BAB I PENDAHULUAN

1.1. LATAR BELAKANG

Akhir - akhir ini perkembangan IT di Dunia sangat pesat , sesuai

dengan perkembangan zaman dan cara berpikir manusia terutama pada

bidang komputerisasi. Komputer dirancang untuk mempermudah dalam

perkerjaan manusia. Semakin canggih teknologi komputer yang kita

gunakan tentunya kita diharapkan dapat memahami sifat dan karakteristik

sistem-sistem komputer yang berkembang saat ini. Agar kita tidak hanya

mampu menggunakan namun juga mampu mengatasi masalah apabila

terjadi sesuatu dengan komputer kita. Untuk itu kita belajar Organisasi

Komputer.

Pada kesempatan ini saya membuat makalah tentang “Organisasi

Komputer ” dengan harapan pembuatan makalah ini dapat membantu

dalam saya belajar Organisasi komputer.

1.2. RUMUSAN MASALAH

1. Apa yang dimaksud dengan organisasi komputer?

2. Bagaimana struktur dan fungsi komputer?

3. Bagaimanakah dengan evolusi dan kinerja komputer?

4. Apa saja komponen dan fungsi CPU ?

5. Apa itu siklus fetch dan fungsi interrupt?

6. Apa saja yang termasuk dalam memori?

7. Apa saja yang termasuk peralatan penyimpanan data?

8. Bagaimanakah dengan unit masukan dan keluaran?

9. Apa itu Sistem bus dan apa saja jenisnya?

1

1.3. TUJUAN DAN MANFAAT PENULISAN

Adapun yang menjadi tujuan dan manfaat penulisan makalah “Organisasi

Komputer ” adalah:

1. Penulisan makalah ini juga bertujuan untuk melengkapi tugas

mata kuliah “Mata Kuliah Arsitektur dan Organisasi Komputer.

2. untuk mengetahui tentang Organisasi Komputer.

3. Untuk mengetahui struktur dan fungsi komputer ,serta evolusi dan

kinerja komputer

4. Untuk mengetahui tentang komponen dan fungsi CPU serta siklus

fetch dan fungsi interrupt.

5. Untuk mengetahui tentang memori, peralatan penyimpanan data,

unit masukan dan keluaran, dan Sistem bus.

1.4. METODE PENULISAN

Untuk melengkapi dan memperlancar penyusunan Makalah ini

diperlukan data yang sesuai dengan maksud dan tujuan penulis. Adapun

metode yang digunakan dalam pengumpulan data adalah :

1. Metode studi pustaka yaitu metode pengumpulan data dengan cara

membaca artikel atau referensi yang berkaitan dengan organisasi

komputer.

2

BAB II PEMBAHASAN

2.1. PENGERTIAN ORGANISASI KOMPUTER

Organisasi Komputer adalah bagian yang terkait erat dengan unit–

unit operasional dan interkoneksi antar komponen penyusun sistem

komputer dalam merealisasikan aspek arsitekturalnya[1]. Contoh aspek

organisasional adalah teknologi hardware, perangkat antarmuka,

teknologi memori, sistem memori, dan sinyal–sinyal kontrol.

2.2. STRUKTUR DAN FUNGSI KOMPUTER

Komputer adalah sebuah mesin elektronik yang secara cepat

menerima informasi masukan digital dan mengolah informasi tersebut

menurut seperangkat instruksi yang tersimpan dalam komputer dan

menghasilkan keluaran informasi yang dihasilkan setelah diolah.

Komputer juga merupakan suatu sistem yang berinteraksi dengan cara

tertentu dengan dunia luar. Interaksi dengan dunia luar dilakukan

melalui perangkat peripheral dan saluran komunikasi.

2.2.1 STRUKTUR KOMPUTER

Pada struktur internal komputer terdapat empat struktur

utama:

1. Central Processing Unit (CPU), berfungsi sebagai

pengontrol operasi komputer dan pusat pengolahan

fungsi – fungsi komputer. Kesepakatan, CPU cukup

disebut sebagai processor (prosesor) saja.

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.

CPU atau Central Processing Unit merupakan komponen

3

internal komputer yang paling kompleks. Pada CPU terdapat

empat struktur utama yakni :

1. Control Unit, berfungsi untuk mengontrol operasi CPU dan

mengontrol komputer secara keseluruhan.

2. Arithmetic And Logic Unit (ALU), berfungsi untuk

membentuk fungsi – fungsi pengolahan data komputer.

3. Register, berfungsi sebagai penyimpan internal bagi CPU.

4. CPU Interconnection, berfungsi menghubungkan seluruh

bagian dari CPU.

2.2.2 FUNGSI KOMPUTER

Komputer Memiliki 4 Fungsi:

1. Pengolahan data - Data processing

2. Penyimpanan data - Data storage

3. Pemindahan data - Data movement

4. Kendali - Control

2.3. EVOLUSI DAN KINERJA KOMPUTER

2.3.1 SEJARAH PERKEMBANGAN KOMPUTER

Perkembangan komputer setelah tahun 1940 dibagi lagi menjadi 5

generasi[2].

1. Komputer generasi pertama

Komputer generasi pertama ini menggunakan tabung vakum untuk

memproses dan menyimpan data. Ia menjadi cepat panas dan

mudah terbakar, oleh karena itu beribu-ribu tabung vakum

diperlukan untuk menjalankan operasi keseluruhan komputer. Ia

juga memerlukan banyak tenaga elektrik yang menyebabkan

gangguan elektrik di kawasan sekitarnya dan ukuran  komputer 

generasi pertama  ini  sangat  besar . Komputer generasi pertama

ini 100% elektronik dan membantu para ahli dalam menyelesaikan

4

masalah perhitungan dengan cepat dan tepat. Beberapa computer

generasi pertama :

1. ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Calculator )

ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer), pada

tahun 1946 dirancang dan dibuat oleh  John Mauchly dan  John

Presper Eckert di Universitas Pennsylvania merupakan

komputer digital  elektronik  untuk  kebutuhan  umum  pertama 

di  dunia. 

2. EDVAC Computer

Von  Neumann  mencetuskan  ide  mengenai  konsep  stored-

program (program  penyimpanan)  sebagai pengembangan 

dari  ENIAC.  Idenya tersebut  dipublikasikan  dalam  bentuk

proposal  pada  tahun  1945  dengan nama  EDVAC 

(Electronic  Discrete Variable Computer).

3. EDSAC Computer

EDSAC (Electonic Delay Storage Automatic Calculator)

memperkenalkan penggunaan raksa (merkuri) dalam tabung

untuk menyimpan data.

4. Komputer  Komersial  (Commersial Computer)

Tahun  1950  dianggap  sebagai  tahun  kelahiran  industri 

komputer  dengan  munculnya  2  buahperusahaan yang saat itu

mendominasi pasar, yaitu Sperry dan IBM.  Tahun  1947, 

Eckert  dan Mauchly  mendirikan  Eckert-Mauchly  Computer 

Corporation untuk memproduksi komputer secara komersial.

2. Komputer Generasi Kedua

Pada tahun 1947, Transistor ditemukan  di Lab. Bell oleh William

Shockley . Penemuan transistor sangat mempengaruhi

perkembangan komputer. Transistor menggantikan tabung vakum

di televisi, radio, dan komputer. Akibatnya, ukuran mesin-mesin

elektrik berkurang drastis. Transistor mulai digunakan di dalam

5

komputer mulai pada tahun 1956. Penemuan lain yang berupa

pengembangan memori inti-magnetik membantu pengembangan

komputer generasi kedua yang lebih kecil, lebih cepat, lebih dapat

diandalkan, dan lebih hemat energi dibanding para pendahulunya.

3. Komputer Generasi Ketiga

Walaupun transistor dalam banyak hal mengungguli tube vakum,

namun transistor menghasilkan panas yang cukup besar, yang dapat

berpotensi merusak bagian-bagian internal komputer. Batu kuarsa

(quartz rock) menghilangkan masalah ini. Jack Kilby, seorang

insinyur di Texas Instrument, mengembangkan sirkuit terintegrasi

(IC : integrated circuit) di tahun 1958. IC mengkombinasikan tiga

komponen elektronik dalam sebuah piringan silikon kecil yang

terbuat dari pasir kuarsa. Pada ilmuwan kemudian berhasil

memasukkan lebih banyak komponen-komponen ke dalam suatu

chip tunggal yang disebut semikonduktor. Hasilnya, komputer

menjadi semakin kecil karena komponen-komponen dapat

dipadatkan dalam chip. Kemajuan computer generasi ketiga lainnya

adalah penggunaan sistem operasi (operating system) yang

memungkinkan mesin untuk menjalankan berbagai program yang

berbeda secara serentak dengan sebuah program utama yang

memonitor dan mengkoordinasi memori komputer.

4. Komputer Generasi Keempat

Setelah IC, tujuan pengembangan menjadi lebih jelas: mengecilkan

ukuran sirkuit dan komponenkomponen elektrik. Large Scale

Integration (LSI) dapat memuat ratusan komponen dalam sebuah

chip. Pada tahun 1980-an, Very Large Scale Integration (VLSI)

memuat ribuan komponen dalam sebuah chip tunggal. Ultra-Large

Scale Integration (ULSI) meningkatkan jumlah tersebut menjadi

jutaan. Kemampuan untuk memasang sedemikian banyak

komponen dalam suatu keping yang berukurang setengah keping

uang logam mendorong turunnya harga dan ukuran komputer. Hal

6

tersebut juga meningkatkan daya kerja, efisiensi dan keterandalan

komputer. Chip Intel 4004 yang dibuat pada tahun 1971 membawa

kemajuan pada IC dengan meletakkan seluruh komponen dari

sebuah komputer (central processing unit, memori, dan kendali

input/output) dalam sebuah chip yang sangat kecil.

5. Komputer generasi kelima

Banyak kemajuan di bidang desain komputer dan teknologi

semakin memungkinkan pembuatan komputer generasi kelima.

Dua kemajuan rekayasa yang terutama adalah kemampuan

pemrosesan paralel, yang akan menggantikan model non Neumann.

Model non Neumann akan digantikan dengan sistem yang mampu

mengkoordinasikan banyak CPU untuk bekerja secara serempak.

Kemajuan lain adalah teknologi superkonduktor yang

memungkinkan aliran elektrik tanpa ada hambatan apapun, yang

nantinya dapat mempercepat kecepatan informasi. Jepang adalah

negara yang terkenal dalam sosialisasi jargon dan proyek komputer

generasi kelima. Lembaga ICOT (Institute for new Computer

Technology) juga dibentuk untuk merealisasikannya. Banyak kabar

yang menyatakan bahwa proyek ini telah gagal, namun beberapa

informasi lain bahwa keberhasilan proyek computer generasi

kelima ini akan membawa perubahan baru paradigma

komputerisasi di dunia.

2.3.2 CONTOH EVOLUSI KOMPUTER

Evolusi komputer yang akan dijelaskan adalah kelompok

komputer Pentium Intel dan PowerPC. Alasannya adalah komputer

Pentium Intel mampu mendominasi pasaran dan secara teknologi

menggunakan rancangan CISC (complex instruction set

computers) dalam arsitekturnya. Sedangkan PowerPC merupakan

kelompok komputer yang menerapkan teknologi RISC (reduced

instruction set computers).

7

2.3.2.1 PENTIUM

Pentium merupakan produk Intel yang mampu mendominasi

pasaran prosesor hingga saat ini. Berikut evolusi prosesor

keluaran Intel dari prosesor sederhana sampai prosesor

keluaran saat ini[3]:

1. 8080, keluar tahun 1972 merupakan mikroprosesor pertama

keluaran Intel dengan mesin 8 bit dan bus data ke memori

juga 8 bit. Jumlah instruksinya 66 instruksi dengan

kemampuan pengalamatan 16KB.

2. 8086, dikenalkan tahun 1974 adalah mikroprosesor 16 bit

dengan teknologi cache instruksi. Jumlah instruksi

mencapai 111 dan kemampuan pengalamatan ke memori

64KB.

3. 80286, keluar tahun 1982 merupakan pengembangan dari

8086, kemampuan pengalamatan mencapai 1MB dengan

133 instruksi.

4. 80386, keluar tahun 1985 dengan mesin 32 bit. Sudah

mendukung sistem multitasking. Dengan mesin 32 bitnya,

produk ini mampu menjadi terunggul pada masa itu.

5. 80486, dikenalkan tahun 1989. Kemajuannya pada

teknologi cache memori dan pipelining instruksi. Sudah

dilengkapi dengan math co-processor.

6. Pentium, dikeluarkan tahun 1993, menggunakan teknologi

superscalar sehingga memungkinkan eksekusi instruksi

secara paralel.

7. Pentium Pro, keluar tahun 1995. Kemajuannya pada

peningkatan organisasi superscalar untuk proses paralel,

ditemukan sistem prediksi cabang, analisa aliran data dan

sistem cache memori yang makin canggih.

8. Pentium II, keluar sekitar tahun 1997 dengan teknologi

MMX sehingga mampu menangani kebutuhan

8

multimedia. Mulai Pentium II telah menggunakan teknologi

RISC.

9. Pentium III, terdapat kemampuan instruksi floating point

untuk menangani grafis 3D.

10. Pentium IV, kemampuan floating point dan multimedia

semakin canggih.

11. Itanium, memiliki kemampuan 2 unit floating point, 4 unit

integer, 3 unit pencabangan, internet streaming, 128

interger register.

2.3.2.2 POWER PC

Proyek sistem RISC diawali tahun 1975 oleh IBM pada

komputer muni seri 801. Seri pertama ini hanyalah

prototipe, seri komersialnya adalah PC RT yang

dikenalkan tahun 1986. Tahun 1990 IBM mengeluarkan

generasi berikutnya yaitu IBM RISC System/6000 yang

merupakan mesin RISC superskalar workstation. Setelah

ini arsitektur IBM lebih dikenal sebagai arsitektur

POWER. IBM menjalin kerja sama dengan Motorola

menghasilkan mikroprosesor seri 6800, kemudian Apple

menggunakan keping Motorola dalam Macintoshnya. Saat

ini terdapat 6 kelompok PowerPC, yaitu [3]:

1. 601, adalah mesin 32 bit merupakan produksi masal

arsitektur PowerPC untuk lebih dikenal masyarakat.

2. 603, merupakan komputer desktop dan komputer

portabel. Kelompok ini sama dengan seri 601 namun

lebih murah untuk keperluan efisien.

3. 604, seri komputer PowerPC untuk kegunaan komputer

low-end server dan komputer desktop.

4. 620, ditujukan untuk penggunaan high-end server.

Mesin dengan arsitektur 64 bit.

5. 740/750, seri dengan cache L2.

9

6. G4, seperti seri 750 tetapi lebih cepat dan menggunakan

8 instruksi paralel.

2.4. CPU (CONTROL PROCESSING UNIT)

2.4.1 KOMPONEN UTAMA CPU

CPU adalah komponen pengolah data berdasarkan instruksi –

instruksi yang diberikan kepadanya[4]. CPU tersusun atas beberapa

komponen, yaitu :

1. Arithmetic and Logic Unit (ALU), bertugas membentuk fungsi –

fungsi pengolahan data komputer. ALU sering disebut mesin

bahasa (machine language) karena bagian ini mengerjakan

instruksi – instruksi bahasa mesin yang diberikan padanya.

Seperti istilahnya, ALU terdiri dari dua bagian, yaitu unit

arithmetika dan unit logika boolean, yang masing – masing

memiliki spesifikasi tugas tersendiri[4].

2. Control Unit, bertugas mengontrol operasi CPU dan secara

keselurahan mengontrol komputer sehingga terjadi sinkronisasi

kerja antar komponen dalam menjalankan fungsi – fungsi

operasinya. Termasuk dalam tanggung jawab unit kontrol adalah

mengambil instruksi – instruksi dari memori utama dan

menentukan jenis instruksi tersebut[4].

3. Registers, adalah media penyimpan internal CPU yang

digunakan saat proses pengolahan data.  Memori ini bersifat

sementara, biasanya digunakan untuk menyimpan data saat

diolah ataupun data untuk pengolahan selanjutnya[4].

4. CPU Interconnections, adalah sistem koneksi dan bus yang

menghubungkan komponen internal CPU, yaitu ALU, unit

kontrol dan register – register dan juga dengan bus – bus

eksternal CPU yang menghubungkan dengan sistem lainnya,

seperti memori utama, piranti masukan/keluaran[4].

10

2.4.2 FUNGSI CPU

Fungsi CPU adalah penjalankan program – program yang

disimpan dalam memori utama dengan cara mengambil

instruksi – instruksi, menguji instruksi tersebut dan

mengeksekusinya satu persatu sesuai alur perintah. Untuk

memahami fungsi CPU dan caranya berinteraksi dengan komponen

lain, perlu kita tinjau lebih jauh proses eksekusi program. Pandangan

paling sederhana proses eksekusi program adalah dengan mengambil

pengolahan instruksi yang terdiri dari dua langkah, yaitu : operasi

pembacaan instruksi (fetch) dan operasi pelaksanaan instruksi

(execute). Siklus instruksi yang terdiri dari siklus fetch dan siklus

eksekusi diperlihatkan pada gambar 2.4.2 berikut.

 

Gambar 2.4.2 Siklus instruksi dasar

2.4.2.1 SIKLUS  FETCH – EKSEKUSI

Pada setiap siklus instruksi, CPU awalnya akan

membaca instruksi dari memori. Terdapat register dalam

CPU yang berfungsi mengawasi dan menghitung instruksi

selanjutnya, yang disebut Program Counter (PC). PC akan

menambah satu hitungannya setiap kali CPU membaca 

11

instruksi. Instruksi – instruksi yang dibaca akan dibuat

dalam register instruksi (IR). Instruksi – instruksi ini dalam

bentuk kode – kode binner yang dapat diinterpretasikan

oleh CPU kemudian dilakukan aksi yang diperlukan. Aksi –

aksi ini dikelompokkan menjadi empat katagori, yaitu :

1. CPU – Memori, perpindahan data dari CPU ke memori

dan sebaliknya.

2. CPU –I/O, perpindahan data dari CPU ke modul I/O

dan sebaliknya.

3. Pengolahan Data, CPU membentuk sejumlah operasi

aritmatika dan logika terhadap data.

4. Kontrol, merupakan instruksi untuk pengontrolan fungsi

atau kerja. Misalnya instruksi pengubahan urusan

eksekusi.

Perlu diketahui bahwa siklus eksekusi untuk suatu instruksi

dapat melibatkan lebih dari sebuah referensi ke memori.

Disamping itu juga, suatu instruksi dapat menentukan suatu

operasi I/O. Perhatikan gambar 2.4.2.1 yang merupakan

detail siklus operasi pada gambar 2.4.2 yaitu :

1. Instruction Addess Calculation (IAC), yaitu

mengkalkulasi atau menentukan alamat instruksi

berikutnya yang akan dieksekusi. Biasanya melibatkan

penambahan bilangan tetap ke alamat instruksi

sebelumnya. Misalnya, bila panjang setiap instruksi 16

bit padahal memori memiliki panjang 8 bit, maka

tambahkan 2 ke alamat  sebelumnya.

2. Instruction Fetch (IF), yaitu membaca atau pengambil

instruksi dari lokasi memorinya ke CPU.

12

3. Instruction Operation Decoding (IOD), yaitu

menganalisa instruksi untuk menentukan jenis operasi

yang akan dibentuk dan operand yang akan digunakan.

4. Operand Address Calculation (OAC), yaitu

menentukan alamat operand, hal ini dilakukan apabila 

melibatkan referensi operand pada memori.

5. Operand Fetch (OF), adalah mengambil operand dari

memori atau dari modul I/O.

6. Data Operation (DO), yaitu membentuk operasi yang

diperintahkan dalam instruksi.

7. Operand store (OS), yaitu menyimpan hasil eksekusi ke

dalam memori.

Gambar 2.4.2.1Diagram siklus instruksi

2.4.2.2 FUNGSI INTERRUPT

Fungsi interupsi adalah mekanisme penghentian

atau pengalihan pengolahan instruksi dalam CPU kepada

routine interupsi. Hampir semua modul (memori dan I/O)

memiliki mekanisme yang dapat menginterupsi kerja CPU.

Tujuan interupsi secara umum untuk menejemen

pengeksekusian routine instruksi agar efektif dan efisien

antar CPU dan modul – modul I/O maupun memori. Setiap

komponen komputer dapat menjalankan tugasnya secara

bersamaan, tetapi kendali terletak pada CPU disamping itu

kecepatan eksekusi masing – masing modul berbeda

sehingga dengan adanya fungsi interupsi ini dapat sebagai

13

sinkronisasi kerja antar modul. Macam – macam kelas

sinyal interupsi[4]:

1. Program, yaitu interupsi yang dibangkitkan dengan

beberapa kondisi yang terjadi pada hasil eksekusi

program. Contohnya: arimatika overflow, pembagian

nol, oparasi ilegal.

2. Timer, adalah interupsi yang dibangkitkan pewaktuan

dalam prosesor. Sinyal ini memungkinkan sistem

operasi menjalankan fungsi tertentu secara reguler.

3. I/O, sinyal interupsi yang dibangkitkan oleh modul I/O

sehubungan pemberitahuan kondisi error dan

penyelesaian suatu operasi.

4. Hardware failure, adalah interupsi yang dibangkitkan

oleh kegagalan daya atau kesalahan paritas memori.

Dengan adanya mekanisme interupsi, prosesor dapat

digunakan untuk mengeksekusi instruksi – instruksi

lain. Saat suatu modul telah selesai menjalankan

tugasnya dan siap menerima tugas berikutnya maka

modul ini akan mengirimkan permintaan interupsi ke

prosesor. Kemudian prosesor akan menghentikan

eksekusi yang dijalankannya untuk menghandel routine

interupsi.

Setelah program interupsi selesai maka prosesor akan

melanjutkan eksekusi programnya kembali. Saat sinyal

interupsi diterima prosesor ada dua kemungkinan

tindakan, yaitu interupsi diterima/ditangguhkan dan

interupsi ditolak. Apabila interupsi ditangguhkan, prosesor

akan melakukan hal – hal dibawah ini :

14

1. Prosesor menangguhkan eksekusi program yang

dijalankan dan menyimpan konteksnya. Tindakan ini

adalah menyimpan alamat instruksi berikutnya yang

akan dieksekusi dan data lain yang relevan.

2. Prosesor menyetel program counter (PC) ke alamat

awal routine interrupt handler.

Gambar 2.4.2.2 berikut menjelaskan siklus eksekusi

oleh prosesor dengan adanya fungsi interupsi.

Gambar 2.4.2.2 Siklus eksekusi instruksi dengan interrupt

2.5. MEMORI

Memory merupakan bagian dari computer yang berfungsi sebagai

penyimpan data dan program. Karakteristik Memori :

1. Kapasitas

2. Satuan transfer

3. Metode Akses

4. Kinerja

5. Tipe Fisik

6. Karakteristik Fisik

15

Berdasarkan kecepatannya memory ada 4 macam yaitu :

2.5.1 REGISTER MEMORY

Merupakan jenis memory dimana kecepatan acces yang paling

cepat, memory ini terdapat pada CPU / processor[5].

Contoh:

Register data, register alamat , stack pointer register, Memory

Address Register, I/O Address Register, dll.

2.5.2 CACHE MEMORY

Cara Kerja Cache Memori Komputer

Jika prosesor membutuhkan suatu data, pertama-tama ia akan

mencarinya pada cache. Jika data

ditemukan, prosesor akan langsung membacanya dengan delay

yang sangat kecil.Tetapi jika data yang dicari tidak

ditemukan,prosesor akan mencarinya pada RAM yang

kecepatannya lebih rendah. Pada umumnya, cache dapat

menyediakan data yang dibutuhkan oleh prosesor sehingga

pengaruh kerja RAM yang lambat dapat dikurangi. Dengann cara

ini maka memory bandwidth akan naik dan kerja prosesor

menjadi lebih efisien. Selain itu kapasitas memori cache yang

semakin besar juga akan meningkatkan kecepatan kerja computer

secara keseluruhan. Dua jenis cache yang sering digunakan dalam

dunia komputer adalah memory caching dan disk caching.

Implementasinya dapat berupa sebuah bagian khusus dari memori

utama komputer atau sebuah media penyimpanan data khusus

yang berkecepatan tinggi. Implementasi memory caching sering

disebut sebagai memory cache dan tersusun dari memori

komputer jenis SDRAM yang berkecepatan tinggi. Sedangkan

implementasi disk caching menggunakan sebagian dari memori

computer.

16

Cara Kerja Cache Memori Komputer

Jika prosesor membutuhkan suatu data, pertama-tama ia akan

mencarinya pada cache. Jika data

ditemukan, prosesor akan langsung membacanya dengan delay

yang sangat kecil.Tetapi jika data yang dicari tidak

ditemukan,prosesor akan mencarinya pada RAM yang

kecepatannya lebih rendah. Pada umumnya, cache dapat

menyediakan data yang dibutuhkan oleh prosesor sehingga

pengaruh kerja RAM yang lambat dapat dikurangi. Dengann cara

ini maka memory bandwidth akan naik dan kerja prosesor

menjadi lebih efisien. Selain itu kapasitas memori cache yang

semakin besar juga akan meningkatkan kecepatan kerja computer

secara keseluruhan. Dua jenis cache yang sering digunakan dalam

dunia komputer adalah memory caching dan disk caching.

Implementasinya dapat berupa sebuah bagian khusus dari memori

utama komputer atau sebuah media penyimpanan data khusus

yang berkecepatan tinggi. Implementasi memory caching sering

disebut sebagai memory cache dan tersusun dari memori

komputer jenis SDRAM yang berkecepatan tinggi. Sedangkan

implementasi disk caching menggunakan sebagian dari memori

komputer.

2.5.3 MEMORI UTAMA

Jenis memori utama yaitu:

2.5.3.1 RANDOM ACCESS MEMORY (RAM)

RAM diakses melalui alamat, semua lokasi yang

dapat dialamati dapat diakses secara acak (random) dan

membutuhkan waktu akses yang sama tanpa tergantung

pada lokasi fisiknya di dalam memori. Terdapat dua jenis

RAM, statik dan dinamik. RAM dinamik tersusun oleh sel-

17

sel yang menyimpan data sebagai muatan Iistrik pada

kapasitor. RAM statik menyimpan nilai-nilai biner dengan

rnenggunakan konfigurasi gerbang logika flipflop

Semua data dan program yang akan disimpan dalam RAM

terlebih dahulu disimpan dalam memory utama. Random

Access Memory Atau biasa disebut dengan istilah ram, atau

biasa juga disebut memory, adalah suatu alat komputer

(perangkat keras/hardware). Ram memrupakan salah satu

jenis alat penyimpanan data pada komputer atau media

elektronik lainnya (PDA. HP, Notebook, Netbook, dll)

yang bersifat sementara. Artinya bila komputer dimatikan,

maka semua instruksi atau data yang telah dsimpan di ram

ini akan hilang. Jadi Fungsi Ram yaitu untuk menyimpan

instruksi sementara dari komputer untuk mengeluarkannya

ke output device.

JENIS-JENIS RAM[5]:

1. DRAM (Dynamic RAM) adalah jenis RAM yang

secara berkala harus disegarkan oleh CPU agar data

yang terkandung didalamnya tidak hilang.

2. SDRAM (Sychronous Dynamic RAM) adalah

jenis RAM yang merupakan kelanjutan dari DRAM

namun telah disnkronisasi oleh clock sistem dan

memiliki kecepatan lebih tinggi daripada DRAM.

Cocok untuk sistem dengan bus yang memiliki

kecepatan sampai 100 MHz.

3. RDRAM (Rambus Dynamic RAM) adalah jenis

memory yang lebih cepat dan lebih mahal dari pada

SDRAM. Memory ini bisa digunakan pada sistem

yang menggunakan Pentium 4.

18

4.SRAM (Static RAM) adalah jenis memori yang

tidak memerlukan penyegaran oleh CPU agar data

yang terdapat di dalamnya tetap tersimpan dengan

baik. RAM jenis ini memiliki kecepatan lebih tinggi

daripada DRAM.

5. EDO RAM (Extended Data Out RAM) adalah

jenis memori yang digunakan pada sistem yang

menggunakan Pentium. Cocok untuk yang memiliki

bus denagan kecepatan sampai 66 MHz.

6. DDR RAM (Double Data Rate RAM) adalah tipe

memori generasi penerus SDRAM, yang memiliki

kemampuan dua kali lebih cepat dari SDRAM. Slot

memori yang digunakanDDR SDRAM memiliki

jumlah pin lebih banyak dari SDRAM, memory ini

memilki karakteristik clock FSB 266/333/400 MHz,

184-pin, 2.5 Volt, di pakai pada komputer

berplatfrom Pentium IV ke atas atau sejenisnya

adalah merupakan hasil regenerasi dari SD RAM,

memiliki kecepatan 2x dari SDRAM sesuai dengan

lamanya Double Data Rate hal ini disebabkan dalam

1 clock mampu membawa/mengakses jumlah data

sebanyak 2 bit di banding SD RAM yang hanya

mampu menampung data sebesar 1 bit per clocknya,

memori ini dibuat untuk menyaingi RD RAM

memori yang sudah terlebih dahulu keluar dan

sekarang sudah menjadi penguasa pasar The King

of Memory. Perkembangan memory ini pun

tergolong cepat sekarang saja sudah sampai generasi

ke lima (DDR , DDRII, DDRIII, DDR IV, DDR V).

19

2.5.3.1 ROM ( READ ONLY MEMORY)

ROM yaitu perangkat keras pada komputer berupa

chip memori semikonduktor yang isinya hanya dapat

dibaca. ROM tidak dapat digolongkan sebagai RAM,

walaupun keduanya memiliki kesamaan yaitu dapat diakses

secara acak (random). ROM berbeda dengan RAM.

1. ROM tidak dapat diisi atau ditulisi data sewaktu-waktu

seperti RAM.. Biasanya, data atau program yang tertulis

pada ROM diisi oleh pabrik yang membuatnya.

2. Informasi/data/program yang tertulis pada ROM (isi

ROM) bersifat permanen dan tidak mudah hilang dan tidak

mudah berubah walaupun komputer ‘dimatikan’ atau dalam

keadaan mati (off).

3. ROM dapat menyimpan data tanpa membutuhkan daya.

Itulah sebabnya data dalam ROM tidak akan hilang

walaupun komputer mati.

4. ROM modern sering ditemukan dalam bentuk IC

(Integrated Circuit).

JENIS – JENIS ROM

1. PROM (programmable read only memory). Yaitu

rom yang bisa kita program kembali dengan catatan

hanya boleh satu kali perubahan setelah itu tidak

dapat lagi deprogram.Chip PROM adalah suatu chip

yang kosong yang mana program dapat dituliskan

ke dalamnya dengan menggunakan suatu peralatan

khusus. Chip PROM dapat diprogram sekali dan

20

biasanya digunakan oleh pabrik sebagai control

device di dalam produk-produknya.

2. RPROM (Re progamable ROM). Merupakan

perkembangan dari versi PROM dimana kita dapat

melakukan perubahan berulang kali sesuai dengan

yang diinginkan.

3. EPROM (Erasable programmable read only

memory). EPROM mirip dengan PROM, tetapi

program dapat dihapus dan program yang baru bisa

dituliskan ke dalamnya dengan menggunakan suatu

peralatan khusus yang menggunakan sinar

ultraviolet. EPROM digunakan untuk controlling

device, seperti robot dan sebagainya.

4. EEPROM (Electronic erasable programmable read

only memory). Chip EEPROM dapat diprogram

ulang dengan menggunakan suatu electric impulses

yang khusus. Mereka tidak perlu dicabut atau

diubah.

5. Mask ROM

6. Flash Memory

2.6. PERALATAN PENYIMPANAN DATA

2.6.1 MAGNETIK DISK

Disk ini terbuat dari sebuah piringan bundar yang terbuat dari

logam atau plastik yang dilapisi dengan bahan yang dapat

dimagnetisasi[6]. Pada magnetic disk data direkam di atasnya dan

dapat dibaca dari disk dengan menggunakan kumparan

pengkonduksi (conducting coil) yang dinamakan head. Pada

operasi penulisannya, arus listrik pada head memagnetisasi disk.

Pada operasi pembacaan, medan magnet pada disk yang bergerak

di bawah head menghasilkan arus listrik pada head. Selama

21

operasi pembacaan dan penulisan, head bersifat stasioner

sedangkan piringan bergerak-gerak di bawahnya.

FLOPPY DISK (DISKET)

Dengan berkembangnya komputer pribadi maka diperlukan

media untuk mendistribusikan software maupun

pertukaran data. Solusinya ditemukannya disket atau floppy disk

oleh IBM. Karakteristik disket adalah head menyentuh

permukaan disk saat membaca ataupun menulis. Hal ini

menyebabkan disket tidak tahan lama dan sering rusak. Untuk

mengurangi kerusakan atau aus pada disket, dibuat mekanisme

penarikan head dan menghentikan rotasi disk ketika head tidak

melakukan operasi baca dan tulis. Namun akibatnya waktu akses

disket cukup lama. Ada dua ukuran disket yang tersedia, yaitu

5,25 inchi dan 3,5 inchi dengan masing –masing memiliki

versi low density (LD) dan high density (HD). Disket 5,25

inchi sudah tidak popular karena bentuknya yang besar,

kapasitas lebih kecil dan selubung pembungkusnya tidak kuat.

HARD DISK (FIXED DISK)

Hard disk memiliki sebuah cakram keras (hard platter) yang

mengandung media magnetik, sebagai kebalikan dari lembaran

film plastik pada floppy disk dan tape. Karakteristik / ciri – ciri

Hard Disk :Non Removeable, Perangkat media penyimpanan

yang terpasang langsung di dalam casing,Tersusun dari beberapa

unit magnetic disk, Kecepatan lebih tinggi, Kerapatan rekaman

data lebih besar , dan Silinder : sekelompok track dalam 1 lokasi

di semua piringan.Teknik perekamannya, kepadatan informasi

pada permukaan perekam disk lebih besar di sisi tengah daripada

di pinggir karena jumlah informasi yang disimpan dalam setiap

track jumlahnya sama.

22

2.6.2 OPTICAL DISK

Produk-produk disk optis

1. CD (Compact Disk) : suatu disk yang tidak dapat dihapus yang

menyimpan informasi audio yang telah didigitasi. Sistem

standar menggunakan disk 12 cm yang dapat merekam lebih

dari 60 menit waktu putar tanpa henti.

2. CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory): Disk yang

tidak dapat dihapus untuk menyimpan data komputer. Sistem

standar menggunakan disk 12 cm yang dapat menampung lebih

dari 550 Mbyte.

3. CD-I (Compact Disk Interactive) Suatu spesifikasi yang

didasarkan pada penggunaan CD-ROM. Spesifikasi ini

menjelaskan metode penyediaan audio, video, grafis, teks, dan

kode yang dapat dieksekusi mesin pada CD-ROM.

4. DVI (Digital Video Interactive) Sebuah teknologi untuk

memproduksi representasi informasi video yang didigitasi dan

terkompresi. Representasi dapat disimpan pada CD atau media

disk lainnya. Sistem yang ada sekarang menggunakan CD dan

dapat menyimpan sekitar 20 menit video pada satu disk.

5. WORM (Write One Read Many) Sebuah disk yang lebih

mudah ditulisi dibandingkan dengan CD-ROM, yang

membuatnya secara komersial feasible untuk menyalin sebuah

CD. Ukuran yang populer adalh 5,25 inchi yang dapat

menampung 200 hingga 800 Mbyte data.

6. Erasable Optical Disk Suatu disk yang menggunakan

teknologi optik namun dapat dihapus dan ditulisi ulang dengan

mudah. Terdapat dua jenis ukuran yang umum dipakai: 3,25

inchi dan 5,25 inchi. Umumnya mempunyai kapasitas 650

Mbyte.

23

2.7. UNIT MASUKAN DAN KELUARAN

Sistem komputer memiliki tiga komponen utama, yaitu : CPU, Memory

(primer & sekunder), dan peralatan masukan/keluaran (I/O) seperti

printer, monitor, keyboard, mouse dan modem. Dalam menjalankan

fungsinya sebagai masukan dan keluaran diperlukan modul I/O. Modul

I/O merupakan peralatan antarmuka (interface) bagi sistem bus atau

switch sentral dan mengontrol satu atau lebih perangkat periperhal.

Modul I/O tidak hanya sekedar mosul penghubung, tetapi sebuah piranti

yang berisi logika dalam melakukan fungsi komunikasi antara perperhal

dan bus computer[7].

Ada beberapa alasan kenapa tidak langsung dihubungkan dengan bus

komputer yaitu:

1. Bervariasinya metode operasi piranti periperhal, sehingga tidak

praktis apabila sistem komputer harus menangani berbagai macam

sistem operasi periperhal tersebut.

2. Kecepatan transfer data piranti periperhal umumnya lebih lambat

daripada laju transfer data pada CPU

3. Format dan panjang data pada piranti periperhal seringkali berbeda

dengan CPU, sehingga perlu modul untuk menselaraskannya.

Dari beberapa alasan diatas, modul I/O memiliki 2 buah fungsi

utama, yaitu : 

1. Sebagai piranti antarmuka ke CPU dan memori melalui bus sistem.

2. Sebagaimana piranti antarmuka dengan peralatan periperhal

lainnya menggunakan link data tertentu.

2.7.1 SISTEM MASUKAN DAN KELUARAN KOMPUTER

Modul I/O dapat menjalankan tugasnya, yaitu dengan

menjembatani CPU dan memori dengan dunia luar merupakan hal

terpenting untuk kita ketahui. Inti mempelajari sistem I/O

komputer adalah mengetahui fungsi dan struktur kerja modul I/O.

24

2.7.2 FUNGSI MODUL INPUT/OUTPUT

Modul I/O adalah sebuah komponen dalam sistem komputer yang

bertanggung jawab atas pengontrolan sebuah perangkat luar atau

lebih dan bertanggung jawab juga terhadap pertukaran data antara

perangkat luar tersebut dengan memori utama ataupun register-

register dalam CPU. Dalam mewujudkan fungsi tersebut,

diperlukan antarmuka internal dengan komputer (CPU dan memori

utama) dan antarmuka dengan perangkat eksternalnya untuk

menjalankan fungsi-fungsi pengontrolan. 

Fungsi dalam menjalankan tugas, modul I/O dapat dibagi menjadi

beberapa kategori, yaitu:

1. Kontrol dan pewaktuan

2. Komunikasi CPU

3. Komunikasi dengan perangkat eksternal

4. Pem-buffer-an data

5. Deteksi kesalahan

Fungsi kontrol dan pewaktuan (control & timming) merupakan hal

yang penting untuk mensinkronkan kerja masing-masing

komponen penyusun komputer. Dalam sekali waktu CPU

berkomunikasi dengan satu atau lebih perangkat dengan pola tidak

menentu dan kecepatan transfer data yang beragam, baik dengan

perangkat internal seperti register-register, memori utama, memori

sekunder, perangkat periperhal.  Proses tersebut bisa berjalan

apabila ada fungsi kontrol dan pewaktuan yang mengatur sistem

secara keseluruhan.  Contoh kontrol pemindahan data dari

periperhal ke CPU melalui sebuah modul I/O meliputi langkah-

langkah sebagai berikut:

1. Permintaan dan pemeriksaan status perangkat dari CPU ke

modul I/O.

25

2. Modul I/O memberikan jawaban atas permintaan CPU tersebut.

3. Apabila perangkat eksternal telah siap untuk transfer data,

maka CPU akan mengirimkan perintah ke modul I/O

4. Modul I/O akan menenrima paket data dengan panjang tertentu

dari periperhal.

5. Selanjutnya data dikirim ke CPU setelah diadakan

seinkronisasi panjang data dan kecepatan transfer oleh modul

I/O sehingga paket-paket data dapat diterima CPU dengan

baik. 

Transfer data tidak akan lepas dari penggunaan sistem bus, maka

interaksi CPU dan modul I/O akan melibatkan kontrol dan

pewaktuan sebuah arbitrasi bus atau lebih. Ada fungsi komunikasi

antara CPU dan modul I/O meliputi proses-proses berikut ini[7] :

1. Command Decoding, yaitu modul I/O menerima perintah-

perintah dari CPU yang dikirimkan sebagai sinyal bus kontrol.

Misalnya, sebuah modul I/O untuk disk dapat menerima

perintah : Read sector, Scan Record ID, Format disk.

2. Data, pertukaran data antara CPU dan modul I/O melalui bus

data.

3. Status Reporting, yaitu pelaporan kodisi status modul I/O

maupun perangkat periperhal, umumnya berupa status kondisi

busy atau ready. Juga status bermacam-macam kodisi

kesalahan (error).

4. Address recognition, bahwa peralatan atau komponen

penyusun komputer dapat dihubungi atau dipanggil maka harus

memiliki alamat yang unik, begitu pula pada perangkat

periperhal, sehingga setiap modul I/O harus mengetahui alamat

periperhal yang dikontrolnya

26

Pada sisi modul I/O ke perangkat periperhal juga terdapat

komunikasi yang meliputi komunikasi data, kontrol maupun

status.

Fungsi selanjutnya adalah buffering. Tujuan utama

buffering adalah mendapatkan penyesuaian data sehubungan

perbedaan laju transfer data dari perangkat periperhal dengan

kecepatan pengolahan pada CPU . Umumnya laju transfer data

pada dari perangkat periperhal lebih lambat dari kecepatan CPU

maupun media penyimpanan.

Fungsi terakhir adalah deteksi kesalahan. Apabila pada perangkat

periperhal terdapat masalah sehingga proses tidak dapat

dijalankan, maka modul I/O akan melaporkan kesalahan tersebut.

Misalnya informasi pada periperhal printer seperti: kertas

tergulung, kertas habis, tinta habis, dan lain-lain. Teknik yang

umum untuk deteksi kesalahan adalah penggunaan bit paritas.

2.8. SISTEM BUS

System bus atau bus sistem, dalam arsitektur komputer merujuk

pada bus yang digunakan oleh sistem komputer untuk menghubungkan

semua komponennya dalam menjalankan tugasnya[8]. Sebuah bus adalah

sebutan untuk jalur di mana data dapat mengalir dalam komputer. Jalur-

jalur ini digunakan untuk komunikasi dan dapat dibuat antara dua elemen

atau lebih. Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat

diakses dan dieksekusi oleh CPU melalui perantara sistem bus.

Sebuah komputer memiliki beberapa bus, agar dapat berjalan.

Banyaknya bus yang terdapat dalam sistem, tergantung dari arsitektur

sistem komputer yang digunakan. Sebagai contoh, sebuah komputer PC

dengan prosesor umumnya Intel Pentium 4 memiliki bus prosesor (Front-

Side Bus), bus AGP, bus PCI, bus USB, bus ISA (yang digunakan oleh

keyboard dan mouse), dan bus-bus lainnya.

27

Bus disusun secara hierarkis, karena setiap bus yang memiliki

kecepatan rendah akan dihubungkan dengan bus yang memiliki

kecepatan tinggi. Setiap perangkat di dalam sistem juga dihubungkan ke

salah satu bus yang ada. Sebagai contoh, kartu grafis AGP akan

dihubungkan ke bus AGP. Beberapa perangkat lainnya (utamanya chipset

atau kontrolir) akan bertindak sebagai jembatan antara bus-bus yang

berbeda. Sebagai contoh, sebuah kontrolir bus SCSI dapat mengubah

sebuah bus menjadi bus SCSI, baik itu bus PCI atau bus PCI Express.

Berdasar jenis busnya, bus dapat dibedakan menjadi bus yang

khusus menyalurkan data tertentu, contohnya paket data saja, atau alamat

saja, jenis ini disebut dedicated bus. Namun apabila bus yang dilalui

informasi yang berbeda baik data, alamat, dan sinyal kontrol dengan

metode multipleks data maka bus ini disebut multiplexed bus.

Kekurangan multiplexed bus adalah hanya memerlukan saluran sedikit

sehingga menghemat tempat tapi kecepatan transfer data menurun dan

diperlukan mekanisme yang komplek untuk mengurai data yang telah

dimultipleks. Sedangkan untuk dedicated bus merupakan kebalikan dari

multipexed bus.

Beberapa bus utama dalam sistem komputer modern adalah

sebagai berikut:

1. Bus prosesor. Bus ini merupakan bus tercepat dalam sistem dan

menjadi bus inti dalam chipset dan motherboard. Bus ini

utamanya digunakan oleh prosesor untuk meneruskan informasi

dari prosesor ke cache atau memori utama ke chipset kontrolir

memori (Northbridge, MCH, atau SPP). Bus ini juga terbagi atas

beberapa macam, yakni Front-Side Bus, HyperTransport bus, dan

beberapa bus lainnya. Sistem komputer selain Intel x86 mungkin

memiliki bus-nya sendiri-sendiri. Bus ini berjalan pada kecepatan

100 MHz, 133 MHz, 200 MHz, 266 MHz, 400 MHz, 533 MHz,

800 MHz, 1000 MHz atau 1066 MHz. Umumnya, bus ini

28

memiliki lebar lajur 64-bit, sehingga setiap detaknya ia mampu

mentransfer 8 byte.

2. Bus AGP (Accelerated Graphic Port). Bus ini merupakan bus

yang didesain secara spesifik untuk kartu grafis. Bus ini berjalan

pada kecepatan 66 MHz (mode AGP 1x), 133 MHz (mode AGP

2x), atau 533 MHz (mode AGP 8x) pada lebar jalur 32-bit,

sehingga bandwidth maksimum yang dapat diraih adalah 2133

MByte/s. Umumnya, bus ini terkoneksi ke chipset pengatur

memori (Northbridge, Intel Memory Controller Hub, atau

NVIDIA nForce SPP). Sebuah sistem hanya dapat menampung

satu buah bus AGP. Mulai tahun 2005, saat PCI Express mulai

marak digunakan, bus AGP ditinggalkan.

3. Bus PCI (Peripherals Component Interconnect). Bus PCI tidak

tergantung prosesor dan berfungsi sebagai bus peripheral. Bus ini

memiliki kinerja tinggi untuk sistem I/O berkecepatan tinggi. Bus

ini berjalan pada kecepatan 33 MHz dengan lebar lajur 32-bit.

Bus ini ditemukan pada hampir semua komputer PC yang

beredar, dari mulai prosesor Intel 486 karena memang banyak

kartu yang menggunakan bus ini, bahkan hingga saat ini. Bus ini

dikontrol oleh chipset pengatur memori (northbridge, Intel MCH)

atau Southbridge (Intel ICH, atau NVIDIA nForce MCP).

4. Bus PCI Express (Peripherals Component Interconnect Express)

5. Bus PCI-X (Peripherals Component Interconnect Express)

6. Bus ISA (Industry Standard Architecture)

7. Bus EISA (Extended Industry Standard Architecute)

8. Bus MCA (Micro Channel Architecture)

9. Bus SCSI (Small Computer System Interface). Bus ini

diperkenalkan oleh Macintosh pada tahun 1984. SCSI merupakan

antarmuka standar untuk drive CD-ROM, peralatan audio,

harddisk, dan perangkat penyimpanan eksternal berukuran besar

29

10. Bus USB (Universal Serial Bus). Bus ini dikembangkan oleh

tujuh vendor komputer, yaitu Compaq, DEC, IBM, Intel,

Microsoft, NEC, dan Northern Telecom. Bus ini ditujukan bagi

perangkat yang memiliki kecepatan rendah seperti keyboard,

mouse, dan printer karena tidak akan efisien jika perangkat yang

berkecepatan rendah dipasang pada bus berkecepatan tinggi

seperti PCI. Keuntungan yang didapat dari bus USB antara lain :

tidak harus memasang jumper, tidak harus membuka casing untuk

memasang peralatan I/O, hanya satu jenis kabel yang digunakan,

dapat mensuplai daya pada peralatan I/O, tidak diperlukan reboot.

11. Bus 1394. Bus yang mempunyai nama FireWire memiliki

kecepatan tinggi diatas SCSI dan PCI. Bus 1394 sangat cepat,

murah, dan mudah untuk diimplementasikan. Bus ini tidak hanya

populer perangkat komputer tetapi juga perangkat elektronik

seperti kamera digital, VCR, dan televisi.

30

BAB III PENUTUP

3.1. KESIMPULAN

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, sistem memori, dan sinyal-sinyal kontrol.

31