas adalah sebagai berikut:

I/O Ports

      a.       I/O Ports

Bagian ini digunakan untuk menerima ataupun mengirim data ke luar sistem. Peralatan input dan output di atas terhubung melalui port ini. IO port seperti USB ports

      b.      Unit masukan (Input Device)

Berfungsi untuk menerima masukan kemudian membacanya dan diteruskan ke memory/penyimpanan. Contoh unit masukan : keyboard, mouse, joystick, mic, scanner.

      c.       Unit keluaran (Output Unit)

Berfungsi untuk menerima hasil pengolahan data dari CPU melalui memory. Seperti halnya pada unit masukan maka unit keluaran dikenal juga istilah peralatan keluaran (output device) dan media keluaran (output media).

CPU

Control Unit dan ALU membentuk suatu unit tersendiri yang disebut Central Processing Unit (CPU). Didalam CPU inilah semua kerja komputer dilakukan. Maka CPU sangatlah penting didalam sebuah perangkat komputer. 

a.    Unit kontrol (Control Unit)

Berfungsi untuk melaksanakan tugas pengawasan dan pengendalian seluruh sistem komputer. CU disebut juga sebagai pengatur rumah tangga pada suatu komputer. Tugas dari kontrol unit adalah:

-          Mengatur dan mengendalikan alat-alat input dan output

-          Mengambil instruksi-instruksi dari main memory

-          Mengirim instruksi ke aritmatika dan logic unit

-          Menyimpan hasil proses ke main memory 

b.     Unit logika dan aritmatika (Arithmetic & Logical Unit /ALU) 

Berfungsi untuk melaksanakan pekerjaan perhitungan atau aritmatika dan 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.

c.     Registers

Fungsi :

-          Media penyimpan internal CPU yang digunakan saat proses pengolahan data.

-          Memori ini bersifat sementara, biasanya digunakan untuk menyimpan data saat diolah ataupun data untuk menyimpan data saat diolah ataupun data untuk pengolahan selanjutnya.

-          Mempercepat Proses operasi intruksi pada CPU.

d.    CPU Interconnection

Fungsi :

-          Sistem koneksi dan bus yang menghubungkan komponen internal dan bus – bus

eksternal CPU

-          Komponen internal CPU yaitu ALU, unit kontrol dan register.

-          Komponen eksternal CPU :sistem lainnya, seperti main memori, piranti

masukan/keluaran (I/O)

Memori 

Unit memori/penyimpanan (Memory/Storage Unit) berfungsi untuk menampung data/program yang ditrerima dari unit masukan sebelum diolah oleh CPU dan juga menerima data setelah diolah oleh CPU yang selanjutnya diteruskan kesuatu unit keluaran. Pada bagian ini terdapat dua buah memory yaitu RAM (Random Access Memory) yaitu bagian memory yang dapat melaksanakan membaca dan menulis, sedangkan ROM (Read Only Memory) yaitu bagian memory yang hanya dapat membaca tanpa bisa menulis. Memory dibagi dalam dua bagian yaitu memory utama dan cadangan.

Data Bus

Adalah jalur-jalur perpindahan data dalam sistem komputer. Sifatnya dua arah, artinya CPU dapat membaca dan menirma data melalui data bus ini.

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.

Control Bus

Control Bus digunakan untuk mengontrol penggunaan serta akses ke Data Bus dan Address Bus. Terdiri atas 4 sampai 10 jalur paralel.

Referensi:

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

http://adiputra17.it.student.pens.ac.id/kelas1smt1/organ_dan_arsitektur_komputer/Buku.pdf

Read More »

Ada dimensi-dimensi penting dalam evolusi komputer, dan terdapat beberapa alasan yangmenyebabkan komputer beserta komponen dan arsitekturnya terus berkembang, yaitu kinerja,kapasitas, harga, maintainability dan kenyamanan pengguna. Kinerja dan kapasitas dipengaruhioleh faktor teknologi, konsep dan teknik

1. Evolusi mode-mode penggunaan komputer

Mode-mode penggunaan sistem komputer pada waktu yang berbeda. Pada setiap mode,sistem operasi dan software sistem yang berhubungan mempunyai beberapa fitur-fitur unik.

a. Uniprograming: hanya satu tugas yang diproses pada satu waktu dan semua resource sistem tersedia secara eksklusif sampai tugas terselesaikan

b. Paraller processing: kemampuan menjalankan tugas atau aplikasi lebih dari satu aplikasi dan dijalankan menggunakan lebih dari satu CPU untuk menjalankan sebuah program secara simultan.

c. Multi processing: kombinasi eksekusi dari dua atau lebih program yang berbeda dalam sebuah CPU.

d. Multitasking: menjalankan dua atau lebih program dalam sebuah komputer pada saat yang bersamaan. Berapa banyak program yang dapat se&ara efektif di multitasking tergantung dari tipe multitasking yang dilakukan ( preemptive vs Cooperative), kecepatan CPU dan memori serta kapasitas harddisk.

e. Komputer network: sistem jaringan kerja komputer, terdiri dari dua atau lebih komputer dan alat pendukung lain yang saling berhubungan melalui saluran komunikasi.

2. Evolusi Arsitektur CPU dasar

Berdasarkan organisasinya CPU komputer dikelompokan ke dalam 3 basis CPU, yaitu:

a. CPU berbasis akumulator: pada arsitektur berbasis akumulator, jumlah intruksi dalam program meningkat tetapi intruksi menjadi cepat karena operand sudah berada dalam akumulator itu sendiri. Akumulator adalah sebuah register yang berfungsi sebagai tempat untuk menyimpan aritmatika dan hasil logika, akumulator sangat dibutuhkan untuk menulis perhitungan seperti penjumlahan, pengurangan, perkalian,maupun pembagian ke memori utama (main memori) yang mungkin untuk dibaca kembali untuk melakukan operasi berikutnya.

b. CPU berbasis register: pada arsitektur berbasis register, operand-operand untuk intruksi disimpan dalam register CPU dan karena itu operand-operand dibaca dengan cepat ketika siklus intruksi. Register adalah sebagian kecil memori komputer yang dipakai untuk tempat penampungan data dengan ketentuan bahwa data yang terdapat dalam register dapat diproses dalam berbagai operasi dengan melihat berapa besar kemampuan menampung register tersebut.

c. CPU berbasis stack: dimana pemrogramnya sangat sederhana karena operasi aritmetika dilakukan pada item teratas dari stack tersebut.

3. Evolusi Unit Control dan Penerjemahan Intruksi

a. Hardwired control unit: Pada implementasi hardwire, unit kontrol berperan sebagai sirkuit terkombinasi yang dibuat berdasarkan kontrol sinyal yang akan dikeluarkan. Jadi untuk setiap kontrol sinyal memiliki rangkaian logika tertentu pada kontrol unit yang dapat menghasilkan kontrol sinyal yang dimaksud. Kelebihan dari hardwireadalah kecepatannya yang tinggi karena logika unit kontrol langsung dibentuk menjadi rangkaian.

b. Microprogrammed control unit: implementasi microprogrammed tidak menggunakan sirkuit terkombinasi namun menggunaka intruksi mikro. berupamenyimpan pola-pola bit untuk setiap instruksi yang sesuai dengan sinyal-sinyal kontrol dalam beberapa mikrointruksi.Kelebihan dari

microprogrammed adalah lebih mudah untuk mengimplementasikan dan mendesain kontrol unit dan jauh lebihmurah.

c. Hybrid control unit: menggunakan kedua gabungan tersebut, dimana bagian dari unit kontrol yang membutuhkan waktu krisis yang digunakan hardwired dan sebaliknya digunakan microprogrammed.

 4. Evolusi Teknik-Teknik Memori

Dalam evolusi teknik memori utama terdapat dua konsep:

a. Interleaving concept: salah satu konsep pembagian memori menjadi dua bagian lokasi yaitu alamat ganjil dan genap. Dengan kata lain, lokasi yang berdekatan ditempatkan dalam modul yang terpisah yang dapat diakses secara bersamaan sehingga secara keseluruhan mengurangi waktu akses.

b. Bank switching: merupakan konsep yang mengatasi masalah kapasitas memori yang dibatasi jumlah bit alamat dengan cara tanpa sepengetahuan CPU dengan bantuan atau kerjasama sistem operasi.

 5. Evolusi Penanganan Siklus Intuksi

Secara umum kinerja suatu subsistem dapat ditingkatkan dengan teknik paralelisme duplikasi hardware, paralelisme dengan aksi mendahului, tumpang tindih dan realokasi.

 6. Evolusi Teknik-Tenik I/O

Dalam evolusi teknik I/O terdapat teknik-teknik transfer data dengan perangkat peripheral, yaitu polling, mode interupsi, (data channel, mode DMA) front and prosesor. Teknik-teknik I/O tersebut pada setiap perangkat menawarkan kecepatan atau transfer rate yang beragamdan juga biaya hardware yang bermacam-macam.

 7. Evolusi Software Sistem

Sistem operasi dan pengembangan software sistem lainnya telah berkembang bersama dengan hardware dan arsitektur. Beberapa pengembangan penting software sistem antara lain: bahasa mesin, bahasa rakitan, sistem operasi, Bahasa tingkat tinggi, sistem basis data, sistem pakar dan embedded sistem.

Evolusi Perkembangan Komputer

Asal-usul sejarah perkembangan komputer tak dapat lepas dari kebutuhan manusia untuk dapat mengetahui berapa hasil dari suatu perhitungan, mulai dari perhitungan yang sangat sederhana sampai dengan yang sangat rumit. Agar dapat memperoleh suatu informasi dengan tepat dan cepat, manusia selalu berusaha mencari dan menemukan suatu alat bantu hitung dan pengolah data yang lebih baik. Pada mulanya seluruh alat bantu hitung digerakkan secara manual dengan tenaga manusia (Periode Manual Tahun 1000 SM - 1641 M), kemudian alat bantu hitung berkembang menggunakan tenaga penggerak mekanik menggunakan roda bergigi yang digerakkan tangan (Periode Mekanis 1642-1885). Pada perkembangan selanjutnya, alat bantu hitung, mesin mekaniknya mulai menggunakan tenaga listrik (Periode Elektromekanis 1886 - 1945), dan pada perkembangan terakhir menggunakan sirkuit elektronik (Periode Elektronik 1946 - sekarang). Pada Periode Elektronik inilah kita mulai memasuki generasi komputer. Berikut ini penjelasan masing-masing dari generasi komputer tersebut:

Komputer Generasi I

Sejarah komputer generasi pertama mulai hadir pada tahun 1946 - 1956, beberapa ciri utama dari generasi ini di antaranya:

1. Menggunakan tabung hampa udara (vacuum tubes) sebagai sirkuitnya.

2. Ukuran fisik komputer besar sehingga memerlukan ruangan yang luas serta memakai daya listrik yang besar.

3. Memiliki media penyimpanan luar berupa magnetik tape atau magnetik drum.

4. Hanya dapat dikendalikan oleh bahasa mesin (machine language)  

Adapun contoh komputer generasi pertama ini di antaranya:

• ENIAC (Electronik Numerical Integrator and Computer) 
•  

ENIAC (Electronik Numerical Integrator and Computer) yang dikembangkan tahun 1946 oleh John W. Mauchly dan J. Presper Eckert dari Universitas Pennsylvania merupakan First General Purpose Electronic Computer.

• UNIVAC (Universal Automatic Computer)  
•  

UNIVAC (Universal Automatic Computer) sudah menggunakan pita magnetik sebagai media input dan outputnya. Merupakan komputer komersial pertama yang dipakai oleh Biro Sensus Amerika Serikat untuk digunakan dalam menghitung sensus penduduk dan sebagai komputer pertama yang dibuat untuk tujuan aplikasi bisnis.

• IBM 701 dan IBM650 
•  

IBM 701 dan IBM650 yang sudah merupakan komputer komersial berukuran besar. Sudah menggunakan magnetik drum untuk media penyimpanan luarnya.
Komputer Generasi II
Sejarah komputer generasi kedua mulai populer pada awal tahun 1960-an. Beberapa ciri utama dari generasi ini di antaranya: 

1. Sudah menggunakan transistor untuk sirkuitnya. Transistor dikembangkan di Bell Laboratories tahun 1947.

2. Lebih kecil, cepat, dapat diandalkan, dan hemat energi dibanding generasi komputer pertama.

3. Menggunakan bahasa assembly yang terdiri dari singkatan-singkatan untuk menggantikan kode biner

Contoh komputer generasi kedua yang dikembangkan saat itu adalah IBM 1401. Sejak tahun 1965, sebagian besar bisnis-bisnis besar menggunakan komputer generasi ini untuk mengolah informasi keuangan.

Komputer Generasi III

Adapun contoh komputer generasi ketiga ini di antaranya:

• IBM S/360
•  

IBM S/360 yang dirancang untuk bisnis dan teknik.

• GE 600 dan GE 235 
•  

General Electric mengeluarkan GE 600 dan GE 235.

• NCR Century 
•  

National Cash Register mengeluarkan NCR seri Century

Komputer Generasi IV

Sejarah komputer genarasi keempat (1971), beberapa ciri utama dari generasi ini di antaranya:

1. Mulai dikembangkan komputer micro yang menggunakan prosesor dengan general purpose microprocessor yang dikembangkan oleh Intel (Intel 8080)

2. Mulai digunakannya LSI (Large Scale Intergartion) yang merupakan pemadatan beribu-ribu IC (Integrated Circuit) dalam sebuah chip. Kemudian dikembangkan menjadi VLSI (Very Large Scale Integration).

3. Pada generasi ini hampir sebagian besar komputer telah menggunakan sistem operasi dengan konsep GUI (Grapihical User Interface). Seperti sistem operasi Microsoft Windows buatan Microsoft Corp.
Adapun contoh komputer generasi keempat ini di antaranya:

• Apple II 
•  

Apple II yang dikembangkan oleh Steven Jobs dan Steve Wozniak. Gambar di atas komputer Apple II karya Steven Job dan Steve Wozniak.

• IBM PC
•  

IBM PC dengan kompatibelnya yang diproduksi massal oleh berbagai perusahaan sehingga komputer micro memasyarakat hingga saat ini. IBM PC terus berkembang mulai dari IBM PC/XT, IBM PC/AT, IBM PC/386, IBM PC/486 menggunakan microprocessor intel 8088, 80286, 80386, 80486, selanjutnya menjadi seri Intel Pentium. Yang memproduksi microprocessor selain perusahaan Intel, ada juga perusahaan AMD (Advanced Micro Devices).

Komputer Generasi V 

Sejarah komputer generasi V dikembangkan sejak tahun 1985, beberapa ciri utama dari generasi ini di antaranya:

1. Di Jepang didirikan ICOT (Institute for new Computer Technology) untuk mengembangkan komputer generasi kelima, yaitu menciptakan komputer yang powerfull dan intelligent.

2. Dikembangkannya sistem komputer yang memiliki unsur artificial intelligence yang dapat mengerjakan tugas dengan karakteristik seperti manusia (intelligent, imagination, dan intuition) dengan natural language (bahasa sehari-hari).

Referensi

http://www.ilmusiana.com/2015/09/sejarah-komputer-dan-perkembangannya.html#

https://www.academia.edu/16528454/Evolusi_Komputer

Read More »