Pertemuan Ke 2 Arsitek tur Dasar Komputer ARSITEKTUR KOMPUTER 1 Rahajeng Ratnaningsih, S.Kom STMIK AUB SURAKARTA Tujuan Perkuliahan 1. Menjelaskan tentang arsitektur komputer 2. Menjelaskan perbedaan utama organisasi komputer dan arsitektur komputer 3. Menjelaskan struktur dan fungsi utama komputer 4. Menjelaskan konsep dasar operasi komputer 1
Konsep Dasar Komputer Konsep awal terciptanya komputer alat hitung. Istilah komputer diambil dari bahasa latin computare menghitung bahasa inggris to compute menghitung. Secara umum komputer dapat diartikan sebagai integrasi berdasarkan program yang dapat menerima dan dikeluarkan dalam bentuk informasi. Sistem Komputer Tidak hanya hardware dan software saja ya.. Tapi juga melibatkan segi arsitektur dan organisasi (bagaimana hardware dan software saling terintegrasi) 2
Arsitektur & Organisasi 1 Arsitektur Komputer Berkaitan dengan sebuah sistem yang tampak bagi seorang user atau pemrogram Contoh: set instruksi, aritmetika yang digunakan, teknik pengalamatan, mekanisme I/O Organisasi Komputer Bagian yang terkait erat dengan unit unit operasional dan interkoneksi yang merealisasikan spesifikasi arsitektural. Contoh: teknologi hardware, perangkat antarmuka, teknologi memori, sistem memori, dan sinyal sinyal kontrol Unit Fungsional Dasar Komputer Masukan Arimetika dan Logika Memori Keluaran Kontrol 3
Unit Fungsional Dasar Komputer Input menerima informasi terkode dari operator manusia, dari peralatan elektromekanik, atau dari komputer lain melalui jalur komunikasi digital Memori tempat penyimpanan Informasi yang diterima, yang akan digunakan untuk referensi selanjutnya atau segera digunakan oleh sirkuit aritmatika dan logika untuk melakukan operasi yang diinginkan. Langkah pengolahan ditentukan oleh program yang tersimpan dalam memori Unit Fungsional Dasar Komputer Output hasil informasi/data yang telah diolah komputer akan dikirim kembali ke dunia luar 4
Instruksi dalam Sistem Komputer Informasi yang ditangani oleh suatu komputer instruksi atau data. Instruksi, atau instruksi mesin, adalah perintah eksplisit yang Mengarahkan transfer informasi dalam komputer dan antar komputer dan peralatan I/Onya Menetapkan operasi aritmatika dan logika yang akan dilaksanakan Program Daftar instruksi yang melakukan suatu tugas disebut program. Biasanya disimpan dalam memori. Prosesor mengambil instruksi yang membentuk suatu program dari memori, satu demi satu, dan melaksanakan operasi yang diinginkan. Komputer sepenuhnya dikontrol oleh program yang tersimpan tersebut, kecuali adanya kemungkinan interupsi eksternal oleh operator atau oleh peralatan I/O yang terhubung ke mesin tersebut 5
Unit Input Komputer menerima informasi terkodekan melalui unit input, yang membaca data tersebut. Yang paling terkenal keyboard. Kapanpun suatu tombol ditekan, huruf atau digit yang sesuai secara otomatis ditranslasikan menjadi kode biner yang tepat dan ditransmisikan melalui suatu kabel ke memori atau ke prosesor. Jenis peralatan input lain joystick, trackball, dan mouse. Peralatan tersebut seringkali digunakan sebagai peralatan input grafik dalam hubungan dengan display. Mikrofon dapat digunakan untuk menangkap input audio yang kemudian disample dan dikonversi menjadi kode digital untuk penyimpanan dan pengolahan. Unit Memori Fungsi untuk menyimpan program dan data. Program harus disimpan dalam memori tersebut pada saat dieksekusi. Memori tersebut berisi sejumlah besar sel penyimpanan semikonduktor, yang masing-masing mampu menyimpan satu bit informasi. Program harus berada di memori selama eksekusi. Instruksi dan data dapat ditulis ke dalam memori atau dibaca dari memori di bawah kontrol prosesor. Sangatlah penting untuk dapat mengakses tiap lokasi word dalam memori secepat mungkin. 6
Unit Aritmatika dan Logika contoh umum: Dua bilangan yang berada dalam memori ditambahkan. Bilangan tersebut di bawa ke prosesor, dan penambahan yang sesungguhnya dilakukan oleh ALU. Jumlah tersebut kemudian disimpan dalam memori atau tetap dalam prosesor untuk segera digunakan. Operasi aritmatika atau logika yang lain, misalnya, perkalian, pembagian, atau perbandingan bilangan, diawali dengan membawa operand yang diperlukan ke prosesor, di mana operasi tersebut dilakukan oleh ALU. Pada saat operand dibawa ke prosesor, operand tersebut disimpan dalam elemen penyimpanan kecepatan tinggi yang disebut register. Tiap register dapat menyimpan satu word data. Waktu akses ke register lebih cepat daripada waktu akses ke unit cache tercepat dalam hierarki memori. Unit Kontrol Unit memori, aritmatika dan logika, dan input dan output menyimpan dan mengolah informasi dan melakukan operasi input dan output. Operasi unit-unit tersebut harus dikoordinasi dengan beberapa cara. Kooordinasi adalah tugas dari unit kontrol. Unit kontrol secara efektif merupakan pusat saraf yang mengirim sinyal kontrol ke unit lain dan mengetahui keadaan unit tersebut. Transfer I/O yang terdiri dari operasi input dan output, dikontrol oleh instruksi progran I/O yang mengidentifikasi peralatan yang terlibat dan informasi yang ditransfer. Akan tetapi sinyal timing aktual yang mengatur transfer dibangkitkan oleh sirkuit kontrol. Sinyal timing adalah sinyal yang menentukan kapan suatu aksi tertentu dilakukan. Transfer data antara proses set dan memori juga dikontrol oleh unit kontrol melalui sinyal timing. 7
Unit Output Unit output adalah pasangan unit input. Fungsi untuk mengirimkan hasil yang telah diproses ke dunia luar. Contoh yang paling umum dari peralatan tersebut adalah printer. Printer menggunakan mechanical head impact, inkjet stream, atau teknik fotokopi, seperti dalam printer laser. untuk melakukan pencetakan. Beberapa unit, seperti display grafik, menyediakau fungsi output dan fungsi input. Peranan ganda unit tersebut merupakan alasan penggunaan istilah tunggal unit I/O dalam banyak hal. INTI dari Operasi Komputer Komputer menerima informasi dalam bentuk program dan data melalui unit input dan menyimpannya dalam memori. Informasi yang disimpan dalam memori diambil, di bawah kontrol program, ke unit aritmatika dan logika, di mana informasi tersebut diproses. Informasi yang terproses meninggalkan komputer melalui unit output. Semua kegiatan di dalam mesin tersebut diarahkan oleh unit kontrol. 8
Struktur & Fungsi Komputer Struktur adalah sistem yang berinteraksi dengan cara tertentu dengan dunia luar. Fungsi adalah operasi dari masing-masing komponen yang merupakan bagian dari struktur 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. Terdapat empat struktur utama dalam komputer: Central Processing Unit (CPU), berfungsi sebagai pengontrol operasi komputer dan pusat pengolahan fungsi fungsi komputer. Memori Utama, berfungsi sebagai penyimpan data. I/O, berfungsi memindahkan data ke lingkungan luar atau perangkat lainnya. System Interconnection, merupakan sistem yang menghubungkan CPU, memori utama dan I/O. 9
Struktur - Top Level Struktur - CPU 10
Struktur Unit Kontrol Fungsi Fungsi dari komputer adalah : Fungsi Operasi Pengolahan Fungsi Operasi Penyimpanan Fungsi Operasi Pemindahan Fungsi Operasi Kontrol 11
Gambar Fungsi Gambar dari Fungsi Komputer Storage Movement Apparatus Control Mechanism Processing Gambar Operasi Komputer 12
Operasi (1) Fungsi Operasi Pemindahan Contoh : keyboard ke screen Storage Movement Apparatus Control Mechanism Processing Operasi (2) Fungsi Operasi Penyimpanan contoh : Internet download to disk Storage Movement Apparatus Control Mechanism Processing 13
Operasi (3) Proses dari/ke unit penyimpanan Contoh : Updating bank statement Storage Movement Apparatus Control Mechanism Processing Operasi (4) Proses dari unit penyimpanan ke I/O Contoh : Printing a bank statement Storage Movement Apparatus Control Mechanism Processing 14
Tingkat-tingkat Abstraksi Orkom Application S/W MS Word computer as electronic type-writer MS Excel computer as electronic calculator System S/W Compilers computer as translator (source to executable program) Operating Systems computer as machine that executes programs, stores files, prints content of files to printers, communicate with other computers Instruction Set What basic operations can be carried out What, where, and how data can be stored & retrieved in/from memory How can data be exchanged to the outside world Computer H/W The 5 components: path, Control, Memory, Input, Output Kesimpulan 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. Organisasi Komputer adalah bagian yang terkait erat dengan unit unit operasional dan interkoneksi antar komponen penyusun sistem komputer dalam merealisasikan aspek arsitekturalnya. 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. Struktur internal CPU meliputi: Control Unit, Aritmetic And Logic Unit (ALU), Register, CPU Interkoneksi. Fungsi dasar sistem komputer adalah Fungsi Operasi Pengolahan, Penyimpanan, Fungsi Operasi Pemindahan, Fungsi Operasi Kontrol. 15