Konsep Dasar Arsitektur dan Organisasi K

Konsep Organisasi dan Arsitektur Komputer
A. Mengenal Komputer
Di Bumi ini hampir semua bidang dibantu oleh alat elektronik yang dapat mempermudah
kegiatan manusia, alat tersebut dikenal dengan sebutan komputer. Komputer adalah alat
elektronika yang dapat di program yang berfungsi untuk menyelesaikan berbagai macam masalah
komputasi dan manipulasi data. Kemampuan dasar komputer adalah melakukan kalkulasi atau
komputasi aritmatika, atau lebih dikenal dengan logika dan perhitungan. Hubungan manusia
dengan komputer seperti halnya sebuah dapur restoran chef/koki akan memasak bila ada pesanan
menu dari pelanggan restoran. Jadi komputer melakukan pemrosesan berdasarkan program yang
diberikan oleh pemrogram.

Pesan Menu

Chef/koki

Masak

Pelanggan
restoran

Gambar 1.1 Peranan analogi komputer

Di dalam sebuah restoran biasanya terdapat beberapa alat dasar (oven, microwave, wastafel,
kulkas) dan ruang penyimpanan (lemari). Bahkan ada beberapa ruang dinamis untuk menyimpan
makanan sebagai yang sedang dipersiapkan (countertops). Mungkin di dapur restoran, terdapat
kepala koki dan banyak koki. Setiap koki memiliki tugas sendiri dan mungkin beberapa peralatan
memasak khusus, selain itu terdapat juga peralatan yang digunakan secara bersama. Koki
mengikuti resep, tetapi pada akhirnya, mereka berada di bawah kendali kepala koki.
Dengan cara yang sama, komputer Anda dilengkapi dengan beberapa alat dasar (prosesor, drive,
motherboard) dan ruang penyimpanan (file sistem pada hard disk). Hal tersebut juga membagi
memori untuk menjalankan proses. Satu proses master (sistem operasi) mengawasi banyak proses
kecil, yang berfungsi sebagai penjaga dalam interaksi mereka dengan prosesor. Banyak dari
proses ini mengikuti instruksi yang ditulis dalam kode program, tetapi juga dapat mengikuti
intruksi dari beberapa alat yang terhubung ke komputer / OS.

Sumber Belajar :
Syahrul. 2010.Organisasi dan Arsitektur Komputer. Yogyakarta: ANDI OFFSET
Stallings, William. 1998.Organisasi dan Arsitektur Komputer-Perancangan Kerja . Jakarta: Pernhallindo
Wikipedia.com

Kemampuan komputer dalam memecahkan masalah sudah tidak diragukan, lalu bagaimana
pemrosesan masalah di lingkungan luar dapat dipecahkan sebuah komputer? Pemrosesan masalah

dengan menggunakan komputer dimulai dengan menganalisis suatu masalah, mencari metode
yang tepat untuk menyelesaikan masalah dengan menerapkan algoritma didalamnya. Kemudian
program dikembangkan untuk setiap algoritma. Program tersebut dijalankan pada komputer
dengan sampel data dan komputer memberikan hasilnya. Dengan melakukan pemeriksaan yang
hati-hati dalam hasilnya seperti mencari kesalahan pada program dan bila ditemukan, maka
koreksi dilakukan pada program dan kesalahannya dibetulkan. Jadi program yang telah diuji
digunakan untuk menjalankan hasil pada komputer secara regular menggunakan data yang tepat.
Sehingga komputer tersebut siap untuk menyelesaikan masalah.

Masalah

Analisa

Metoda

Pengembangan
Program

Program


Pemrosesan
komputer

Hasil

Koreksi
Program

Pemeriksaan
eror

Gambar 1.1 Proses penyelesaian masalah
Karena komputer bekerja untuk menyelesaikan masalah maupun meringankan tugas manusia,
maka komputer memiliki karakteristik utama meliputi : 1. Komputasi yang sangat cepat; 2.
Bersifat konsisten yang tidak berpengaruh terhadap kelelahan, bosan, suka dan tidak suka, dan
sebagainya; 3. Kapasitas penyimpanan yang sangat besar (untuk data dan program); 4. Komputasi
dengan akurasi tinggi; 5. Mesin serbaguna yang dapat diprogram.
Komputer memiliki software dan hardware dimana semuanya memiliki tugas dengan sistem yang
kompleks. Komputer yang banyak ditemui pada masa kini adalah komputer modern. Komputer
modern adalah komputer digital yang mampu melakukan operasi-operasi aritmatika dan logika

pada data dan memberikan suatu hasil. Komputer digital memiliki bilangan biner yang hanya
memiliki dua keadaan yaitu digit 0 dan 1 yang disebut bit (binary). Komputer digital memiliki
transistor yang merupakan komponen dasar pembangun komputer yang digunakan untuk
membuat gerbang logika. Dan akhirnya gerbang logika membentuk komponen-komponen
Sumber Belajar :
Syahrul. 2010.Organisasi dan Arsitektur Komputer. Yogyakarta: ANDI OFFSET
Stallings, William. 1998.Organisasi dan Arsitektur Komputer-Perancangan Kerja . Jakarta: Pernhallindo
Wikipedia.com

pembangun komputer seperti ALU, flip-flop, register, multiplezer, decoder, encoder, memori dan
sebagainya. Komputer bekerja dengan operasi komputer ditentukan oleh intruksi sebagai
informasi biner. Data diberikan dalam bentuk bilangan biner, program demikian disebut dengan
bahasa mesin. Jadi komputer yang terdiri dari banyak transistor yang akan membangun gerbang
logika hanya dapat bekerja dengan intruksi menggunakan bahasa mesin yaitu biner. Semua
program adalah software, dimana dikembangkan untuk menyelesaikan suatu masalah dan
mengontrol hardware ketika program dieksekusi. Komputer digital adalah sebuah mesin
elektronika yang dibangun dengan kecerdasan internal untuk mengeksekusi instruksi. Mesin
elektronika atau yang dikenal dengan hardware umumnya merujuk pada lintasan/jalur elektronika
yang terdapat dalam mesin komputer. Istilah hardware digunakan untuk semua komponen fisik di
dalam sebuah komputer termasuk mekanika, rakitan komponen-komponen listrik dan elektronika.

Dengan kata lain, hardware dapat dilihat secara visual dan mengikuti perintah software,
sedangkan software merupakan rancangan aksi logika yang tidak nampak secara visual.

Instruksi

Hardware

Software
Hasil

Sirkuit

Program

Gambar 1.3 Antarmuka hardware-software

B. Arsitektur dan Organisasi Komputer
Dalam penjelasan sistem komputer, diperlukan perbedaan antara arsitektur komputer dan
organisasi komputer. Arsitektur komputer berkaitan dengan atribut-atribut sebuah sistem yang
tampak bagi seorang pemrogram. Atau arsitektur komputer berkaitan dengan atribut-atribut yang

memiliki dampak langsung pada eksekusi logis sebuah program. Cotoh atribut arsitektur
komputer adalah set intruksi, jumlah bit untuk merepresentasikan bermacam-macam jenis data,
mekanisme I/O, dan teknik-teknik pengalamatan memori. Tujuan seorang arsitek komputer
adalah merancang sebuah sistem dengan kinerja tinggi dengan biaya yang layak, serta dapat
memenuhi persyaratan karakteristik komputer lainya.
Sumber Belajar :
Syahrul. 2010.Organisasi dan Arsitektur Komputer. Yogyakarta: ANDI OFFSET
Stallings, William. 1998.Organisasi dan Arsitektur Komputer-Perancangan Kerja . Jakarta: Pernhallindo
Wikipedia.com

Organisasi komputer berkaitan dengan unit-unit operasional dan interkoneksinya yang
merealisasikan spesifikasi arsitektural. Organisasi komputer memberikan gambaran yang lebih
dalam mengenai struktur fungsional dan interkoneksi logika-logika antar unit-unit. Organisasi
komputer meliputi rincian hardware yang dapat diketahui pemrogram, seperti sinyal-sinyal
kontrol, interface komputer dan peripheral, dan teknologi memori yang digunakan.
Dua komputer dengan arsitektur yang sama dapat saja mempunyai organisasi yang berbeda,
demikian pula sebaliknya. Sebagai analogi dimana seorang arsitek menggambar denah untuk dua
rumah namun material bangunan yang digunakan dapat saja berbeda untuk membangun kedua
rumah tersebut. Jadi, di dalam perancangan sebuah komputer, yang pertama diterapkan adalah
arsitekturnya, baru memutuskan organisasinya.

C. Struktur dan Fungsi Komputer
Komputer merupakan sistem yang sangat kompleks, berisi jutaan komponen. Bagaimana
seseorang dapat menjelaskan komponen tersebut ? Kuncinya adalah dengan mengetahui sifat
hirarki sistem-sistem yang paling kompleks. Sebuah sistem hirarki adalah sekumpulan subsistem
yang saling berkaitan , hirarki yang satu dengan yang sebelumnya sehingga kita mencapai
tingkatan paling rendah. Pada setiap tingkatan, sistem terdiri dari sejumlah komponen dan saling
berkaitan. Sifat komponen dari masing-masing tingkatan hanya bergantung pada karakterisasi
sistem pada tingkat berikutnya yang disederhanakan atau lebih sederhana. Pada setiap tingkatan,
perancangan perlu memperhatikan

struktur dan fungsi komputer. Struktur merupakan cara

komponen-komponen saling terkait sedangkan fungsi merupakan operasi masing-masing
komponen sebagai bagian dari struktur.

Program aplikasi pemakai
OS, Compailer

BIOS
Hardware


Sumber Belajar :
Syahrul. 2010.Organisasi dan Arsitektur Komputer. Yogyakarta: ANDI OFFSET
Stallings, William. 1998.Organisasi dan Arsitektur Komputer-Perancangan Kerja . Jakarta: Pernhallindo
Wikipedia.com

Gambar 1.4 Lapisan-lapisan sistem komputer
Struktur komputer menunjukan struktur internal komputer tersebut. Dua aspek struktur komputer
adalah : fungsional dan fisik. Struktur fungsional menentukan blok-blok dan hubungan antar blok
tersebut. Struktur fungsional merupakan faktor penting komputer seperti yang tercermin dari
kinerjanya.

KOMPUTER

Control
Prossesing
Unit

Main
Memori

Sistem
Interkoneksi

I/O

Gambar 1.5 Struktur top-level pada komputer
Memori read only
64 KB

Memori
Baca/Tulis 640KB

Kontroler
CRT

CPU
Antarmuka
Keyboard

Memori Layar 4KB


Antarmuka device

CRT

Keyboard

Gambar 1.6 Struktur fungsional sebuah PC
Pada gambar 1.6 ditunjukan struktur fungsi parsial PC. Papan sistem (papan CPU) berfungsi
sebagai papan-utama (Motherboard) dengan slot I/O yang terinterkoneksi ke berbagai sub papan
PCB lainya. Umumnya sub papan PCB merupakan pengontrol dan memori, misalnya dalam
gambar tersebut CRT merupakan sub papan. Papan utama mempunyai empat blok fungsional
yaitu CPU, RAM, ROM dan pengontrol keyboard. Pengontrol CRT mempunyai memori
penyangga video yang on-board yaitu memori layar.
Sumber Belajar :
Syahrul. 2010.Organisasi dan Arsitektur Komputer. Yogyakarta: ANDI OFFSET
Stallings, William. 1998.Organisasi dan Arsitektur Komputer-Perancangan Kerja . Jakarta: Pernhallindo
Wikipedia.com




CPU (Central Processsing Unit) : Mengontrol operasi komputer dan membentuk fungsi-



fungsi pengolahan data. Seringkali CPU disebut sebagai processor saja.



I/O : Memindahkan data Antara komputer dengan lingkungan luar



Memori Utama : Menyimpan data

Sistem interkoneksi : Beberapa mekanisme komunikasi antar CPU, memori utama, dan
I/O

Sistem Komputer

Hardware

Software

Power supply

CPU

Kontrol
Pengontrol DMA

Subsistem Floppy

Memori

RAM

Kabel
Device

ROM

ALU

Register

Unit Kontrol

Gambar 1.7 Hirarki Struktur Fungsional sebuah sistem PC
Komponen yang paling menarik dan kompleks adalah CPU, komponen-komponen struktur
utamanya adalah




Control Unit : Mengontrol operasi CPU dan pada giliranya mengontrol komputer



Register : Sebagai penyimpanan internal bagi CPU



ALU (Arithmetic and Logic Unit) : Membentuk fungsi-fungsi pengolahan data komputer

CPU Interconnections : Sejumlah mekanisme komunikasi Antara control unit, ALU dan

register-register
Struktur fisik menetapkan modul fisik dan hubungan diantaranya. Struktur fisik tidak
mempengaruhi kinerja hanya saja berpengaruh terhadap biaya.
Sumber Belajar :
Syahrul. 2010.Organisasi dan Arsitektur Komputer. Yogyakarta: ANDI OFFSET
Stallings, William. 1998.Organisasi dan Arsitektur Komputer-Perancangan Kerja . Jakarta: Pernhallindo
Wikipedia.com

Slot-slot I/O

Motherboard

KonektorCRT
Pengontrol CRT

CRT
KabelCRT

Konektor keyboard

bus

Kabel keyboard

Keyboard

Gambar 1.8 Struktur fisik sebuah PC

Sistem Komputer

Kotak sistem

Power Supply

Mainboard

Keyboard

PCB
pengontrol
floppy

Monitor

Disk drive
floppy

Kabel

Kabel floppy

Gambar 1.9 Hirarki struktur fisik sebuah sistem PC

Fungsi komputer menunjukan perilakunya, seperti output komputer merupakan fungsi dari input.
Pada level pada sebuah sistem, fungsi adalah eksekusi program yang melibatkan pengolahan data
dimana komputer, penyimpanan data, transfer data dan kontrol.

Sumber Belajar :
Syahrul. 2010.Organisasi dan Arsitektur Komputer. Yogyakarta: ANDI OFFSET
Stallings, William. 1998.Organisasi dan Arsitektur Komputer-Perancangan Kerja . Jakarta: Pernhallindo
Wikipedia.com

Sumber dan Tujuan Data

Peralatan
Pemindahan
Data

Mekanisme
Pengontrolan

Fasilitas
Penyimpanan
Data

Fasilitas
Pengolahan
Data

Gambar 1.10 Fungsi Komputer
Komputer dapat berfungsi sebagai perangkat pemindahan data dari satu peripheral ke peripheral
lain, contoh dari keyboard ke layar monitor. Berfungsi sebagai penyimpanan data dari data yang
di pindahkan dari dunia luar (external environment) ke penyimpanan komputer (baca) dan
sebaliknya (tulis). Komputer pun dapat melakukan operasi-operasi yang melibatkan pengolahan
data, terhadap data yang berada di penyimpanan atau pun data perpindahan antara penyimpanan
dan dunia luar.

Sumber Belajar :
Syahrul. 2010.Organisasi dan Arsitektur Komputer. Yogyakarta: ANDI OFFSET
Stallings, William. 1998.Organisasi dan Arsitektur Komputer-Perancangan Kerja . Jakarta: Pernhallindo
Wikipedia.com