Pengertian dan Jenis BUS

Pengertian Bus adalah  bagian dari sistem komputer yang berfungsi untuk memindahkan data antabagian – bagian dalam sistem komputer. Data dipindahkan dari piranti masukan ke CPU, CPU ke memori, atau dari memori ke piranti keluaran.

Bus beroperasi pada kecepatan dan lebar yang berbeda. PC awal mempunyai bus dengan kecepatan 4.77 MHz dan lebar 8 bit yang dikenal dengan bus ISA (Industry Standard Architecture). Kemudian bus diperbaiki menjadi lebar 16 bit dengan kecepatan 8 MHz. Pada tahun 1990 Intel memperkenalkan bus PCI (Pheriperal Component Interconnect), semula dengan lebar 32 bit, sekarang lebar bus 64 bit dan di-run pada kecepatan 133 MHz.

Sedangkan jenis-jenis bus itu sendiri juga dikelompokkan berdasarkan masingmasing kriteria, tapi disini akan di jelaskan Jenis Bus berdasarkan fungsinya. Langsung saja berikut Jenis-jenis Bus Berdasarkan Fungsi :

v  Data Bus :

- Berfungsi untuk mentransfer data, membawa data dari dan ke perangkat atau periferal

- Terdiri atas beberapa jalur penghantar, 8, 16, 32 bahkan 64 bahkan lebih jalur paralel

- Data ditransmisikan dalam dua arah, yaitu dari CPU atau mikroprosesor ke unit memori atau modul I/O dan sebaliknya.

- Semakin lebar bus maka semakin besar data yang dapat ditransfer sekali waktu.

v  Control Bus:

 - Berfungsi untuk mensinkronkan proses penerimaan dan pengiriman data.

 - Untuk mengatur memori atau port agar siap ditulis atau dibaca.

 - Sinyal Kontrol: RD, WR, IO/M

- Sinyal Read dan write : untuk mengakses data ke dan dari perangkat

v  Address Bus:

- membawa informasi untuk mengetahui lokasi suatu perangkat atau periferal

- Untuk memilih lokasi memori atau port yang akan ditulis atau dibaca

- Untuk menentukan rute data, bersumber dari mana, tujuannya ke mana.

- Bersifat searah, cpu memberikan alamat yang bertujuan untuk menentukan periferal mana yang dituju. Contoh memori mana yang dituju atau I/O mana yang dituju.

- Semakin besar bus alamat, akan semakin banyak range lokasi yang dapat dialamati.

- Jumlah alamat yang dapat dituju pada Bus alamat adalah sebanyak 2ⁿ. n jumlah jalur Bus alamat.

Demikianlah Pengertian Bus dan Jenis-Jenis Bus. Saran dan komentar dari sobat akan saya tampung guna untuk penulisan artikel selanjutnya bisa lebih baik lagi. Dan semoga apa yang saya tuliskan ini dapat bermanfaat..

Register Prosesor

Register Prosesor

dalam arsitektur komputer, adalah sejumlah kecil memori komputer yang bekerja dengan kecepatan sangat tinggi yang digunakan untuk melakukan eksekusi terhadap program-program komputer dengan menyediakan akses yang cepat terhadap nilai-nilai yang umum digunakan. Umumnya nilai-nilai yang umum digunakan adalah nilai yang sedang dieksekusi dalam waktu tertentu.

Register prosesor berdiri pada tingkat tertinggi dalam hierarki memori: ini berarti bahwa kecepatannya adalah yang paling cepat; kapasitasnya adalah paling kecil; dan harga tiap bitnya adalah paling tinggi. Register juga digunakan sebagai cara yang paling cepat dalam sistem komputer untuk melakukan manipulasi data. Register umumnya diukur dengan satuan bit yang dapat ditampung olehnya, seperti "register 8-bit", "register 16-bit", "register 32-bit", atau "register 64-bit" dan lain-lain.

Istilah register saat ini dapat merujuk kepada kumpulan register yang dapat diindeks secara langsung untuk melakukan input/output terhadap sebuah instruksi yang didefinisikan oleh set instruksi. untuk istilah ini, digunakanlah kata "Register Arsitektur". Sebagai contoh set instruksi Intel x86 mendefinisikan sekumpulan delapan buah register dengan ukuran 32-bit, tapi CPU yang mengimplementasikan set instruksi x86 dapat mengandung lebih dari delapan register 32-bit.

Register terbagi menjadi beberapa kelas:

• Register data, yang digunakan untuk menyimpan angka-angka dalam bilangan bulat (integer).
• Register alamat, yang digunakan untuk menyimpan alamat-alamat memori dan juga untuk mengakses memori.
• Register general purpose, yang dapat digunakan untuk menyimpan angka dan alamat secara sekaligus.
• Register floating-point, yang digunakan untuk menyimpan angka-angka bilangan titik mengambang (floating-point).
• Register konstanta (constant register), yang digunakan untuk menyimpan angka-angka tetap yang hanya dapat dibaca (bersifat read-only), semacam phi, null, true, false dan lainnya.
• Register vektor, yang digunakan untuk menyimpan hasil pemrosesan vektor yang dilakukan oleh prosesor SIMD.
• Register special purpose yang dapat digunakan untuk menyimpan data internal prosesor, seperti halnya instruction pointer, stack pointer, dan status register.
• Register yang spesifik terhadap model mesin (machine-specific register), dalam beberapa arsitektur tertentu, digunakan untuk menyimpan data atau pengaturan yang berkaitan dengan prosesor itu sendiri. Karena arti dari setiap register langsung dimasukkan ke dalam desain prosesor tertentu saja, mungkin register jenis ini tidak menjadi standar antara generasi prosesor.

Arsitektur Komputer Von Noumann dan Harvard

Sejak Intel mengeluarkan seri 4004 sekitar tahun 1970 dikenal ada dua jenis arsitektur mikroprosesor dilihat dari cara penggunaan memorinya. Jauh sebelum ini, pada tahun 1944 Howard Aiken dari Harvard University bekerja sama dengan engineer IBM maaaembuat mesin electromechanical yang terbuat dari banyak sekali transistor tabung dan relay. Mesin ini dikenal sebagai komputer pertama di dunia yang diberi nama Harvard Mark I. Belakangan baru diketahui bahwa sebelumnya pada tahun 1941 Konrad Zuse dari Jerman sudah membuat mesin yang dapat diprogram dan bekerja dengan sistem biner. Namun karena Jerman kala itu terisolasi saat perang dunia ke-II, Harvard Mark I diyakini sebagai komputer pertama yang memakai prinsip digital.

Mesin Harvard ini tidak lain adalah mesin kalkulator yang dikendalikan oleh pita kertas yang berisi instruksi. Waktu itu belum terpikirkan konsep komputer yang memakai memori. Hanya sebelumnya Alan Turing seorang ahli matematika Inggris pada tahun 1939 mengemukanan konsep mesin universal (universal machine). Hampir satu dekade kemudian pada tahun 1945, Dr. John von Neumann ahli matematika yang lahir di Budapest Hongaria, membuat tulisan mengenai konsep komputer yang menurutnya penting untuk menyimpan instruksi dan data pada memori. Sehingga mesin komputer ini dapat bekerja untuk berbagai keperluan.

Dari dulu hingga saat ini konsep dasar dari komputer yang dikendalikan oleh program sekuensial masih sama, yaitu terdiri dari CPU, Memori dan I/O (input-output). CPU (Central Processing Unit) sendiri terdiri dari blok unit control dan ALU (Aritmathic Logic Unit). Konsep dasarnya semua sama, tetapi kemudian adalah bagaimana implementasi dan realisasinya. Desainer dan pabrik mikroprosesor membuatnya dengan arsitektur yang berbeda-beda.

Sebagai pionir era komputer digital, nama Harvard dan Von Neumann diadopsi untuk menggambarkan dua tipe arsitektur mikroprosesor. Kedua arsitektur itu berbeda pada cara penempatan memorinya dan dikenal dengan sebutan arsitektur Harvard dan arsitektur Von Neumann.

Arsitektur Von Neumann adalah arsitektur komputer yang menempatkan program (ROM=Read Only Memory) dan data (RAM=Random Access Memory) dalam peta memori yang sama. Arsitektur ini memiliki address dan data bus tunggal untuk mengalamati program (instruksi) dan data. Contoh dari mikrokontroler yang memakai arsitektur Von Neumann adalah keluarga 68HC05 dan 68HC11 dari Motorola.

Sebaliknya, arsitektur Harvard memiliki dua memori yang terpisah satu untuk program (ROM) dan satu untuk data (RAM). Intel 80C51, keluarga Microchip PIC16XX, Philips P87CLXX dan Atmel AT89LSXX adalah contoh dari mikroprosesor yang mengadopsi arsitektur Harvard. Kedua jenis arsitektur ini masing-masing memiliki keungulan tetapi juga ada kelemahannya.

Dengan arsitektur Von Neuman prosesor tidak perlu membedakan program dan data. Prosesor tipe ini tidak memerlukan control bus tambahan berupa pin I/O khusus untuk membedakan program dan data. Karena kemudahan ini, tidak terlalu sulit bagi prosesor yang berarsitektur Von Neumann untuk menambahan peripheral eksternal seperti A/D converter, LCD, EEPROM dan devais I/O lainnya. Biasanya devais eksternal ini sudah ada di dalam satu chips, sehingga prosesor seperti ini sering disebut dengan nama mikrokontroler (microcontroller).

Arsitektur Komputer Von Noumann

LDAA $4000 ; A <– $4000

Pada dasarnya komputer arsitektur Von Neumann adalah terdiri dari elemen sebagai berikut:

Prosesor, merupakan pusat dari kontrol dan pemrosesan instruksi pada komputer.ü

Memori, digunakan untuk menyimpan informasi baik program maupun data.ü

ü Perangkat input-output, berfungsi sebagai m
edia yang menangkap respon dari luar serta menyajikan informasi keluar sistem komputer.

Model kerja dari arsitektur dasar Von Neumann dapat dilihat pada Gambar 1. Pada gambar tersebut prosesor terdiri atas Unit Kontrol (CU) dan Unit Logika dan Aritmatik (ALU). Memori berfungsi sebagai tempat menyimpan instruksi yang sedang dijalankan oleh prosesor, lalu hasilnya dapat disajikan melalui perangkat input/output.

Prosesor atau Central Processing Unit (CPU)

CPU merupakan tempat untuk melakukan pemrosesan instruksi-instruksi dan pengendalian sistem komputer.

Perkembangan perangkat CPU mengikuti generasi dari sistem komputer.

Pada generasi pertama CPU terbuat dari rangkaian tabung vakum sehingga memiliki ukuran yang sangat besar. Pada generasi kedua telah diciptakan transistor sehinga ukuran CPU menjadi lebih kecil dari sebelumnya. Pada generasi ketiga CPU telah terbuat dari rangkaian IC sehingga ukurannya menjadi lebih kecil. Pada generasi keempat telah diciptakan teknologi VLSI dan ULSI sehingga memungkinkan ribuan sampai jutaan transistor tersimpan dalam satu chip.

o Control Unit (CU).

Control Unit atau Unit Kontrol berfungsi untuk mengatur dan mengendalikan semua peralatan yang ada pada sistem komputer. Unit kendali akan mengatur kapan alat input menerima data dan kapan data diolah serta kapan ditampilkan pada alat output.

Unit ini juga mengartikan instruksi-instruksi dari program komputer, membawa data dari alat input ke memori utama, dan mengambil data dari memori utama untuk diolah.

Bila ada instruksi untuk perhitungan aritmatika atau perbandingan logika, maka unit kendali akan mengirim instruksi tersebut ke ALU. Hasil dari pengolahan data dibawa oleh unit kendali ke memori utama lagi untuk disimpan, dan pada saatnya akan disajikan ke alat output.

o Arithmatic and Logic Unit (ALU).

Arithmatic and Logic Unit atau Unit Aritmetika dan Logika berfungsi untuk melakukan semua perhitungan aritmatika (matematika) dan logika yang terjadi sesuai dengan instruksi program. ALU menjalankan operasi penambahan, pengurangan, dan operasi-operasi sederhana lainnya pada input-inputnya dan memberikan hasilnya pada register output.

o Register

Register merupakan alat penyimpanan kecil yang mempunyai kecepatan akses cukup tinggi, yang digunakan untuk menyimpan data dan instruksi yang sedang diproses, sementara data dan instruksi lainnya yang menunggu giliran untuk diproses masih disimpan di dalam memori utama. Setiap register dapat menyimpan satu bilangan hingga mencapai jumlah maksimum tertentu tergantung pada ukurannya. Register-register dapat dibaca dan ditulis dengan kecepatan tinggi karena berada pada CPU.

Beberapa jenis register adalah:

Program Counter (PC), merupakan register yang menunjuk ke instruksi berikutnya yang harus diambil dan dijalankan.ü

Instruction Register (IR), merupakan register yang menyimpan instruksi yang sedang dijalankan. General Purpose Register, merupakan register yang memiliki kegunaaan umum yang berhubungan dengan data yang diproses.ü

ü Memory Data Register (MDR), merupakan register yang digunakan untuk menampung data atau instruksi hasil pengiriman dari memori utama ke CPU atau menampung data yang akan direkam ke memori utama dari hasil pengolahan oleh CPU.

Memory address register (MAR), merupakanü register yang digunakan untuk menampung alamat data atau instruksi pada memori utama yang akan diambil atau yang akan diletakkan.

Sebagianü besar komputer memiliki beberapa register lain, sebagian digunakan untuk tujuan umum, dan sebagian lainnya untuk tujuan khusus.

o Bus

Bus merupakan penghubung antara semua komponen CPU. Bus berupa sekumpulan kabel-kabel paralel untuk mentransmisikan alamat (address), data, dan sinyal-sinyal kontrol.

Kelebihan dan Kelemahan

Keuntungan lain dengan arrrsitektur Von Neumann adalah pada fleksibilitas pengalamatan program dan data. Biasanya program selalu ada di ROM dan data selalu ada di RAM. Arsitektur Von Neumann memungkinkan prosesor untuk menjalankan program yang ada didalam memori data (RAM). Misalnya pada saat power on, dibuat program inisialisasi yang mengisi byte di dalam RAM. Data di dalam RAM ini pada gilirannya nanti akan dijalankan sebagai program. Sebaliknya data juga dapat disimpan di dalam memori program (ROM). Contohnya adalah data look-up-table yang ditaruh di ROM. Data ini ditempatkan di ROM agar tidak hilang pada saat catu daya mati. Pada mikroprosesor Von Neumann, instruksi yang membaca data look-up-table atau program pengambilan data di ROM, adalah instruksi pengalamatan biasa. Sebagai contoh, pada mikrokontroler 8bit Motorola 68HC11 program itu ditulis dengan :

LDAA $4000 ; A <– $4000

Program ini adalah instruksi untuk mengisi accumulator A dengan data yang ada di alamat 4000 (ROM).

Instruksi tersebut singkat hanya perlu satu baris saja. Pada prinsipnya, kode biner yang ada di ROM atau di RAM bisa berupa program dan bisa juga berupa data.

Arsitektur Von Neumann bukan tidak punya kelemahan, diantaranya adalah bus tunggalnya itu sendiri. Sehingga instruksi untuk mengakses program dan data harus dijalankan secara sekuensial dan tidak bisa dilakukan overlaping untuk menjalankan dua isntruksi yang berurutan. Selain itu bandwidth program harus sama dengan banwitdh data. Jika memori data adalah 8 bits maka program juga harus 8 bits. Satu instruksi biasanya terdiri dari opcode (instruksinya sendiri) dan diikuti dengan operand (alamat atau data). Karena memori program terbatas hanya 8 bits, maka instruksi yang panjang harus dilakukan dengan 2 atau 3 bytes. Misalnya byte pertama adalah opcode dan byte berikutnya adalah operand. Secara umum prosesor Von Neumann membutuhkan jumlah clock CPI (Clock per Instruction) yang relatif lebih banyak dan walhasil eksekusi instruksi dapat menjadi relatif lebih lama.

Arsitektur Komputer Harvard

Pada mikroprosesor yang berarsitektur Harvard, overlaping pada saat menjalankan instruksi bisa terjadi. Satu instruksi biasanya dieksekusi dengan urutan fetch (membaca instruksi ), decode (pengalamatan), read (membaca data), execute (eksekusi) dan write (penulisan data) jika perlu. Secara garis besar ada dua hal yang dilakukan prosesor yaitu fetching atau membaca perintah yang ada di memori program (ROM) dan kemudian diikuti oleh executing berupa read/write dari/ke memori data (RAM). Karena pengalamatan ROM dan RAM yang terpisah, ini memungkinkan CPU untuk melakukan overlaping pada saat menjalankan instruksi. Dengan cara ini dua instruksi yang beurutan dapat dijalankan pada saat yang hampir bersamaan. Yaitu, pada saat CPU melakukan tahap executing instruksi yang pertama, CPU sudah dapat menjalankan fetching instruksi yang ke-dua dan seterusnya. Ini yang disebut dengan sistem pipeline, sehingga program keseluruhan dapat dijalankan relatif lebih cepat.Arsitektur Harvard

prinsip pipeline

Pada arsitektur Harvard, lebar bit memori program tidak mesti sama dengan lebar memori data. Misalnya pada keluarga PICXX dari Microchip, ada yang memiliki memori program dengan lebar 12,14 atau 16 bits, sedangkan lebar data-nya tetap 8 bits. Karena bandwith memori program yang besar (16 bits), opcode dan operand dapat dijadikan satu dalam satu word instruksi saja. Tujuannya adalah supaya instruksi dapat dilakukan dengan lebih singkat dan cepat.

Kedua hal di atas inilah yang membuat prosesor ber-arsitektur Harvard bisa memiliki CPI yang kecil. PICXX dari Microchip dikenal sebagai mikroprosesor yang memiliki 1 siklus mesin (machine cycle) untuk tiap instruksinya, kecuali instruksi percabangan.

Arsitektur Havard menggunakan memori terpisah untuk program dan data dengan alamat dan bus data yang berdiri sendiri. Karena dua perbedaan aliran data dan alamat, maka tidak diperlukan multiplexing alamat dan bus data. Arsitektur ini tidak hanya didukung dengan bus paralel untuk alamat dan data, tetapi juga menyediakan organisasi internal yang berbeda sedemikian rupa instruksi dapat diambil dan dikodekan ketika berbagai data sedang diambil dan dioperasikan. Lebih lanjut lagi, bus data bisa saja memiliki ukuran yang berbeda dari bus alamat. Hal ini memungkinkan pengoptimalan bus data dan bus alamat dalam pengeksekusian instruksi yang cepat. Sebagai contoh, mikrokontroler Intel keluarga MCS-51 menggunakan arsitektur Havard karena ada perbedaan kapasitas memori untuk program dan data, dan bus terpisah (internal) untuk alamat dan data. Begitu juga dengan keluarga PIC dari Microchip yang menggunakan arsitektur Havard.

Kelebihan dan Kekurangan

Dari segi kapasitas memori, tentu arsitektur Harvard memberi keuntungan. Karena memori program dan data yang terpisah, maka kavling total memori program dan data dapat menjadi lebih banyak. Mikrokontroler 8bit Motorola 68HC05 memiliki peta memori 64K yang dipakai bersama oleh RAM dan ROM. Oleh sebab itu pengalamatan ROM dan RAM hanya dapat mencapai 64K dan tidak lebih. Sedangkan pada mikrokontroler Intel keluarga 80C51 misalnya, memori program (ROM) dan memori data (RAM) masing-masing bisa mencapai 64K.

Tetapi ada juga kekurangannya, arsitektur Harvard tidak memungkinkan untuk menempatkan data pada

ROM. Kedengarannya aneh, tetapi arsitektur ini memang tidak memungkinkan untuk mengakses data yang ada di ROM. Namun hal ini bisa diatasi dengan cara membuat instruksi dan mekanisme khusus untuk pengalamatan data di ROM. Mikroprosesor yang memiliki instruksi seperti ini biasanya disebut ber-arsitektur Modified Harvard. Instruksi yang seperti ini dapat ditemukan pada keluarga MCS-51 termasuk Intel 80C51, P87CLXX dari Philips dan Atmel AT89LSXX. Tetapi instruksi itu keseluruhannya menjadi program yang lebih panjang seperti contoh program dengan 80C51 berikut ini.

MOV DPTR,#4000 ;DPTR = $4000

CLR A ;@A = 0

MOVC A,@A+DPTR ;A <– (DPTR+@A)

Urutan program di atas adalah :

1. load/isi data pointer dengan #4000
2. set accumulator A = 0 sebagai offset
3. load/isi accumulator A dengan data di alamat 4000+offset

Bandingkan dengan instruksi 68HC11 yang cukup dengan satu instruksi LDAA $4000.

Perbedaan Von Noumann dan Harvard

Arsitektur Harvard dan Von Neuman keduanya memiliki kelebihan sekaligus juga kekurangan. Dalam memilih prosesor tentu saja tidak hanya dengan mempertimbangkan arsitekturnya. Motorola dengan varian singlechip-nya ada yang dilengkapi dengan konventer A/D dan D/A, PWM control, port I/O, EEPROM dan sebagainya. Tetapi tidak ketinggalan juga keluarga Intel 80C51 dan klonnya, memperkenalkan bus serial I2C yang sangat praktis untuk penambahan devais eksternal. Intel based MCS-51 adalah arsitektur yang paling banyak diadopsi misalnya oleh Philips dan Atmel, sehingga kompatibilitas diantaranya semakin besar.

Arsitektur Havard menggunakan memori terpisah untuk program dan data dengan alamat dan bus data yang berdiri sendiri. Karena dua perbedaan aliran data dan alamat, maka tidak diperlukan multiplexing alamat dan bus data.

SISTEM MEMORI

SISTEM MEMORI

Klasifikasi memori

Utama

1. RAM (Random Access Memori)

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-sel yang menyimpan data sebagai muatan Iistrik pada kapasitor.

RAM statik menyimpan nilai-nilai biner dengan menggunakan konfigurasi gerbang logika flipflop.

2. CAM (Content Addressable Memory)

Pada CAM, memori diakses berdasarkan isi, bukan alamat. Pencarian data dilakukan secara simultan dan paralel dengan basis isi memori. CAM disebut juga sebagai memori Asosiatif.

3. MEMORI CACHE

Memori utama yang digunakan sistem komputer pada awalnya dirasakan masih lambat kerjanya dibandingkan dengan kerja CPU, sehingga perlu dibuat sebuah memori yang dapat membantu kerja memori utama tersebut. Sebagai perbandingan waktu akses memori cache lebih cepat 5 sampai 10 kali dibandingkan memori utama.

Implementasi Memori Utama

1. Memori Stack

Memori Stack merupakan struktur data tidak tetap yang digunakan untuk menyimpan alamat kembali dan parameter yang dilalui dalam subroutine call dan return, memanipulasi alamat serta operasi aritmatika.

Pada gambar diatas, perintah PUSH berguna untuk memanipulasi data pada stack.

2. Memori Modular

Dalam memori modular, RAM dipisah menjadi modul modul yang berbeda, yaitu MAR dan MBR. Penggunaan memori modular biasanya pada sistem dengan prosesor pipeline dan prosesor array.

3. Memori Virtual

Prinsip dasar kemampuan untuk penyimpanan logikal lebih besar daripada ruang penyimpanan riil.

Memori pembantu (auxiliary memory)

- Bersifat non-volatile, yaitu jika tidak ada listrik, maka isi memori tidak hilang.

- Tidak mempengaruhi langsung fungsi CPU. Yang termasuk memori ini adalah:

• Pita Magnetik

- Merupakan suatu lajur plastik tipis, lebar 1/2 inci, yang dilapisi dengan perekaman magnetik.

- Biasa terbagi menjadi 7/9 track searah panjang pita

- Kerapatan rekaman (bpi) yaitu 800, 1600, dan 6250 bpi.

-  Terdapat satu bit paritas untuk pendeteksian kesalahan.

- Merupakan sistem SAM (Sequential Access Memory) yaitu data ditulis sesuai urutan pemunculannya.

• Disk Magnetik

- Merupakan sebuah lembaran datar (platter)

- Terdiri atas : sebuah disk drive, sebuah kendali disk (interface), dan satu atau lebih disk (platter).

- Proses penulisan ke disk yaitu disk drive akan menimbulkan kemagnetan pada titik di atas

permukaan disk yang secara langsung di bawah head.

- Proses pembacaan dan disk, head diatur agar dapat mendeteksi perubahan arah kernagnetan.

- Terbagi secara logikal dikenal sebagai organisasi disk yaitu:

Track :Sejumlah lingkaran yang konsentris

Sektor :Pembagian permukaan disk secara belahan yang mempunyal ukuran yang sama.

Silinder :Dibentuk oleh track-track yang ber hubungan pada setiap permukaan.

• Floppy disk

- Merupakan lembaran datar yang tipis dan fleksibel.

- Hampir sama dengan harddisk, tetapi kapasitas penyimpanan lebih rendah.

Organisasi Disk

Telah dijelaskan diawal bahwa masalah utama sistem memori adalah mengimbangi lajukecepatan CPU. Beberapa teknologi dicoba dan dikembangkan, diantaranya menggunakankonsep akses paralel pada disk.

RAID (Redundancy Array of Independent Disk) merupakan organisasi disk memori yangmampu menangani beberapa disk dengan sistem akses paralel dan redudansi ditambahkan untukmeningkatkan reliabilitas. Karena kerja paralel inilah dihasilkan resultan kecepatan disk yanglebih cepat. Teknologi database sangatlah penting dalam model disk ini karena pengontrol diskharus mendistribusikan data pada sejumlah disk dan juga membacaan kembali. Karakteristikumum disk RAID :

• RAID adalah sekumpulan disk drive yang dianggap sebagai sistem tunggal disk.
•Data didistribusikan ke drive fisik array.
• Kapasitas redudant disk digunakan untuk menyimpan informasi paritas, yang menjamin recoveribility data ketika terjadi masalah atau kegagalan disk.

Jadi RAID merupakan salah satu jawaban masalah kesenjangan kecepatan disk memoridengan CPU dengan cara menggantikan disk berkapasitas besar dengan sejumlah disk – disk berkapasitas kecil dan mendistribusikan data pada disk – disk tersebut sedemikian rupa sehingga nantinya dapat dibaca kembali.

DESIGN MEMORI

• Kecepatan Memori lawan kecepatan CPU :

§ Awal tahun 1960 – 1980, kecepatan memori dan CPU meningkat, namun rasio keseluruhan antara keduanya relatif.

§ Pada era ini kecepatan memori biasanya kurang lebih 10 kali lebih lambat dari kecepatan CPU.

§ CDC:6600, 7600, CRAY 1 dan CRAY X-MP untuk super komputer waktu akses memorinya 10 sampai 14 waktu siklus CPU.

§ VAX 11/780, 8600 dan 8700 untuk mini computer waktu akses memorinya 4 sampai 7 kali siklus CPU

§ Pertengahan tahun 1980, kecepatan CPU jauh lebih meningkat hingga 50 kali kecepatan memori, contoh CRAY

§ Keuntungan dari perubahan ini adalah :

§ Memori besar umumnya memerlukan hardware khusus untuk mendeteksi dan mengoreksi kesalahan, yang menambah waktu akses memori efektif.

§ CPU yang paling cepat merupakan pipelined.

Komponen- Komponen CPU

Komponen- Komponen CPU

 
1. Motherboard

Papan induk (motherboard) adalah papan sirkuit tempat berbagai komponen elektronik saling terhubung seperti pada PC atau Macintosh dan biasa disingkat dengan kata mobo.
Motherboard alias mainboard alias system board, ketiganya mengacu pada satu barang yang sama, yakni sebuah papan sirkuit dan panel-panel elektronik yang menggerakan system PC secara keseluruhan. Secara prinsip, sebuah motherboard terdiri atas beberapa bagian yakni system CPU (prosesor), sirkuit clock/timing, Ram, Cache, ROM BIOS, I/O port seperti port serial, port pararel, slot ekspansi, prot IDE.
Terutama sekali, sedikitnya ada 7 hal yang harus diperhatikan pada sebuah motherboard. Ketujuh komponen tersebut adalah :

1. Chipset
2. Tipe CPU
3. Slot dan tipe memori
4. Cache memory
5. Sistem BIOS
6. Slot ekspansi
7. Port I/O

2. RAM

Memori akses acak (Random access memory, RAM) adalah sebuah tipe penyimpanan komputer yang isinya dapat diakses dalam waktu yang tetap tidak memperdulikan letak data tersebut dalam memori. Ini berlawanan dengan alat memori urut, seperti tape magnetik, disk dan drum, di mana gerakan mekanikal dari media penyimpanan memaksa komputer untuk mengakses data secara berurutan.
Pertama kali dikenal pada tahun 60′an. Hanya saja saat itu memori semikonduktor belumlah populer karena harganya yang sangat mahal. Saat itu lebih lazim untuk menggunakan memori utama magnetic.
Perusahaan semikonduktor seperti Intel memulai debutnya dengan memproduksi RAM , lebih tepatnya jenis DRAM.
Biasanya RAM dapat ditulis dan dibaca, berlawanan dengan memori-baca-saja (read-only-memory, ROM), RAM biasanya digunakan untuk penyimpanan primer (memori utama) dalam komputer untuk digunakan dan mengubah informasi secara aktif, meskipun beberapa alat menggunakan beberapa jenis RAM untuk menyediakan penyimpanan sekunder jangka-panjang.
Tetapi ada juga yang berpendapat bahwa ROM merupakan jenis lain dari RAM, karena sifatnya yang sebenarnya juga Random Access seperti halnya SRAM ataupun DRAM. Hanya saja memang proses penulisan pada ROM membutuhkan proses khusus yang tidak semudah dan fleksibel seperti halnya pada SRAM atau DRAM. Selain itu beberapa bagian dari space addres RAM ( memori utama ) dari sebuah sistem yang dipetakan kedalam satu atau dua chip ROM.
3. Processor
Unit Pengolah Pusat (UPP) (CPU, singkatan dari Central Processing Unit), merujuk kepada perangkat keraskomputer yang memahami dan melaksanakan perintah dan data dari perangkat lunak. Istilah lain, prosesor (pengolah data), sering digunakan untuk menyebut CPU. Adapun mikroprosesor adalah CPU yang diproduksi dalam sirkuit terpadu, seringkali dalam sebuah paket sirkuit terpadu-tunggal. Sejak pertengahan tahun 1970-an, mikroprosesor sirkuit terpadu-tunggal ini telah umum digunakan dan menjadi aspek penting dalam penerapan CPU.

4. Harddisk

Cakram keras (harddisk atau harddisk drive disingkat HDD atau hard drive disingkat HD) adalah sebuah komponen perangkat keras yang menyimpan data sekunder dan berisi piringan magnetis. Cakram keras diciptakan pertama kali oleh insinyurIBM, Reynold Johnson di tahun 1956. Cakram keras pertama tersebut terdiri dari 50 piringan berukuran 2 kaki (0,6 meter) dengan kecepatan rotasinya mencapai 1.200 rpm(rotation per minute) dengan kapasitas penyimpanan 4,4 MB. Cakram keras zaman sekarang sudah ada yang hanya selebar 0,6 cm dengan kapasitas 750 GB.

Jika dibuka, terlihat mata cakram keras pada ujung lengan bertuas yang menempel pada piringan yang dapat berputar

Data yang disimpan dalam cakram keras tidak akan hilang ketika tidak diberi tegangan listrik. Dalam sebuah cakram keras, biasanya terdapat lebih dari satu piringan untuk memperbesar kapasitas data yang dapat ditampung.
Dalam perkembangannya kini cakram keras secara fisik menjadi semakin tipis dan kecil namun memiliki daya tampung data yang sangat besar. Cakram keras kini juga tidak hanya dapat terpasang di dalam perangkat (internal) tetapi juga dapat dipasang di luar perangkat (eksternal) dengan menggunakan kabel USB ataupun FireWire.
Hardisk merupakan piranti penyimpanan sekunder dimana data disimpan sebagai pulsa magnetik pada piringan metal yang berputar yang terintegrasi. Data disimpan dalam lingkaran konsentris yang disebut track. Tiap track dibagi dalam beberapa segment yang dikenal sebagai sector. Untuk melakukan operasi baca tulis data dari dan ke piringan, harddisk menggunakan head untuk melakukannya, yang berada disetiap piringan. Head inilah yang selanjut bergerak mencari sector-sector tertentu untuk dilakukan operasi terhadapnya. Waktu yang diperlukan untuk mencari sector disebut seek time. Setelah menemukan sector yang diinginkan, maka head akan berputar untuk mencari track. Waktu yang diperlukan untuk mencari track ini dinamakan latency.
Harddisk merupakan media penyimpan yang didesain untuk dapat digunakan menyimpan data dalam kapasitas yang besar. Hal ini dilatar belakangi adanya program aplikasi yang tidak memungkinkan berada dalam 1 disket dan juga membutuhkan media penyimpan berkas yang besar misalnya database suatu instansi. Tidak hanya itu, harddisk diharapkan juga diimbangi dari kecepatan aksesnya. Kecepatan harddisk bila dibandingkan dengan disket biasa, sangat jauh. Hal ini dikarenakan harddisk mempunyai mekanisme yang berbeda dan teknologi bahan yang tentu saja lebih baik dari pada disket biasa. Bila tanpa harddisk, dapat dibayangkan betapa banyak yang harus disediakan untuk menyimpan data kepegawaian suatu instansi atau menyimpan program aplikasi. Hal ini tentu saja tidak efisien. Ditambah lagi waktu pembacaannya yang sangat lambat bila menggunakan media penyimpanan disket konvensional tersebut. Sejarah Perkembangan Harddisk Harddisk pada awal perkembangannya didominasi oleh perusahaan raksasa yang menjadi standard komputer yaitu IBM. Ditahun-tahun berikutnya muncul perusahaan-perusahaan lain antara lain Seagate, Quantum, Conner sampai dengan Hewlet Packard’s di tahun 1992. Pada awalnya teknologi yang digunakan untuk baca/tulis, antara head baca/tulisnya dan piringan metal penyimpannya saling menyentuh. Tetapi pada saat ini hal ini dihindari, dikarenakan kecepatan putar harddisk saat ini yang tinggi, sentuhan pada piringan metal penyimpan justru akan merusak fisik dari piringan tersebut.

5. VGA

GA, singkatan dari Video Graphics Adapter, adalah standar tampilan komputer analog yang dipasarkan pertama kali oleh IBM pada tahun 1987. Walaupun standar VGA sudah tidak lagi digunakan karena sudah diganti oleh standar yang lebih baru, VGA masih diimplementasikan pada Pocket PC. VGA merupakan standar grafis terakhir yang diikuti oleh mayoritas pabrik pembuat kartu grafis komputer. Tampilan Windows sampai sekarang masih menggunakan modus VGA karena didukung oleh banyak produsen monitor dan kartu grafis.
Istilah VGA juga sering digunakan untuk mengacu kepada resolusi layar berukuran 640×480, apa pun pembuat perangkat keras kartu grafisnya. Kartu VGA berguna untuk menerjemahkan keluaran komputer ke monitor. Untuk proses desain grafis atau bermain permainan video, diperlukan kartu grafis yang berdaya tinggi. Produsen kartu grafis yang terkenal antara lain ATI dan nVidia.
Selain itu, VGA juga dapat mengacu kepada konektor VGA 15-pin yang masih digunakan secara luas untuk mengantarkan sinyal video analog ke monitor. Standar VGA secara resmi digantikan oleh standar XGA dari IBM, tetapi nyatanya VGA justru digantikan oleh Super VGA.

6. CD- ROM

CD-ROM (compact discread-only memory“)) adalah sebuah piringan kompak dari jenis piringan optik(optical disc) yang dapat menyimpan data. Ukuran data yang dapat disimpan saat ini bisa mencapai 700MB atau 700 juta bita.
CD-ROM bersifat read only (hanya dapat dibaca, dan tidak dapat ditulisi). Untuk dapat membaca isi CD-ROM, alat utama yang diperlukan adalah CD Drive. Perkembangan CD-ROM terkini memungkinkan CD dapat ditulisi berulang kali (Re Write / RW) yang lebih dikenal dengan nama CD-RW.

Kapasitas tipe Piringan kompak

Tipe	Sektor	Data maksimum		Audio maksimum		Durasi akses
		(MB)	(MiB)	(MB)	(MiB)	(menit)
8 cm	94.500	193,536	≈ 184,6	222,264	≈ 212,0	21
	283.500	580,608	≈ 553,7	666,792	≈ 635,9	63
650 MB	333.000	681,984	≈ 650,3	783,216	≈ 746,9	74
700 MB	360.000	737,280	≈ 703,1	846,720	≈ 807,4	80
	405.000	829,440	≈ 791,0	952,560	≈ 908,4	90
	445.500	912,384	≈ 870,1	1.047,816	≈ 999,3	99

Catatan: Nilai megabita (MB) dan menit adalah tepat.

Nila MiB adalah Mega binary Byte atau Mebi Byte (1 MiB = 2 ²⁰ = 1.048.576)

7. LAN CARD

Kartu jaringan (network interface card disingkat NIC atau juga network card) adalah sebuah kartu yang berfungsi sebagai jembatan dari komputer ke sebuah jaringan komputer. Jenis NIC yang beredar, terbagi menjadi dua jenis, yakni NIC yang bersifat fisik, dan NIC yang bersifat logis. Contoh NIC yang bersifat fisik adalah NIC Ethernet, Token Ring, dan lainnya; sementara NIC yang bersifat logis adalah loopback adapter dan Dial-up Adapter. Disebut juga sebagai Network Adapter. Setiap jenis NIC diberi nomor alamat yang disebut sebagai MAC address, yang dapat bersifat statis atau dapat diubah oleh pengguna.

9. Sound Card

Kartu suara (Sound Card) adalah suatu perangkat keras komputer yang digunakan untuk mengeluarkan suara dan merekam suara. Pada awalnya, Sound Card hanyalah sebagai pelengkap dari komputer. Namun sekarang, sound card adalah perangkat wajib di setiap komputer. Dilihat dari cara pemasangannya, sound card dibagi 3:

• Sound Card Onboard, yaitu sound card yang menempel langsung pada motherboard komputer.
• Sound Card Offboard, yaitu sound card yang pemasangannya di slot ISA/PCI pada motherboard. Rata-rata, sekarang sudah menggunakan PCI
• Soundcard External, adalah sound card yang penggunaannya disambungkan ke komputer melalui port eksternal, seperti USB atau FireWire

Salah satu contoh sound card yang terbilang sangat sukses di pasaran indonesia adalah Sound Blaster, dari Creative Labs.
Untuk memainkan musik MIDI, pada awalnya menggunakan teknologi FM Synthesis, namun sekarang sudah menggunakan Wavetable Synthesis Sedangkan untuk urusan digital audio, yang dulunya hanyalah 2 kanal (stereo), sekarang sudah menggunakan 4 atau lebih kanal suara (Surround). Kualitas nya pun sudah meningkat dari 8 bit, 16 bit, 24 bit, 32 bit, bahkan sampai sekarang sudah 64 bit.

10. Fan
Fan berfungsi untuk mendinginkan komponen- komponen di dalam CPU

11. Power supply
power supply adalah sebuah piranti elektronika yang berguna sebagai sumber daya untuk piranti lain, terutama daya listrik.

12. Casing
Casing merupakan bagian komputer yang berfungsi sebagai pakaian atau pelindung dari CPU. Bentuk yang umum adalah kotak persegi, namun bisa dengan modifikasi bagi mereka yang senang mengotak-atik casing ini.
Selain sebagai pelindung CPU, casing juga bisa berfungsi sebagai pendingin tambahan. Karena biasanya, casing modern saat ini dilengkapi dengan kipas pendingin yang jumlah nya bisa lebih dari satu buah.
Fungsi lainnya yang utama adalah sebagai pondasi untuk menempatkan berbagai bagian komputer lainnya, terutama CPU, seperti motherboard, vga card, soundcard dan lain-lain.
Sebagai pelindung, casing bermanfaat melindungi bagian dalamnya dari kotoran atau debu, dari benturan dengan benda lain, sehingga bagian-bagian yang vital akan aman dan tidak cepat rusak.
Selain fungsi primernya tersebut, casing juga dapat tampil dengan berbagai macam warna dan bentuk yang sesuai dengan keinginan kita. Tentu saja casing hasil modifikasi ini harganya lebih mahal.
Yang terpenting dalam pemilihan casing adalah fungsi utamanya. Sehingga komputer kita berada dalam keadaan yang aman dan terlindungi.

Cara Kerja Sistem Operasi Pada CPU Komputer

Cara Kerja Sistem Operasi Pada CPU Komputer

Cara Kerja Sistem Operasi Pada CPU Komputer - Seperti yang kita ketahui sobat bahwa CPU merupakan komponen terpenting dari sistem komputer, perangkat PC kita tanpa CPU akan menjadi perangkat yang tidak berguna. Lantas apa saja ya sobat cara kerja sistem operasi yang ada pada CPU, sehingga menjadi begitu pentingnya? untuk lebih jelasnya sobat baca dibawah ini aja ya?

Pada kenyataannya Cara Kerja CPU pada Sistem Komputer, kebanyakan komputer saat ini hanya dapat mengeksekusi satu instruksi pada satu waktu, meskipun mereka jalankan dengan sangat cepat. Banyak komputer pribadi dapat mengeksekusi instruksi dalam waktu kurang dari satu juta detik, sedangkan kecepatan setandar dikenal sebagai superkomputer dapat mengeksekusi instruksi dalam waktu kurang dari satu milyar detik.

Sebelum instruksi Cara Kerja Sistem Komputer dapat dilaksanakan, instruksi-instruksi program dan data harus ditempatkan ke dalam memori dari perangkat input atau perangkat penyimpanan sekunder (proses ini semakin rumit oleh fakta bahwa, sebagaimana kita catat sebelumnya, data yang mungkin akan membuat sementara berhenti di register). Cara Kerja CPU Pada Komputer sebagai berikut:

1. Mengambil unit kontrol (mendapat) instruksi dari memori.

2. Decode unit kontrol instruksi (memutuskan apa artinya) dan mengarahkan bahwa data yang diperlukan akan dipindahkan dari memori ke aritmatika logic unit. Ini bersama-sama dua langkah pertama disebut waktu instruksi, atau saya-waktu.

3. Aritmetik unit logika mengeksekusi instruksi aritmetika atau logis. Artinya, ALU diberikan kontrol dan melakukan operasi yang sebenarnya pada data.

4. THC aritmatika logic unit menyimpan hasil dari operasi ini di memori atau register. Langkah 3 dan 4 bersama-sama disebut waktu eksekusi, atau E-time.

5. Unit kontrol akhirnya mengarahkan memori untuk melepaskan hasil untuk perangkat keluaran atau perangkat penyimpanan sekunder. 

PENGERTIAN DAN PERBEDAAN ORGANISASI KOMPUTER DENGAN ARSITEKTUR KOMPUTER

1.    PENGERTIAN DAN PERBEDAAN ORGANISASI KOMPUTER DENGAN ARSITEKTUR KOMPUTER

 I.  PENGERTIAN
Arsitektur Komputer mempelajari atribut ‑ atribut sistem komputer yang terkait dengan seorang programmer. contoh: set instruksi, aritmetilka yang digunakan, teknik pengalamatan, mekanisme I/0.
 Organisasi Komputer mempelajari bagian yang terkait dengan unit‑unit operasional computer dan hubungan antara komponen sistem komputer. contoh: sinyal kontrol, interface, teknologi memori.

 II.  PERBEDAAN

 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). Beberapa contoh dari arsitektur komputer ini adalah Arsitektur von Neumann, CISC, RISC, blue gene, dll.

   Dalam bidang teknik komputer, arsitektur komputer adalah konsep perencanaan dan struktur pengoperasian dasar dari suatu sistem computer.Biasanya mempelajari atribut-atribut sistem komputer yang terkait dengan eksekusi logis sebuah program.
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). Beberapa contoh dari arsitektur komputer ini adalah arsitektur von Neumann, CISC, RISC, blue Gene, 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.
Arsitektur komputer mempelajari atribut – atribut sistem komputer yang terkait dengan seorang programmer, dan memiliki dampak langsung pada eksekusi logis sebuah program.Sebagaimana contoh: set instruksi, aritmetika yang digunakan, teknik pengalamatan, mekanisme I/0.


Arsitektur komputer ini paling tidak mengandung 3 sub-kategori:
1.    Set instruksi (ISA)
2.    Arsitektur mikro dari ISA, dan
3.    Sistem desain dari seluruh komponen dalam perangkat keras komputer ini.

 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.
   Dan 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.

Organisasi Komputer :
   Organisasi komputer adalah bagian yang terkait erat dengan unit – unit operasional dan interkoneksi antar komponen penyusun sistem komputer dalam merealisasikan aspek arsitekturalnya. Biasanya mempelajari bagian yang terkait dengan unit-unit operasional komputer dan hubungan antara komponen-komponen sister komputer.
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.
Jika organisasi komputer mempelajari bagian yang terkait dengan unit-unit operasional komputer dan hubungan antara komponen sistem computer,dan interkoneksinya yang merealisasikan spesifikasi arsitektural
contoh: teknologi hardware, perangkat antarmuka (interface), teknologi memori, sistem memori, dan sinyal–sinyal kontrol

Perbedaaan Utamanya :

Organisasi Komputer :
–    Bagian yang terkait dengan erat dengan unit – unit operasional
–    Contoh : teknologi hardware, perangkat antarmuka, teknologi memori, sistem memori, dan sinyal – sinyal control

Arsitektur Komputer :
–    Atribut – atribut sistem komputer yang terkait dengan seorang programmer
–    Contoh : Set instruksi, aritmetika yang dipergunakan, teknik pengalamatan, mekanisme I/O

2. Struktur dan Fungsi Utama Komputer

A. Struktur Komputer

   Komputer adalah sebuah sistem yang berinteraksi dengan cara tertentu dengan dunia luar.

Interaksi dengan dunia luar dilakukan melalui perangkat peripheral dan saluran komunikasi.

Dalam buku ini akan banyak dikaji seputar struktur internal komputer. Perhatikan gambar 1.2,

terdapat empat struktur utama:

_ Central Processing Unit (CPU), berfungsi sebagai pengontrol operasi komputer dan

pusat pengolahan fungsi – fungsi komputer. Kesepakatan, CPU cukup disebut sebagai

processor (prosesor) saja.

_ Memori Utama, berfungsi sebagai penyimpan data.

_ I/O, berfungsi memindahkan data ke lingkungan luar atau perangkat lainnya.

_ System Interconnection, merupakan sistem yang menghubungkan CPU, memori utama

dan I/O.

   Komponen yang paling menarik namun paling kompleks adalah CPU. Struktur CPU terlihat

pada gambar 1.2, dengan struktur utamanya adalah :

_ Control Unit, berfungsi untuk mengontrol operasi CPU dan mengontrol komputer secara

keseluruhan.

_ Arithmetic And Logic Unit (ALU), berfungsi untuk membentuk fungsi – fungsi

pengolahan data komputer.

_ Register, berfungsi sebagai penyimpan internal bagi CPU.

_ CPU Interconnection, berfungsi menghubungkan seluruh bagian dari CPU.

B. Fungsi Komputer

   Fungsi dasar sistem komputer adalah sederhana seperti terlihat pada gambar 1.3. Pada

prinsipnya terdapat empat buah fungsi operasi, yaitu :

_ Fungsi Operasi Pengolahan Data

_ Fungsi Operasi Penyimpanan Data

_ Fungsi Operasi Pemindahan Data

_ Fungsi Operasi Kontrol

 

   Komputer harus dapat memproses data. Representasi data di sini bermacam–macam,

akan tetapi nantinya data harus disesuaikan dengan mesin pemrosesnya. Dalam pengolahan data, komputer memerlukan unit penyimpanan sehingga diperlukan suatu mekanisme penyimpanan data. Walaupun hasil komputer digunakan saat itu, setidaknya komputer memerlukan media penyimpanan untuk data prosesnya. Dalam interaksi dengan dunia luar sebagai fungsi pemindahan data diperlukan antarmuka (interface), proses ini dilakukan oleh unit Input/Output (I/O) dan perangkatnya disebut peripheral. Saat interaksi dengan perpindahan data yang jauh atau dari remote device, komputer melakukan proses komunikasi data.

   Gambar 1.4 mengilustrasikan operasi–operasi komputer. Gambar 1.4a adalah operasi pemindahan data, gambar 1.4b adalah operasi penyimpanan data, gambar 1.4c dan gambar 1.4d adalah operasi pengolahan data.

 

Gambar 1.4. Operasi-operasi Komputer

3.   Konsep Dasar  Operasi  Komputer

DEFINISI

—     Komputer :  suatu peralatan elektronik yang dapat menerima input, mengolah input, memberikan informasi, menggunakan suatu program yang tersimpan di memori komputer, dapat menyimpan program dan hasil pengolahan, serta bekerja secara otomatis.  

   —  Terdapat tiga istilah penting, yaitu input (data), pengolahan data, dan informasi (output).—  Pengolahan data dengan menggunakan komputer dikenal dengan nama pengolahan data elektronik (PDE) atau electronic data processing (EDP).

STRUKTUR KOMPUTER

—  Struktur komputer didefinisikan sebagai cara-cara dari tiap komponen saling terkait.

 Empat komponen pokok sistem komputer:

¢  Pemroses

¢  Memori Utama

¢  Perangkat masukan dan keluaran

¢  Interkoneksi antarkomponen

Pemroses (CPU)

Pemroses disebut CPU, berfungsi mengendalikan operasi komputer dan melakukan pengolahan data.         

Pemroses melakukan kerja dengan langkah sbb:

¢  Mengambil instruksi yang dikodekan secara biner dari memori utama

¢  Men-dekode instruksi menjadi proses-proses sederhana

¢  Melaksanakan proses-proses tersebut

Pemroses (CPU)

Operasi-operasi pada pemroses dikategorikan

menjadi:

¢  Operasi aritmetika

         Penambahan, pengurangan, perkalian, pembagian dsb

¢  Operasi logika

         OR, AND, X-OR, inversi dsb

¢  Operasi pengendalian

         Operasi percabangan, lompat dsb.

Pemroses (CPU)

Pemroses terdiri dari tiga komponen, yaitu:

¢  CU (Control Unit)

      Berfungsi mengendalikan operasi yang dilaksanakan sistem komputer

¢  ALU (Aritmetic Logic Unit)

      Berfungsi melakukan operasi aritmatika dan logika

¢  Register

      Merupakan memori yang sangat cepat yang berfungsi sebagai tempat operan-operan dari operasi yang akan dilakukan oleh pemroses.

CU (Control Unit) / Unit Kendali

¢  Mengatur dan mengendalikan semua peralatan yang ada pada sistem komputer, kapan alat input menerima data dan kapan data diolah serta kapan ditampilkan pada alat output. 

¢  Mengartikan instruksi-2 dari program komputer.

¢  Membawa data dari alat input ke memori utama.

¢  Mengambil data dari memori utama untuk diolah.

¢  Mengirim instruksi ke ALU jika ada instruksi untuk perhitungan aritmatika atau perbandingan logika.

¢  Membawa hasil pengolahan data kembali ke memori utama lagi untuk disimpan, dan pada saatnya akan disajikan ke alat output.  

CU (Control Unit) / Unit Kendali

¢  Kesimpulan tugas dari unit kendali ini adalah:

—        -Mengatur & mengendalikan alat-alat input dan output.

—       -Mengambil instruksi-instruksi dari memori utama.

   —  -Mengambil data dari memori utama (jika diperlukan).

—       -Mengirim instruksi ke ALU bila ada perhitungan aritmatika atau perbandingan logika serta
    -mengawasi kerja dari ALU.

—       -Menyimpan hasil proses ke memori utama.

ALU (Arithmatic and Logic Unit)

¢  Melakukan semua operasi aritmatika dengan dasar penjumlahan sehingga sirkuit elektronik yang digunakan disebut adder. 

¢  Melakukan keputusan dari suatu operasi logika sesuai dengan instruksi program. 

¢  Operasi logika meliputi perbandingan dua operand dengan menggunakan operator logika tertentu, yaitu sama dengan (=), tidak sama dengan (≠), kurang dari (<), kurang atau sama dengan (≤), lebih besar dari (>), dan lebih besar atau sama dengan (≥).

Memory

¢  Ada tiga macam memori yang dipergunakan di dalam sistem komputer yaitu:

—  Register, digunakan untuk menyimpan instruksi dan data yang sedang diproses.

—  Main memory, dipergunakan untuk menyimpan instruksi dan data yang akan diproses dan hasil 
pengolahan.

—  Secondary storage, dipergunakan untuk menyimpan program dan data secara permanen.

Register

¢  Alat penyimpanan kecil dgn kecepatan akses cukup tinggi, yg digunakan untuk menyimpan data dan instruksi yang sedang diproses, sementara data dan instruksi lainnya yang menunggu giliran untuk diproses, masih disimpan di dalam memori utama.

¢  CPU diibaratkan sbg otak yg punya ingatan-2 (register) dan pengendali organ tubuh (CU).  

¢  Program dan data diletakkan di memori utama yg diibaratkan sbg sebuah meja.  Program diproses (melakukan satu per satu instruksi-instruksi yang ada di dalamnya).

¢  Instruksi tsb dibaca & diingat (instruksi yg sedang diproses disimpan di register).  

¢  Misalnya HITUNG C = A + B, maka perlu data nilai A & B yg masih ada di meja (di memori utama).   Data ini dibaca dan masuk ingatan kita (data yg sdg diproses disimpan di register), misal A=2 dan B = 3, sehingga nilai C dapat dihitung yaitu 5 (proses perhitungan ini dilakukan di ALU).

¢  Hasil dari perhitungan ini dituliskan kembali ke meja (disimpan kembali ke memori utama). 

¢  Setelah itu mungkin data, program, dan hasilnya disimpan secara permanen ke dalam lemari kabinet (penyimpanan sekunder).

Perangkat I/O

   Perangkat masukan/keluaran digunakan sistem komputer untuk berinteraksi dengan lingkungan luar, baik ke pemakai ataupun lingkungan secara umum.

   Perangkat masukan/keluaran terdiri dari dua bagian, yaitu:

¢  Komponen mekanis, yaitu perangkat itu sendiri

¢  Komponen elektronis, yaitu pengendali perangkat berupa chip controller. 

INTERKONEKSI ANTAR KOMPONEN

¢  Disebut BUS dan interkoneksi ini berkaitan dengan tatacara hubungan antarkomponen-komponen sistem komputer.

¢  Menghubungkan CPU dengan memori utama ataupun dengan alat-alat input/output (I/O). 

¢  Bus antara CPU dgn memori utama dilekatkan pada MDR, MAR, dan unit kendali dalam CPU, dan disebut Internal Bus.

¢  BUS yang menghubungkan CPU dgn I/O tidak dilekatkan langsung ke I/O, tetapi dilakukan melalui I/O port atau DMA controller atau I/O channel,  dan disebut External Bus.

¢  Di dalam Internal Bus, terdapat data bus yang dihubungkan dengan MDR, address bus yang dihubungkan dengan MAR, serta control bus yang dihubungkan dengan control unit.

BUS

    Bus terdiri dari tiga macam, yaitu:

¢  Bus alamat (addres bus)

      Untuk memberikan alamat dari memori atau port yang hendak diakses. Bus alamat berisi 16, 20, 24 jalur sinyal paralel atau    lebih.

¢  Bus data (data bus)

      Untuk membaca dan mengirim data dari/ke memori atau port. Bus data berisi 8,16, 32 jalur sinyal paralel atau lebih.

¢  Bus kendali (control bus)

      Sinyal bus kendali antara lain:

—                      - Memory Read

—                       -Memory Write

—                      -I/O read

—                      -I/O Write