Pengertian Organisasi dan Arsitektur Komputer
Pengertian dari Arsitektur & Organisasi Komputer yaitu, Arsitektur
Komputer mempelajari
atribut ‑ atribut sistem komputer yang terkait dengan seorang programmer.
contoh: set instruksi, aritmetilka yang digunakan, teknik pengalamatan,
mekanisme I/0. Sedangkan Organisasi Komputer mempelajari bagian yang
terkait dengan unit‑unit operasional computer dan hubungan antara komponen
sistem komputer. contoh: sinyal kontrol, interface, teknologi memori.
Arsitektur & Organisasi Komputer juga memiliki perbedaan yaitu:
Arsitektur Komputer
Adalah konsep perencanaan dan struktur pengoperasian dasar dari suatu
sistem komputer. 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 CPU akan bekerja, dan mengenai cara pengaksesan data dan alamat dari
dan ke memori cache, RAM, ROM, cakrfam keras, dll). Beberapa contoh dari
arsitektur komputer ini adalah Arsitektur von Neumann, CISC, RISC, blue gene,
dll.
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, 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.
Dan juga dapat didefinisikan dan dikategorikan sebagai ilmu dan sekaligus
seni mengenai cara interkoneksi komponen-komponen perangkat keras untuk dapat
menciptakan sebuah komputer yang memenuhi kebutuhan fungsional, kinerja, dan
target biayanya.
Struktur dan Fungsi Komputer
 |
Struktur Komputer
|
Struktur dan Fungsi Komputer untuk mewujudkan komputer sebagai sebuah pengolah data
yang menghasilkan informasi, maka diperlukan suatu sistem komputer (computer
system) yang elemennya terdiri dari hardware, software, dan brainware. Ketiga
elemen sistem komputer tersebut harus saling berhubungan dan membentuk
kesatuan.
Hardware tidak akan berfungsi apabila
tanpa software, demikian juga sebaliknya. Dan keduanya tiada bermanfaat apabila
tidak ada manusia (brainware) yang mengoperasikan dan mengandal hardware atau
perangkat keras adalah peralatan yang secara fisik dapat dilihat oleh mata
biasa, sedangkan software atau perangkat lunak adalah komponen-komponen yang
digunakan untuk menjalankan suatu operasi tertentu atau untuk mengontrol sistem
kerja komputer. Sedangkan brainware adalah manusia yang mengoperasikan dan
mengendalikan serta mengatur sistem komputer.
Supaya komponen-komponen dalam
komputer dapat saling terkait dan saling berintegrasi dalam menjalankan
tugas,maka perlu dibuat struktur komputer. Adapun cara kerja komputer
berdasarkan struktur komputer tersebut.
Adapun fungsi dari masing-masing
komponen adalah sebagai berikut :
1. Piranti Masukan (Input
Device)
Adalah perangkat keras komputer yang
berfungsi sebagai alat untuk memasukkan data atau perintah ke dalam komputer.
2. Piranti Keluaran (Output
Device)
Adalah perangkat keras komputer yang
berfungsi untuk menampilkan keluaran sebagai hasil pengolahan data. Keluaran
dapat berupa hard-copy (ke kertas), soft-copy (ke monitor), ataupun berupa
suara.
3. I/O Ports
Bagian ini digunakan untuk menerima
ataupun mengirim data ke luar sistem. Peralatan input dan output di atas
terhubung melalui port ini.
4. CPU (Control Processing
Unit)
CPU memiliki dua bagian fungsi
operasional yaitu ALU (Arithmetical Logical Unit) sebagai pusat pengolah data,
yaitu melaksanakan operasi-operasi perhitungan (aritmetika) seperti
pengurangan, penjumlahan, dan perkalian, serta opera logika yaitu membandingkan
suatu nilai bernilai nol atau tidak. Sedangkan CU (Control Unit) berfungsi
untuk melaksanakan tugas pengawasan dan pengendalian seluruh sistem komputer CU
akan memutuskan urutan operasi untuk seluruh sistem, membangkitkan dan
mengendalikan sinyal-sinyal kontrol untuk menyesuaikan operasi-operasi dan arus
data dari bus alamat (address bus) dan bus data (data bus) serta mengendalikan
dan menafsirkan sinyal-sinyal kontrol pada bus kontrol (control bus) dari
sistem komputer. CPU sering dikenal juga dengan nama prosesor atau
mikroprosesor.
5. Memori
Memori terbagi menjadi dua bagian
yaitu memori internal dan memori eksternal. Memori internal berupa RAM (Random
Access Memory) yang berfungsi untuk menyimpan program yang diolah untuk
sementara waktu dan ROM (Read Only Memory) yaitu memori yang hanya bisa dibaca
dan berguna sebagai penyedia informasi pada saat komputer pertama kali
dihidupkan.
6. Data Bus
Adalah jalur-jalur perpindahan data
antar modul yang ada di dalam sistem komputer. Karena pada saat tertentu
masing-masing saluran hanya dapat membawa 1 bit data, maka jumlah saluran menentukan
jumlah bit yang dapat dipindahkan. Lebar data bus ini menentukan kinerja sistem
secara keseluruhan. Data bus biasanya terdiri atas 8, 16, 32, atau 64 jalur
paralel.
7. Address Bus
Digunakan untuk menandakan lokasi
sumber ataupun tujuan pada proses transfer data. Pada jalur ini, CPU akan
mengirimkan alamat memori yang akan ditulis atau dibaca. Address bus biasanya
terdiri atas 16, 20, 24, atau 32 jalur paralel.
8. Control Bus
Control Bus digunakan untuk
mengontrol penggunaan serta akses ke Data Bus dan Address Bus. Control Bus
terdiri atas 4 sampai 10 jalur paralel.
Evolusi Komputer
Komputer Generasi I (1940-1959)
ENIAC
Electronic
Numerical Integrator and Calculator (ENIAC) merupakan generasi pertama komputer
digital elektronik yang digunakan untuk kebutuhan umum. Pgamroposal ENIAC
dirancang oada tahun 1942, dan mulai dibuat pada tahun 1943 oleh Dr. John W.
Mauchly dan John Presper Eckert di Moore School of Electrical Engineering
(University of Pennsylvania) dan baru selesai pada tahun 1946.
ENIAC
berukuran sangat besar, untuk penempatannya membutuhkan ruang 500m2. ENIAC
menggunakan 18.000 tabung hampa udara, 75.000 relay dan saklar, 10.000
kapasitor, dan 70.000 resistor. Ketika dioperasikan, ENIAC membutuhkan daya
listrik sebesar 140 kilowatt dengan berat lebih dari 30 ton, dan menempati
ruangan 167 m2.
Mesin Von Neumann
Mesin ini
dikembangkan oleh seorang ahli matamatika yaitu John Von Neumann yang juga
merupakan kosultan proyek ENIAC. Mesin ini dikembangkan mulai tahun 1945 yang
memberikan gagasan sebagai stored-program concept, yaitu sebuah konsep untuk
mempermudah proses program agar dapat direpresentasikan dalam bentuk yang cocok
untuk penyimpanan dalam memori untuk semua data. Gagasan ini juga dibuat hampir
pada waktu yang bersamaan dengan Turing. Selanjutnya Von Neumann
mempublikasikannya dengan nama baru yaitu: Electronic Discrete Variable
Computer (EDVAC).
Semua
input dan output dilakukan melalui kartu plong. Dalam waktu satu detik, ENIAC
mampu melakukan 5.000 perhitungan dengan 10 digit angka yang bila dilakukan
secara manual oleh manusia akan memakan waktu 300 hari, dan ini merupakan
operasi tercepat saat itu dibanding semua komputer mekanis lainnya. ENIAC
dioperasikan sampai tahun 1955. Teknologi yang digunakan ENIAC adalah menggunakan
tabung vakum yang dipakai oleh Laboratorium Riset Peluru Kendali Angkatan Darat
(Army’s Ballistics Research Laboratory-LBR) Amerika Serikat.
Selanjutnya
mesin ini dikembangkan kembali dengan perbaikan-perbaikan pada tahun 1947, yang
disebut sebagai generasi pertama komputer elektronik terprogram modern yang
disediakan secara komersial dengan nama EDVAC, EDSAC (Electronic Delay Storage
Automatic Calculator), dan UNIVAC1 dan 2 (Universal Automatic Computer) yang
dikembangkan oleh Eckert dan Mauchly. Untuk pertama kalinya komputer tersebut
menggunakan Random Access Memory (RAM) untuk menyimpan bagian-bagian dari data
yang diperlukan secara cepat.
Dengan
konsep itulah John Von Neumann dijuluki sebagai bapak komputer modern pertama
di dunia yang konsepnya masih digunakan sampai sekarang. John Von Neumann lahir
di Budapest, Hongaria 28 Desember 1903 dan meninggal pada tanggal 8 Februari
1957 di Washington DC, AS. Von Neumann sangat cerdas dalam matematika dan
angka-angka. Pada usia eman tahun dia sudah dapat menghitung pembagian angka
dengan delapan digit tanpa menggunakan kertas atau alat bantu lainnya.
Pendidikannya dimulai di University of Budapest pada tahun 1921 di jurusan
kimia. Tapi kemudian dia kembali kepada kesukaannya, matematika, dan
menyelesaikan doktoralnya di bidang matematika di tahun 1928. di tahun 1930 dia
mendapatakan kesempatan pergi ke Princeton University (AS). Pada tahun 1933,
Institute of Advanced Studies dibentuk dan dia menjadi salah satu dari enam
professor matematika di sana. Von Neumann kemudian menjadi warga negara
Amerika.
Komputer Komersial Pertama
Pada
pertengahan tahun 1950 UNIVAC mengalami kemajuan dalam beberapa aspek
pemrograman tingkat lanjut, sehingga merupakan komputer general purpose pertama
yang didesain untuk menggunakan angka dan huruf dan menggunakan pita magnetik
sebagai media input dan output-nya. Inilah yang dikatakan sebagai kelahiran
industri komputer yang didominasi oleh perusahaan IBM dan Sperry. Komputer
UNIVAC pertama kali digunakan untuk keperluan kalkulasi sensus di AS pada tahun
1951, dan dioperasikan sampai tahun 1963
Komputer Generasi II (1959-1964)
Komputer
generasi kedua ditandai dengan ciri-ciri sebagai berikut :
·
Menggunakan teknologi sirkuit berupa transistor dan diode untuk
menggantikan tabung vakum.
·
Sudah menggunakan operasi bahasa pemrograman tingkat tinggi
seperti FORTRAN dan COBOL.
·
Kapasitas memori utama dikembangkan dari Magnetic Core Storage.
·
Menggunakan simpanan luar berupa Magnetic Tape dan Magnetic
Disk.
·
Kemampuan melakukan proses real time dan real-sharing.
·
Ukuran fisiknya sudah lebih kecil dibanding komputer generasi
pertama.
·
Proses operasi sudah lebih cepat, yaitu jutaan operasi perdetik.
·
Kebutuhan daya listrik lebih kecil.
·
Orientasi program tidah hanya tertuju pada aplikasi bisnis,
tetapi juga aplikasi teknik.
UNIVAC III
Dibanding
denga tabung, teknologi transistor jauh lebih efisien sebagai switch dan dapat
diperkecil ke skala mikroskopik. Pada tahun 2001 peniliti Intel telah
memperkenalkan silikon paling kecil dan paling cepat di dunia, dengan ukuran 20
nanometer ata sebanding dengan sepermiliar meter, yang akan digunakan pada
prosesor dengan kecepatan 20 GHz (Giga Hertz). Era ini juga menandakan
permulaan munculnya minikomputer yang merupakan terbesar kedua dalam keluarga
komputer. Harganya lebih murah dibanding dengan generasi pertama. Komputer DEC
PDP-8 adalah minikomputer pertama yang dibuat tahun 1964 untuk pengolahan data
komersial.
Komputer Generasi III (1964-1970) terus melakukan pelbagai penelitian. Ribuan
transistor akhirnya berhasil digabung dalam satu bentuk yang sangat kecil. Secuil
silicium yag mempunyai ukuran beberapa milimeter berhasil diciptakan, dan
inilah yang disebut sebagai Integrated Circuit atau IC-Chip yang merupakan ciri
khas komputer generasi ketiga. Cincin magnetic tersebut dapat di-magnetisasi
secara satu arah ataupun berlawanan, dan akhirnya men-sinyalkan kondisi “ON”
ataupun “OFF” yang kemudian diterjemahkan menjadi konsep 0 dan 1 dalam system
bilangan biner yang sangat dibutuhkan oleh komputer. Pada setiap bidang memory
terdapat 924cincin magnetic yang masing-masing mewakili satu bit informasi.
Jutaan bit informasi saat ini berada didalam satu chip tunggal dengan bentuk
yang sangat kecil. Komputer yang digunakan untuk otomatisasi pertama dikenalkan
pada tahun 1968 oleh PDC 808, yang memiliki 4 KB (kilo-Byte) memory dan 8 bit
untuk core memory. Dapat digunakan untuk multiprogram. Contoh komputer generasi
ketiga adalah Apple II, PC, dan NEC PC.Konsep semakin kecil dan semakin murah
dari transistor, akhirnya memacu orang untuk terus melakukan pelbagai
penelitian. Ribuan transistor akhirnya berhasil digabung dalam satu bentuk yang
sangat kecil. Secuil silicium yag mempunyai ukuran beberapa milimeter berhasil
diciptakan, dan inilah yang disebut sebagai Integrated Circuit atau IC-Chip
yang merupakan ciri khas komputer generasi ketiga. Cincin magnetic tersebut
dapat di-magnetisasi secara satu arah ataupun berlawanan, dan akhirnya
men-sinyalkan kondisi “ON” ataupun “OFF” yang kemudian diterjemahkan menjadi
konsep 0 dan 1 dalam system bilangan biner yang sangat dibutuhkan oleh
komputer. Pada setiap bidang memory terdapat 924cincin magnetic yang
masing-masing mewakili satu bit informasi. Jutaan bit informasi saat ini berada
didalam satu chip tunggal dengan bentuk yang sangat kecil. Komputer yang
digunakan untuk otomatisasi pertama dikenalkan pada tahun 1968 oleh PDC 808,
yang memiliki 4 KB (kilo-Byte) memory dan 8 bit untuk core memory. Dapat
digunakan untuk multiprogram. Contoh komputer generasi ketiga adalah Apple II,
PC, dan NEC PC.
Komputer
generasi ketiga ditandai dengan ciri-ciri sebagai berikut :
·
Karena menggunakan IC maka kinerja komputer menjadi lebih cepat
dan tepat.
·
Kecepatannya hampir 10.000 kali lebih cepat dari komputer
generasi pertama.
Peningkatan dari sisi software.
Peningkatan dari sisi software.
·
Kapasitas memori lebih
besar, dan dapat menyimpan ratusan ribu karakter (sebelumnya hanya puluhan
ribu).
·
Menggunakan media
penyimpanan luar disket magnetik (external disk) yang sifat pengaksesan datanya
secara acak (random access) dengan kapasitas besar (jutaan karakter).
·
Penggunaan listrik lebih
hemat.
·
Kemampuan melakukan multiprocessing
dan multitasking.
·
Telah menggunakan terminal visual display dan dapat mengeluarkan
suara.
·
Harganya semakin murah.
·
Kemampuan melakukan
komunikasi dengan komputer lain.
Komputer Generasi IV: PDP 11
Komputer-komputer
generasi keempat diantaranya adalah IBM 370, Apple I dan Apple II, PDP-11,
VisiCalc, dan Altair yang menggunakan prosesor Intel 8080, dengan sistem
operasi CP/M (Control Program for Microprocessor), dengan bahasa pemrograman
Microsoft Basic (Beginners Allpurpose Symbolic Instruction Code). Sebagai
catatan bahwa pada komputer-komputer generasi keempat ini tidak satupun yang
PC-Compatible atau Macintosh-Compatible. Sehingga pada generasi ini belum
ditentukan standar sebuah komputer terutama personal computer (PC).
Komputer Generasi V (1980-an-sekarang)
Akhir
tahun 1980, IBM memutuskan untuk membangun sebuah komputer personal (PC) secara
massal, yang pada tanggal 12 Agustus 1981 menjadi sebuah standar komputer PC,
dan pada akhirnya hingga saat ini PC dikenal dengan nama standar IBM-PC.
Prosesor yang digunakan adalah 8088/8086 yang menjadi standar komputer saat
ini, menggunakan basis proses 16 bit persatuan waktu. Dengan lahirnya komputer
generasi kelima ini, IBM bekerja sama dengan Microsoft untuk mengembangkan
software di dalamnya. Hingga saat ini Microsoft mendominasi kebutuhan software
di dunia PC.
Pada
perkembangan selanjutnya perubahan besar terjadi bahwa sejak IBM-PC
diperkenalkan dan bukan menjadi satu-satunya manufaktur PC-compatible, maka
standar baru dalam dunia industri PC lebih dikembangkan oleh perusahaan lain
seperti Intel dan Microsoft yang dipelopori oleh W. Bill Gates yang menjadi
pionir standar hardware dan software dunia.
Pada
generasi kelima ini, telah dilakukan pengembangan dengan apa yang dinamakan
Josephson Junction, teknologi yang akan menggantikan chip yang mempunyai
kemampuan memproses trilyunan operasi perdetik sementara teknologi chip hanya
mampu memproses miliaran operasi perdetik. Komputer pada generasi ini akan
dapat menerjemahkan bahasa manusia, manusia dapat langsung bercakap-cakap
dengan komputer serta adanya penghematan energi komputer. Sifat luar biasa ini
disebut sebagai “Artificial Intelligence”, selain itu juga berbasis Graphic
User Interface (GUI), multimedia, dan multikomunikasi.
Contoh-contoh
komputer yang lahir pada generasi kelima berbasis x86, seperti chip 286 yang
diperkenalkan pada tahun 1982 dengan 134.000 transistor, kemudian chip 386 pada
tahun 1983 dengan 275.000 transistor, sedangkan chip 486 diperkenalkan tahun
1989 yang memiliki 1,2 juta transistor. Selanjutnya pada tahun 1993 Intel
memperkenalkan keluarga prosesor 586 yang disebut Pentium 1 dengan jumlah
transistor 3,1 juta untuk melakkan 90 MIPS (Million Instruction Per Second).
Kemudian dilanjutkan pada generasi berikutnya yaitu Pentium 2, 3, dan 4.
Pada akhir
tahun 2000 Intel memperkenalkan Pentium 4, yang merupakan prosesor terakhir
dalam keluarga Intel dengan arsitektur 32 bit (IA-32). Tahun 2001 Intel
mengumumkan prosesor Itanium yang merupakan prosesor dengan basis arsitektur 64
bit (IA-64) pertama. Itanium merupakan prosesor pertama milik Intel dengan
instruksi-instruksi 64 bit dan akan menelurkan satu generasi baru dari sistem
operasi dan aplikasi, sementara masih mempertahankan backward compatibility
dengan software 32 bit. Perlu diketahui bahwa sejak dikeluarkannya prosesor
386, komputer beroperasi pada 32 bit per satuan waktu dalam mengeksekusi
informasi hingga Pentium 4. Hingga sekarang komputer yang digunakan kebanyakan
masih yang berbasis 32 bit.
Komputer Generasi VI: Masa Depan
Dengan
teknologi komputer yang ada saat ini, agak sulit untuk dapat membayangkan
bagaimana komputer masa depan. Dengan teknologi yang ada saat ini saja kita
seakan sudah dapat “menggenggam dunia”. Dari sisi teknologi beberapa ilmuan
komputer meyakini suatu saat tercipta apa yang disebut dengan biochip yang
dibuat dari bahan protein sitetis. Robot yang dibuat dengan bahan ini kelak
akan menjadi manusia tiruan. Sedangkan teknologi yang sedang dalam tahap
penelitian sekarang ini yaitu mikrooptik serta input-output audio yang mungkin
digunakan oleh komputer yang akan datang. Ahli-ahli sains komputer sekarang
juga sedang mencoba merancang komputer yang tidak memerlukan penulisan dan
pembuatan program oleh pengguna. Komputer tanpa program (programless computer)
ini mungkin membentuk ciri utama generasi komputer yang akan datang.
SUMBER :
Tidak ada komentar:
Posting Komentar