Arsitektur Komputer

Di zaman modern seperti saat ini komputer telah menjadi salah satu alat bantu penting bagi manusia. Komputer sudah menjadi benda canggih umum yang diperlukan manusia untuk membantu kegiatan atau aktivitasnya sehari-hari, komputer tidak lagi jadi barang mewah yang asing bagi manusia. Didalam berbagai bidang tidak dapat dipungkiri bahwa komputer membantu kegiatan manusia menjadi lebih mudah dan sederhana.

Pengertian Arsitektur Komputer

Definisi arsitektur yang banyak orang tahu adalah seni dan ilmu dalam merancang bangunan. Arsitektur juga merujuk kepada hasil-hasil proses perancangan tersebut. Oleh karena itu, banyak orang ketika mendengar kata arsitektur mengidentikannya dengan sebuah perencanaan kota, bentuk bangunan, gaya bangunan, atau desain bangunan, desain perabot dan desain produk. Padahal kata arsitektur umum dipakai diberbagai bidang, yang bermakna gaya konstruksi. Hal ini menegaskan bahwa, arsitektur mencakup, merancang, dan membangun.

Dalam bidang teknik computer, arsitektur komputer adalah konsep perencanaan dan struktur pengoperasian dasar dari suatu sistem komputer. Arsitektur komputer ini merupakan rencana cetak-biru dan deskripsi fungsional dari kebutuhan bagian perangkat keras yang didesain (kecepatan proses dan sistem interkoneksinya). Dalam hal ini, implementasi perencanaan dari masing–masing bagian akan lebih difokuskan, terutama mengenai bagaimana CPU akan bekerja, dan mengenai cara pengaksesan data dan alamat dari dan ke memori cache, RAM, ROM, cakram keras, dll). Arsitektur komputer juga dapat didefinisikan dan dikategorikan sebagai ilmu dan sekaligus seni mengenai cara interkoneksi komponen-komponen perangkat keras untuk dapat menciptakan sebuah komputer yang memenuhi kebutuhan fungsional, kinerja, dan target biayanya.

Secara sederhana arsitektur komputer dapat didefinisikan sebagai gaya konstruksi dan organisasi dari komponen-komponen sistem komputer. Walaupun elemen-elemen dasar komputer pada hakekatnya sama atau hampir semuanya komputer digital, namun terdapat variasi dalam konstruksinya yang merefleksikan cara penggunaan komputer yang berbeda. Arsitektur komputer juga mempelajari atribut-atribut sistem komputer yang terkait dengan seorang programmer dan memiliki dampak langsung pada eksekusi logis sebuah program, contoh : set instruksi, jumlah bit yang digunakan untuk merepresentasikan bermacam-macam jenis data (misal bilangan, karakter), aritmetika yang digunakan, teknik pengalamatan, mekanisme I/O.

Arsitektur komputer ini meliputi 3 kategori, yaitu: Set instruksi (ISA), Arsitektur mikro dari ISA, dan Sistem desain dari seluruh komponen dalam perangkat keras komputer.  Ada 2 bagian pokok arsitektur komputer, yaitu:

• Instructure Set Architecture

Spesifikasi yang menentukan bagaimana programmer bahasa mesin berinteraksi dengan komputer.

• Hardware System Architacture

Meliputi subsistem hardware dasar yaitu CPU, Memordan I/O system.

 

Tingkatan Dalam Arsitektur Komputer

Ada sejumlah tingkatan dalam konstruksi dan organisasi sistem komputer, yaitu:

1. Tingkatan Dasar Arsitektur Komputer

Pada tingkatan ini Hardware sebagai tingkatan komputer yang paling bawah dan paling dasar, dimana pada hardware ini “layer” software ditambahkan. Software tersebut berada di atas hardware, menggunakannya dan mengontrolnya. Hardarwe ini mendukung software dengan memberikan atau menyediakan operasi yang diperlukan software.

    2.  Multilayerd Machine

Tingkatan dasar arsitektur komputer kemudian dikembangkan dengan memandang sistem komputer keseluruhan sebagai “multilayered machine” yang terdiri dari beberapa layer software di atas beberapa layer hardware.

Berikut tingkatan layer tersebut :

Keterangan :

1. Physical Device Layer

Merupakan komponen elektrik dan elektronik yang sangat penting

    2. Digital Logic Layer

Elemen pada tingkatan ini dapat menyimpan, memanipulasi, dan mentransmisi data dalam bentuk represeotasi biner sederhana.

   3. Microprogrammed Layer

Menginterprestasikan instruksi bahasa mesin dari layer mesin dan secaa langsung menyebabkan elemen logika digital menjalankan operasi yang dikehendaki. Maka sebenarnya ia adalah prosesor inner yang sangat mendasar dan dikendalikan oleh instruksi program kontrol primitifnya sendiri yang disangga dalam ROM innernya sendiri. Instruksi program ini disebut mikrokode dan program kontrolnya disebut mikroprogram.

   4. Machine Layer

Adalah tingkatan yang paling bawah dimana program dapat dituliskan dan memang hanya instruksi bahasa mesin yang dapat diinterprestasikan secara langsung oleh hardware

  5. Operating System Layer

Mengontrol cara yang dilakukan oleh semua software dalam menggunakan hardware yang mendasari (underlying) dan juga menyembunyikan kompleksitas hardware dari software lain dengan cara memberikan fasilitasnya sendiri yang memungkinkan software menggunakan hardware tersebut secara lebih mudah.

  6. Higher Order Software Layer

Mencakup semua program dalam bahasa selain bahasa mesin yang memerlukan penerjemahan ke dalam kode mesin sebelum mereka dapat dijalankan. Ketika diterjemahkan program seperti itu akan mengandalkan pada fasilitas sistem operasi yang mendasari maupun instruksi-instruksi mesin mereka sendiri.

  7. Applications Layer

Adalah bahasa komputer seperti yang dilihat oleh end-user.

SISTEM KOMPUTER

Pada prinsipnya sebuah sistem komputer terdiri dari 3 bagian utama, yaitu:

CPU (Central Prosessing Unit)

CPU adalah bagian fungsional  utama dari sebuah sistem komputer, CPU  dapat dikatakan juga merupakan otak dari sebuah komputer. Di dalam CPU semua kerja komputer dilakukan. Hal-hal yang perlu dilakukan CPU adalah:

Membaca, mengkodekan dan mengeksekusi instruksi program

Mengirim data dari dan ke memori, serta dari dan ke bagian input/output.

Merespon interupsi dari luar.  Menyediakan clock dan sinyal kontrol kepada sistem.

Dalam melakukan hal-hal di atas, jelas CPU perlu menyimpan data untuk sementara waktu. CPU perlu mengingat lokasi instruksi terakhir sehingga CPU akan dapat mengambil instruksi berikutnya. CPU perlu menyimpan instruksi dan data untuk sementara waktu pada saat instruksi sedang dieksekusi.oleh karena itu CPU memerlukan memori internal berukuran kecil yang  disebut Register.

Arithmetic and Logic Unit (ALU)

Arithmetic and Logic Unit (ALU) berfungsi membentuk operasi-operasi aritmatika dan logic terhadap data Register menyimpan data sementara dan hasil operasi ALU. Control unit menghasilkan sinyal,, yang akan mengontrol operasi ALU, dan pemindahan data ke ALU atau dari ALU.

Memori

Memori Adalah bagian fungsional komputer yang berfungsi untuk menyimpan program dan data.

RAM (Random Access Memory)

RAM (Random Access Memory) adalah memori yang dapat dibaca atau ditulisi. Data dalam sebuah RAM bersifat volatile, artinya data akan terhapus bila catu daya dihilangkan. Karena sifat RAM yang volatile ini, maka program computer tidak tersimpan di RAM. RAM hanya digunakan untuk menyimpan data seinantara, yang ticlak begilu vital saal aliran daya terpiilus.

ROM (Read Only Memory)

Adalah memori yang hanya dapat dibaca. Data yang tersimpan dalam ROM bersifat non-volatile, artinya data tidak akan lerhapus meskipun catu daya IcrpuWis. Kaicna sil`alnya yang dcinikiaii, maka ROM dipergunakan untuk menyimpan program. Ada beberapa tipe ROM, diantaranya ROM murni, PROM, dan EPROM. PROM (Programmable ROM) adalah ROM yang dapat diprogram sendiri oleh pemakai.

Perantara Input/Output

Untuk melakukan hubungan dengan piranti di luar sistem komputer membutuhkan perantara I/O. Perangkat I/O sebagai jembatan penghubung antara mikrokomputer dengan piranti di luar system dapat menerima data dari mikrokomputer dan dapat pula memberi data ke mikrokomputer.

Input diterima dari informasi yang diberikan pengguna melalui alat-alat input, misalnya keyboard dan mouse. Informasi ini lalu disimpan dalam memori komputer untuk penggunaan berikutnya atau proses selanjutnya yang dilakukan oleh arithmetic dan logic (ALU) atau bagian dari prosesor, untuk mendapatkan pengolahan yang diinginkan. Lalu, hasil pengolahan ini dikirim balik ke pengguna dengan alat output, seperti monitor dan speaker. Semua proses di atas dikoordinasi oleh unit kontrol.

 STRUKTUR & FUNGSI

 Struktur & Fungsi :

Struktur adalah sistem yang berinteraksi dengan cara tertentu dengan dunia luar.

Fungsi adalah operasi dari masing-masing komponen yang merupakan bagian dari struktur.

Fungsi dari komputer adalah :

Fungsi Operasi Pengolahan Data

Fungsi Operasi Penyimpanan Data

Fungsi Operasi Pemindahan Data

Fungsi Operasi Kontrol

UNIT FUNGSIONAL

Ada 5 unit fungsional dasar dari komputer :

Input

Memori

Arithmetic dan logic

Control

Output

SET INSTRUKSI

Format instruksi

Kode operasi

Jenis-jenis operand

Mode-mode pengalamatan operand

Register

Main memory space utilization (memory map)

Alokasi ruang I/O (I/O map)

Pengerjaan/penetapan interupsi dan prioritas

Pengerjaan kanal-kanal DMA dan prioritas

Teknik-teknik I/O yang digunakan berbagai perangkat

Format-format perintah pengontrol I/O

Format-format status pengontrol I/O

http://abdoelrauf.blogspot.com/2013/10/pengertian-organisasi-dan-arsitektur.html

http://nurainiajeeng.wordpress.com/2013/10/25/arsitektur-komputer-dan-struktur-kognisi-manusia/