Pertemuan 5 ARSITEKTUR KOMPUTER. Arsitektur Sistem Komputer

Transkripsi

1 Arsitektur Sistem Komputer Pertemuan 5 ARSITEKTUR KOMPUTER Arsitektur Komputer adalah konsep perencanaan dan struktur pengoperasian dasar dari suatu sistem komputer. Arsitektur komputer ini merupakan rencana cetak-biru dan deskripsi fungsional dari kebutuhan bagian perangkat keras yang didesain (kecepatan proses dan sistem interkoneksinya). Dalam hal ini, implementasi perencanaan dari masing masing bagian akan lebih difokuskan terutama, mengenai bagaimana CPU akan bekerja, dan mengenai cara pengaksesan data dan alamat dari dan ke memori cache, RAM, ROM, cakram keras, dll). Beberapa contoh dari arsitektur komputer ini adalah arsitektur von Neumann, CISC, RISC, blue Gene, dll. Arsitektur komputer juga dapat didefinisikan dan dikategorikan sebagai ilmu dan sekaligus seni mengenai cara interkoneksi komponen-komponen perangkat keras untuk dapat menciptakan sebuah komputer yang memenuhi kebutuhan fungsional, kinerja, dan target biayanya. Arsitektur komputer ini paling tidak mengandung 3 sub-kategori: Set instruksi(isa) Arsitektur mikro dari ISA, dan Sistem desain dari seluruh komponen dalam perangkat keras komputer ini. Pada sistem komputer yang lebih maju, arsitekturnya lebih kompleks. Untuk meningkatkan performa, digunakan beberapa buah bus. Tiap bus merupakan jalur data antara beberapa device yang berbeda. Dengan cara ini RAM, Prosesor, GPU (VGA AGP) dihubungkan oleh bus utama berkecepatan tinggi yang lebih dikenal dengan nama FSB (Front Side Bus). Sementara perangkat lain yang lebih lambat dihubungkan oleh bus yang berkecepatan lebih rendah yang terhubung dengan bus lain yang lebih cepat sampai ke bus utama. Untuk komunikasi antar bus ini digunakan sebuah bridge. CPU Alat Proses adalah CPU (Central Prosesing Unit) yang merupakan unit proses utama dan terpenting dalam komputer yang mengendalikan seluruh proses pengolahan data mulai dari membaca data dari peralatan input, mengolah atau memproses sampai pada mengeluarkan informasi (Output) ke peralatan Output. CPU terdiri dari tiga bagian fungsional: ALU (Arithmetic Logical Unit) Berisi kumpulan dar Fast Register yang dikenal dengan GRPS (General Purpose Register). Register ini mengerjakan operasi perhitungan aritmatika dan logika. CU (Control Unit) berfungsi untuk melakukan pengendalian semua peralatan lainya. Register berfungsi menyimpan data sementara yang akan diproses di ALU. 1

2 OPERASI pada ALU Arithmetic / Logic Unit Elemen Pemroses Aritmetic/Logic Unit atau ALU adalah elemen pemroses primer dalam suatu komputer. Data dalam suatu unit dapat dikonversikan dalam suatu bentuk tertentu atau dirubah dalam suatu nilai yang tergantung pada jenis operasi yang dilakukan. Sebagian ALU dapat mengerjakan operasi aritmatika dasar seperti pejumlahan, pengurangan, perkalian dan pembagian pada bilangan bilangan integer. Sebagian ALU juga mampu melakukan operasi lojik seperti AND, OR dan INVERT. Beberapa ALU menyediakan kemampuan tambahan untuk memproses bilangan dalam format desimal maupun floating-point. Diantara unit-unit yang sudah maju juga mampu mengerjakan operasi trigonometri & operasi eksponensial. Processor PROCESSOR Processor yaitu sebuah Chip yang merupakan otak pemroses dan pusat pengendali berbagai perangkat lain sehingga komputer dapat bekerja satu dengan lainya. Ukuran Processor adalah MHz (Mega Hertz) yaitu hitungan kecepatan dalam mengolah data/informasi Beberapa jenis processor: Prosesor Pentum I 75 MHz 200 MHz dst Prosesor Pentium II 300 MHz 450 MHz dst.. Prosesor Pentium III 650 MHz 950 MHz dst. Prosesor Pentium 4 1,3 GMHz 3.0 GHz dst. Merek prosesor antara lain: INTEL, AMD. IBM dll. Perkembangan Processor PC didesain berdasar generasi-generasi CPU (processor) yang berbeda. Intel bukan satu-satunya perusahaan yang membuat CPU, meskipun yang menjadi pelopor diantara yang lain. Pada tiap generasi yang mendominasi adalah chip-chip Intel, tetapi pada generasi kelima terdapat beberapa pilihan selain chip Intel. GENERASI 1 (Processor 8088 dan 8086) Processor 8086 (1978) merupakan CPU 16 bit pertama Intel yang menggunakan bus sistem 16 bit. Tetapi perangkat keras 16 bit seperti motherboard saat itu terlalu mahal, dimana komputer mikro 8 bit merupakan standart. Pada 1979 Intel merancang ulang CPU sehingga sesuai dengan perangkat keras 8 bit yang ada. PC pertama (1981) mempunyai CPU 8088 ini merupakan CPU 16 bit, tetapi hanya secara internal. Lebar bus data eksternal hanya 8 bit yang memberi kompatibelan dengan perangkat keras yang ada. GENERASI 2 Processor (1982) juga merupakan prosessor 16 bit. Prosessor ini mempunyai kemajuan yang relatif besar dibanding chip-chip generasi pertama. Frekuensi clock ditingkatkan, tetapi perbaikan yang utama ialah optimasi penanganan perintah. 286 menghasilkan kerja lebih banyak tiap tik clock daripada 8088/8086. GENERASI 3 Processor DX 386 diluncurkan 17 Oktober merupakan CPU 32 bit pertama. Dari titik pandang PC DOS tradisional, bukan sebuah revolusi. 286 yang bagus bekerja secepat 386SX pertamawalaupun menerapkan mode 32 bit merupakan CPU pertama berunjuk kerja baik dengan Windows versi- versi awal.. Processor 80386SX Chip ini merupakan chip yang tidak lengkap yang sangat terkenal dari 386DX. Prosessor ini hanya mempunyai bus data eksternal 16 bit berbeda dengan DX yang 32 bit. Juga, SX hanya mempunyai jalur alamat 24. Oleh karena itu, prosessor ini hanya dapat mengalamati maksimum RAM 16 MB. Prosessor ini bukan 386 yang sesungguhnya, tetapi motherboard yang lebih murah membuatnya sangat terkenal. GENERASI 4 Processor DX dikeluarkan 10 April 1989 dan bekerja dua kali lebih cepat dari pendahulunya. Hal ini dapat terjadi karena penanganan perintah-perintah x86 yang lebih cepat, lebih-lebih pada mode RISC. Pada saat yang sama kecepatan bus dinaikkan, tetapi 386DX dan 486DX merupakan chip 32 bit. Sesuatu yang baru dalam 486 ialah menjadikan satu math coprocessor/prosesor pembantu matematis. GENERASI 5 Pentium Classic (P54C) Chip ini dikembangkan oleh Intel dan dikeluarkan pada 22 Maret Prosessor Pentium merupakan super scalar, yang berarti prosessor ini dapat menjalankan lebih dari satu perintah tiap tik clock. Prosessor ini menangani dua perintah tiap tik, sebanding dengan dua buah 486 dalam satu chip. Terdapat perubahan yang besar dalam bus sistem : lebarnya lipat dua menjadi 64 bit dan kecepatannya meningkat menjadi 60 atau 66 MHz. Cyrix 6x86 Chip dari perusahaan Cyrix yang diperkenalkan 5 Februari 1996 ini merupakan tiruan Pentium yang murah. 2

3 AMD (Advanced Micro Devices) Pentium-pentium AMD seperti chip-chip yang ditawarkan oleh Intel bersaing dengan ketat. AMD menggunakan teknologiteknologi mereka sendiri. Oleh karena itu, prosesornya bukan merupakan clone-clone. AMD mempunyai seri sebagai berikut : - K5, dapat disamakan dengan Pentium-pentium Classic (dengan cache L1 16 KB dan tanpa MMX). - K6, K6-2, dan K6-3 bersaing dengan Pentium MMX dan Pentium II. - K7 Athlon, Agustus 1999, tidak kompatibel dengan Socket 7. Pentium MMX (P55C) Pentium-pentium P55C diperkenalkan 8 Januari MMX merupakan kkumpulan perintah baru ( 57 integer baru, 4 jenis data baru dan 8 register 64 bit), yang menambah kemampuan CPU tersebut. Perintah-perintah MMX dirancang untuk program-program multimedia. Pemrogram dapat menggunakan perintahperintah ini dalam program-programnya. Hal ini akan memberikan perbaikan dalam menjalankan program. IDT Winchip IDT merupakan perusahaan yang lebih kecil yang menghasilkan CPU seperti Pentium MMX dengan harga murah. WinChip C6 pertama IDT diperkenalkan pada Mei AMD K6-2 Versi model 8 berikutnya K6 mempunyai nama sandi Chomper. Prosessor ini pada 28 Mei 1998 dipasarkan sebagai K6-2, dan seperti versi model 7 K6 yang asli, dibuat dengan teknologi 0.25 mikron. Chip-chip ini bekerja hanya dengan 2.2 voltage. Chip ini berhasil menjadi saingan Pentium II Intel. GENERASI 6 Pentium Pro Pengembangan Pentium Pro dimulai 1991, di Oregon. Diperkenalkan pada 1 November, Pentium Pro merupakan prosessor RISC murni, dioptimasi untuk pemrosesan 32 bit pada Windows NT atau OS/2. Fitur yang baru ialah bahwa cache L2 yang menjadi satu Chip raksasa, dengan chip empat persegi panjang dan Socket-8nya. Unit CPU dan cache L2 merupakan unit yang terpisah di dalam chip ini. Pentium II Pentium Pro Klamath merupakan nama sandi prosessor puncak Intel. Prosessor ini mengakhiri seri Pentium Pro yang sebagian terdapat pengurangan dan sebagaian terdapat perbaikan. Diperkenalkan 7 Mei Pentium-II Celeron Awal 1998 Intel mempunyai masa yang sulit dengan Pentium Pro II yang agak mahal. Banyak pengguna membeli AMD K6-233M, yang menawarkan unjuk kerja sangat baik pada harga yang layak. Maka Intel membuat merek CPU baru yang disebut Celeron. Prosesor ini sama dengan Pnetium II kecuali cache L2 yang telah dilepas. Prosessor ini dapat disebut Pentium II-SX. Pada 1998 Intel mengganti Pentium MMX-nya dengan Celeron pertama. Kemudian rancangannya diperbaiki. Pentium-II Celeron A : Mendocino Bagian yang menarik dari cartridge baru dengan 128 KB cache L2 di dalam CPU. Hal ini memberikan unjuk kerja yang sangat baik, karena cache L2 bekerja pada kecepatan CPU penuh. Celeron 300A merupakan sebuah chip dalam kartu : Pentium-II Celeron PPGA : Socket 370 Socket 370 baru untuk Celeron. Prosessor 400 dan 366 MHz (1999) tersedia dalam plastic pin grid array (PPGA). Socket PGA370 terlihat seperti Socket 7 tradisional.yang mempunyai 370 pin. Pentium-II Xeon Pada 26 Juali 1998 Intel mengenalkan cartridge Pentium II baru yang diberi nama Xeon. Ditujukan untuk server dan pemakai highend. AMD K6-3 AMD K6-3 merupakan model 9 dengan nama sandi Sharptooth, yang mungkin memiliki cache tiga tingkat 3

4 Pentium III Katmai CPU P6 pertama dari Intel ialah Pentium Pro. Kemudian didapatkan PentiumII dalam pelbagai jenis. Dan yang terakhir adalah Pentium III. Maret 1999 Intel mengenalkan kumpulan MMX2 baru yang ditingkatkan untuk perintah grafis (diantaranya 70 buah). Perintah ini disebut Katmai New Instructions (KNI) /Perintah Baru Katmai atau SSE. Perintah ini ditujukan untuk meningkatkan unjuk kerja game 3D seperti teknologi 3DNow! AMD. Katmai memasukkan double precision floating-point single instruction multiple data / floating point dengan ketelitian ganda satu perintah banyak data (atau DPFS SIMD untuk singkatnya) yang bekerja dalam delapan register 128 bit. GENERASI 7 AMD K-7 Athlan Processor AMD utama yang sangat menggemparkan Athlon (K7) diperkenalkan Agustus Tanggapan Intel (nama sandi Foster) tidak dapat diharapkan hingga akhir tahun Dalam bulan-bulan pertama, pasar menanggapi Athlan sangat positif. Nampaknya (seperti yang diharapkan) untuk mengungguli Pentium III pada frekuensi clock yang sama. Model dasar komunikasi dapat juga menjadi dasar bagi diagram yang menunjukan cara data dikomunikasikan melalui komputer. KOMUNIKASI & JARINGAN KOMPUTER Jaringan komunikasi data adalah pergerakan data dan informasi yang dikodekan dari suatu titik ke titik lain melalui peralatan listrik atau elektromagnetik, kabel serat optik (fiber optic cables), atau sinyal gelombang mikro (microwave signals). Istilah-istilah lain yang digunakan adalah teleprocessing, telekomunikasi, telecom dan datacom. Gambar berikut ini menunjukanan sekema dasar Jaringan komputer. Ini adalah bentuk komunikasi komputer yang paling sederhana. Satu terminal dihubungkan dengan satu komputer. Diagram ini berbeda dari model dasar komunikasi dalam hal komunikasi dapat mengalir bolak-balik. Terminal dapat menajadi pengirim dan komputer menjadi penerima atau sebaliknya. Jenis-jenis Jaringan Komputer Semua peralatan Jaringan komputer yang saling berhubungan dikenal sebagai jaringan (network). Jaringan komputer dapat berupa jaringan luas wide area network (WAN), jaringan setempat local area network (LAN) atau kombinasi keduanya. Seperti halnya komunikasi antar manusia. Pesan komputer harus bergerak melalui suatu saluran. Banyak teknologi digunakan dalam jaringan komputer tetapi yang paling umum adalah sirkuit telephone yang sama seperti yang digunakan dalam komunikasi suara. Satu sambungan telephone standar dapat menyediakan 24 saluran. Agar sirkuit telephone dapat digunakan untuk Jaringan komputer. Peralatan khusus harus disertakan pada tiap ujung saluran. Alat ini dinamakan modulasidemodulasi (modem). Modem mengubah sinyal-sinyal elektronik dari peralatan komputer (terminal dan komputer) menjadi sinyal-sinyal elektronik dari sirkuit telephone dan sebaliknya. Wide area Network (WAN) meliputi area geografis yang luas dengan beragam fasilitas komunikasi seperti jasa telephone jarak jauh, transmisi satelit dam kabel bawah laut. WAN umumnya melibatkan host komputer dan bersgsm jenis perangkat keras dan perangkat lunak komunikasi. Contoh WAN adalah jaringan perbankan antar daerah dan sistem pemesanan penerbangan. 4

5 Local Area Network (LAN) meliputi area terbatas, namun perbedaan ini mulai berubah dengan semakin meluasnya ruang lingkup cakupan LAN. LAN umumnya menghubungkan hingga ratusan komputer mikro yang semuanya berlokasi di area geografis yang relatif kecil, seperti suatu gedung atau beberapa gedung yang berdekatan. Perusahaan tertarik pada LAN karena LAN memungkinkan beberapa pemakai berbagi perangkat lunak, data dan peralatan TUGAS 5