ARSITEKTUR ORGANISASI KOMPUTER

Definisi
Perancangan sebuah sistem yang menghubungkan beberapa komponen komputer baik software maupun hardware.

RANGKUMAN MATERI



A. Evolusi Dan Perkembangan Komputer

~ ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer):
menggunakan data analog (Angka Desimal)
~ Von Neuman / Turing :
menggunakan ALU (Arithmetic Logic Unit) untuk mengolah data biner
~ Komputer Komersial (UNIVAC) :
Menggunakan memory SSD (Solid State Device)
~ IC : menggunakan Chips

Terdapat 3 jenis komputer berdasarkan data
1. Analog : menggunakan angka = 1,2,3,4 …
2. Digital : hanya menggunakan angka 1 dan 0
3. Hybrid : Gabungan dari data Analog dan data Digital

 

B. Manajemen Input Device & Output Device

1. Category
- User intervace Device
- Mass Storage Device
- Gateways and Network
2. Class Difference
- Complexity Of Control
- Unit Of Transfer
- Data Representation
- Eror Condition
3. I/O Problems
- Periferal yang beragam dg beragam metode operasi.
- Speed periferal yang lebih lambat dibandingkan CPU
4. I/O Module
- Intervace atau central switch untuk menghubungkan ke CPU dan memory
- Intervace untuk menghubungkan dari satu peripheral ke peripheral yang lain.
- Konektor mekanis berisi fungsi logika untuk komunikasi antar Bus dan Peripheral
5. External Device
- Human readable : Screen, printer, keyboard
- Machine readable : Monitoring and control
- Communication : Modem, Network Interface Card (NIC)
6. I/O Module Fungtion
- Pengendali & pengaturan waktu (control & timing).
- Komunikasi dengan CPU.
- Komunikasi dengan perangkat.
- Penyimpanan data sementara (data buffering).
- Pendeteksi kesalahan.
7. Control And Timing
- CPU meminta modul memeriksa status perangkat.
- Bila perangkat siap mengirim, CPU mengirim perintah pemindahan.
- Modul menerima data dari perangkat.
- Data dipindahkan dari modul ke CPU.
8. Interupt Driven Techniques
- CPU mengirimkan perintah I/O ke modul, kemudian mengerjakan proses yang lainnya
- Modul I/O akan menginterupsi CPU minta layanan bila perintah selesai di kerjakan.
- CPU melayani interupsi dan setelah selesai melanjutkan kembali proses yang sedang dikerjakan sebelum diinterupsi.

 

C. Memori Internal

1. Lokasi
- CPU (register)
- Internal (main memori)
- External (secondary memori)
2. Kapasitas
- Ukuran Word : Satuan alami organisasi memori
- Banyaknya words (Bytes)
3. Unit Transfer
- Internal
Jumlah bit dalam sekali akses
Sama dengan jumlah saluran data (= ukuran word)
- External
Dalam satuan block yg merupakan kelipatan word
- Addressable unit
Lokasi terkecil yang dpt dialamati secara uniq
Secara internal biasanya sama dengan Word
Untuk disk digunakan satuan Cluster
4. Metode Akses
- Sekuensial
Mulai dari awal sampai lokasi yang dituju
Waktu akses tergantung pada lokasi data dan lokasi sebelumnya
Contoh tape
- Direct
Setiap blocks memilki address yg unique
Pengaksesan dengan cara lompat ke kisaran umum (general vicinity) ditambah pencarian sekuensial
Waktu akses tdk tergantung pada lokasi dan lokasi sebelumnya
contoh disk
- Random
Setiap lokasi memiliki alamat tertentu
Waktu akses tdk tergantung pada urutan akses sebelumnya
Contoh RAM
- Associative
Data dicarai berdasarkan isinya bukan berdasarkan alamatnya
Waktu akses tdk tergantung terhadap lokasi atau pola akses sebelumnya
Contoh: cache
5. Kinerja
- Waktu untuk melakukan operasi baca-tulis (Access time)
- waktu tambahan untuk recovery sebelum akses berikutnya (Memory Cycle time) Access time + recovery
- Kecepatan transfer data ke/dari unit memori (Transfer Rate)
 
6. Jenis Fisik
- Semiconductor (ex : RAM)
- Magnetic (ex : Disk & Tape)
- Optical (ex : CD & DVD)
- Others (ex : Bubble & Hologram)
7. Sifat-sifat fisik
- Decay
- Volatility
- Erasable
- Power consumption
8. Organisasi
- Susunan fisik bit-bit untuk membentuk word



D. Central Processing Unit

1. Pengenalan
- Pemroses instruksi yang pada komputer mikro disebut dengan micro-processor (pemroses mikro)
- Berupa chip yang terdiri dari ribuan hingga jutaan IC (Integrated Circuit). Dimana IC ini digunakan untuk mengimplementasikan fungsi logika.
2. ALU (Arithmatic Logical Unit)
- Bertugas membentuk fungsi – fungsi pengolahan data komputer.
- Sering disebut mesin bahasa ( machine language) karena bagian ini mengerjakan instruksi – instruksi bahasa mesin yang diberikan padanya.
- Terdiri dari dua bagian, yaitu unit arithmetika dan unit logika boolean, yang masing – masing memiliki spesifikasi tugas tersendiri.
3. CU (Control Unit)
- Bertugas mengontrol operasi CPU dan secara keselurahan mengontrol komputer sehingga terjadi sinkronisasi kerja antar komponen dalam menjalankan fungsi – fungsi operasinya.
- Termasuk dalam tanggung jawab unit kontrol adalah mengambil instruksi – instruksi dari memori utama dan menentukan jenis instruksi tersebut.
4. Register
- Media penyimpan internal CPU yang digunakan saat proses pengolahan data
- Memori ini bersifat sementara, biasanya digunakan untuk menyimpan data saat diolah ataupun data untuk pengolahan selanjutnya.
5. CPU Interconnections
- Sistem koneksi dan bus yang menghubungkan komponen internal dan bus – bus eksternal CPU
- Komponen internal CPU yaitu ALU, unit kontrol dan register – register.
- Komponen eksternal CPU :sistem lainnya, seperti memori utama, piranti masukan/keluaran

6. Siklus Eksekusi
- Instruction Addess Calculation (IAC), yaitu mengkalkulasi atau menentukan alamat instruksi berikutnya yang akan dieksekusi. Biasanya melibatkan penambahan bilangan tetap ke alamat instruksi sebelumnya. Misalnya, bila panjang setiap instruksi 16 bit padahal memori memiliki panjang 8 bit, maka tambahkan 2 ke alamat sebelumnya.
- Instruction Fetch (IF), yaitu membaca atau pengambil instruksi dari lokasi memorinya ke CPU.
- Instruction Operation Decoding (IOD), yaitu menganalisa instruksi untuk menentukan jenis operasi yang akan dibentuk dan operand yang akan digunakan.
- Operand Address Calculation (OAC), yaitu menentukan alamat operand, hal ini dilakukan apabila melibatkan referensi operand pada memori.
- Operand Fetch (OF), adalah mengambil operand dari memori atau dari modul I/O.
- Data Operation (DO), yaitu membentuk operasi yang diperintahkan dalam instruksi.
- Operand store (OS), yaitu menyimpan hasil eksekusi ke dalam memori
7. Fungsi Interupsi
- Mekanisme penghentian atau pengalihan pengolahan instruksi dalam CPU kepada routine interupsi.
- Hampir semua modul (memori dan I/O) memiliki mekanisme yang dapat menginterupsi kerja CPU.
8. Tujuan Interupsi
- Secara umum untuk menejemen pengeksekusian routine instruksi agar efektif dan efisien antar CPU dan modul – modul I/O maupun memori.
- Setiap komponen komputer dapat menjalankan tugasnya secara bersamaan, tetapi kendali terletak pada CPU disamping itu kecepatan eksekusi masing – masing modul berbeda.
- Dapat sebagai sinkronisasi kerja antar modul
9. Sinyal Interupsi
- Program, yaitu interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi pada hasil eksekusi program. Contohnya: arimatika overflow, pembagian nol, oparasi ilegal.
- Timer, adalah interupsi yang dibangkitkan pewaktuan dalam prosesor. Sinyal ini memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsi tertentu secara reguler.
- I/O, sinyal interupsi yang dibangkitkan oleh modul I/O sehubungan pemberitahuan kondisi error dan penyelesaian suatu operasi.
- Hardware failure, adalah interupsi yang dibangkitkan oleh kegagalan daya atau kesalahan paritas memori.
 
10. Siklus Interupsi