Transcription

View metadata, citation and similar papers at core.ac.ukbrought to you byCOREprovided by Daftar Jurnal yang terbit di Universitas Dirgantara Marsekal SuryadarmaEVOLUSI KOMPUTER, KINERJA KOMPUTER DAN INTERCONNECTION NETWORKSDALAM PERKEMBANGAN DUNIA TEKNOLOGI INFORMATIKADimpo SinagaAbstractInformtika Engineering Department should be able to make plans in accordance with theProgram in accordance with the wish to make. Berdasrkan logic systematically created avery complex logical thinking is required, whereas if the program that we make must traturand directed, it is quite a Progremer that make the program shall have a mathematical logic.In addition to thinking of efficient human resources, as a program must also determine whatlogical programming language that is suitable for use or do not even need to use aprogramming language, because it uses a programming language that requires great thoughtjust to make simple and will not even static efficiency of In terms of the program.PENDAHULUANPengantar Organisasi KomputerKomputer adalah sebuah mesin hitungelektronik yang secara cepat menerimainformasi masukan digital dan mengolahinformasi tersebut menurut seperangkatinstruksi yang tersimpandalam komputertersebut dan menghasilkan keluaraninformasi yang dihasilkan setelah diolah.Daftarperintahtersebutdinamakanprogram komputer dan unit penyimpanannya adalah memori komputer. Dalambentuk yang paling sederhana komputerterdiri dari lima bagian utama yangmempunyai fungsi sendiri-sendiri. Unit-unittersebutadalah:masukan,memori,aritmetika dan logika, keluaran dan kontrolseperti pada Masukan Keluarankeluaran. Seluruh kegiatan ini dikoordinasioleh unit kontrol.Organisasi KomputerOrganisasi Komputer adalah bagian yangterkait erat dengan unit–unit operasionaldan interkoneksi antar komponen penyusunsistem komputer dalam merealisasikanaspek arsitekturalnya. Contoh aspekorganisasional adalah teknologi hardware,perangkat antarmuka, teknologi memori,sistem memori, dan sinyal–sinyal kontrol.Arsitektur Komputer lebih cenderung padakajian atribut–atribut sistem komputer yangterkait dengan seorang programmer.Contohnya, set instruksi, aritmetika yangdigunakan, teknik pengalamatan, mekanisme I/O. Sebagai contoh apakah suatukomputer perlu memiliki instruksi pengalamatan pada memori merupakanmasalah rancangan arsitektural. Apakahinstruksi pengalamatan tersebut akandiimplementasikan secara langsung ataukah melalui mekanisme cache adalah kajianorganisasional.Memori Aritmetika dan logika Kontrol Unitmasukan menerima informasi yang yangdikodekan dari operator manusia lewat alatalat elektromekanik seperti papan ketikpada suatu terminal video, atau darikomputer komputer lain lewat jalurkomunikasi digital. Informasi yang diterimadan disimpan dalam memori untukdipergunakan kelak, atau langsung diolaholeh rangkaian aritmetika dan logika. untukmelaksanakan operasi yang diinginkan.Langkah-langkah pengolahan ditentukanoleh program yang disimpan dalam memori.Akhirnyahasil-hasilyangdiperolehdikirimkan kembali keluar melalui unitPerbedaan Utama : Organisasi KomputerBagian yang terkait erat dengan unit–unit operasionalContoh: teknologi hardware, perangkatantarmuka, teknologi memori, sistemmemori, dan sinyal–sinyal kontrol5

Arsitektur KomputerAtribut–atribut sistem komputer yangterkait dengan seorang programmerContoh: set instruksi, aritmetika yangdigunakan,teknikpengalamatan,mekanisme I/O--Struktur dan Fungsi Utama KomputerKomputer adalah sebuah sistem yangberinteraksi dengan cara tertentu dengandunia luar. Interaksi dengan dunia luardilakukan melalui perangkat peripheral dansaluran komunikasi. Dalam buku ini akanbanyak dikaji seputar struktur internalkomputer.ngontrol operasi CPU dan mengontrolkomputer secara keseluruhan.Arithmetic And Logic Unit (ALU), berfungsi untuk membentuk fungsi-fungsipengolahan data komputer.Register, berfungsi sebagai penyimpaninternal bagi CPU.CPU Interconnection, berfungsi menghubungkan seluruh bagian dari CPU.Fungsi KomputerFungsi dasar sistem komputer adalahsederhana prinsipnya terdapat empat buahfungsi operasi, yaitu :- Fungsi Operasi Pengolahan Data- Fungsi Operasi Penyimpanan Data- Fungsi Operasi Pemindahan Data- Fungsi Operasi KontrolTerdapat empat struktur utama:- CentralProcessingUnit(CPU),berfungsi sebagai pengontrol operasikomputer dan pusat pengolahan fungsifungsi komputer. Kesepakatan, CPUcukup disebut sebagai processor(prosesor) saja.- Memori Utama, berfungsi sebagaipenyimpan data.- I/O, berfungsi memindahkan data kelingkungan luar atau perangkat lainnya.- System Interconnection, merupakansistem yang menghubungkan CPU,memori utama dan I/O.Fungsi Komputer Komputer harus dapatmemproses data. Representasi data di sinibermacam–macam, akan tetapi nantinyadata harus disesuaikan dengan mesinpemrosesnya. Dalam pengolahan data,komputer memerlukan unit penyimpanansehingga diperlukan suatu mekanismepenyimpanandata.Walaupunhasilkomputer digunakan saat itu, setidaknyakomputer memerlukan media penyimpananuntuk data prosesnya. Dalam interaksidengan dunia luar sebagai fungsipemindahan data diperlukan antarmuka(interface), proses ini dilakukan oleh unitInput/Output (I/O) dan perangkatnya disebutperipheral.Saatinteraksidenganperpindahan data yang jauh atau dariremote device, komputer melakukan proseskomunikasi data mengilustrasikanoperasi–operasi komputer.PERMASALAHANEvolusi dan Kinerja KomputerPerkembangan komputer meliputi peningkatan kecepatan processor, penyusutanukuran komponen, peningkatan ukuranmemori dan peningkatan kapasitas sertaecepatan I/O.Komponen yang paling menarik namunpaling kompleks adalah CPU. Struktur CPUterlihat struktur utamanya adalah :- Control Unit, berfungsi untuk me-Sejarah Perkembangan KomputerSejarah perkembangan komputer dibagi6

menjadi :1. Sebelum tahun 19402. Sesudah tahun 1940Eckret di Universitas Pennsylvania.Dimana Mauchly merupakan gurubesar teknik elektro dan Eckretmerupakan mahasiswanya yang sudahlulus.SEBELUM TAHUN 1940Manusia menggunakan jari untuk mengenalidan membilang nomor satu hingga sepuluh.Selepas itu mereka mulaI mengenali nomornomor yang lebih besar tetapi masih menggunakan digit-digit dari 0 hingga 9.Ahli-ahliperniagaan dari negeri China, Turki danYunani menggunakan abakus(sempoa) untuk melakukan perhitungan.Pembangunan ENIAC ini dimulai padatahun 1943 dengan persetujuan Army’sBallistics Research Laboratory (BRL).Pada tahun 1946, ENIAC selesai dibuatdengan spesifikasi sebagai berikut :a. Memanfaatkan bilangan desimalbukan bilangan binerb. Berat 30 tonc. Volume 1.500 kaki²d. Berisi 18.000 Vakum Tubee. Daya listrik yang diperlukan 140kWf. Kecepatan operasi 5000 per detikg. 20 akumulator mampu menampung 10 digit bilangan desimalh. Masih menggunakan saklar maualENIAC digunakan oleh BRL untukkepentinganperangsampaidengan tahun1955. Setelah itu,ENIAC tidak lagi digunakan.Pada tahun 1617, John Napier mengemukakan perhitungan logaritma dan menemukan alat yang disebut tulang Napier(Napier’s bones). Blaise Pascal menciptamesinperhitungan mekanikal pertama padatahun 1642. Mesin ini beroperasi denganmenggerakkan gear pada roda. Pascal jugatelah banyak menyumbang ide dalambidang matematika. Pada tahun 1816,Charles Babbage membuat ‘the differenceengine’. Mesin ini bisa menyelesaikanmasalah perhitungan matematika sepertilogaritma secara mekanikal dengan tepatsampai dua puluh digit.2. Von Neumann Machine Von Neumannmencetuskan ide mengenai konsepstored-program (program penyimpanan) sebagai pengembangan dariENIAC. Idenya tersebut dipublikasikandalam bentuk proposal pada tahun1945 dengan nama EDVAC (ElectronicDiscrete Variable Computer). Padatahun 1946 Von Neumann bersamakoleganya mulai mendesain komputerbaru dengan konsep program penyimpanan, dimana kemudian dikenaldengansebutankomputerIAS(Computer of Institute for AdvancedStudies) karena dikembangkan diComputer of Institute for AdvancedStudies.Howard Aiken memperkenalkan penggunaan mesin elektromakenikal yang disebutdengan nama Mark I pada tahun 1937.Bentuknya besar dan berat serta mengandungi kabel wayer yang panjang.Semua operasi di dalam komputerdijalankan oleh tenaga elektromagnetik.Komputer Generasi PertamaKomputer generasi pertama menggunakanVacuum Tube (tabung vakum) untukmenyimpan baris perintah. Vacuum Tubeyang diperlukan amatlah banyak agarkomputer dapat digunakan secara tepatdan ukuran komputer generasi pertama inisangat besar. Yang termasuk dalamkomputer generasi pertama antara lain:Pada tahun 1952 IAS computermeskipun belum lengkap namun sudahmemenuhikegunaannyasebagaikomputer yang berbasis konsep storedprogram. Secara umum, struktur darikomputer IAS adalah sebagai berikut:1. ENIAC (Electronic Numerical IntegratorAnd Computer )ENIAC didesain dan dibangun olehJohn Mauckhy dan John Presper7

a. Memori utama, untuk menyimpandata dan intruksi.b. Arithmetic Logic Unit (ALU), untukmengolah data binnerc. Control Unit, untuk melakukaninterpretasi instruksi - instruksididalam memori sehingga adanyaeksekusi instruksi tersebutd. I/0, untuk berinteraksi denganlingkungan luar Struktur IASComputer Secara detail IAScomputer memiliki 1000 lokasipenyimpanan x 40 bit words,dengan rincian:- Binary number- 2 x 20 bit instructions- Struktur dari IAS secara detailadalah:o ALU-IASo MemoryBufferRegister(MBR), berisi sebuah wordyang akan disimpan di dalammemoriataudigunakanuntuk menerima word darimemori.o Memory Address Register(MAR), untuk menentukanalamat word di memori untukdituliskan dari MBR ataudibaca oleh MBR.o Instruction Register (IR),berisi instruksi 8 bit kodeoperasi yang akan dieksekusi.o Instruction Buffer struksi sebelah kanan worddi dalam memori.o Program Cou nter (PC),berisialamatpasanganinstruksi berikutnya yangakan diambil dari memori.o Accumulator(AC)danMultipliero Quotient (MQ), digunakanuntuk penyimpanan sementara operand dan hasil ALU.Misalnya, hasil perkalian 2buah bilangan 40 bit adalahsebuah bilangan 80 bit; 40 bitoyang paling berarti (mostsignificant bit) disimpan dalam AC dan 40 bit lainnya(least significant bit) disimpan dalam MQ.IASberoperasisecaraberulang membentuk siklusinstruksi.Komputer IASmemiliki 21 instruksi, yangdapat dikelompokkan sepertiberikut ini : Data tranfer, memindahkan data di antaramemori dengan registerregister ALU atau antaradua register ALU sendiri. Unconditionalbranch,perintah-perintah eksekusi percabangan tanpasyarat tertentu. Conditional branch, perintah-perintah eksekusipercabangan yang memerlukan syarat tertentuagar dihasilkan suatunilai dari percabangantersebut. Arithmetic,kumpulanoperasi-operasiyangdibentuk oleh ALU. Address Modify, instruksi-instruksi yang memungkinkan pengubahanalamat saat di komputasisehingga memungkinkanfleksibilitas alamat yangtinggi pada program.3. KomputerKomersial(CommersialComputer). Pada tahun 1950-an mulaibermunculan industri komputer, antaralain:a. 1947 - Eckert-Mauchly mendirikanEckert-Mauchly Computer Corporation,b. Dengan produknya: UNIVAC I(Universal Automatic Computer)sebagai tulang.c. punggung perhitungan sensusdiUSA, UNIVAC II pada tahun1950 dengan karakteristik : lebih8

cepat dan memori lebih besar.1950 – muncul 2 perusahaan yaituSperry dan IBM yang pada saat itud. mendominasi pasar. Produk dariIBM antara lain: IBM seri 701 tahun1953, IBM seri 702 tahun 1955. Komputer Generasi KeduaPerubahan mendasar pada komputergenerasi kedua ini adalah penggatianVacuum Tube oleh transistor. Dimanatransistor memiliki spesifikasi sebagaiberikut: Lebih kecil Lebih ringan Disipasi daya lebih rendah Solid State device Terbuat dari silikon Silicon (Sand) Jumlah transistor dalam chip menjadidua kali lipat tiap tahunSejak 1970 perkembangan agak lambatJumlah transitor menjadi 2 kali dalamsebuah chip berkembang tiap 18 bulanHarga dari chip rata-rata tetap / tidakberubahHigher packing density berarti jalurelektronik lebih pendek, kemampuanmakin meningkatUkuran yang mengecil meningkatkanflexebilitasMengurangi daya dan membutuhkanpendinginanBeberapa Interkoneksi meningkatkanreliabilitasYang termasuk dalam komputer generasiketiga antara lain:1. IBM 360IBM 360 diluncurkan pada tahun 1964dan memiliki spesifikasi sebagaiberikut: Set Instruksi Mirip atau Identik,dalam kelompok komputer iniberbagai model yang dikeluarkanmenggunakan set instruksi erangkat kerasnya. Sistem Operasi Mirip atau Identik, gaapabilakebutuhanmenuntut penggantian komputertidakkesulitandalamsistemoperasinya karena sama. Kecepatan yang meningkat, modelmodel yang ditawarkan mulai darikecepatanrendahsampaikecepatan tinggi untuk penggunaanyang dapat disesuaikan konsumensendiri. Ukuran Memori yang lebih besar,semakin tinggi modelnya akandiperoleh semakin besar memoriorang digunakan. Harga yang meningkat, semakintinggi modelnya maka harganyasemakin mahal.Transistor ditemukan 1947 di Lab.Bell olehWilliam Shockley . Yang termasuk dalamkomputer generasi kedua antara lain:1. IBM7094IBM7094memilikikonfigurasi sebagai berikut:a. IBM 7094 dibuat dengan tujuankemampuannyasemakinmeningkat, kapasitasnya semakinb. besar, dan biayanya semakin kecil.2. DEC PDP 1 Digital EquipmentCorporation(DEC)tahun1957meluncurkan komputer pertamanyayaitu PDP 1.Komputer Generasi KetigaKomputer generasi ketiga memasuki eramicroelectronics sebagai pengganti transistor. Microelectronics merupakan dasarpenemuan dari integrated-circuit (lintasanyang terintegrasi).MICROELECTRONICSMicroelectronics merupakan benar-benar“small-electronics” yang dapat dibuatdengan semikonduktor. Contoh: siliconwafer (wafer silikon). Microelectronics lebihdikenal dengan nama chip.MOORE’S LAW Kepadatan komponen dalam sebuahchip meningkat Gordon Moore - cofounder of Intel9

komputer.2. DEC PDP-8PDP-8 diluncurkan pada tahun 1964dan memiliki spesifikasi sebagaiberikut: Minicomputer pertama kali (setelahminiskirt). Tidak memerlukan air conditionedroom. Embedded applications & OEM. Arsitektur PDP-8 sangat berbedadengan IBM terutama bagian sistembus. Pada komputer ini menggunakan omnibus system. Sistem ini terdiri atas 96 buahlintasan sinyal yang terpisah, yangdigunakan untuk membawa sinyalsinyal kontrol, alamat maupun data. Arsitektur bus seperti PDP-8 ininantinya digunakan oleh komputerkomputer modern.CPU adalah komponenpengolah databerdasarkan instruksi – instruksi yangdiberikan kepadanya.Dalam mewujudkanfungsi dan tugasnya, CPU tersusun atasbeberapa komponen sebagaibagian daristruktur CPU, CPU tersusun atas beberapakomponen, yaituArithmetic and Logic Unit(ALU), bertugas membentuk fungsi – fungsipengolahan datakomputer. ALU seringdisebut mesin bahasa(machinelanguage)karenabagianinimengerjakan instruksi – instruksi bahasamesin yang diberikan padanya. Sepertiistilahnya,ALU terdiri dari dua bagian, yaituunit arithmetika dan unit logika boolean,yang masing –masing memiliki spesifikasitugas tersendiri.Control Unit, bertugas mengontrol operasiCPU dan secara keselurahan mengontrolkomputersehingga terjadi sinkronisasi kerjaantar komponen dalam menjalankan fungsifungsi operasinya. Termasuk dalam tanggung jawab unit kontrol adalah mengambilinstruksi-instruksi dari memori utama danmenentukan jenis instruksi tersebut.Komputer Generasi TerakhirPada komputer generasi terakhir ini sudahmemanfaatkan mikroprocessors.PERKEMBANGAN MICROPROCESSOR1. 1971 – 4004 Microprocessor pertama.2. Semua komponen CPU hádala singlechip 4bit.3. Diikuti dengan munculnya 8008 tahun1972 8 bit Mikroposessor dengandesain applikasi khusus.4. 1974-8080 Intel adalah mikroprosessordengan kegunaan umum Denganteknologi microprocessor ini didapat banyak keuntungan, antara lain: Kecepatan prosessor meningkat, Kapasitasmemori meningkat, Kecepatan memoritertinggal ,dibanding kecepatan.RegistersRegister adalah media penyimpan internalCPU yang digunakan saat prosespengolahandata.Memoriinibersifatsementara, biasanya digunakan untukmenyimpan data saat diolah ataupundatauntuk pengolahan selanjutnya.CPU Interconnections, adalah sistemkoneksi dan bus yang menghubungkankomponen internalCPU, yaitu ALU, unitkontrol dan register – register dan jugadengan bus – bus eksternal CPUyangmenghubungkan dengan sistem .STRUCTUR CPUSeperti telah dijelaskan pada bagianpengantar, bahwa komputer digital terdiridari sistemprosesor atau sering disebutCPU, memori-memori, dan piranti masukan/keluaran yang salingberhubungan dansaling dukung mewujudkan fungsi operasikomputer secara keseluruhan. sistemMemoryMemoryadalahPerangkatKeras(Hardware) yang berfungsi mengolah data10

dan instruksi. Semakin besar memori yangdi sediakan, semakin banyak data maupunintruksi yang dapat di olahnya. Memoryjuga berfungsi sebagai Media penyimpanandata. Memory terbagi 2 yaitu : ROM (ReadOnly Memory) dan RAM (Random AccesMemory). penghapusannya dengan menggunakan Sinar Ultraviolet.EEPROM (Electrically Eraseble Programble ROM) : ROM yang bisa diprogram dengan Teknik Elektronik.RAM (Random Acces Memory)RAM adalah Memory tempat Penyimpanansementara pada saat komputer di jalankandan dapat di acces secara acak ataurandom.FungsidariRAMadalahmempercepat Pemprosesan data padakomputer. Semakin besar RAM yang Andamiliki, semakin cepatlah Komputer yangAnda miliki.Gambar Operasi sel memoriJenis Memory RAM:1. EDORAM (ExtendedDataOutRAM)2. SDRAM(SynchronousDynamicRAM)3. DDR SDRAM (Double Data RateSynchronous Dynamic RAM)4. RDRAM (Rambus Dynamic RAM)Berikut adalah penjelasan Apa itu MemoryROM dan RAM :ROM (Read Only Memory)ROM adalah Memory yang hanya dapat dibaca, tidak dapat di hapus dan sudah di isioleh pabrik pembuat komputer (Tidak bisadi setting kembali). Perintah pada ROMsebagian akan di pindahkan ke RAM.Perintah yang ada di ROM antara lain: Perintah untuk membaca SistemOperasi dari disk. Perintah untuk mengecek semuaperalatan yang ada di Unit Sistem. Perintah untuk menampilkan pesandilayar.Peralatan Penyimpanan Data.Kebutuhan akan memori utama saja tidakmencukupi maka diperlukan peralatantambahan untuk menyimpan data yanglebih besar dan dapat dibawa kemanamana. Tetapi dengan semakin besarnyaperalatan penyimpanan maka dengansendirinyaakanmempengaruhiwaktupemrosesan data. Dan seiring berjalannyawaktu dimana perkembangan teknologimulai pesat dimana kebutuhan mulai dapatdisesuaikan, peralatan penyimpanan datapun semakin berkembang dengan fungsi,kapasitas dan ukuran yang semakinmembaik pula.Perkembangan ROM (Read Only Memory) PROM (Programble ROM): ROMyang bisa di program kembalidengan catatan hanya bisa diprogram 1 x. RPROM (Re-Programble ROM):ROM yang bisa di program ulangsesuai dengan yang kita inginkan. EPROM(ErasebleProgrambleROM): ROM yang dapat di hapusdan di program kembali tetapi caraBeberapa Macam Peralatan Penyimpanan DataMagnetik DiskDisk adalah piringan bundar yang terbuatdari bahan tertentu (logam atau plastik)dengan permukaan dilapisi bahan yangdapat di magnetisasi. Mekanisme baca/tulismenggunakankepala baca atau tulis yangdisebut head, merupakan comparanpengkonduksi (conducting coil ). Desainfisiknya, head bersifat stasioner sedangkanpiringan disk berputar sesuai kontrolnya.11

LayoutData pada Terdapat dua metode layout datapada disk, yaitu constant angular velocitydan multiple zoned recording. Disk diorganisasi dalam bentuk cincin cincinkonsentris yang disebut track. Tiap trackpada disk dipisahkan oleh gap. Fungsi gapuntuk mencegah atau mengurangi kesalahan pembacaan maupun penulisanyang disebabkan melesetnya head ataukarena interferensi medan magnet. Sejumlah bit yang sama akan menempati track track yang tersedia. Semakin ke dalamdisk maka kerapatan (density) disk akanbertambah besar. Data dikirim ke memori inidalam bentuk blok, umumnya blok lebihkecil kapasitasnya daripada track. Blok blok data disimpan dalam disk yang berukuran blok, yang disebut sector. Sehinggatrack biasany terisi beberapa sector,umumnya 10 hingga 100 sector tiaptracknya. Bagaimana mekanisme pembacaan maupun penulisan pada disk? Headharus bias mengidentifikasi titik awal atauposisi posisi sector maupun track.Caranya data yang disimpan akan diberiheader data tambahan yang menginformasikan letak sector dan track suatudata.instruksi yang diberikan kepadanya. Dalammewujudkan fungsi dan tugasnya, CPUtersusun atas beberapa komponen sebagaibagian dari struktur CPU, seperti terlihatpada gambar 3.1 dan struktur detail internalCPU terlihat pada gamber 3.2. CPUtersusun atas beberapa komponen, yaitu: Arithmetic and Logic Unit (ALU),bertugas membentuk fungsi – fungsipengolahan data komputer. ALU seringdisebut mesin bahasa (machinelanguage)karenabagianinimengerjakan instruksi – instruksibahasa mesin yang diberikan padanya.Seperti istilahnya, ALU terdiri dari duabagian, yaitu unit arithmetika dan unitlogika boolean, yang masing-masingmemiliki spesifikasi tugas tersendiri. Control Unit, bertugas mengontroloperasi CPU dan secara keselurahanmengontrol komputer sehingga terjadisinkronisasi kerja antar komponendalammenjalankanfungsi-fungsioperasinya. Termasuk dalam tanggungjawab unit kontrol adalah mengambilinstruksi-instruksi dari memori utamadanmenentukanjenisinstruksitersebut. Registers, adalah media penyimpaninternal CPU yang digunakan saatproses pengolahan data. Memori inibersifat sementara, biasanya digunakan untuk menyimpan data saatdiolah ataupun data untuk pengolahanselanjutnya. CPU Interconnections, adalah sistemkoneksi dan bus yang menghubungkankomponen internal CPU, yaitu ALU, unitkontrol dan register-register dan jugadengan bus-bus eksternal CPU yangmenghubungkan dengan sistem lainnya, seperti memori utama, pirantimasukan/keluaran.Tipe memori Teknologi Ukuran Waktuakses. Cache Memory semikonduktor RAM128-512 KB 10 ns. Memori Utamasemikonduktor RAM 4-128 MB 50 ns. Diskmagnetik Hard Disk Gigabyte 10 ms,10MB/det. Disk Optik CD-ROM Gigabyte300ms, 600KB/det. Pita magnetik Tape 100MB De.Tingkatan satuan memori.SymbolNumber of bytesKilobytes Kb 2e101024Megabyte Mb 2e201,048,576Gigabyte Gb 2e301,073,741,824Terabyte Tb 2e401,099,511,627,776Fungsi CPUFungsi CPU adalah penjalankan programprogram yang disimpan dalam memoriutama dengan cara mengambil instruksiinstruksi, menguji instruksi tersebut danmengeksekusinya satu persatu sesuai alurperintah. Untuk memahami fungsi CPU danStructure CPUCPU merupakan komponen terpenting darisistem komputer. CPU adalah komponenpengolah data berdasarkan instruksi12

caranya berinteraksi dengan komponenlain, perlu kita tinjau lebih jauh proseseksekusi program. Pandangan palingsederhana proses eksekusi program adalahdengan mengambil pengolahan instruksiyang terdiri dari dua langkah, yaitu : operasipembacaan instruksi (fetch) dan operasipelaksanaan instruksi (execute). Siklusinstruksi yang terdiri dari siklus fetch dansiklus eksekusi diperlihatkan pada gambar3.3 berikut. ke modul I/O dan sebaliknya.Pengolahan Data, CPU membentuksejumlah operasi aritmatika dan logikaterhadap data.Kontrol, merupakan instruksi untukpengontrolanfungsiataukerja.Misalnya instruksi pengubahan urusaneksekusi.Perlu diketahui bahwa siklus eksekusi untuksuatu instruksi dapat melibatkan lebih darisebuah referensi ke memori. Disamping itujuga, suatu instruksi dapat menentukansuatu operasi I/O. Perhatikan gambar 3.4yang merupakan detail siklus operasi padagambar 3.3, yaitu : Instruction Addess Calculation (IAC),yaitu mengkalkulasi atau menentukanalamat instruksi berikutnya yang akandieksekusi.Biasanyamelibatkanpenambahan bilangan tetap ke alamatinstruksi sebelumnya. Misalnya, bilapanjang setiap instruksi 16 bit padahalmemori memiliki panjang 8 bit, makatambahkan 2 ke alamat sebelumnya. Instruction Fetch (IF), yaitu membacaatau pengambil instruksi dari lokasimemorinya ke CPU. Instruction Operation Decoding (IOD),yaitu menganalisa instruksi untukmenentukan jenis operasi yang akandibentuk dan operand yang akandigunakan. Operand Address Calculation (OAC),yaitu menentukan alamat operand, halini dilakukan apabila melibatkanreferensi operand pada memori. OperandFetch(OF),adalahmengambil operand dari memori ataudari modul I/O. Data Operation (DO), yaitu membentukoperasi yang diperintahkan dalaminstruksi. Operand store (OS), yaitu menyimpanhasil eksekusi ke dalam memori.Gambar 3.3 Siklus instruksi dasarSiklus Fetch - EksekusiPada setiap siklus instruksi, CPU awalnyaakan membaca instruksi dari memori.Terdapat register dalam CPU yangberfungsi mengawasi dan menghitunginstruksi selanjutnya, yang disebut ProgramCounter (PC). PC akan menambah satuhitungannya setiap kali CPU membacainstruksi. Instruksi – instruksi yang dibacaakan dibuat dalam register instruksi (IR).Instruksi-instruksi ini dalam bentuk kode –kode binner yang dapat diinterpretasikanoleh CPU kemudian dilakukan aksi yangdiperlukan. Aksi – aksi ini dikelompokkanmenjadi empat katagori, yaitu : CPU – Memori, perpindahan data dariCPU ke memori dan sebaliknya. CPU –I/O, perpindahan data dari CPU13

sajikan contuh-contohkembang saat ini.busyangber-Struktur InterkoneksiKomputertersusunataskomponenkomponen atau modul-modul (CPU, memoridan I/O) yang saling berkomunikasi.Kompulan lintasan atau saluran berbagaimodul disebut struktur interkoneksi. Rancanagan struktur interkoneksi sangat bergantung pada jenis dan karakteristikpertukaran datanya. Gambar 7.1 menyajikan jenis pertukaran data yangdiperlukan oleh modul – modul penyusunkomputer : Memori :Memori umumnya terdiri atas N wordmemori dengan panjang yang sama.Masing-masing word diberi alamatnumerik yang unik (0, 1, 2, N-1).Word dapat dibaca maupun ditulis padamemori dengan kontrol Read danWrite. Lokasi bagi operasi dispesifikasikan oleh sebuah alamat.Gambar 3.4 Diagram siklus instruksiSISTEM BUSKomputer tersusun atas beberapa komponen penting seperti CPU, memori,perangkat I/O. Setiap komponen salingberhubungan membentuk kesatuan fungsi.Sistem bus adalah penghubung bagi keseluruhan komponen komputer dalammenjalankan tugasnya. Transfer data antarkomponen komputer sangatlah mendominasi kerja suatu komputer. Data atauprogram yang tersimpan dalam memoridapat diakses dan dieksekusi CPU melaluiperantara bus, begitu juga kita dapatmelihat hasil eksekusi melalui monitor jugamenggunakan sistem bus. Era saat inimemerlukan saluran data atau bus yanghandal. Kecepatan komponen penyusunkomputer tidak akan berarti kalau tidakdiimbangi kecepatan dan manajemen busyang baik. Trend mikroprosesor saat iniadalah melakukan pekerjaan secara paraleldan program dijalankan secara multitaskingmenuntut sistem bus tidak hanya lebar tapijuga cepat.Modul I/O :Operasi modul I/O adalah pertukarandata dari dan ke dalam komputer. Berdasakan pandangan internal, modul I/Odipandang sebagai sebuah memori dengan operasi pembacaan dan penulisan. Seperti telah dijelaskan padabab 6 bahwa modul I/O dapat mengontrol lebih dari sebuah perangkatperipheral. Modul I/O juga dapat mengirimkan sinyal interrupt. Dalam bab ini akan kita pelajari bagaimanainterkoneksi komponen sistem komputerdalam menjalankan fungsinya, interkoneksibus dan juga pertimbangan-pertimbanganperancangan bus. Bagian akhir akan di14CPU :CPU berfungsi sebagai pusat pengolahan dan eksekusi data berdasarkan routine-routine program yangdiberikan padanya. CPU mengendalikan seluruh sistem komputer sehinggasebagaikonsekuensinyamemilikikoneksi ke seluruh modul yang menjadibagian sistem

Dari jenis pertukaran data yang diperlukanmodul – modul komputer, maka strukturinterkoneksi harus mendukung perpindahandata berikut : Memori ke CPU : CPU melakukanpembacaan data maupun instruksi darimemori. CPU ke Memori : CPU melakukanpenyimpanan atau penulisan data kememori. I/O ke CPU : CPU membaca data dariperipheral melalui modul I/O. CPU ke I/O : CPU mengirimkan data keperangkat peripheral melalui modul I/O. I/O ke Memori atau dari Memori :digunakan pada sistem DMA.Sampai saat ini terjadi perkembangan struktur interkoneksi, namun yang banyak digunakan saat ini adalah sistem bus. Sistembus ada yang digunakan secara tunggaldan ada secara jamak, tergantung karakteristik sistemnya.Interkoneksi BusBus merupakan lintasan komunikasi yangmenghubungkan dua atau lebih komponenkomputer. Sifat penting dan merupakansyarat utama adalah bus adalah mediatransmisi yang dapat digunakan bersamaoleh sejumlah perangkat yang terhubungpadanya. Karena digunakan bersama, diperlukan aturan main agar tidak terjaditabrakan data atau kerusakan data yangditransmisikan. Walaupun digunakan bersama namun dalam satu waktu hanya adasebuah perangkat yang dapat menggunakan bus.Struktur BusSebuah bus biasanya terdiri atas beberapasaluran. Sebagai contoh bus data terdiriatas 8 saluran sehingga dalam satu waktudapat mentransfer data 8 bit. Secara umumfungsi saluran bus dikatagorikan dalam tigabagian, yaitu saluran data, saluran alamatdan saluran kontrol, seperti Pola interkoneksi bus.15

sinyal pewaktuan dan sinyal-sinyal perintah.Sinyal pewaktuan menandakan validitasdata dan alamat, sedengkan sinyal perintahberfungsi membentuk suatu operasi. Secaraumum saluran kontrol meliputi : Memory Write, memerintahkan datapada bus akan dituliskan ke dalamlokasi alamat. Momory Read memerintahkan data darilokasi alamat ditempatkan pada busdata. I/O Write, memerintahkan data padabus dikirim ke lokasi port I/O. I/O Read, memerintahkan data dari portI/O ditempatkan pada bus data. Transfer ACK, menunjukkan data telahditerima dari bus atau data telahditempatkan pada bus. Bus Request, menunjukkan bahwamodul memerlukan kontrol bus. Bus Grant, menunjukkan modul yangmelakukan request telah diberi hakmengontrol bus. Interrupt Request, menandakan adanyapenangguhan interupsi dari modul. Interrupt ACK, menunjukkan penangguhan interupsi telah diketahui CPU. Clock, kontrol untuk sinkronisasioperasi antar modul. Reset, digunakan untuk menginisialisasi seluruh modul.Saluran data (data bus) adalah lintasan bagiperpindahan data antar modul. Secarakolektif lintasan ini disebut bus data. Umumnya jumlah saluran terkait dengan panjangword,81misalnya 8, 16, 32 saluran dengantujuan agar mentransfer word dalam sekaliwaktu

sistem komputer dalam merealisasikan aspek arsitekturalnya. Contoh aspek organisasional adalah teknologi hardware, perangkat antarmuka, teknologi memori, sistem memori, dan sinyal–sinyal kontrol. Arsitektur Komputer lebih cenderung pada kajian atribut–atribut sistem komputer yang terkait dengan seorang programmer.