Pertemuan 2 & 3 : Arsitektur Dasar Perangkat Keras Komputer

Mata Kuliah : Pengantar Teknologi Informasi

Semester     : 1

Kampus : BBC Sukabumi

    Arsitektur Komputer adalah perangkat yang dipakai untuk pengolah data sesuai dengan perintah-perintah yang diberikan. Kata komputer sebenarnya berasal dari orang yang pekerjaannya melakukan perhitungan aritmatika. Tetapi sekarang ini komputer modern bisa dipakai untuk berbagai keperluan, tidak hanya melakukan perhitungan saja, melainkan melakukan berbagai tugas yang berat termasuk bisa juga digunakan untuk permainan.

    Arsitektur komputer menekankan pada konsep sistem komputer, dan implementasi rencana akan fokus pada setiap bagian terutama pekerjaan CPU, cara mengakses data dan alamat dari RAM dan cache, cache dan lain sebagainya. Dalam arsitektur komputer, atribut sistem komputer dipelajari, yang secara langsung mempengaruhi eksekusi logika program.

    Bangunan Von Neumann adalah salah satu jenis arsitektur paling populer yang diciptakan oleh John Von Neumann dari tahun 1930 sampai 1957. Pada arsitektur mesin Von Neumann (Von Neumann) komputer diartikan memiliki 4 bagian utama yaitu unit aritmatika dan logika, perangkat input, memori, unit kontrol dan hasil I / O, kemudian semua melewati kabel “bus”. .

Pengertian Arsitektur Komputer

    Arsitektur komputer adalah suatu konsep tentang perencanaan dan struktur pengoperasian dasar dari suatu komputer. Pengertian lain dari arsitektur komputer adalah suatu seni dan ilmu tentang bagaimana merancang antara berbagai jenis komponen hardware komputer supaya menghasilkan suatu komputer yang serbaguna untuk berbagai keperluan.

    Arsitektur Komputer merupakan konsep perencanaan dan juga struktur pengoperasian dasar dari suatu sistem komputer. Arsitektur komputer adalah ilmu tentang tata cara interkoneksi antara bermacam – macam komponen perangkat keras (hardware) agar dapat melahirkan sebuah komputer yang melengkapi kebutuhan fungsional, kinerja serta target keuangannya.

    Dalam sebuah bidang teknik komputer arsitektur komputer memiliki pengertian lain yakni sebagai suatu ilmu yang tujuannya yakni untuk merancang sebuah sistem komputer. Arsitektur von Neumann / mesin von Neumenn merupakan arsitektur yang berhasil diciptakan oleh John Von Neumann “1903-1957”, hampir semua komputer yang ada saat ini menggunakan arsitektur von neumann.

    Pada arsitektur ini sendiri menggambarkan komputer dengan 4 bagian utama, bagian utama tersebut yakni : Unit aritmatika & logis “ALu”, memori, alat masukan, unit kontrol, dan hasil (I/O) kemudian seluruh bagian tersebut dihubungkan dengan rangkaian kawat “bus”.

Arsitektur Komputer Sub Kategori

Ada beberapa sub kategori dalam arsitektur komputer, di antaranya:

• Satu set instruksi “ISA”.
• Mikroarsitektur ISA.
• Perancangan sistem dari semua komponen di “hardware” komputer.

Arsitektur komputer adalah desain komputer

• Set Instruksi.
• Komponen perangkat keras atau perangkat keras.
• Pengaturan sistem.

Pahami Evolusi Arsitektur Komputer

• 1950 hingga 1960: Arsitektur komputer diartikan sebagai komputer aritmatika atau kalkulator yang digunakan untuk menghitung persamaan matematika pada masa itu.
• 1970-Pertengahan 1980: Arsitektur komputer dirancang untuk instruksi kompilator
• 1990: Arsitektur komputer merupakan salah satu bentuk desain CPU, sistem memori, sistem I / O, multi prosesor dan jaringan komputer
• 2010: Memahami arsitektur komputer, sistem yang dapat diadaptasi atau diatur secara mandiri.

Arsitektur Komputer Sebagai Mesin Multi Level

    Level adalah suatu tingkatan bahasa dan mesin virtual yang mencerminkan tingkat kemudahan komunikasi antara manusia sebagai pemrogram dengan komponen sirkuit elektronik dalam sebuah komputer sebagai pelaksana instruksi sebuah pemrograman.

    Bahasa atau level yang terletak paling bawah adalah yang paling sederhana dan dapat diproses dengan cepat oleh mesin komputer, tetapi sulit untuk dipahami oleh manusia. Bahasa atau level yang paling atas adalah yang paling rumit dan mesin akan lebih lama melakukan proses instruksinya karena memerlukan interpreter, tetapi manusia lebih mudah memahami bahasa level tersebut.

Arsitektur Komputer Sebagai Mesin 6 Level

    Pada level 1 – 3 merupakan bahasa mesin bersifat numerik. Program-program didalamnya terdiri dari deretan angka yang panjang, yang tidak menjadi masalah untuk mesin tapi merupakan persoalan untuk manusia. Mulai pada level 4 bahasa berisi kata / singkatan yang mempunyai arti bagi manusia.

    Komputer dirancang sebagai suatu rangkaian level, dimana setiap level dibangun diatas level sebelumnya. Setiap level memiliki abstraksi berbeda, dengan objek-objek dan operasi yang juga berbeda.  Kumpulan jenis data, operasi dan sifat dari setiap level disebut arsitektur dari level tersebut. Sifat-sifat yang dipahami oleh programmer,seperti berapa besar memori yang tersedia, adalah bagian dari arsitektur. Sedangkan aspek implementasi seperti jenis teknologi chip apa yang digunakan untuk mengimplementasikan memori bukan bagian dari arsitektur.

    Studi tentang cara merancang bagian-bagian suatu sistem komputer yang terlihat oleh programmer disebut arsitektur komputer. Dalam praktik umum, arsitektur dan organisasi memiliki arti yang sama.

    Saat ini, kebanyakan komputer yang beredar menggunakan arsitektur yang dibuat oleh John Von Neumann pada tahun 1903-1957. Dalam teknik komputer, pengertian arsitektur komputer memilik arti suatu ilmu yang tujuannya untuk merancang sistem komputer. Arsitek-tur komputer sekarang ini dibagi menjadi 4 bagian utama, yaitu:

• Arithmetic Logic Unit (ALU)
• Control Unit
• Memory
• Input and Output

Sub-Kategori Arsitektur Komputer

Ada beberapa sub-kategori dalam arsitek-tur komputer, diantaranya yaitu:

• Set intruksi “ISA”
• Arsitektur mikro dari ISA
• Sistem desain dari semua komponen dalam perangkat keras “hardware” komputer ini.
• Arsitek-tur Komputer Adalah Desain Komputer

Adapun arsitek-tur komputer adalah desain komputer yang mencakup:

• Set intruksi
• Komponen perangkat keras atau hardware
• Susunan sistem

Jenis Arsitektur Komputer

    Arsitek-tur komputer tidak hanya ada satu jenis saja, melainkan ada beberapa jenis arsitek komputer yang ada di dunia ini. Berikut jenis arsitek-tur komputer adalah:

1. SISD
2. SIMD
3. MISD
4. MIMD

Komputer MISD

    

    MISD adalah kepanjangan dari Multiple Instruction Single Data merupakan jenis arsitek komputer dimana memiliki fungsi dalam melakukan eksekusi data yang bisa diproses oleh processor yang berbeda-beda. Jika dilihat secara struktur, komputer MISD tidak ada beda jauh dengan komputer SISD, hanya saja perbedaanya dari processor yang digunakan lebih dari satu unit.

Komputer MIMD

    Jenis arsitek komputer yang kedua adalah MIMD, MIMD adalah kepanjangan dari Multiple Instruction Multiple Data. Komputer MIMD adalah komputer yang memiliki beberapa processor yang diatur secara parallel dengan menggunakan unit pengontrol. Selain itu dalam menjalankan perintah bisa dijalankan meskipun berbeda-beda perintahnya.MIMD ini termasuk komputer yang bisa menjalankan aplikasi yang membutuhkan kinerja processor yang tinggi.

Komputer SISD

    SISD (Single Instruction Single Data) adalah jenis arsitek komputer buatan dari Von Neumann dengan ciri khas processor yang digunakan hanya satu buah saja. Komputer ini bekerja dengan skema aritmatika dan logika, dimana semua dilakukan dengan satu perhitungan saja. Sebab saat terjadi instruksi, sistem yang ada di komputer akan membaca sekali saja kemudian melakukan apa instruksi tersebut. Contohnya bisa ditemui pada komputer mini dan PC.

Komputer SIMD

    

    Jenis komputer yang terakhir adalah SIMD atau Single Intruction Multiple Data yaitu jenis komputer yang dibuat secara parallel. Jadi komputer ini bisa mengendalikan banyak processor dari satu sistem kendali saja. Contohnya adalah ILC, Star-100, DRAY-1.

Klasifikasi Arsitektur Komputer

    Pada komputer, arsitekturnya dibagi lagi klasifikasinya, disini kami akan membahas klasifikasi arsitek komputer menurut Von Neumann dan Flyyn. Apa saja klasifikasinya?

Klasifikasi Komputer Menurut Von Neumann

1. Memiliki hardware dasar yaitu CPU, Memori dan Input Output sistem.
2. Komputer merupakan stored program.
3. Bisa menjalankan instruksi secara berurutan.
4. Memiliki jalur (bus) yang letaknya diantara memory dan CPU.

Klasifikasi Komputer Menurut Flyyn

1. Jumlah prosesor yang digunakan.
2. Struktur memory.
3. Jumlah program yang bisa dijalankan.

Klasifikasi arsitektur komputer lainnya

• Mesin Von Neumann.
• Standar Mesin Von Neumann.
• Memiliki subsistem perangkat keras dasar, yaitu CPU, memori dan sistem I / O
• Merupakan komputer yang menyimpan program
• Instruksi dalam urutan
• Ada jalur bus antara memori dan CPU

Menurut penelitian Flyyn pada tahun 1966, arsitek-tur komputer pada dasarnya diklasifikasikan:

1. Jumlah prosesor.
2. Jumlah program yang bisa dijalankan.
3. Struktur memori.

Ada beberapa faktor yang mempengaruhi keberhasilan arsitek-tur komputer, diantaranya:

1. Manfaat konstruksi.
2. Performa sistem.
3. Biaya sistem.

Terdapat empat metode utama untuk mengetahui keberhasilan struktur sistem, yaitu manfaat struktur sistem, yaitu:

1. Aplicability.
2. Maleability.
3. Expandibility.
4. Comptible.

Cara-Cara Membuat Transformasi Di Arsitek Komputer

1. Merancang array prosesor
2. Mengaplikasikan proses pipelining
3. Membuat komputer dengan multiprosesor
4. Membuat komputer dengan arsitek-tur yang lain
5. Atribut yang dipakai untuk mengukur kualitas dari Arsitek Komputer