ARSITEKTUR DAN ORGANISASI KOMPUTER
ARSITEKTUR DAN ORGANISASI KOMPUTER
A. ARSITEKTUR
Arsitektur komputer adalah konsep perencanaan dan struktur pengoperasian dasar dari suatu sistem 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 dll). Beberapa contoh dari arsitektur komputer ini adalah dll. Dengan katan lain arsitektur computer adalah ilmu dan sekaligus seni mengenai cara interkoneksi komponen-komponen perangkat keras untuk dapat menciptakan sebuah komputer yang memenuhi kebutuhan fungsional, kinerja, dan target biayanya.
Johann Sebastian Bach, yang menggubah musik untuk dimainkan dengan piano, menghadapi kendala selera instrumen dan cita rasa musik pada jamannya. Dalam keberadaan kendala tersebut, ia menghasilkan melodi tambahan dalam suatu aransemen yang kompleks dan dalam irama gembira. Kita masih bisa menikmatinya sekarang, sekitar 250 tabun dari jamannya. Kejeniusannya menggema sepanjang 10 generasi manusia, yang hidup lebih lama dari pada gelombang perubahan artistic, politik, dan sosial. Bagaimana kalau Bach mengetabui bahwa setiap lima tabun ada instrument musik generasi barn yang selalu merniliki kemampuan menghasilkan nada yang lebih kaya dan dalam harmonisasinya dari pada setiap generasi yang digantikannya? Bagaimana jika Batch tahu kalau patron darinya tersebut telah mengangkat serangkaian lagu yang dimainkan untuk dua puluh tabun berikutnya pada instrument yang terentang jangka waktunya selama empat generasi? Dapatkah Bach menyusun penciptaan instrumen masa datang yang berkualitas suara yang lebih baik? Dapatkah ia menghasilkan serangkaian irama dan harmoni yang memberi kekuatan pada setiap generasi instrumen berikutnya? Sebagai penggubah lagu yang memanfaatkan teknologi yang telah ada dengan tepat. Kendala atau masalah yang dihadapi oleh arsitek computer. persis seperti masalah hipotetis yang tidak dihadapi oleh Batch, yaitu bagaimana menyusun bagian yang memanfaatkan atau mengeksploitir seperangkat teknologi barn, khususnya apabila anda belum mengetabui secara pasti mengenai teknologi yang akan ada.
Arsitektur computer berkembang trus untuk menciptakan computer yang lebih canggih, lebih mempunyai seni yang tinggi. Contoh dari perkembangan computer akibat adanya perkembangan ilmu arsitektur computer adalah Mikrokontroler 8-bit dari Motorola M68HC05 dan M68HC11 memiliki organisasi khusus yan disebut dengan arsitektur Von Neumann. Dalam arsitektur ini, CPU dan rangkaian memori di-interkoneksi-kan dengan bus alamat dan bus data. Bus alamat digunakan untuk menentukan lokasi memori yang mana yang akan diakses, dan bus data digunakan untuk mengirim informasi baik dari CPU ke lokasi memori dan sebaliknya.
Dalam arsitektur implementasi Motorola ini terdapat beberapa memori spesial yang disebut dengan register CPU yang terletak di dalam CPU itu sendiri. Register ini mirip dengan memori yang dapat menyimpan informasi. Tetapi register ini terjalur langsung di dalam CPU dan bukan bagian dari memori konvensional mikrokontroler.
CPU menganggap semua lokasi memori sebagai satu kesatuan walaupun di dalamnya terdapat instruksi program, data variabel, maupun kontrol input-output (I/O). Teknik semacam ini yang disebut dengan memory-mapped I/O. Artinya, semua piranti input-output dari sistem mikrokontroler memiliki alamat tersendiri yang ikut dipetakan dalam peta memori, sehingga dianggap sebagai bagian dari memori itu sendiri.
Di dalam CPU juga terdapat komponen ALU atau Arithmatic Logic Unit yang digunakan untuk melakukan kalkulasi aritmatika dan logika yang didefinisikan oleh instruksi. Berbagai macam variasi operasi aritmatika biner dikerjakan dalam ALU ini. Hampir semua operasi aritmatika biner didasarkan pada operasi tambah. Pengurangan dikerjakan sebagai proses tambah dengan salah satu data dikomplemenkan. Perkalian dikerjakan sebagai urutan beberapa proses tambah dan operasi shift dalam ALU.
B. ORGANISASI KOMPUTER
1. Komponen Sistem Organisasi computer adalah keterkaitan antara unit-unit operasional computer dan interkoneksi komponen-komponen computer dalam merealisasikan aspek arsitekturalnya.
Contoh aspek organisasional adalah teknologi hardware, perangkat antarmuka, teknologi memori, sistem memori, dan sinyal–sinyal control.
Sebuah komputer moderen/digital dengan program yang tersimpan di dalamnya merupakan sebuah system yang memanipulasi dan memproses informasi menurut kumpulan instruksi yang diberikan. Sistem tersebut dirancang dari modul-modul hardware seperti :
1. Register
2. Elemen aritmatika dan logika
3. Unit pengendali
4. Unit memori
5. Unit masukan/keluaran (I/O) Komputer dapat dibagi menjadi 3 bagian utama, yaitu :
1. Unit pengolahan pusat (CPU)
2. Unit masukan/keluaran (I/O)
3. Unit memori Organisasi dasar dari sebuah komputer dapat ditunjukan pada blok diagaram pada gambar di bawah ini : bus data bus data
Unit Central
Input/Out Process Memori put (I/O) ing Unit Utama
Unit bus alamat (CPU) bus kendali bus kendali Keterangan : CPU mengendalikan urutan dari semua pertukaran informasi dalam komputer dan dengan dunia luar melalui unit I/O. Sedangkan unit memori terdiri dari sejumlah besar lokasi yang menyimpan program dan data yang sedang aktif digunakan CPU. Ketiga unit tersebut dihubungkan dengan berbagai macam bus.
2. Operasi Mikro Adalah operasi tingkat rendah yang dapat dilakukan oleh komputer atau CPU sehingga fungsi-fungsi operasi akan dihasilkan untuk memindahkan data antar register.
Salah satu cara dalam melakukan operasi mikro tersebut dengan menggunakan bahasa transfer register / Register Transfer Language (RTL). RTL adalah sebuah bahasa yang digunakan untuk menjabarkan atau melaksanakan operasi mikro. Untuk mengungkapkan bahasa RTL ini dapat digunakan notasi RTL yang merupakan aturan penulisan pemberian instruksi RTL. Contoh notasi tersebut antara lain :
- Notasi RTL untuk mentransfer isi register A ke B B (A) Isi dari register A
- Notasi RTL untuk mentransfer bagian-bagian dari register (field). Sebuah field pada sebuah register dinotasikan dengan menggunakan tanda kurung.
Field AD di register IR ditransfer ke register PC PC (IR[AD])
- Notasi RTL untuk mentransfer field AD dari register IR ke register PC
Isi register X ditransfer ke bit 0 sampai 3 pada register R1, yang berari X mempeunyai panjang bit adalah 4 Selain itu, dapat juga dipakai konstanta pada sisi sebelah kanan tanda panah.
L 5 Artinya simpan nilai 5 pada register L
- Notasi RTL untuk menggambarkan berbagai macam operasi-mikro Aritmatika.
A3 (A1) + (A2) Artinya isi register A1 dan A2 dijumlahkan dengan menggunakan sirkuit adder biner dan hasil jumlahnya ditransfer ke register A3. Namum apabila dilakukan pengulangan penjumlahan akan menyebabkan overflow dan untuk menampung overflow tersebut digunakan register 1-bit yaitu V sebagai register overflow serta pelengkap A3.
VA3 (A1) + (A2) Contoh operasi aritmatika lainnya : A (A) + 1 ; increment isi A oleh 1 A (A) - 1 ; decrement isi A oleh 1 A (A) ; menurunkan komplemen A A (A) + B +1 ; lakukan A – B dengan menambahkan komplemen
2’s ke A
- Notasi RTL untuk menggambarkan berbagai macam operasi-mikro Logika.
C (A) OR (B) Artinya bahwa logika OR dari sis register A dan B ditransfer ke register C. Begitu juga dengan operasi AND
C (A) AND (B)
- Notasi RTL untuk menggambarkan transfer data ke dan dari word memori.
Dalam RTL, unit memori utama pada komputer dianggap sebagai M dan menulis word ke-i dalam memori menjadi M[i]. Proses pembacaan memori (memory read) adalah : B (M[A])
Proses penulisan memori (memory write) adalah : (M[A]) B artinya word memori yang alamatnya ditunjukkan oleh register A ditransfer ke atau dari register B dalam CPU.
- Notasi RTL digunakan untuk transfer register hanya pada kondisi tertentu, hal tersebut dilakukan dengan 2 cara :
1. Menggunakan pernyataan kondisi logika (logical condition)
Note : Pernyataan kondisi logikal hanya didefinisikan untuk IF – THEN dan tidak untuk ELSE.
2. Menggunakan pernyataan kondisi pengendalian (control condition) t (c 1 + c 2 ) : X (Y) dengan metode ini, kondisinya merupakan fungsi logikal dari variabel biner yang mengatur input register.
Fungsi-fungsi ini dijabarkan disebelah kiri dari operasi transfer register dan diikuti oleh tanda titik dua. Keterangan contoh di atas : Isi Y dipindahkan ke X hanya jika t0 bernilai 1 dan salah satu c1 atau c2 juga bernilai 1 Namun jika kondisi tertentu adalah 0, simbol utama (‘) harus digunakan sehingga pernyataan RTL – nya adalah : t’ (c 1 + c 2 ) : X (Y) maka transfer hanya akan terjadi jika t bernilai 0 dan salah satu c1 atau c2 juga bernilai 1.
3. SIC
Komputer yang didasarkan pada SIC ini merupakan komputer yang termasuk dalam perancangan arsitektur yang sangat sederhana dan komputer ini dipersembahkan oleh BECK (1985).
Struktur Mesin SIC terdiri dari :
1. CPU
SUMBER 1. http://72.14.235.132/search? q=cache:rVWWAAgD_HoJ:elearning.gunadarma.ac.id/docmodul/arkomp/halaman_depa n.pdf+arsitektur+komputer&cd=8&hl=id&ct=clnk&gl=id
2. http://id.wikipedia.org/wiki/Arsitektur_komputer 3. http://72.14.235.132/search? q=cache:cfAD0rdjZHoJ:ymukhlis.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/6667/Organisas i%2BKomputer%2BDasar.pdf+ORGANISASI+komputer&cd=9&hl=id&ct=clnk&gl=id
4. http://72.14.235.132/search? q=cache:vAKBh3XTQmcJ:www.geocities.com/aishah_hakim_daly/download/buku_orko m.pdf+ORGANISASI+komputer&cd=7&hl=id&ct=clnk&gl=id