ARSITEKTUR KOMPUTER

SRI SUPATMI,S.KOM

  >> TUJUAN INSTRUKSIONAL UMUM

  Setelah mempelajari mata kuliah Arsitektur Setelah mempelajari mata kuliah Arsitektur

Komputer, mahasiswa dapat memahami bentuk

arsitektur komputer secara menyeluruh dan rinci, fungsi komponen-komponen komputer, dan fungsi keseluruhan dalam satu kesatuan sistemkomputer. sistemkomputer.

  >> TUJUAN INSTRUKSIONAL

KHUSUS TUJUAN INSTRUKSIONAL KHUSUS

• 1.

  

1. Mahasiswa memahami tentang organisasi dan Mahasiswa memahami tentang organisasi dan

arsitektur komputer

  2. Mahasiswa memahami komputer sebagai mesin multi level

  >> ORGANISASI DAN ARSITEKTUR KOMPUTER Organisasi komputer mempelajari bagian yang terkait

• dengan unit-unit operasional komputer dan hubungan antara komponen sistem komputer,contoh : sinyal kontrol, prosesor, interface komputer dan peripheral, kontrol, prosesor, interface komputer dan peripheral, teknologi memori yang digunakan. Arsitektur komputer 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 jumlah bit yang digunakan untuk merepresentasikan bermacam-macam jenis data (misal bilangan, karakter), aritmetika yang digunakan, teknik pengalamatan, mekanisme I/O.

  >> KOMPUTER SEBAGAI MESIN MULTI LEVEL 

  Level adalah suatu tingkatan bahasa dan mesin virtual yang mencerminkan tingkat kemudahan komunikasi antara manusia sebagai pemrogram dengan komponen 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. tersebut.

  >> 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 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 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 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 Studi tentang cara merancang bagian-bagian suatu

  sistem komputer yang terlihat oleh programmer disebut arsitektur komputer.

SRI SUPATMI,S.KOM

1. ZAMAN PRA GENERASI

   Computer merupakan suatu profesi bagi seseorang yang pekerjaannya menghitung, seperti menghitung tabel navigasi untuk pelayaran, pemetaan, posisi planet untuk menentukan kalender astronomi, perhitungan kalender dan jam, rumus-rumus dan fungsi-fungsi untuk perhitungan kalender dan jam, rumus-rumus dan fungsi-fungsi untuk menghitung suatu nilai, dll.

  

Alat bantu untuk menghitung mulai dari sistem sepuluh jari, kerikil,

dll.

   Gambar berikut ini menunjukkan beberapa alat bantu untuk menghitung :

  

  Pengguna abacus pertama kali bukan orang Cina tetapi Babylonia (4000 SM) yang disusun dari kerikil/batu koral.

  

  Istilah “calculus” berasal dari kata “calculi” (bahasa latin untuk batu koral). untuk batu koral).

  

  Di tangan orang trampil, alat ini dapat menghitung secepat kalkulator modern.

  >> Tahap Mekanikal 

  Leonardo da Vinci (1452-1519) merancang mesin hitung yang dijalankan dari roda bergerigi (gear),tetapi alat tersebut tidak dibuatnya. tersebut tidak dibuatnya.

   Mesin hitung yang dijalankan dari roda bergerigi pertama kali dibuat oleh professor Jerman, Wilhelm Schickard tahun 1623.

   Alat tersebut diberi nama Calculating Clock

  

  Tahun 1642 Blaise Pascal pada usia 19 tahun membuat

  Pascalline

  dan digunakan ayahnya untuk menghitung pajak.

   

  Pascaline dibuat dari 50 roda bergerigi dan hanya untuk Pascaline dibuat dari 50 roda bergerigi dan hanya untuk operasi penjumlahan hingga angka 6 digit dan 8 digit.

  

  Penemuan Pascal yang lain adalah teori probabilitas, tekanan hidraulik, alat penyemprot.

  

  Teknologi spedometer pada mobil/motor meniru cara kerja Pascaline.

  

  Beberapa tahun setelah Pascal, Gottfried Wilhelm Leibniz (Jerman)membuat Stepped Reckoner untuk penjumlahan,pengurangan,perkalian, dan pembagian sekaligus berupa drum dari logam panjang dan masing- sekaligus berupa drum dari logam panjang dan masing- masing drum terdapat

  10 logam panjang yang melingkarinya.

   Alat ini menggunakan sistem bilangan desimal. 

  Leibniz juga memberikan konsep untuk menggunakan sistem bilangan biner yang menjadi dasar operasi komputer modern. komputer modern.

  

  Tahun 1728 Falcon dari Perancis merancang alat tenun yang menggunakan punched cards (kartu yang berlubang- lubang) untuk membuat variasi pola tenun secara otomatis. otomatis.

  

  Tahun 1741 seorang pembuat jam, Jacques de Vaucanson, membuat alat tenun otomatis. Polanya dibentuk oleh susunan lubang-lubang yang dipukulkan pada metal drum.

  

  Lubang-lubang tersebut mengontrol benang-benang pilihan dengan menaikkan dan menurunkan tapak- tapaknya. tapaknya.

   Di tahun 1801 Joseph Marie Jacquard (Perancis) membuat mesin tenun yang menghasilkan pola tenun secara otomatis.

  

 Ini merupakan satu langkah pengembangan maju dari instruksi yang

terprogram sejak alat tenun dikontrol oleh serangkaian punched cards.

   Kartu-kartu itu mempunyai lubang-lubang dan berfungsi seperti program, dengan menyediakan serangkaian instruksi yang terbaca oleh mesin ketika melewati beberapa susunan tangkai.

  

 Pada tahun 1812 lebih dari 11000 mesin tenun ini diproduksi di

Perancis.

  

  Tahun 1833 ditemukan konsep pemrosesan data yang menjadi dasar kerja dan prototipe dari komputer sekarang yaitu mesin Babbage’s Analytical Engine yang dibuat oleh Charles Babbage. Charles Babbage.

  

  Mesin tersebut menggunakan 2 macam kartu yaitu operating cards yang menyatakan fungsi tertentu yang akan dilakukan dan variabel cards yang menyatakan data aktual.

   Tahun 1842, Countes Augusta Ada Lovelace usia 19 tahun mempelajari hasil kerja Babbage ketika mengunjungi London Mechanic Institute dan bekerja untuk Babbage mengembangkan beberapa ide untuk mesin analitik dan menulis program dengan bahasa assembly sederhana untuk alat itu.

   Ada menjadi programmer dunia pertama. 

  Tahun 1854, teori Aljabar Booelan ditemukan oleh George S.Boole dari Inggris. S.Boole dari Inggris.

   Teori tersebut pada akhirnya mendasari cara kerja sirkuit di komputer

  >> Tahap Mekanik Elektronik 

  Tahun 1887 Dr. Herman Hollerith membuat mesin sensus disebut Hollerith Desk dengan konsep machine-readable card dan menggunakan punched card.

   

  Hasil perhitungan dengan mesin tersebut ditunjukkan Hasil perhitungan dengan mesin tersebut ditunjukkan pada dinding mesin, mirip dengan spedometer di jaman sekarang, dengan cara kerja seperti mekanisme Pascaline.

  

  Sensus di US yang diambil tahun 1880 membutuhkan waktu 7,5 tahun kalkulasi manual untuk tabulasi.

  

  Waktu tabulasi dengan metode Hollerith lebih cepat, sehingga tahun 1890 perhitungan sensus US menggunakan mesin Hollerith dan selesai kurang dari 3 tahun. mesin Hollerith dan selesai kurang dari 3 tahun.

  

  Setelah sensus, Hollerith mengubah mesinnya untuk penggunaan komersial dan pada tahun 1896 mendirikan Tabulating Machine Company (cikal bakal IBM / International Business Machine Corporation) untuk

   Gambar sebelah kanan menunjukkan persiapan punched card untuk sensus di US yaitu pencatatan data input dengan kode berbentuk lubang-kubang pada kartu dan gambar dibawah ini menunjukkan beberapa contoh bentuk punch card.

   Komputer mekanik mempunyai dua kekurangan utama yaitu kecepatan komputer dibatasi kelambanan gerak bagian- bagiannya dan transmisi informasi oleh alat mekanik (gir, pengungkit,dsb) yang tidak praktis.

  >> Tahap Elektronik 

  Pada elektronik komputer, bagian yang berpindah merupakan merupakan elektron elektron dan dan suatu suatu informasi informasi dapat dapat ditransmisikan dengan arus listrik dengan kecepatan mendekati kecepatan cahaya (300.000 km/detik).

  

  Perkembangan komputer pada peralihan dari mekanik ke elektronik diawali dengan perubahan komponen dasar dari komponen mekanik menjadi tabung hampa.

   

  Berawal dari ditemukannya bola lampu pijar oleh Thomas Berawal dari ditemukannya bola lampu pijar oleh Thomas Alva Edison tahun 1879 dan Edison Effect tentang elektron dalam ruang hampa pada tahun 1883.

  

  John Ambrose Fleming menemukan Efek Edison dapat menangkap gelombang radio dan mengubahnya menjadi listrik.

   

  Fleming membuat tabung hampa 2 elemen yang disebut Fleming membuat tabung hampa 2 elemen yang disebut dioda.

  

  Tahun 1906 Lee de Forest membuat trioda yang dapat berfungsi sebagai penguat sekaligus switch.

  

  Penemuan trioda ini berdampak pada perkembangan komputer digital.

   Komputer digital elektronik pertama dibuat tahun 1942, yaitu komputer ABC (Atanasoff – Berry Computer) menggunakan tabung hampa udara.

   Komputer ini mengimplementasikan perhitungan sistem biner untuk menyelesaikan persamaan linear dan menggunakan capasitor untuk menyelesaikan persamaan linear dan menggunakan capasitor untuk proses penyimpanan data.

   Teknologi penyimpanan data ini sekarang dikenal dengan DRAM (Dynamic RAM).

   Pembuatnya adalah Prof.John V.Atanasoof dan Clifford Berry di Iowa US.

   Tahun 1944 di US, Howard Aiken bekerja sama dengan IBM sejak tahun 1939 membuat Harvard Mark I atau IBM ASCC (Automatic Sequence Controlled Calculator) yang merupakan komputer digital otomatis pertama.

   Mark I berukuran raksasa dengan berat 5 ton tinggi 8 feet dan panjang 51 feet, berisi 760000 sparepart dan 5000 mil kabel. panjang 51 feet, berisi 760000 sparepart dan 5000 mil kabel.

  Mesin menggunakan program untuk menuntun ke serangkaian kalkulasi.

   Mesin dapat menambahkan, mengalikan, membagi,menghitung fungsi trigonometri dan melakukan kalkulasi kompleks lainnya dalam 23 digit angka.

   Penambahan dan pengurangan membutuhkan waktu 0,3 detik (komputer sekarang dalam 1 detik bisa melakukan lebih dari 1 milyar kali operasi penjumlahan), perkalian kurang dari 6 detik, milyar kali operasi penjumlahan), perkalian kurang dari 6 detik, pembagian kurang dari 16 detik, dan hanya bisa menyimpan 72 angka (komputer sekarang bisa menyimpan lebih dari 30 juta angka di RAM).

   Gambar di bawah ini menunjukkan seorang pekerja di suatu “lorong” Mark I dan gambar dari salah satu empat paper tape

• - Salah satu programmer utama

  Mark

  I yaitu Grace Hopper

menemukan “bug” (serangga kecil)

yaitu seekor ngengat mati yang

masuk ke dalam Mark I dan

sayapnya menghalangi pembacaan

lubang pada paper tape. lubang pada paper tape.

• - Kata "bug" kemudian digunakan

  untuk mendefinisikan

  kerusakan/kesalahan dan kata

  “debugging” berarti suatu

  kegiatan/pekerjaan meniadakan

SRI SUPATMI,S.KOM

  >> Komputer Generasi Pertama 1940 -1959 

  ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Calculator)Komputer ENIAC ini diciptakan oleh Dr John Mauchly dan J. Presper Eckert pada tahun 1946 (one year after the war was over)

   EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer) Penggunaan tiub tiub vakum juga telah dikurangi di dalam EDVAC, di

mana proses perhitungan telah menjadi lebih cepat dibandingkan ENIAC

   EDSAC (Electronic Delay Storage Automatic Calculator)

  ฀ the world’s first stored-program computer. Diciptakan oleh Maurice Wilkes 

  EDSAC telah memperkenalkan penggunaan raksa (merkuri) dalam tube untuk menyimpan memori.

  ฀ was based on the discovery of the matematician John von Neumann.

   UNIVAC I (Universal Automatic Calculator)P

  >>Komputer Generasi Ke Dua ( 1959-1964 ) 

  Komputer-komputer generasi kedua telah menggunakan transistor dan diode untuk menggantikan saluran-saluran vakum dan menjadikan ukuran komputer lebih kecil dan murah. ukuran komputer lebih kecil dan murah.

  

  Cara baru menyimpan memori juga diperkenalkan melalui teknologi magnetik. Keupayaan pemprosesan dan ukuran memori utama komputer juga bertambah dan manjadikan ia lebih efisien.

  

  Kemunculan FORTRAN dan COBOL menandakan permulaan bahasa tingkat tinggi untuk menggantikan bahasa pengantar dalam mesin yang lebih sukar. lebih sukar.

  

  Minikomputer juga telah diperkenalkan yaitu yang kedua terbesar di dalam generasi komputer. Versinya yang pertama ialah DEC PDP 8 yang diciptakan pada tahun 1964 yang berguna untuk

  >> Komputer Generasi Ke Tiga (1964-awal 80-an) 

  Chip mulai menggantikan transistor sebagai bahan logis komputer dengan terhasilnya Integrated Circuit atau lebih dikenal dengan sebutan chip.

   Jenis komputer terkecil mikrokomputer telah muncul dan paling cepat menjadi popular seperti Apple II, IBM PC dan Sinclair.

   Banyak bahasa pemrograman telah muncul seperti BASIC, Pascal dan PL/1.

    Kebanyakan mikrokomputer didasari dengan tafsiran bahasa Kebanyakan mikrokomputer didasari dengan tafsiran bahasa secara mendalam, chip ROM untuk menggunakan bahasa BASIC. Komputer Generasi Ke Empat (awal 80-an-??) 

  Chip masih digunakan untuk memproses dan menyimpan memori. Ia lebih canggih, dilengkapi hingga ratusan ribu komponen transistor yang disebut pengamiran skala amat besar komponen transistor yang disebut pengamiran skala amat besar (very large scale intergartion,VLSI).

   Pemprosesan dapat dilakukan dengan lebih tepat,sampai jutaan bit per detik.

   Memori utama komputer menjadi lebih besar sehingga menyebabkan memori sekunder kurang penting. menyebabkan memori sekunder kurang penting.

   Teknologi chip yang maju ini telah mewujudkan satu lagi kelas komputer yang disebut Supercomputer.

  

Komputer Generasi Ke Lima (masa depan)



  Generasi kelima dalam sejarah evolusi komputer merupakan komputer impian masa depan. Ia diperkirakan mempunyai lebih banyak unit pemprosesan yang berfungsi bersamaan untuk banyak unit pemprosesan yang berfungsi bersamaan untuk menyelesaikan lebih daripada satu tugas dalam satu masa.

   Komputer ini juga mempunyai ingatan yang amat besar sehingga memungkinkan penyelesaian lebih dari satu tugas dalam waktu bersamaan.

   Unit pemprosesan pusat juga dapat berfungsi sebagai otak manusia. Komputer ini juga mempunyai kepandaian tersendiri, manusia. Komputer ini juga mempunyai kepandaian tersendiri, merespon keadaan sekeliling melalui penglihatan yang bijak dalam mengambil sesuatu keputusan bebas dari pemikiran manusia yang disebut sebagai artificial intelligence (AI).

SRI SUPATMI,S.KOM

  

  Tahun 1960 – an Hukum Moore dari Gordon Moore salah satu pendiri Intel :

• Meningkatnya kerapatan komponen dalam

  Jumlah transistor / chip meningkat 2 kali lipat tiap Jumlah transistor / chip meningkat 2 kali lipat tiap tahun, tapi tahun 1970-an pengembangan

• agak lambat yaitu jumlah transitor 2 kali lipat tiap 18 bulan
• Harga suatu chip tetap atau hampir tidak berubah
• Kerapatan tinggi berarti jalur pendek menghasilkan kinerja yang meningkat kinerja yang meningkat
• Ukuran semakin kecil, fleksibilitas meningkat
>Daya listrik lebih hemat, panas men

  

  Para pembuat keping sibuk mempelajari cara membuat keping yang semakin besar kerapatannya, para perancang prosesor harus menemukan teknik-teknik baru untuk membuat kecepatan prosesor lebih tinggi dan untuk membuat kecepatan prosesor lebih tinggi dan untuk meningkatkan kinerja, diantaranya yang sudah ditemukan teknik :

  Branch prediction 1.

  

  Prosesor mengamati dalam software dan melakukan prediksi cabang atau kelompok instruksi yang perlu diproses berikutnya. Bila prosesor hampir selalu dapat diproses berikutnya. Bila prosesor hampir selalu dapat menebak secara benar, prosesor itu dapat mengambil instruksi-instruksi yang benar dan menyimpannya di dalam buffer sehingga prosesor selalu berada dalam

  2. Data flow analysis 

  Prosesor melakukan analisis instruksi mana yang tidak tergantung pada hasil atau data lainnya dan membuat jadwal yang optimum bagi instruksi-instruksi.

  3. Speculative execution

  3. Speculative execution 

  Dengan menggunakan prediksi cabang dan analisis aliran data,beberapa processor mengeksekusi instruksi secara spekulatif terlebih dahulu sebelum waktu aktualnya dan menyimpan hasilnya di lokasi sementara.

   Hal ini memungkinkan processor dapat menjaga mesin eksekusinya berada dalam keadaan sesibuk mungkin dengan mengeksekusi instruksi-instruksi yang memiliki kemungkinan untuk dibutuhkan.

  4. Pipelining 

  Merupakan suatu konsep pelaksanaan instruksi yang dibagi dalam banyak bagian, dimana masing-masing bagian ditangani oleh hardware khusus dan keseluruhan bagian dapat beroperasi secara paralel.

5. On board cache

  

  Cache adalah memori kecil berkapasitas kecil tetapi berkecepatan tinggi yang dipasang antara prosesor dan memori utama.

   

  Cache dibuat karena adanya kesenjangan perbedaan Cache dibuat karena adanya kesenjangan perbedaan kecepatan yang sangat besar antara prosesor dan memori utama.

  

  Perkembangan kecepatan prosesor tidak diimbangi peningkatan kecepatan memori sehingga proses pembacaan data dari memori relatif lebih lambat bila dibandingkan dengan kecepatan prosesor, sehingga prosesor harus menunggu data dari memori dan menjadi inefisiensi kinerja prosesor. inefisiensi kinerja prosesor.

  

  Contoh :

• RAM : 128 MB DDR 333  clock speed 333 MHz
• Processor : Athlon 1800 MHz  clock speed 1800 MHz ≈ 1,8 GHz

6. On board L1 dan L2 cache

  

  L1 cache = level 1 cache = CPU internal cache = cache yang terletak di inti processor

  

  L2 cache = level 2 cache = CPU external cache = cache yang terletak di motherboard.

  

  Pada prosesor generasi baru seperti Pentium II – IV, Duron, Thunderbird L2 cache diletakkan di dalam prosesor (= tidak diletakkan di inti prosesor tapi dimasukkan dalam kemasan prosesor sehingga lebih dekat dengan inti prosesor).

KETIDAKSEIMBANGAN PERFORMANCE

  

  Disebabkan oleh kecepatan prosesor semakin meningkat, kapasitas memori juga semakin meningkat tetapi kecepatan memori tertinggal dari prosesor. kecepatan memori tertinggal dari prosesor.

  

  Solusi :

• meningkatkan jumlah bit per akses
• mengubah interface DRAM  menggunakan cache
• mengurangi frekuensi akses memori cache yang lebih kompleks dan cache on chip
• meningkatkan bandwith interkoneksi adanya bus berkecepatan tinggi (high speed buses) dan hirarki bus. Bus = jalur komunikasi yang menghubungkan beberapa device.

  BAGAIMANA KOMPUTER BEKERJA ? 

  Secara umum bagan blok sistem komputer dan cara kerja komputer sebagai berikut :  

  Sistem Komputer Sistem Komputer

  >> Cara Kerja Komputer

  

  Ketika user menekan tombol power , ROM BIOS melakukan Power On Self Test (POST) yaitu mendeteksi fungsi-fungsi sistem di dalam komputer termasuk pengecekan semua perangkat yang ada di dalamnya. pengecekan semua perangkat yang ada di dalamnya.

  

  Jika POST selesai dan semua perangkat menjalankan fungsinya dengan baik, maka tugas menjalankan sistem diambil alih CPU sebagai komando semua pekerjaan yang ada di dalam komputer.

  

  Jadi ketika komputer booting dan sudah selesai melakukan POST, maka CPU membaca sistem operasi dari harddisk, tetapi karena prosesor tidak bisa langsung membaca data tetapi karena prosesor tidak bisa langsung membaca data dalam harddisk karena kesenjangan perbedaan kecepatan antara prosesor dan hardisk, maka RAM yang mengcopy data/program dari harddisk untuk diproses oleh CPU tersebut, dst lihat bagan diatas.

  >> SISTEM KOMPUTER 

  Komputer sebagai suatu sistem terdiri dari subsistem-subsistem yang saling berhubungan sehingga dapat memiliki satu tujuan dalam melaksanakan tugas yang diberikan.

    Subsistem tersebut : Subsistem tersebut :

• Hardware (perangkat keras komputer)
• Software (perangkat keras komputer) = program yang berada dalam komponen-komponen hardware, yang mengintegrasikan komponenkomponen sehingga dapat mengolah data menjadi sebuah informasi. Bentuk paling primitif dari perangkat lunak adalah menggunakan aljabar boolean yang direpresentasikan sebagai binary digit (bit) yaitu 0 dan 1. Karena sangat menyulitkan maka dikelompokkan menjadi nible (4 bit), byte sangat menyulitkan maka dikelompokkan menjadi nible (4 bit), byte (8 bit), word (2 byte), double word (32 bit). Kelompok bit ini disusun ke dalam struktur instruksi seperti penyimpanan, transfer, operasi aritmetika, operasi logika, dan bentuk bit ini diubah menjadi kode- kode assembler. Kode-kode tersebut juga masih cukup menyulitkan karena tuntutan untuk dapat menghapal kode tersebut danformat (aturan) penulisannya cukup membingungkan sehingga lahir bahasa
• Perangkat lunak secara umum dibagi 3 :

  1. Perangkat lunak sistem operasi : DOS, Windows, Unix, Linux, Apple’s System, IBM OS/2

  2. Bahasa pemrograman

  2. Bahasa pemrograman

  

  = perangkat lunak yang bertugas mengkonversikan perintah-perintah yang dirancang oleh

  

  manusia dalam bentuk algoritma ke dalam format instruksi yang dapat dijalankan komputer,

  

  contoh : Basic, Cobol, Pascal, C, Fortran, Visual Basic, Visual Foxpro, Delphi, Java, dll

  3. Perangkat lunak aplikasi dan utility

  3. Perangkat lunak aplikasi dan utility

  

  perangkat lunak siap pakai yaitu dapat langsung digunakan oleh user untuk membantu

  

  melaksanakan pekerjaan yang dilakukan, contoh : WordStar, Lotus, MS Office, Winamp,

• Brainware (manusia sebagai perangkat akal)

  

  Manusia sebagai pengoperasi, pengelola dan pengembang sistem komputer, meliputi operator komputer, teknisi komputer, programmer, sistem analis, pengembang komputer komputer

• Procedure dan sumber daya

  

  Prosedur merupakan system environment dimana komputer bekerja. Prosedur dibentuk sesuai dengan lingkup pekerjaan sebuah sistem komputer, contoh : komputer yang berada di prosedur militer berbeda dengan dengan komputer komputer yang yang berada berada dalam dalam prosedur prosedur perbankan.

  

  Sama-sama komputer tetapi memiliki perbedaan blok- blok model didalamnya.

  

  Sumber daya adalah electricity yang merupakan sumber

  Sri supatmi,S.Kom

  Sejarah Mikroprosesor  Setiap komputer didalamnya pasti terdapat mikroprosesor mikroprosesor

   Mikroprosesor , dikenal juga dengan sebutan Central

Processing Unit (CPU) artinya Unit Pengolahan Pusat

CPU adalah pusat dari proses perhitungan dan

   pengolahan data yang terbuat dari sebuah lempengan yang disebut “Chip”

  Chip sering disebut juga dengan “Integrated Circuit (IC)”, Chip sering disebut juga dengan “Integrated Circuit (IC)”,

  

  bentuknya kecil , terbuat dari lempengan silikon dan bisa terdiri dari 10 juta transistor Sejarah Mikroprosesor  Microprosesor pertama adalah intel 4004 yang diperkenalkan pada tahun 1971 diperkenalkan pada tahun 1971

   Kegunaan mikroprosesor ini masih sangat terbatas (operasi

  penambahan dan pengurangan)

   Pertama yang digunakan untuk komputer dirumah adalah

  intel 8080

   Komputer 8 bit dalam satu chip yang diperkenalkan pada tahun 1974 Tahun 1979 diperkenalkan mikroprosesor baru yaitu 8088 Tahun 1979 diperkenalkan mikroprosesor baru yaitu 8088

    Sejarah Mikroprosesor

8088

80286 80286

  

80386

80486

Pentium

Pentium I, II, III Pentium I, II, III

  

Pentium IV

PERKEMBANGAN DESAIN PROSESOR

• Tanenbaum mengemukakan adanya prinsip-prinsip penting dalam melakukan desain prosesor komputer modern yaitu prinsip RISC (Reduced Instruction Set modern yaitu prinsip RISC (Reduced Instruction Set Computer), yaitu :

  1.Memaksimalkan kecepatan dimana instruksi-instruksi dikeluarkan

  2. Prinsip ini menekankan pengembangan jumlah instruksi yang dapat diproses per detik pada sebuah prosesor, yaitu yaitu MIPS MIPS (Million (Million of of Instruction Instruction per per Second), Second), mengakibatkan muncul teknologi paralelisme prosesor yang akan dapat meningkatkan kinerja komputer

3. Memperbanyak instruksi yang secara langsung dapat

  3. Instruksi-instruksi harus mudah untuk di-dekode-kan

  3. Instruksi-instruksi harus mudah untuk di-dekode-kan

  

4.Batas kritis pada tingkat kecepatan adalah dekode dari

setiap instruksi. Semakin sedikit format instruksi maka akan semakin baik kinerja dan kecepatan sebuah eksekusi instruksi.

  

5. Hanya instruksi LOAD dan STORE yang diakses ke memori

dan berusaha memperkecil instruksi yang langsung dan berusaha memperkecil instruksi yang langsung diakses dari memori utama.

  

6. Menyiapkan banyak register, sekarang rata-rata CPU

memiliki 32 register.

KONSEP MULTI PROSESOR

  

  Merupakan pengembangan sistem komputer dimana sebuah sistem komputer memiliki beberapa prosesor (CPU) dengan sebuah memori bersama (shared memory). (CPU) dengan sebuah memori bersama (shared memory).

  

  Konsep ini dapat digambarkan seperti sekelompok orang dalam satu ruangan kelas yang memiliki sebuah papan tulis yang digunakan bersama.

   Orang = prosesor, papan tulis = memori.

  Dengan konsep ini pekerjaan yang dilakukan oleh banyak orang akan lebih cepat selesai daripada 1 orang tetapi orang akan lebih cepat selesai daripada 1 orang tetapi kendalanya hanya menggunakan papan tulis bersama yang kendalanya hanya menggunakan papan tulis bersama yang memuat setiap orang harus berhati-hati agar tidak berebut jalur.

   Jadi antar CPU harus saling koordinasi agar tidak berebut jalur.

   Konflik mungkin akan sering terjadi ketika bertabrakan dalam akses terhadap memori dengan

  BUS yang sama. Tetapi model ini memiliki keunggulan keunggulan model model pemrograman pemrograman lebih lebih mudah mudah ditangani oleh programmer

KONSEP MULTI KOMPUTER

   Adalah sistem yang terdiri dari banyak komputer dan masing-masing komputer memiliki memori sendiri- masing-masing komputer memiliki memori sendiri- sendiri.

   Keunggulannya terletak pada kemudahan implementasinya tapi dalam model pemrograman terhadap banyak memori lebih sulit ditangani programmer.

SRI SUPATMI,S.KOM

1. Register

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

  

  Secara analogi, register diibaratkan sebagai ingatan di otak bila melakukan pengolahan data secara kegiatan tubuh dan mempunyai tempat untuk melakukan perhitungan & mempunyai tempat untuk melakukan perhitungan & perbandingan logika.

  

  Program berisi kumpulan instruksi-instruksi dan data diletakkan di memori utama yang diibaratkan sebagai meja.

   

  Kita mengerjakan program tersebut dengan memproses Kita mengerjakan program tersebut dengan memproses satu per satu instruksi-instruksi yang ada didalamnya, dimulai dari instruksi yang pertama dan berurutan hingga

  

  Instruksi dibaca dan diingat (instruksi yang sedang diproses disimpan di register). diproses disimpan di register).

  

  Misal : instruksi HITUNG C = A+B, maka kita membutuhkan data untuk nilai A dan B di meja (tersimpan di memori utama).

   

  Data dan instruksi ini dibaca dan masuk ingatan (data & Data dan instruksi ini dibaca dan masuk ingatan (data & instruksi yang sedang diproses disimpan di register), misal A bernilai 3 dan B bernilai 2.

  

  Berarti saat ini di ingatan otak tersimpan suatu instruksi,nilai A,nilai B sehingga nilai C dapat dihitung instruksi,nilai A,nilai B sehingga nilai C dapat dihitung yaitu sebesar 5 (proses perhitungan di ALU).

  

  Hasil perhitungan ini ditulis kembali ke meja (hasil disimpan di memori utama).

  

  Setelah semua selesai, kemungkinan data,program,hasil disimpan secara permanen untuk keperluan di lain hari sehingga disimpan di lemari kabinet (penyimpanan sekunder).

   Register dalam CPU diantaranya :

  Register untuk alamat dan buffer :

1. MAR (Memory Address Register)

  1. MAR (Memory Address Register) Untuk mencatat alamat memori yang akan diakses (baik yang akan ditulisi maupun dibaca)

  2. MBR (Memory Buffer Register) Untuk menampung data yang akan ditulis ke memori yang alamatnya ditunjuk MAR atau untuk menampung data dari memori (yang alamatnya ditunjuk oleh MAR) yang akan dibaca.

  3. I/O AR (I/O Address Register) Untuk mencatat alamat port I/O yang akan diakses(baik akan ditulisi / dibaca).

  4. I/O BR (I/O Buffer Register) Untuk menampung data yang akan dituliskan ke port yang alamatnya ditunjuk I/O AR atau untuk menampung data dari port (yang alamatnya ditunjuk oleh I/O AR) yang akan dibaca.

  

  Register untuk eksekusi instruksi 1.

  PC (Program Counter) 2.

  Mencatat alamat memori dimana instruksi di dalamnya akan dieksekusi

3. IR (Instruction Register) 4.

  Menampung instruksi yang akan dilaksanakan 5.

  AC (Accumulator) 6.

  Menyimpan data sementara baik data yang sedang diproses atau hasil proses.

2. Control Unit

   Bertugas mengatur dan mengendalikan semua peralatan yang ada di sistem komputer, yaitu : peralatan yang ada di sistem komputer, yaitu :

• mengatur dan mengendalikan alat-alat input dan output
• mengambil instruksi-instruksi dari memori utama
• mengambil data dari memori utama untuk diproses
• mengirim instruksi ke ALU bila ada perhitungan aritmatika aritmatika atau atau perbandingan perbandingan logika logika serta serta mengawasi kerja dari ALU
• mengirim hasil proses ke memori utama untuk disimpan dan pada saatnya disajikan ke alat output.