Pengantar Organisasi & Arsitektur Komputer

Organisasi Komputer

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. 

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. 

  OSK → berhubungan dengan sumber daya komputer secara fisik dan berkaitan dengan organisasi, integrasi dan control komunikasi aliran data.

Arsitektur Komputer → berhubungan dengan karakteristik yang terlihat oleh programmer.

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.

Struktur dan Fungsi Utama Komputer

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. 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.

Fungsi Komputer

Fungsi dasar sistem komputer adalah sederhana. Pada prinsipnya terdapat empat buah fungsi operasi, yaitu :

- Fungsi Operasi Pengolahan Data

- Fungsi Operasi Penyimpanan Data
- Fungsi Operasi Pemindahan Data
- Fungsi Operasi Kontrol

Evolusi Komputer

1.      Komputer Generasi Pertama (1941 – 1956)

2.      Komputer Generasi Kedua (1956 – 1964)

3.      Komputer Generasi Ketiga (1965 – 1971)

4.      Komputer Generasi Keempat (1972 – 1989)

5.      Komputer Generasi Kelima (1990 – Sekarang)

 

Sistem Bus

Sistem bus adalah penghubung bagi keseluruhan komponen komputer dalam menjalankan tugasnya.

Transfer data antar komponen komputer sangatlah mendominasi kerja suatu komputer. Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan dieksekusi CPU melalui perantara bus, begitu juga kita dapat melihat hasil eksekusi melalui monitor juga menggunakan sistem bus.

Era saat  ini  memerlukan saluran data atau bus yang handal. Kecepatan komponen penyusun komputer tidak akan berarti kalau tidak diimbangi kecepatan dan manajemen bus yang baik. Trend mikroprosesor saat ini adalah melakukan pekerjaan secara paralel dan program dijalankan secara multitasking menuntut sistem bus tidak hanya lebar tapi juga cepat.

Elemen Perancangan Bus

1. Jenis Bus

a. Dedicated Bus : bus yang khusus menyalurkan data tertentu, misalnya paket data saja, atau alamat saja,

Keuntungan: throughput yang tinggi karena kemacetan lalu lintas kecil.

Kerugian: meningkatnya ukuran biaya sistem.

b. Multiplexed bus : bus melakukan tugas untuk berbagai  informasi  yang berbeda baik data, alamat maupun sinyal kontrol dengan metode mulipleks data

Keuntungan: hanya memerlukan saluran yang sedikit sehingga dapat menghemat tempat dan biaya.

Kerugian: kecepatan transfer data menurun dan diperlukan mekanisme yang komplek untuk mengurai data yang telah dimultipleks.

2. Metode Arbitrasi : menugaskan sebuah perangkat CPUatau I/O bertindak sebagai master kontrol pertukaran.  Metode ini terdiri dari :

1. Tersentralisasi : pengontrol bus sentral atau arbiter yang bertugas mengatur penggunaan bus oleh  modul.
2. Terdistribusi : setiap modul memiliki logika pengontrol akses (access control logic) yang berfungsi mengatur  pertukaran  data  melalui  bus.  

3. Timing : Metode terjadinya event dikoordinasikan pada bus

a. Sinchronous : terjadinya event pada bus ditentukan oleh clock.

b. Asinchronous : terjadinya event pada bus mengikuti dan tergantung pada event sebelumnya.

4. Lebar Bus

Lebar bus sangat mempengaruhi kinerja sistem komputer. Semakin lebar bus maka semakin besar data yang dapat ditransfer sekali waktu. Semakin besar bus alamat, akan semakin banyak range lokasi yang dapat direfensikan.

5. Jenis Transfer Data

Dalam sistem komputer, operasi transfer data adalah pertukaran data antar modul sebagai
tindak lanjut atau pendukung operasi yang sedang dilakukan. Saat operasi baca (read), terjadi
pengambilan data dari memori ke CPU, begitu juga sebaliknya pada operasi penulisan maupun
operasi - operasi kombinasi. Bus harus mampu menyediakan layanan saluran bagi semua operasi
komputer.

Contoh Bus

1. Bus ISA (Industry Standar Architecture) Vendor pemakai: IBM

2. Bus PCI Vendor pemakai: Intel

Peripheral Component Interconnect (PCI) adalah bus yang tidak tergantung prosesor dan berfungsi sebagai bus mezzanine atau bus peripheral. PCI memiliki kinerja tinggi untuk sistem I/O berkecepatan tinggi seperti : video adaptor, NIC, disk controller, sound card, dan lain-lain.

3. Bus USB / Universal Standard Bus

Untuk peralatan yang memiliki kecepatan rendah seperti keyboard, mouse, dan printer, 7 vendor komputer (Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC, dan Northern Telecom) bersama-sama merancang bus USB.

4. Bus SCSI

Small Computer System Interface (SCSI) adalah perangkat peripheral eksternal yang dipopulerkan oleh macintosh pada tahun 1984. SCSI merupakan interface standard untuk drive CD-ROM, peralatan audio, hard disk, dan perangkat penyimpanan eksternal berukuran besar. SCSI menggunakan interface paralel dengan 8, 16, atau 32 saluran data.

5. Bus P1394 / Fire Wire

Bus performance tinggi yang dikenal dengan Fire Wire (P1394 standard IEEE).
P1394 memiliki kelebihan dibandingkan dengan interface I/O lainnya, yaitu sangat cepat,
murah, dan mudah untuk diimplementasikan. Pada kenyataanya P1394 tidak hanya populer pada sistem komputer, namun juga pada peralatan elektronik seperti pada kamera digital, VCR,dan televisi. Kelebihan lain adalah penggunaan transmisi serial sehingga tidak memerlukan banyak kabel.