ARSITEKTUR KOMPUTER

1.    PENGERTIAN

     Organisasi komputer mempelajari bagian yang terkait dengan unit-unit operasional komputer dan hubungan antara komponen sistem komputer,contoh : sinyal kontrol, prosesor, interface komputer dan peripheral, teknologi memori yang digunakan.

     Arsitektur komputer mempelajari atribut-atribut sistem komputer yang terkait dengan seorang programmer dan memiliki dampak langsung pada eksekusi logis sebuah program, contoh : set instruksi, jumlah bit yang digunakan untuk merepresentasikan bermacam-macam jenis data (misal bilangan, karakter), aritmetika yang digunakan, teknik pengalamatan, mekanisme I/O.

     Arsitektur komputer dapat bertahan bertahun-tahun tapi organisasi komputer dapat berubah sesuai dengan perkembangan teknologi. Pabrik komputer memproduksi sekelompok model komputer, yang memiliki arsitektur sama tapi berbeda dari segi organisasinya yang mengakibatkan harga dan karakteristik unjuk kerja yang berbeda.

2.    KOMPUTER SEBAGAI MULTI LEVELLevel adalah suatu tingkatan bahasa dan mesin virtual yang mencerminkan tingkat kemudahan komunikasi antara manusia sebagai pemrogram dengan komponen sirkuit elektronik dalam sebuah komputer sebagai pelaksana instruksi sebuah pemrograman. 

Level device, yaitu level dalam lingkup rekayasa elektronik. Program yang ada pada level ini adalah bahasa mesin L0 yang dapat dijalankan langsung oleh sirkuit elektronik

 

Merupakan mesin virtual M1 dengan bahasa mesin L1. Bahasa ini tidak dapat langsung diterima oleh sirkuit elektronik, tetapi diterjemahkan dulu oleh interpreter ke bahasa mesin L0. 

Merupakan mesin virtual M2 dengan bahasa mesin L2. Bahasa ini tidak dapat langsung diterima oleh sirkuit elektronik, tetapi diterjemahkan dulu oleh interpreter ke bahasa mesin L1. 

Merupakan mesin virtual Mn dengan bahasa mesin Ln. Bahasa ini tidak dapat langsung diterima oleh sirkuit elektronik, tetapi diterjemahkan dulu oleh interpreter ke bahasa mesin pada tingkatan dibawahnya. 

     Bahasa atau level yang terletak paling bawah adalah yang paling sederhana dan dapat diproses dengan cepat oleh mesin komputer, tetapi sulit untuk dipahami oleh manusia.

Bahasa atau level yang paling atas adalah yang paling rumit dan mesin akan lebih lama melakukan proses instruksinya karena memerlukan interpreter, tetapi manusia lebih mudah memahami bahasa level tersebut.

 

Level 5 ini programmer yang memberikan instruksi pada komputer tidak perlu susah-susah belajar mesin karena bahasa yang dipakai adalah bahasa tingkat tinggi yang lebih mudah dipahami manusia

Pada level 0 sampai 3 implementasinya dikerjakan oleh programmer sistem, mulai level 4 dilakukan oleh programmer aplikasi.

Level 3 merupakan level pengaturan mesin yang dilakukan oleh sebuah software sistem operasi. Dalam level ini pekerjaan-pekerjaan yang dilakukan oleh mesin diinterpretasikan secara parsial oleh sistem operasi.

Level 2 = level ISA (Instruction Set Architecture) yang berisi instruksi-instruksi dasar sebuah mesin. Biasanya terdapat pada manual book dari produk komputer suatu pabrik

Level 1 terdapat rangkaian dasar sebuah prosesor yang disebut ALU (Arithmetic Logic Unit) dan sekumpulan register yang mampu melakukan operasi-operasi logika aritmatika. Terdapat juga program mikro sebagai pengendali dan berfungsi sebagai interpreter/penerjemah untuk instruksi-instruksi dari level di atasnya.

Level 0 berisi logika-logika yang diwujudkan dalam bentuk logika gerbang, merupakan hardware sesungguhnya dari sebuah mesin. Logika digital dibentuk dalam suatu komponen analog seperti misalnya transistor ,dsb

     Pada level 1 – 3 merupakan bahasa mesin bersifat numerik. Program-program didalamnya terdiri dari deretan angka yang panjang, yang tidak menjadi masalah untuk mesin tapi merupakan persoalan untuk manusia. Mulai pada level 4 bahasa berisi kata/singkatan yang mempunyai arti bagi manusia.

Komputer dirancang sebagai suatu rangkaian level, dimana setiap level dibangun diatas level sebelumnya. Setiap level memiliki abstraksi berbeda, dengan objek-objek dan operasi yang juga berbeda.

3.    EVOLUSI KOMPUTER

     Sejak dahulu,  proses pengolahan data telah dilakukan oleh manusia. Manusia juga menemukan alat-alat mekanik dan elektronik untuk membantu manusia dalam penghitungan dan pengolahan data supaya bisa mendapatkan hasil lebih cepat.Komputer yang kita temui saat ini adalah suatu evolusi panjang dari penemuan-penemuan manusia sejak dahulu kala berupa alat mekanik maupun elektronik.

    Saat ini komputer dan piranti pendukungnya telah masuk dalam setiap aspek kehidupan dan pekerjaan.Komputer yang ada sekarang memiliki kemampuan yang lebih dari sekedar perhitungan matematik biasa. Diantaranya adalah sistem komputer di sentral telepon yang menangani jutaan panggilan dan komunikasi, jaringan komputer dan internet yang menghubungkan berbagai tempat di dunia.

Sejarah Komputer menurut generasinya adalah

- Alat Hitung Tradisional dan Kalkulator Mekanik

- Komputer Generasi Pertama

- Komputer Generasi Kedua

- Komputer Generasi Ketiga

- Komputer Generasi Keempat

- Komputer Generasi Kelima

A.  Alat Hitung Tradisional

     Yang muncul sekitar 5000 tahun yang lalu di Asia kecil dan masih digunakan di beberapa tempat hingga  saat ini dapat dianggap sebagai awal mula mesin komputasi.Alat ini memungkinkan penggunanya untuk melakukan perhitungan menggunakan biji-bijian geser yang diatur pada sebuah rak.Para pedagang di masa itu menggunakan abacus untuk menghitung transaksi perdagangan.Seiring dengan munculnya pensil dan kertas,terutama di Eropa,abacus kehilangan popularitasnya.

    Pada masa berikutnya,beberapa insinyur membuat penemuan baru lainnya.Vannevar Bush (1890-1974) membuat sebuah kalkulator untuk menyelesaikan persamaan differensial di tahun 1931.Mesin tersebut dapat menyelesaikan persamaan differensial kompleks yang selama ini dianggap rumit oleh kalangan akademisi.Mesin tersebut sangat besar dan berat karena ratusan gerigi dan poros yang dibutuhkan untuk melakukan perhitungan.Pada tahun 1903, John V. Atanasoff dan Clifford Berry mencoba membuat komputer elektrik yang menerapkan aljabar Boolean pada sirkuit elektrik.

B. Komputer Generasi Pertama

   Komputer Generasi pertama dikarakteristik dengan fakta bahwa instruksi operasi dibuat secara spesifik untuk suatu tugas tertentu. Setiap komputer memiliki program kode-biner yang berbeda yang disebut "bahasa mesin" (machine language).Hal ini menyebabkan komputer sulit untuk diprogram dan membatasi kecepatannya. Ciri lain komputer generasi pertama adalah penggunaan tube vakum (yang membuat komputer pada masa tersebut berukuran sangat besar) dan silinder magnetik untuk penyimpanan data.

C. Komputer Generasi Kedua

     Pada tahun 1948,penemuan transistor sangat mempengaruhi perkembangan komputer. Transistor menggantikan tube vakum di televisi, radio,dan komputer.Akibatnya,ukuran mesin-mesin elektrik berkurang drastis.Transistor mulai digunakan di dalam komputer mulai pada tahun 1956. Beberapa bahasa pemrograman mulai bermunculan pada saat itu. Bahasa pemrograman Common Business-Oriented Language (COBOL) dan Formula Translator (FORTRAN) mulai umum digunakan.

D. Komputer Generasi Ketiga

  Walaupun transistor dalam banyak hal mengungguli tube vakum, namun transistor menghasilkan panas yang cukup besar. Jack Kilby, seorang insinyur di Texas Instrument,mengembangkan sirkuit terintegrasi (IC: integrated circuit) di tahun 1958. IC mengkombinasikan tiga komponen elektronik dalam sebuah piringan silikon kecil yang terbuat dari pasir kuarsa.Para ilmuwan kemudian berhasil memasukkan lebih banyak komponen-komponen ke dalam suatu chip tunggal yang disebut semikonduktor.Hasilnya, komputer menjadi semakin kecil karena komponen-komponen dapat dipadatkan dalam chip.

E. Komputer Generasi Keempat

   Setelah IC,tujuan pengembangan menjadi lebih jelas yaitu mengecilkan ukuran sirkuit dan komponen- komponen elektrik.Large Scale Integration (LSI) dapat memuat ratusan komponen dalam sebuah chip. Perkembangan yang demikian memungkinkan orang-orang biasa untuk menggunakan komputer biasa.Komputer tidak lagi menjadi dominasi perusahaan-perusahaan besar atau lembaga pemerintah.

    Pada masa sekarang, kita mengenal perjalanan IBM compatible dengan pemakaian CPU: IBM PC/486,Pentium,Pentium II,Pentium III,Pentium IV (Serial dari CPU buatan Intel). Juga kita kenal AMD k6,Athlon, dsb.Ini semua masuk dalam golongan komputer generasi keempat. Seiring dengan menjamurnya penggunaan komputer di tempat kerja,cara-cara baru untuk menggali potensi terus dikembangkan.Seiring dengan bertambah kuatnya suatu komputer kecil, komputer-komputer tersebut dapat dihubungkan secara bersamaan dalam suatu jaringan untuk saling berbagi memori, piranti lunak,informasi, dan juga untuk dapat saling berkomunikasi satu dengan yang lainnya.

F. Komputer Generasi Kelima

   Mendefinisikan komputer generasi kelima menjadi cukup sulit karena tahap ini masih sangat muda.Contoh imajinatif komputer generasi kelima adalah komputer fiksi HAL9000 dari novel karya Arthur C. Clarke berjudul 2001:Space Odyssey.HAL menampilkan seluruh fungsi yang diinginkan dari sebuah komputer generasi kelima. Dengan kecerdasan buatan (artificial intelligence),HAL dapat cukup memiliki nalar untuk melakukan percapakan dengan manusia, menggunakan masukan visual, dan belajar dari pengalamannya sendiri.

G. Komputer Generasi Keenam

     Dengan Teknologi Komputer yang ada saat ini,agak sulit untuk dapat membayangkan bagaimana komputer masa depan.Dengan teknologi yang ada saat ini saja kita seakan sudah dapat “menggenggam dunia”.Dari sisi teknologi beberapa ilmuwan komputer meyakini suatu saat tercipta apa yang disebut dengan biochip yang dibuat dari bahan protein sitetis.Robot yang dibuat dengan bahan ini kelak akan menjadi manusia tiruan.

     Secara prinsip ciri-ciri komputer masa mendatang adalah lebih canggih dan lebih murah dan memiliki kemampuan diantaranya melihat,mendengar,berbicara,dan berpikir serta mampu membuat kesimpulan seperti manusia.Ini berarti komputer memiliki kecerdasan buatan yang mendekati kemampuan dan prilaku manusia.

4.    BAGAIMANA KOMPUTER BEKERJA?

     Secara umum bagan blok sistem komputer dan cara kerja komputer sebagai berikut :

A.    Sistem komputer 

B.    Cara kerja komputer

     Harddisk menyimpan data dan program yang bersifat permanen.

     RAM mengcopy data/program dari harddisk untuk diproses oleh CPUDari RAM, data atau program yang akan diolah oleh CPU tidak semua langsung diproses CPU tetapi dicopy ke cache memori untuk mengatasi kesenjangan kecepatan CPU-memori

    CPU melakukan komunikasi dengan modul I/O untuk menerima input atau menampilkan output dari proses yang dihasilkan. Output akan ditampilkan di komponen-komponen output.

5.    SISTEM KOMPUTER

     Komputer sebagai suatu sistem terdiri dari subsistem-subsistem yang saling berhubungan sehingga dapat memiliki satu tujuan dalam melaksanakan tugas yang diberikan. Subsistem tersebut :

a. Hardware (perangkat keras), Merupakan peralatan fisik dari komputer yang dapat kita lihat dan rasakan. Hardware ini terdiri dari ;

b. Software (perangkat lunak), merupakan program-program komputer yang berguna untuk menjalankan suatu pekerjaan sesuai dengan yang dikehendaki. Program tersebut ditulis dengan bahasa khusus yang dimengerti oleh komputer. Software terdiri dari beberapa jenis, yaitu ;

c. Brainware (User)

     User adalah personel-personel yang terlibat langsung dalam pemakaian komputer,seperti Sistem analis, programmer, operator, user, dll. Pada organisasi yang cukup besar, masalah komputerisasi biasanya ditangani oleh bagian khusus yang dikenal dengan bagian EDP (Electronic Data Processing), atau sering disebut dengan EDP Departemen, yang dikepalai oleh seorang Manager EDP.

6.    PROCESSOR (CPU)

7.    SKEMA KOMPUTER