Rangkuman Materi Arsitektur Komputer 1-2

Hai sobat Dunia IT ! bertemu lagi dengan saya kautsar, dalam penulisan saya kali ini saya akan me rangkum Mata Kuliah saya Arsitektur Komputer pertemuan 1-2. 

Apa itu Organisasi Komputer ? 

Organisasi Komputer berkaitan dengan unit-unit operasional dan interkoneksinya yang merealisasikan spesifikasi arsitektural. 

Contoh atribut organisasional : 

signal-signal kontrol, interface komputer dan pheriperal dan teknologi memori yang digunakan

Arsitektur Komputer 

Arsitektur berkaitan dengan atribut-atribut sebuah sistem yang tampak (visible) bagi seorang pemrogram, yaitu atribut-atribut yang memiliki dampak langsung pada eksekusi logis sebuah program. 

Contoh atribut arsitektural : 
Set instruksi, jumlah bit, mekanisme I/O, teknik pengalamatan memori. 

Struktur dan Fungsi Komputer 

• Struktur adalah cara komponen-komponen dalam sebuah komputer saling terkait.
• Fungsi adalah operasi pada masing-masing komponen sebagai bagian dari struktur.

Fungsi Komputer 

Sebuah komputer dapat melakukan fungsi pengolahan data, penyimpanan data, pemindahan data dan kontrol. 

Struktur Komputer 

• CPU (Central Processing Unit)

Mengontrol operasi komputer dan membentuk fungsi-fungsi pengolahan datanya.

• Main Memory 

Tempat menyimpan data

• Input Output (I/O) 

Memindahkan data antara komputer dengan lingkungan luarnya. 

• System Interconections

Beberapa mekanisme komunikasi antara CPU, main memory dan I/O 

Komponen-Komponen CPU

1. Control Unit (CU) 

Mengontrol operasi CPU dan pada gilirannya mengontrol komputer 

2. Aritmetic and Logic Unit (ALU) 

Membentuk fungsi-fungsi pengolahan data komputer 

3. Register

Penyimpan internal bagi CPU

4. CPU Interconnections 

Mekanisme komunikasi antara CU, ALU dan register-register 

Evolusi dan Kinerja Komputer

• Generasi Pertama 

Ciri umum komputer generasi pertama : 

1. Menggunakan tabung hampa (Vaccum Tube)

2. Program dibuat dalam bahasa mesin 

3. Memori utama dibuat dengan teknologi magnetic core storage 

4. Ukuran fisik komputer besar 

5. Membutuhkan daya listrik besar

ENIAC (ELECTRONIC NUMERICAL INTEGRATOR AND COMPUTER) 

- Dirancang oleh John Mauchly dan John Presper Enkert di Universitas  Pennsylvania 

- Berat 30 ton, volume 15000 kaki persegi, berisi lebih dari 18000 tabung vakum, membutuhkan daya 140 KW, melakukan operasi penambahan 5000 operasi/detik 

- Memori terdiri dari 20 accumulator, masing-masing accumulator menampung 10 digit 

Mesin Von Newmann (Komputer IAS) 

- Memori komputer IAS (Computer of Institute for Advanced Studies) terdiri dari 1000 lokasi penyimpanan yang di sebut word 

- Satu word terdiri dari 40 binary digit 

- Satu word dapat juga terdiri dari 20 bit instruksi, masing-masing instruksi terdiri dari 8 bit kode operasi dan 12 bit alamat

-  Memiliki 21 buah instruksi

- Instruksi-instruksi dibagi menjadi 5 kelompok, yaitu :

Data transfer,Unconditional branch, Conditional branch, Arthmetic dan address modify

UNIVAC (Universal Automatic Computer) 

• Dirancang oleh Mauchly dan Eckert

• Produk pertama yang dihasilkan oleh The Eckert-Mauchly Computer Company • Komputer komersial pertama yang dipasarkan 

Generasi Kedua

Ciri umum komputer generasi kedua : 

 Teknologi dasar rangkaiannya berupa 

transistor

• Menggunakan bahasa pemrograman fortran, cobol, Algol 

• Menggunakan memori sekunder berupa magnetic tape 

• Ukuran fisik komputer lebih kecil dari komputer generasi pertama

• Membutuhkan daya listrik yang lebih kecil

Generasi Ketiga 

Ciri umum komputer generasi ketiga :

• Teknologi dasar pembangun rangkaian yang digunakan adalah IC (Integrated Circuit)

• Layar monitor dapat menampilkan gambar dan grafik

• Menggunakan magnetic tape sebagai memori sekunder

• Memiliki fitur jaringan

• Penggunaan daya listrik lebih hemat

Generasi-generasi selanjutnya

Setelah generasi ketiga perkembangan komputer 

didasarkan pada perkembangan IC (integrated Circuit)

• SSI (Small Scale Integration) 

Sampai 100 komponen elektronik per chip

• MSI (Medium Scale Integration) 

100-3000 komponen elektronik per chip

• LSI (Large Scale Integration)

3000-100000 komponen elektronik per chip 

• VLSI (Very Large Scale Integration) 

100000-1 juta komponen per chip

• ULSI (Ultra Large Scale Integration)

Lebih dari 1 juta komponen per chip

Materi 2 

Bus Sistem 

Komponen yang ada di dalam komputer

Komponen CPU#1

Register yang terdapat dalam CPU, yaitu :

MAR (Memory Address Register) 

Menentukan alamat di dalam memori yang akan diakses untuk operasi Read/Write

MBR (Memory Buffer Register) 

Berisi data yang akan dituliskan ke dalam memori atau menerima data yang dibaca dari memori 

Komponen CPU #2

PC (Program Counter) 

Mencatat alamat memori dimana instrusi di dalamnya akan dieksekusi 

I/O AR (I/O Address Register) 

Menspesifikasikan perangkat I/O yang akan diakses 

I/O BR (I/O Buffer Register) 

Menyimpan data yang akan dituliskan ke port atau data yang akan disalin dari port. 

Alamat port ditunjuk oleh I/O AR 

Komponen CPU #3 

IR (Instruction Register) 

Menampung instruksi yang akan dilaksanakan 

AC (Accumulator) 

Menyimpan data sementara baik data yang sedang diproses atau data yang dihasilkan

Modul I/O 

- Memindahkan data dari perangkat eksternal ke CPU dan sebaliknya 

- Modul ini berisi buffer internal untuk menampung data ini sementara sampai data itu dikirimkan. 

Fungsi Komputer

- Fungsi dasar komputer adalah eksekusi program 

- Program yang akan di eksekusi oleh CPU ada dalam memori 

Ada 2 langkah pengambilan instruksi 

1. CPU membaca instruksi yang ada di memori (fetch) 
2. CPU mengeksekusi setiap instruksi (execute) 

Siklus Fetch#1 

- Pada CPU yang umum, suatu register Program Counter (PC) di pakai untuk mengawasi instruksi yang akan di baca selanjutnya. 

- Instruksi yang di baca akan di muatkan ke dalam sebuah register (IR) Instructions Register.

Siklus Fetch#2

Aksi-aksi yang dilakukan oleh CPU ketika menginterpretasikan instruksi di bagi menjadi 4 kategori : 

1. CPU ---- Memori 

Data di pindahkan dari CPU ke memori atau sebaliknya 

2. CPU --- I/O 

Data dapat dipindahkan ke atau dari dunia luar dengan pemindahan antara CPU dan modul I/O. 

Siklus Fetch#3

3. Pengolahan data 

CPU dapat membentuk sejumlah operasi aritmatik/logik. 

4. Control

Sebuah instruksi yang dapat mengubah urutan eksekusi 

Pengertian Interrupts 

Interrupt disediakan terutama sebagai cara meningkat efesiensi pengolahan, karena sebagian besar perangkat eksternal jauh lebih lambat di bandingkannya prosessor. 

Ada dua macam kelas kelas interupt, yaitu : 

1. Program 

Dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi sebagai hasil dari suatu eksekusi instruksi 

2. Timer

dibangkitkan oleh timer di dalam processor

3. I/O 

dibangkitkan oleh I/O kontroller untuk memberi signal penyelsaian normal atau memberikan 

signal berbagai kondisi error

4. H/W Failure 

dibangkitkan oleh kegagalan seperti kegagal daya atau memori parity error

Fungsi I/O

Sebuah I/O dapat bertukar data secara langsung dengan CPU, dan sekaligus bisa bertukar data dengan memori. 

Struktur Interkoenksi 

Komputer terdiri dari CPU - Memori - I/O 

Komponen bus/lintasan yang menghubungkan berbagai modul disebut dengan struktur interkoneksi 

Macam-macam Klasifikasi Bus 

- Saluran Data 

Memberikan lintasan bagi perpindahan data antara 2 modul sistem saluran ini secara koletif disebut Bus Data

- Saluran Alamat : 

digunakan untuk menandakan sumber atau tujuan data pada bus data. 

- Saluran Kontrol : 

digunakan untuk mengontrol akses ke saluran alamat dan pengguna data dan saluran alamat. 

Elemen-Elemen Rancangan Bus

A. Jenis 

1. Dedicated 

Suatu saluran bus di dedicated secara permanen diberi sebuah fungsi atau subset fisik komponen komponen komputer. 

2. Multiplexed 

Metode penggunaan saluran yang sama untuk berbagai keperluan

Keuntungan & Kekurangan 

1. Dedicated : 

+ Throughput yang tinggi, karena terjadi kemacetan yang kecil

- Meningkatkan ukuran dan biaya sistem

2. Multiplexed : 

+ Memerlukan saluran yang sedikit menghemat ruang dan biaya 

- Rangkaian lebih kompleks, terjadi penurunan kinerja, karena event-event tertentu yang menggunakan saluran bersama-sama tidak dapat berfungsi secara pararel 

Ada dua macam Metode Arbitrasi 

1. Tersentralisasi 

2. Terdistribusi 

Soal pertemuan 2 

1. Suatu saluran bus di dedicated secara permanen diberi sebuah fungsi atau subset fisik komponen-komponen komputer disebut .. 

A. Dedicated 

2. Metode penggunaan satuan yang sama untuk berbagai keperluan disebut .. 

B. Multiplexed 

3. Yang termasuk jenis transfer data adalah 

C. Ready modify write, Blok

4. Standard bus asinkron yang berkinerja tinggi adalah 

A. Future Bust 

5. Sebuah modul I/O dapat bertukar data secara langsung tanpa melalui CPU dengan menggunakan ... 

C. DMA