BAB IBAB ISTRUKTUR DASAR KOMPUTERSTRUKTUR DASAR KOMPUTER

A. PERUBAHAN DEFINISI ARSITEKTUR KOMPUTER

1. 1950 -1960 : Arsitektur komputer adalah suatu komputer aritmatik

2. 1970 – pertengahan 1980 : Arsitektur komputer adalah suatu desain instruksi untuk suatu kompiler

3. 1990 : Arsitektur komputer adalah suatu bentuk desain CPU, sistem memori, sistemI/O, multiprosesor dan network komputer

4. 2010 : Arsitektur komputer: suatu sistem yang dapat beradaptasi sendiri, struktur yang dapat mengorganisasikan sendiri, sistemDNAArsitektur Komputer adalah desain komputer yang meliputi:

1. Set instruksi2. Komponen hardware3. Organisasi atau susunan sistemnya

B. ORGANISASI DAN ARSITEKTUR KOMPUTER Arsitektur komputer adalah sebuah sains/ilmu

untuk tujuan perancangan sistem komputer. Sedangkan organisasi komputer memberikan

gambaran yang lebih dalam mengenai struktur fungsional dan interkoneksi logika antara unit-unit (blok fungsional).

Arsitektur komputer memberikan berbagai atribut pada sistem komputer untuk mengembangkan suatu program.

Model konseptual arsitektur komputer memberikan informasi mengenai: set instruksi, format instruksi, kode operasi, jenis-jenis operand, mode-mode pengalamatan operand, register, main memory space utilization (memory map) dsb.

Dalam perancangan sebuah komputer, yang pertama ditetapkan adalah arsitekturnya baru kemudian memutuskan organisasinya.

C. STRUKTUR KOMPUTER & FUNGSI-FUNGSINYA1. Struktur KomputerStruktur komputer menunjukkan struktur internal komputer tersebut. Dua aspek struktur komputer adalah sebagai berikut:

a. Struktur fungsional, menentukan blok-blok dan hubungan antara blok tersebut. Struktur fungsional merupakan faktor penting untuk mendesain komputer seperti yang tercermin dari kinerjanya.

b. Struktur fisik, menetapkan modul fisik dan hubungan diantaranya. Struktur fisik tidak mempengaruhi kinerja tetapi berpengaruh pada keandalan dan biaya.

Struktur fungsional dan struktur fisik mempunyai komposisi hierarki yang berbeda. Dimana struktur fisik menunjukkan komponen-komponen dan teknologinya sedangkan struktur fungsional menunjukkan desainnya.

2. Fungsi KomputerFungsi komputer menunjukkan perilakunya, pada level

keseluruhan fungsinya adalah eksekusi program yang melibatkan penyimpanan data, pemrosesan data dan transfer data.

D. EVOLUSI DAN GENERASI KOMPUTER1. Dimensi Evolusi Komputer

Ada lima dimensi untuk mengukur keunggulan komputer, yaitu kinerja, kapasitas, harga, maintanability dan kenyamanan pengguna.

a. Evolusi Mode Penggunaan KomputerPada waktu yang berbeda mode-mode penggunaan sistem komputer pada setiap mode, sistem operasi dan software sistem yang berhubungan mempunyai beberapa fitur unik. Misalnya dalam suatu sistem microprogramming, sistem operasi menjamin proteksi setiap program tanpa interfensi dari yang lain.

b. Evolusi Arsitektur CPU Dasar1) Arsitektur berbasis register

Pada arsitektur berbasis register operand-operand untuk instruksi disimpan dalam register CPU dan karena itu operand-operand dibaca dengan cepat ketika siklus instruksi.

2) Arsitektur berbasis akumulatorPada arsitektur berbasis akumulator jumalah instruksi dalam program meningkat tetapi eksekusi instruksi menjadi cepat karena satu operand sudah berada dalam akumulator itu sendiri.

3) Arsitektur berbasis stackPada arsitektur berbasis stack pemrogramannya sangat sederhana karena operasi aritmetika dilakukan pada item teratas dari stack tersebut.

c,. Evolusi Unit Control dan Penerjemahan InstruksiPada evolusi penerjemahan instruksi (instructions recording) pada unit kontrol. Hardwired control unit mempunyai sirkuit hardware yang menerjemahkan opcode dalam instruksi dan membangkitkan sinyal-sinyal kontrol yang tepat menggunakan referensi waktu yang disediakan oleh sinyal clock. Microprogrammed control unit menyimpan pola-pola bit untuk setiap instruksi yang sesuai dengan sinyal-sinyal kontrol dalam beberapa mikro instruksi. Hybrid control unit menggunakan kedua gabungan tersebut, dimana bagian dari unit kontrol yang membutuhkan waktu kritis digunakan hardwired dan selebihnya digunakan microprogrammed.

d. Evolusi Teknik Memori UtamaDalam evolusi teknik memori utama terdapat dua konsep:

1) Interleaving consep, adalah salah satu konsep pembagian memori menjadi dua bagian lokasi yaitu alamat ganjil dan genap.

2) Bank switching, merupakan konsep yang mengatasi masalah ini tanpa sepengetahuan CPU dengan bantuan atau kerja sama dengan sistem operasi.

e. Evolusi Penanganan Siklus InstruksiSecara umum kinerja suatu subsistem dapat ditingkatkan dengan teknik paralelisme duplikasi hardware, perelelisme dengan aksi mendahului, tumpang tindih dan realokasi.

f. Evolusi Teknik I/ODalam evolusi teknik I/O terdapat teknik-teknik transfer data dengan perangkat peripheral, yaitu polling, mode interupsi, (data channel, mode DMA) Front and processor. Teknik-teknik I/O tersebut pada setiap perangakat menawarkan kecepatan atau transfer rate yang beragam dan juga biaya hardware yang beragam.

g. Evolusi Software SistemSistem operasi dan pengembangan software sistem lainnya telah berkembang bersama dengan hardware dan arsitektur. Beberapa pengaembangan penting dari software sistem antara lain: bahasa mesin, bahasa rakitan, sistem operasi, bahasa tingkat tinggi, sistem basis data, sistem pakar dan embedded system.

2. Sejarah Komputer Awal pengembangan komputer dicapai

dengan kerjasama proyek antara universitas dengn pemerintah.

Komputer saat ini merupakan kombinasi dari upaya para ilmuan sekitar 60-70 tahun lalu.

Tiga ratus tahun sebelum tahun 1900-an sejumlah teknologi mesin yang kompleks semakin meningkat, seperti konstruksi roda gear, pengungkit dan katrol digunakan untuk melakukan operasi-operasi dasar.

Berbagai teknologi telah digunakan untuk pembuatan hardware komputer seperti, pabrikasi processor, memori dan unit I/O komputer.

Generasi komputer dapat dibagi menjadi lima generasi, yaitu:

a. Generasi pertama (1945-1958), menggunakan teknologi Tabung Hampa dengan penemuan baru yang utama antara lain Stored Program Consept, memori magnetik sebagai memori utama, aritmetika biner fixed point. Komputer generasi ini murni mesin hardware dan tidak mempunyai sistem operasi, pemrograman dilakukan dengan bahasa mesin yang berbeda setiap komputer. Komputer populernya antara lain:

Komputer ENIAC (Electronic Numeric Indicator and Computer) dikembangkan di Unversitas Pennsylvania untuk menangani tabel-tabel balistik angkatan laut AS, bekerja dengan bilangan pada sekumpulan akumulator.

Komputer EDVAC (Electronic Discrete Variable Computer) dan Stored Program Consept. Komputer EDVAC merupakan komputer yang sangat sederhana, struktur fixed physical dan dapat mengeksekusi barbagai komputasi menggunakan kontrol pemrograman yang tepat tanpa modifikasi unit. Stored program consept: program bahasa mesin disimpan didalam komputer serta data relevan lainnya, dan secara instrinsik komputer mampu memanipulasi program dan data tersebut, misalnya mengambil (float) data atau program dari disk ke memori memindahkannya dari satu okasi memori ke lokasi memori lainnya dan menyimpannya kembali ke disk.

Komputer IAS, komputer IAS dikembangkan di Princetton Institute for Advance Studies yang merupakan model dasar untuk stored program consept yang diikuti pada hampir semua komputer hingga kini. Pemimpin tim proyek adalah John Von Neumann, instruksi komputer IAS mempunyai dua field yaitu opcode dan addess.

b. Generasi kedua (1958-1966), komputer generasi kedua ditandai dengan penemuan besar yakni dibuatnya komponen elektronika transistor oleh John Bardeen, Walter Brattain dan William Shotcky. Dengan penemuan baru yang utama antara lain sistem operasi, multiprogramming, compiler, hard disk magnetic, aritmetika biner, floating point, minicomputer. Komputer populernya: ATLAS, B 5000, IBM 14001, ICI 1901, POP-1, MINSK-2.

c. Generasi ketiga (1966-1972), generasi ketiga ini ditandai dengan penemuan rangkaian terpadu (integrated cicrcuit/IC) terbuat dari silikon yang ditemukan oleh Robert Noyce 1953. komputer generasi ketiga menggunakan teknologi sirkuit terpadu (Small Scale Integration & MSI), dengan penemuan terbaru yang utama multiprocessing, memori semi konduktor, memori virtual, memori chache, supercomputer. Komputer populernya: IBM Syatem/360, UNIVAC 1100, hp 2100 A, PDP-8.

d. Generasi keempat (1972-1978), pada era ini teknologi LSI (Large Scale Integration) yang memberikan semakin banyak jumah transistor yang ditanam dalam sebuah chip tunggal. menggunakan teknologi LSI, penemuan terbaru yang utama konsep RISC, microcomputer, control pcoces, workstation. Komputer populernya: ICL 2900, HP 9845 A, Intel 8080

e. Generasi kelima (1978-sekarang), pada generasi kelima ini lebih fokus pana peningkatan kepadatan chip yang hingga jutaan transistor. Dengan menggunakan teknologi VLSI meningkatkan kepadatan teknologi LSI pendahulunya, penemuan terbaru yang utama networking, sistem server, multimedia, emmbedded system. Komputer populernya: IBM RS/6000, keluarga SUN Micro Syatem Ultra SPARC.

“Don’t make limit within your self, coz everyone is talented people” “jangan batasi dirimu sendiri, karena setiap orang

adalah orang berbakat ”