Arsitektur Komputer

ARSITEKTUR KOMPUTER

 

TUGAS MAKALAH

TENTANG

“ARSITEKTUR KOMPUTER”

Dosen Pengasuh : Mariana

Disusun Oleh :

Nama : ANDY HAFIANDY

Nim : 3201016062

Jurusan : TEKNIK INFORMATIKA 2B

POLITEKNIK NEGERI PONTIANAK

TEKNIK INFORMATIKA

2010/2011

KATA PENGATAR

Puji Syukur saya ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan rahmatnya kepada saya sehingga saya dapat menyelesaikan tugas Makalah ini dengan baik dan dengan segala kemampuan yang saya miliki.
Saya dapat menyelesaikan tugas ini dengan baik dikarenakan bimbingan dari dosen kami yang telah banyak bersabar dalam mengajar dan selalu memberikan pemahaman langkah demi langkah sehingga saya dapat mengerti sedikit tentang Arsitektur Komputer hingga mempermudah saya untuk mencari bahan makalah ini baik melalui internet maupun yang bersumber dari modul yang telah diberikan oleh Dosen Pengasuh.
Demikian sepatah kata dari saya, semoga tugas ini dapat berguna bagi rekan-rekan mahasiswa khususnya dapat berguna bagi saya pribadi.

Pontianak , Maret 2010

penyusun

Andy Hafiandy

BAB 1
PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang
Setiap hal yang dikerjakan CPU dibagi-bagi menjadi beberapa langkah yang sederhana dan berurutan. Osilator clock membangkitkan clock CPU yang digunakan dalam langkah (step) kerja CPU dalam urutan perkerjaannya. Karena clock CPU ini sangat cepat untuk ukuran manusia, sehingga yang terlihat bahwa CPU bekerja secara langsung dan cepat.
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.

1.2 Permasalahan
Dari latar belakang di atas penulis membuat pemasalahan tentang pengertian dan definisi Arsitektur Komputer.





BAB 2
PEMBAHASAN

2.1 Pengertian Dasar
Organisasi dan Arsitektur Komputer
Ada sedikit perbedaan antara Organisasi Komputer dan Arsitektur Komputer.
Arsitektur Komputer membahas hal-hal yang berkaitan dengan atribut-atribut yang terlihat atau yang dipertimbangkan oleh pemrogram dan yang memiliki dampak langsung pada eksekusi logis sebuah program. Dengan kata lain arsitektur computer membahas masalah-masalah yang berkaitan dengan fungsi komponen-komponen computer.
Contoh atribut arsitektural adalah :
- set instruksi
- representasi data atau jumlah bit yang digunakan untuk merepresentasikan jenis data
(missal:bilangan, karakter, dll)
- Mekanisme input/output (I/O)
- Teknik Pengalamatan memori
Organisasi Komputer membahas bagaimana semua fungsi-fungsi computer tersebut dapat diimplementasikan. Jadi, organisasi computer membahas hal-hal yang berkaitan dengan unit-unit operasional dan interkoneksinya yang mereliasasikan spesifikasi arsitektural.
Dengan kata lain, organisasi computer membahas masalah-masalah yang berkaitan dengan struktur computer.
Organisasional meliputi rincian hardware yang dapat diketahui oleh pemrogram, missal :
- Sinyal-sinyal control
- Struktur Komputer
- Interface computer dan peripheral
- Teknologi memori yang digunakan
- Teknik-teknik pengalamatan memori, dll
Struktur dan Fungsi Dasar Komputer
• Struktur menggambarkan bagaimana masing-masing komponen computer saling berhubungan untuk melaksanakan fungsi.
• Fungsi dasar (basic fuction) menggambarkan bagaimana masing-masing komponen beroperasi sebagai bagian dari struktur.


Fungsi Dasar Komputer
Fungsi dasar Komputer
- Pengolahan data
- Penyimpanan data
- Pemindahan data (dari system computer ke peralatan luar computer)
- kontrol

2.1 Stuktur Dasar Komputer
Ada empat komponen utama dalam struktur sebuah computer, yaitu:
1. Bagian prosesor (CPU)
2. Bagian memori (RAM & ROM)
3. Bagian masukan/keluaran (I/O)
4. Sistem Interkoneksi (bus syatem)

2.1.1 Pemroses atau Prosesor (CPU)
CPU adalah otak dari sistem komputer. Pekerjaan utama dari CPU adalah mengerjakan program yang terdiri atas instruksi-instruksi yang diprogram oleh programmer. Suatu program komputer akan menginstruksikan CPU untuk membaca informasi dari piranti input, membaca informasi dari dan menulis informasi ke memori, dan untuk menulis informasi ke output.
Dalam mikrokontroler umumnya hanya ada satu program yang bekerja dalam suatu aplikasi. CPU M68HC05 mengenali hanya 60 instruksi yang berbeda. Karena itu sistem komputer ini sangat cocok dijadikan model untuk mempelajari dasar dari operasi komputer karena dimungkinkan untuk menelaah setiap operasi yang dikerjakan.
Fungsi CPU lebih rinci :
• Berfungsi untuk mengendalikan opeasi computer dan melakukan fungsi pemrosesan data.
• Pemroses melakukan operasi logika dan mengelola aliran data dengan membaca instruksi dari memori dan mengeksekusinya.
2.1.2 Memori
• Berfungsi untuk menyimpan data dan program
• Biasanya volatile, tidak dapat mempertahankan data dan program yang disimpan bila sumber daya energi (listrik) dihentikan.
• Konsep program tersimpan (stored program concept), yaitu program (kumpulan instruksi) yang disimpan disuatu tempat (memori) dimana kemudian instruksi tersebut dieksekusi.
• Setiap kali pemroses melakukan eksekusi, pemroses harus membaca instruksio dari memori utama. Agar eksekusi dikakukan secara cepat maka harus diusahakan instruksi tersedia di memori pada lapisan berkecepatan akses lebih tinggi. Kecepatan eksekusi iniakan meningkatkan kinerja system.
• Hirarki memori berdasarkan kecepatan aksea :
- Register (tercepat)
- Chace memory
Memori berkapasitas terbatas, berkecepatan tinggi yang lebh mahal disbanding memori utama. Chace memory adalah diantara memori utama dan register, sehingga pemroses tidak langsung mengacu memori utama tetapi di chace memory yang kecepatan aksesnya lebih tinggi.
- Main memory
- Disk chace (buffering)
Bagian memori utama menampung data yang akan ditransfer dari/ke perangkat masukan/keluaran dan penyimpanan sekunder. Buffering dapat mengurangi frekuensi pengaksesan dari/ke perangkat masukan/keluaran dan penyimpanan sekunder sehingga meningkatkan kinerja system.
- Magnetic disk
- Magnetic tape, optical disk (terlambat)
2.1.3 Perangkat Masukan dan Keluaran (I/O)
• Adalah perangkat nyata yang dikendalikan chip controller di board system atau card.
• Controller dihubungkan dengan pemroses dan komponen lainya melalui bus.
• Controller mempunyai register-register untuk pengendaliannya yang berisi status kendali.
• Tiap controller dibuat agar dapat dialamati secara individu oleh pemroses sehingga perangkat lunak device driver dapat menulis ke register-registernya sehingga dapat mengendalikannya.
• Sistem operasi lebih berkepentingan dengan pengendali disbanding dengan perangkat fisik mekanis.
• Perangkat I/O juga memindahkan data antara kmputer dan lingkungan eksternal
• Lingkungan eksternal dapat diantarmuka (interface) dengan beragam perangkat, seperti :
a. Perangkat penyimpan skunder.
b. Perangkat komunikasi
c. Terminal

2.1.4 Interkoneksi Antar Komponen
• Adalah struktur dan mekanisme untuk menghubungkan antar komponen dalam system computer yang disebut bus.
• Bus terdiri dari tiga macam, yaitu :
a. Bus alamat (address bus)
Berisi 16, 20, 24 jalur sinyal parallel atau lebih. CPU mengirim alamat lokasi memori atau port yang ingin ditulis atau dibaca di bus ini. Jumlah lokasi memori yang dapat dialamati ditentukan jumlah jalur alamat. Jika CPU mempunyai N (2N) lokasi memori dan/atau port secara langsung.
b. Bus data (data bus)
Berisi 8, 16, 32 jalur sinyal parallel atau lebih. Jalur-jalur data adalah dua arah (bidirectional). CPU dapat membaca dan mengirim data dar/ke memori atau port. Banyak perangkat pada system yang dihubungkan ke bus data tetapi hanya satu perangkat pada satu saat yang dapat memakainnya.
c. Bus kendali (control bus)
Berisi 4-10 jalur sinyal parallel. CPU mengirim sinyal-sinyal pada vbus kendali untuk memerintahkan memori atau port. Sinyal bus kendali antara lain :
- Memory read
Untuk memerintahkan melakukan pembacaan dari memori.
- Memory Write
Untuk memerintahkan melakukan penulisan ke memori.
- I/O read
Untuk memerintahkan melakukan pembacaan dari port I/O
- I/O write
Untuk memerintahkan melakukan pembacaan ke port I/O
2.1.5 Secondary Memory
Memory sekunder, dipergunakan untuk menyimpan data, informasi, dan program
secara permanen sebagai berkas atau file. Contoh memory sekunder adalah floppy disk,
hard disk, zipdrive, CD-Rom, DVD, dan lain-lain. Sebagian besar memory sekunder saat
ini berbentuk disk/cakram/piringan. Operasi terhadap data, informasi, dan program
dilakukan dengan perputaran disk. Satu putaran piringan disebut RPM ( Rotation Per
Minute ). Semakin cepat perputaran, maka waktu akses akan semakin singkat.

Jenis memory sekunder yang akan digunakan akan menentukan kecepatan
akses dan metode akses data. Beberapa contoh ukuran kecepatan memory sekunder
adalah sebagai berikut :
• Pre-IDE : Memiliki kecepatan 3600 RPM
• IDE : Memiliki kecepatan 5200 RPM
• IDE/SCSI : Memiliki kecepatan 5400 RPM
• IDE/SCSI : Memiliki kecepatan 10000 RPM
Bagian Kontrol
Bagian control (Central processing unit/CPU) bertugas untuk mengambil data/instruksi, menerjrmahkan (mengkompilasi), melaksanakan dan mengirim kebagian I/O.
Dalam satu siklus instruksi, CPU melaksanakan berbagai tugas sbb :
1. Menempatkan adres instruksi (instruction address) ke dalam memory address bus,
2. Mengambil instruksi dari dari input data bus dan memberikan kodenya
(menterjemahkan),
3. Mengambil adresm dan data yang diperlukan oleh instruksi. Adres dan data bias berada dalam memori atau dalam register.
4. melaksanakan operasi yang telah didefenisikan dalam kode instruksi. Operasi dapat berupa fungsi aritmatika, fungsi logika, transfer data ataupun fungsi manajemen.
5. memeriksa sinyal control, apakah ada interupsi, dll
6. Memberikan sinyal status, control, “tinggi”, dll. Yang memberitahukan apakah menggunakan memori atau I/O.

2.3 Arsitektur Berbasis Set Intruksi
Ditinjau dari perancangan perangkat instruksinya, ada dua arsitektur prosesor yang menonjol, yakni :
1. Arsitektur computer dengan kumpulan perintah yang sederhana, atau RISC (Reduced Instruction Set Computer), dan
2. Arsitektur computer dengan kumpulan perintah yang rumit, atau CISC (Complex
Instruction Set Computer)
Tinjauan Umum RISC dan CISC
RISC :
RISC dimaksudkan untuk menyederhanakan rumusan perintah/instruksi sehingga lebih efisien dalam penyusunan compiler yang pada akhirnya dapat memksimumkan kinerja program.
CISC
CISC dimaksudkan untuk meminimumkan jumlah perintah yang diperlukan untuk mengerjakan pekerjan yang diberikan.
Konsep arsitektur CISC menjadikan mesin mudah untuk diprogram dalam bahasa rakitan, tetapi konsep ini menyulitkan dalam penyusunan kompiler bahasa pemrograman tingkat tinggi.







BAB 3
PENUTUP

3.1 Kesimpulan
Dari data di atas penulis dapat menyimpulkan sebagai berikut:
- Arsitektur Komputer membahas hal-hal yang berkaitan dengan atribut-atribut yang terlihat atau yang dipertimbangkan oleh pemrogram dan yang memiliki dampak langsung pada eksekusi logis sebuah program.
- Pemroses atau Prosesor (CPU) adalah otak dari sistem komputer
- Memory Berfungsi untuk menyimpan data dan program
- Bus Adalah struktur dan mekanisme untuk menghubungkan antar komponen dalam system computer
- set intruksi terdiri dari
Arsitektur computer dengan kumpulan perintah yang sederhana dan Arsitektur
computer dengan kumpulan perintah yang rumit