Pengantar orkom

BAB 1
PENGANTAR ORGANISASI KOMPUTER
1.1. Pendahuluan
Komputer adalah mesin penghitung elektronik yang cepat dan dapat menerima
informasi input digital, kemudian memprosesnya sesuai dengan program yang
tersimpan di memorinya, dan menghasilkan output berupa informasi. Komputer terdiri
dari beberapa komponen utama seperti Prosesor atau sering disebut juga dengan CPU,
Unit memori, unit I/O, dan sistem bus. Setiap komponen memiliki fungsi
masing-masing dan saling bekerja sama satu dengan lainnya untuk menyelesaikan suatu
pekerjaan.
Pada bab I ini akan dibahas mengenai struktur dan fungsi komputer, fungsi
masing-masing komponen utama dalam suatu komputer, dan hubungan antara
komponen yang satu dengan komponen yang lainnya.
1.2. Tujuan Khusus:
Setelah selesai mempelajari bab ini, diharapkan Mahasiswa dapat :
• Menjelaskan tentang struktur dan fungsi komputer
• Menjelaskan tentang fungsi masing-masing komponen utama suatu komputer
dan hubungan komponen yang satu dengan komponen yang lainnya.
• Menjelaskan tentang organisasi komputer dan perbedaan yang mendasar antara
organisasi komputer dengan arsitektur komputer.
• Menjelaskan konsep dasar operasi komputer
1.3. Sistem Komputer
Komputer berasal dari bahasa latin computare yang mengandung arti menghitung.
Karena luasnya bidang garapan ilmu komputer, para pakar dan peneliti sedikit berbeda
dalam mendefinisikan termininologi komputer. Berikut ini beberapa definis komputer:
• Menurut Hamacher[1], komputer adalah mesin penghitung elektronik yang
1.1
cepat dan dapat menerima informasi input digital, kemudian memprosesnya
sesuai dengan program yang tersimpan di memorinya, dan menghasilkan output
berupa informasi.
• Menurut Blissmer[2], komputer adalah suatu alat elektonik yang mampu
melakukan beberapa tugas sebagai berikut:
- Menerima input
- Memproses input tadi sesuai dengan programnya
- Menyimpan perintah-perintah dan hasil dari pengolahan
- Menyediakan output dalam bentuk informasi
• Sedangan Fuori[3] berpendapat bahwa, komputer adalah suatu pemroses data
yang dapat melakukan perhitungan besar secara cepat, termasuk perhitungan
aritmetika dan operasi logika, tanpa campur tangan dari manusia.
1.4. Penggolongan Komputer
Komputer dapat dibedakan berdasarkan: data yang diolahnya, penggunaannya,
kapasitas/ukurannya, dan berdasarkan teknologi hardware yang digunakannya.
Berdasarkan data yang diolahnya, komputer dapat digolongkan atas :
• Komputer Analog
• Komputer Digital
• Komputer Hybrid.
Sedangkan berdasarkan penggunaanya, komputer dapat digolongkan atas :
• Komputer Untuk fungsi khusus (Special Purpose Computer), atau untuk satu
fungsi (single purpose). Contohnya seperti peralatan embedded system.
• Komputer Untuk fungsi umum (General Purpose Computer) atau untuk banyak
fungsi (multi purpose). Contohnya seperti PC dan Laptop.
Berdasarkan kapasitasnya/ukurannya, komputer dapat digolongkan atas:
• Komputer Mikro (Micro Computer)
• Komputer Mini (Mini Computer)
• Komputer Kecil (Small Computer)
• Komputer Menengah (Medium Computer)
1.2
• Komputer Besar (Large Computer)
• Komputer Super (Super Computer) .
Berdasarkan Teknologi hardware yang digunakkannya, komputer dapat dibedakan atas:
• Komputer Generasi Pertama (1946-1959)
• Komputer Generasi Kedua (1959-1964)
• Komputer Generasi Ketiga (1964-1970)
• Komputer Generasi Keempat (1979-sekarang)
• Komputer Generasi Kelima (sekarang dan masa yang akan datang).
1.5. 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, sistem memori, dan sinyal-sinyal kontrol. Sebagai contoh
apakah instruksi pengalamatan tersebut akan diimplementasikan secara langsung
ataukah melalui mekanisme cache adalah kajian organisasional. Gambar 1.1
memperlihatkan contoh suatu organisasi dari komputer yang sederhana dengan satu
CPU dan dua perangkat I/O.
Gambar 1.1 Organisasi komputer dengan satu CPU dan dua peralatan I/O
1.3
1.6. Perbedaan antara Orkom dan Arkom
Dalam menjelaskan sistem komputer, sering diperlukan pembedaan antara arsitektur
komputer dengan organisasi komputer. Walaupun sulit untuk mendapatkan definisi yang
tepat bagi kedua istilah ini, terdapat sebutah konsensus tentang bidang-bidang yang
dicakup oleh masing-masing istilah tersebut ( misalnya, lihat [VRAN80], [SIEW82],
dan [BELL78a] ).
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, sistem memori, dan sinyal-sinyal kontrol.
Sedangkan Arsitektur Komputer (Arkom) lebih cenderung pada kajian atribut-atribut
sistem komputer yang terkait dengan seorang programer. 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. Atau apakah suatu komputer perlu memiliki instruksi
perkalian merupakan masalah rancangan arsitektural. Apakah instruksi tersebut akan
diimplementasikan oleh unit perkalian khusus atau oleh sebuah mekanisme yang
memakai pengulangan unit penambah merupakan masalah organisasional. Keputusan
organisasional dapat didasarkan pada frekuensi penggunaan instruksi perkalian,
kecepatan relatif dua buah pendekatan, dan harga serta ukuran fisik unit perkalian
tersebut.
Secara historis, dan masih tetap berlangsung hingga saat ini, perbedaan antara
arsitektur dan organisasi merupakan hal yang penting. Banyak pabrik komputer
menawarkan sekelompok model komputer, yang semuanya memiliki arsitektur yang
sama namun berbeda dalam segi organisasinya. Sebagai akibatnya, model-model yang
berbeda akan mempunyai harga dan karakteristik untuk kerja yang berbeda. Selain itu,
suatu arsitektur dapat bertahan selama bertahun-tahun namun organisasinya dapat
berubah sesuai dengan perkembangan teknologi. Contoh penting dari kedua fenomena
ini adalah arsitektur IBM system/370. Arsitektur ini diperkenalkan untuk pertama
1.4
kalinya pada tahun 1970 dan meliputi sejumlah model. Pengguna yang memiliki
kebutuhan yang sederhana dapat membeli sebuah model yang murah dan lambat, bila
kemudian kebutuhannya meningkat, maka model tersebut dapat di-upgrade menjadi
model yang lebih mahal dan lebih cepat tanpa perlu mengganti software sebelumnya
yang telah terlanjur dipakai.
Dalam beberapa tahun, IBM telah membuat beberapa model baru yang
menggunakan teknologi yang telah ditingkatkan untuk mengganti model lama. Model
baru ini menawarkan kecepatan yang lebih baik, harga yang lebih murah, atau keduanya
kepada pelanggan. Model baru ini mempertahankan arsitektur yang sama sehingga
modal pelanggan yang telah ditanamkan untuk software dapat dilindungi. Arsitektur
system/370 dengan sedikit penyempurnaan dapat bertahan hingga saat ini dan
mempertahankan dirinya sebagai produk berbendera IBM.
Di dalam kelas sistem yang disebut mikrokomputer, hubungan antara rancangan
organisaional dan arsitekrural sangat dekat. Perubahan teknologi tidak hanya
berpengaruh pada organisasi namun juga pada hasil yang terjadi pada arsitekrural yang
lebih baik dan lebih kaya. Umumnnya, terdapat sedikit persyaratan bagi kompatibilitas
antara generasi yang satu ke generasi lainnya pada mesin-mesin kecil itu. Dengan
demikian, terdapat pengaruh yang lebih kuat antara keputusan rancangan organisasional
dan arsitekrural. Sebuah contoh yang menarik tentang masalah ini adalah reduced
instruction set computer (RISC).
1.7. Struktur dan Fungsi Komputer
Struktur merupakan cara komponen-komponen saling terkait. Sedangkan Fungsi
merupakan operasi masing-masing komponen sebagai bagian dari struktur. Untuk lebih
detail tentang struktur dan fungsi komputer dapat dilihat dari penjelasan berikut ini.
1.7.1. Struktur Komputer
Komputer adalah sebuah sistem yang berinteraksi dengan cara tertentu dengan dunia
luar. Interaksi dengan dunia luar dilakukan melalui perangkat peripheral dan saluran
komunikasi. Struktur merupakan cara komponen-komponen saling terkait. Suatu sistem
komputer terdiri atas empat komponen utama yaitu:
1.5
• Prosesor atau Central Processing Unit (CPU), berfungsi sebagai pengontrol
operasi komputer dan pusat pengolahan fungsi-fungsi komputer. Kesepakatan,
CPU cukup disebut sebagai processor (prosesor) saja.
• Unit memori , berfungsi sebagai penyimpan data.
• Perangkat I/O, berfungsi memindahkan data ke dan dari lingkungan luar atau
perangkat lainnya.
• System Interkoneksi, yang menghubungkan berbagai komponen pada sistem
komputer seperti CPU, memori utama dan I/O.
Struktur komputer dan blok diagram komputer yang memperlihatkan
komponen-komponen utama dari sistem komputer diperlihatkan pada Gambar 1.2. dan
Gambar 1.3.
Gambar 1.2. Struktur dari komputer personal atau PC
Gambar 1.3. Blok diagram sederhana dari system komputer
1.6
1.7.2. Fungsi Komputer
Fungsi merupakan operasi masing-masing komponen sebagai bagian dari struktur. Pada
dasarnya fungsi komputer adalah :
1. Fungsi operasi pengolah data (Data processing)
2. Fungsi operasi penyimpanan data (Data storage)
3. Fungsi operasi pemindahan data ( Data movement)
4. Fungsi operasi kontrol (Control)
Gambar 1.4. Fungsi Komputer
Gambar 1.4. menjelaskan fungsi-fungsi dasar dimana sebuah komputer dapat dibentuk.
Komputer harus dapat memproses data. Jenis data dapat bervariasi sekali, dan range
kebutuhan pengolahnnyapun sangat luas sekali. Namun nanti kita akan mengetahui
bahwa hanya terdapat beberapa metode atau jenis penting daripada pengolahan data.
Disamping itu sangatlah penting penting bahwa komputer harus dapat menyimpan
data. Walaupun komputer hanya memproses data untuk keperluan dalam waktu yang
pendek (misalnya, data masuk dan diproses, dan hasilnya akan segera dikirimkan),
komputer harus dapat menyimpan secara sementara sedikitnya potongan data yang
sendang dikerjakan oleh komputer pada suatu saat. Jadi, sedikitnya terdapat fungsi
penyimpan data dalam selang waktu pendek. File-file data disimpan di dalam komputer
untuk dapat dicari dan diperbaharui.
Komputer harus dapat memindahkan data antara dirinya dengan dunia luar.
Lingkungan pengoperasian komputer terdiri dari perangkat yang melayani sumber data
atau tempat tujuan data. Ketika data diterima dari atau dikirimkan ke sebuah perangkat
yang terhubung langsung dengan komputer, maka proses itu dikenal sebagai
input-output (I/O), dan perangkat tersebut dikenal sebagai peripheral. Pada saat data
dipindahkan ke jarak yang cukup jauh, atau dari remote device, proses tersebut dikenal
1.7
sebagai komunikasi data.
Terakhir, harus terdapat kontrol bagi ketiga fungsi ini. Akhirnya, kontrol ini dilatih
oleh individual yang menyediakan komputer dengan instruksi-instruksi. Di dalam
sistem komputer, sebuah unit kontrol mengatur sumber daya komputer dan
mengendalikan unjuk kerja bagian-bagian fungsional dalam memberikan respons
terhadap instruksi-instruksi tersebut.
(a)
(b)
(c)
(d)
Gambar 1.5. Operasi-Operasi Komputer
1.8
Gambar 1.5. (a), (b), (c) dan (d) memperlihatkan operasi-operasi yang berkaitan
dengan fungsi-fungsi komputer yang telah disebutkan diatas. Dimana Gambar (a)
memperlihatkan fungsi pemindahan data dari keyboard ke layar monitor. Gambar (b)
memperlihatkan fungsi penyimpanan data (proses download dari internet), dan Gambar
bagian (c) dan (d) merupakan pengolahan data (updating dan cetak).
Rangkuman
1. Komputer adalah sebuah mesin elektronik yang secara cepat menerima informasi
masukan digital dan mengolah informasi tersebut menurut seperangkat instruksi
yang tersimpan dalam komputer dan menghasilkan keluaran informasi yang
dihasilkan setelah diolah.
2. Organisasi Komputer adalah bagian yang terkait erat dengan unit–unit operasional
dan interkoneksi antar komponen penyusun sistem komputer dalam merealisasikan
aspek arsitekturalnya.
3. Arsitektur Komputer lebih cenderung pada kajian atribut–atribut sistem komputer
yang terkait dengan seorang programmer. Struktur internal komputer meliputi:
Central Processing Unit (CPU), Memori Utama, I/O, Sistem Interkoneksi.
4. Struktur internal CPU meliputi: Control Unit, Aritmetic And Logic Unit (ALU),
Register, CPU Interkoneksi.
5. Fungsi dasar sistem komputer adalah Fungsi Operasi Pengolahan Data, Penyimpanan
Data, Fungsi Operasi Pemindahan Data, Fungsi Operasi Kontrol.
Soal-Soal
1. Jelaskan perbedaan utama Organisasi Komputer dan Arisitektur Komputer? Beri
Contohnya.
2. Gambarkan Struktur Top Level komputer dan jelaskan masing-masing fungsi?
3. Gambarkan Struktur Central Processing Unit dan jelaskan masing-masing fungsi?
4. Gambarkan operasi-operasi komputer dan jelaskan masing-masing fungsi?
1.9