Pertemuan Ke 2 Arsitektur Dasar Komputer

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
Arimetika
dan
Logika
Masukan
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 Data
Fungsi Operasi Penyimpanan Data
Fungsi Operasi Pemindahan Data
Fungsi Operasi Kontrol
11
Gambar Fungsi
Gambar dari Fungsi Komputer
Data
Storage
Facility
Data
Movement
Apparatus
Control
Mechanism
Data
Processing
Facility
Gambar Operasi Komputer
12
Operasi (1)
Fungsi Operasi Pemindahan Data
Contoh : keyboard ke screen
Data
Movement
Apparatus
Data
Storage
Facility
Control
Mechanism
Data
Processing
Facility
Operasi (2)
Fungsi Operasi Penyimpanan Data
contoh : Internet download to disk
Data
Storage
Facility
Data
Movement
Apparatus
Control
Mechanism
Data
Processing
Facility
13
Operasi (3)
Proses dari/ke unit penyimpanan
Contoh : Updating bank statement
Data
Movement
Apparatus
Data
Storage
Facility
Control
Mechanism
Data
Processing
Facility
Operasi (4)
Proses dari unit penyimpanan ke I/O
Contoh : Printing a bank statement
Data
Storage
Facility
Data
Movement
Apparatus
Control
Mechanism
Data
Processing
Facility
14
Tingkat-tingkat Abstraksi Orkom
Application S/W
MS Word
MS Excel
computer as electronic type-writer
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: Datapath, 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
Data, Penyimpanan Data, Fungsi Operasi Pemindahan Data, Fungsi
Operasi Kontrol.
15