1. Evolusi Arsitektur Komputer

#  Perspektif Historis

    Pada era jaman modern seperti ini kata Komputer mungkin sudah tidak asing lagi di telinga setiap manusia, karena alat elektronik tersebut memang tidak bisa di pungkiri sudah sangat membantu kita dalam kehidupan sehari hari. Komputer bukan lagi barang mewah yang hanya di miliki bebarapa individu atau kelompok, tetapi sekarang computer adalah alat atau barang yang umum yang bisa di miliki siapapun. Komputer adalah alat pengolah data, Komputer yang kita temui saat ini adalah suatu evolusi panjang dari penemuan-penemuan manusia sejak dahulu kala berupa alat mekanik maupun elektronik.

Perkembangan Komputer Berdasarkan Generasinya

1. Komputer Generasi Pertama (1946 – 1959)

· Menggunakan tabung hampa udara (Vacuum Tube) untuk sirkutnya

· Program hanya dapat dibuat dengan bahasa mesin (Machine Language)

· Menggunakan konsep stored-program dengan memori utamanya adalah magnetic core storage

· Ukuran fisik komputer besar, memerlukan ruangan yang luas

· Cepat panas, sehingga diperlukan alat pendingin. Prosesnya kurang cepat dan simpanan (memorinya) kecil

· Membutuhkan daya listrik yang besar dan berorientasi pada aplikasi bisnis

Contoh dari komputer generasi pertama, adalah :

· ENIAC (Elektronic Numerical Integrator and calculator) dimulai tahun 1942

· HARDVARD MARK II dibuat pada bulan juli tahun 1947 dan mempunyai kemampuan 12 kali lebih besar daripada HARDVARD MARK II

2. Komputer Generasi Kedua (1959 – 1964)

· Komponen yang digunakan adalah transistor untuk sirkuitnya, dikembangkan di Bell Laboratories oleh John Bordeen, William Shockley dan Wolther Brattain pada tahun 1947

· Program dapat dibuat dan Bahasa Tingkat Tinggi, misalnya : Fortran, Cobol, Algol

· Kapasitas memori utama sudah cukup besar dengan pengembangan dari magnetic core storage, dapat menyimpan puluhan ribu karakter

· Menggunakan simpanan luar magnetic tape dan magnetic disk yang berbentuk removable disk atau disk pack

· Mempunyai kemampuan proses real-time dan time-sharing

· Ukuran fisik komputer lebih kecil dibandingkan dengan komputer generasi pertama

· Proses operasi sudah cepat, dapat memproses jutaan operasi perdetik

· Membutuhkan lebih sedikit daya listrik

· Orientasinya tidak hanya pada aplikasi bisnis, tapi juga ke aplikasi teknik.

Contoh dari komputer generasi kedua, adalah : IBM model 1620, IBM model 1401, dll.

3. Komputer Generasi Ketiga (1946 – 1970)

· Komponen yang digunakan adalah IC (Integrated Circuit) yang berbentuk Hybrid Integrated Circuit dan Monolithic Integrated Circuit

· Peningkatan dari softwarenya

· Lebih cepat dan lebih tepat kec. +/-10000x dari komputer generasi pertama

· Kapasitas memori komputer lebih besar, dapat menyimpan ratusan ribu karakter

· Menggunakan penyimpanan luar yang sifatnya random access yang (dapat masuk record data secara acak) yaitu disk magnetic yang berkapasitas besar (jutaan karakter)

· Penggunaan listrik lebih hemat dibandingkan dengan komputer generasi sebelumnya

· Memungkinkan untuk melakukan multiprocessing dan multiprogramming

· Pengembangan dari alat input-output yang menggunakan visual display terminal yang bisa menampilkan gambar-gambar dan grafik, dapat menerima dan mengeluarkan suara, serta penggunaan alat pembaca tinta Magnetic yaitu MICR (Magnetic Ink Character Recognition)

· Harga semakin murah dibandingkan dengan komputer generasi sebelumnya

· Kemampuannya melakukan komunikasi data dari satu komputer dengan komputer yang lainnya, misalnya : lewat alat komunikasi telepon

Contoh dari komputer generasi ketiga, adalah : IBM S/370 dan UNIVAC 1106

4.  Komputer Generasi Keempat (1970 – 1990)

· Penggunaan Large Scale Integration (LSI) disebut juga dengan nama Bipolar Large Scale Integration

· Dikembangkan komputer Mikro yang menggunakan Micro Processor dan Semi Conductor yang berbentuk Chip untuk memori komputer generasi sebelumnya masih menggunakan Magnetic Core Storage

· Biaya lebih besar dan pembuatannya sangat rumit

· Dibuat dengan rangkaian terpadu bertingkat tinggi

5.  Komputer Generasi Kelima (mulai 1990-an)

· Komputer ini sedang dalam pengembangan komponen yang digunakan adalah VLSI (Very Large Scale Integration)

· Teknologi yang kemungkinan bisa menggantikan Chips

· Dapat menterjemahkan bahasa manusia dan manusia dapat bercakap-cakap langsung dengan komputer

· Penghematan energy komputer

· Dapat melakukan diagnosa penyakit yang lebih akurat

 

#   Klasifikasi Arsitektur

   Pada komputer terdapat berbagai klasifikasinya dalam hal appaun. Setiap komputer tentunya memilik klasifikasi masing-masing. Disini membahas mengenai klasifikasi arsitekturnya menurut Von Neumann dan Non Von Neumann.

Kriteria mesin Von Neumann :

1. Mempunyai subsistem hardware dasar yaitu sebuah CPU, sebuah memori dan sebuah I/O sistem

2. Merupakan stored-program computer

3. Menjalankan instruksi secara berurutan

4. Mempunyai jalur (path) bus antara memori dan CPU

Pada tahun 1966, Flyyn mengklasifikasikan arsitektur komputer berdasarkan sifatnya yaitu :

1. Jumlah prosesor

2. Jumlah program yang dapat dijalankan

3. Struktur memori

Menurut Flyyn ada 4 klasifikasi komputer :

1. SISD (Single Instruction Stream, Single Data Stream)

  Satu CPU yang mengeksekusi instruksi satu persatu dan menjemput atau menyimpan data satu persatu.

2. SIMD (Single Instruction Stream, Multiple Data Stream)

  Satu unit kontrol yang mengeksekusi aliran tunggal instruksi, tetapi lebih dari satu Elemen Pemroses

3. MISD (Multiple Instruction Stream, Single Data Stream)

   Mengeksekusi beberapa program yang berbeda terhadap data yang sama.

Ada dua kategori:
   - Mesin dengan Unit pemroses berbeda dengan instruksi yang berbeda dengan data yang sama (sampai sekarang tidak ada mesin yang seperti ini)
   - Mesin, dimana data akan mengalir ke elemen pemroses serial

4. MIMD (Multiple Instruction Stream, Multiple Data Stream

   Juga disebut multiprocessors, dimana lebih dari satu proses dapat dieksekusi berikut terhadap dengan datanya masing-masing,

 #  Kualitas Arsitektur Komputer

Kualitas arsitektur komputer merupakan suatu yang menentukan komputer itu baik atau tidak. Komputer dikatakan baik jika memiliki kualitas yang baik dalam hal apapun. Begitu juga komputer dikatakan tidak baik jika komputer tersebut tidak dapat memenuhi apa yg diperintahkan atau diinginkan pengguna. Hal yang dipenuhi inilah yang disebut dengan kualitas. Adapun kualitas arsitektur komputer yaitu :

1   1.   Generalitas adalah ukuran besamya jangkauan aplikasi yang bisa cocok dengan arsitektur.

2 2. Daya terap (applicability) adalah pemanfaatan arsitektur untuk penggunaan yang telah direncanakannya.

3  3.  Efisiensi adalah ukuran rata-rata jurnlah hardware dalam komputer yang selalu sibuk selama penggunaannya biasa.

4  4.  Kemudahan penggunaan arsitektur adalah ukuran kesederhanan bagi programmer sistem untuk mengembangkan atau membuat software untuk arsitektur tersebut, misalnya sistem pengoperasiannya atau compilernya. Oleh karena itu, kemudahan penggunaan ini merupakan fungsi ISA dan berkaitan erat dengan generalitas.

5  5.  Daya terap arsitektur adalah ukuran kemudahan bagi perancang untuk mengimplementasikan komputer (yang mempunyai arsitektur itu) dalam jangkauan yang luas. Lebih spesifik arsitekturnya, maka akan lebih sulit untuk membuat mesin yang berbeda ukuran dan kinerjanya dari yang lain.

6.    Daya kembang (expandability) adalah ukuran kemudahan bagi perancang untuk meningkatkan kemampuan arsitektur, misalnya kemampuan ukuran memori maksimumnya atau kemampuan aritmetiknya. Umumnya, spesifikasi rumpun komputer memungkinkan perancang untuk menggunakan ukuran memori yang berjangkauan luas dalarn anggota rumpun.\

#  Keberhasilan Arsitektur Komputer

Faktor keberhasilan merupakan sesuatu yang membuat dapat terlaksananya suatu hal yang dilakukan. Dalam komputer faktor keberhasilan merupakan sesuatu yang ada pada komputer dimana hal itu membuat komputer dapat melaksanakan tugasnya atau yang diperintahkan pengguna dengan baik.

Ada empat ukuran pokok yang menentukan keberhasilan arsitektur, yaitu manfaat arsitekturalnya yaitu :

1.  Aplicability

Arsitektur ditujukan untuk aplikasi yang telah ditentukan.

2.  Maleability

Bila arsitekturlebih mudah membangunsistem yang kecil, maka akan lebih baik.

3.  Expandibility

Lebih besar daya kembang arsitektur dalam daya komputasi, ukuran memori, kapasitasI/O, dan jumlah prosesor,maka akan lebih baik.

4.  Comptible

5.  Struktur Dasar Komputer dan Organisasi Komputer

Suatu sistem komputer terdiri dari lima unit struktur dasar, yaitu:

• Unit masukan (Input Unit) yaitu dimana terdapat perintah atau instruksi yang dilakukan kepada komputer oleh pengguna
• Unit kontrol (Control Unit) merupakan suatu unit yang berfungsi untuk mengontrol atau mengendalikan semua yang terdapat dalam komputer
• Unit logika dan aritmatika (Arithmetic & Logical Unit / ALU) adalah suatu unit dimana berisi fungsi-fungsi logika dan matematika atau perhitungan
• Unit memori/penyimpanan (Memory / Storage Unit) yaitu unit penyimpanan dana yang dilakukan komputer
• Unit keluaran (Output Unit) merupakan suatu hasil yang diharapkan dari suatu inputan yang telah dimasukkan

Sumber :

http://ozygazebo.blogspot.com/2011/10/arsitektur-komputer.html
http://cruzadercruzer.blogspot.com/2011/11/perspektif-historis.html

2. Organisasi Komputer Dasar

#  Struktur Dasar Komputer

Suatu sistem komputer terdiri dari lima unit struktur dasar, yaitu:

* Unit masukan (Input Unit)
   Berfungsi untuk menerima masukan (input) kemudian membacanya dan diteruskan ke Memory / penyimpanan.

* Unit kontrol (Control Unit)
   Berfungsi untuk melaksanakan tugas pengawasan dan pengendalian seluruh sistem komputer. Ia berfungsi seperti pengatur rumah tangga komputer, memutuskan urutan operasi untuk seluruh sistem, membangkitkan dan mengendalikan sinyal-sinyal kontrol untuk menyesuaikan operasi-operasi dan arus data.

* Unit logika dan aritmatika (Arithmetic & Logical Unit / ALU)
   Berfungsi untuk melaksanakan pekerjaan perhitungan atau aritmatika & logika seperti menambah, mengurangi, mengalikan, membagi dan memangkatkan.

* Unit memori/penyimpanan (Memory / Storage Unit)
   Berfungsi untuk menampung data/program yang diterima dari unit masukan sebelum diolah oleh CPU dan juga menerima data setelah diolah oleh CPU yang selanjutnya diteruskan ke unit keluaran.

* Unit keluaran (Output Unit)
   Berfungsi untuk menerima hasil pengolahan data dari CPU melalui memori.

Control Unit dan ALU membentuk suatu unit tersendiri yang disebut Central Processing Unit (CPU). Hubungan antar masing-masing unit yang membentuk suatu sistem komputer dapat dilihat pada gambar berikut:
Struktur Dasar Komputer
Data diterima melalui Input Device dan dikirim ke Memory. Di dalam Memory data disimpan dan selanjutnya diproses di ALU. Hasil proses disimpan kembali ke Memory sebelum dikeluarkan melalui Output Device. Kendali dan koordinasi terhadap sistem ini dilakukan oleh Control Unit. Secara ringkas prinsip kerja komputer adalah Input – Proses – Output, yang dikenal dengan singkatan IPO.

#  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, 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.

     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.

Sumber :
http://radmarssy.wordpress.com/2007/02/07/struktur-dasar-komputer/
http://arifpane.blogspot.com/2010/01/organisasi-komputer.html/