Organisasi & Arsitektur Komputer

Smile! You’re at the best WordPress.com site ever

Posts tagged ‘Organisasi & Arsitektur Komputer’

Evolusi Arsitektur Komputer

• Evolusi Arsitektur Komputer
Di antara demikian banyak pemahaman tentang arsitektur, arsitektur dikenal juga sebagai suatu tradisi yang berkembang. Dari waktu ke waktu wajah arsitektur selalu mengalami perubahan. Hal-hal yang mempengaruhi perkembangan dan pengembangan arsitektur tidak hanya berupa keadaan eksternal, tetapi juga keadaan internal. Disini kita membahas mengenai evolusi arsitektur pada komputer. Arsitektur dari komputer sendiri merupakan suatu susunan rancangan dari komputer tersebut sehingga membentuk suatu kesatuan yang dinamakan komputer. Komputer sendiri berevolusi dengan cepat mulai dari generasi pertama hingga sekarang. Evolusi sendiri didasarkan pada fungsi atau kegunaanya dalam kehidupan. Evolusi pada komputer sendiri ada karena keinginan atau hal yang dibutuhkan manusia itu sendiri. Sekarang ini komputer sudah dapat melakaukan perintah yang sulit sekalipun tidak seperti dulu yang hanya bisa melakukan yang sederhana saja. Itulah yang dinamakan evolusi arsitektur yaitu perubahan bentuk juga fungsi dan kemampuannya.

• Klasifikasi Arsitektur Komputer
Pada komputer terdapat berbagai klasifikasinya dalam hal apapun. Setiap komputer tentunya memilik klasifikasi masing-masing. Disini membahas mengenai klasifikasi arsitekturnya menurut Von Neumann dan Non Von Neumann.
Kriteria mesin Von Neumann :
1. Mempunyai subsistem hardware dasar yaitu sebuah CPU, sebuah memori dan sebuah
I/O sistem
2. Merupakan stored-program computer
3. Menjalankan instruksi secara berurutan
4. Mempunyai jalur (path) bus antara memori dan CPU

Pada tahun 1966, Flyyn mengklasifikasikan arsitektur komputer berdasarkan sifatnya yaitu :
1. Jumlah prosesor
2. Jumlah program yang dapat dijalankan
3. Struktur memori

Menurut Flyyn ada 4 klasifikasi komputer :
1. SISD (Single Instruction Stream, Single Data Stream)
Satu CPU yang mengeksekusi instruksi satu persatu dan menjemput atau menyimpan data satu persatu.
2. SIMD (Single Instruction Stream, Multiple Data Stream)
Satu unit kontrol yang mengeksekusi aliran tunggal instruksi, tetapi lebih dari satu Elemen Pemroses.
3. MISD (Multiple Instruction Stream, Single Data Stream)
Mengeksekusi beberapa program yang berbeda terhadap data yang sama.
Ada dua kategori:
– Mesin dengan Unit pemroses berbeda dengan instruksi yang berbeda dengan data yang sama (sampai sekarang tidak ada mesin yang seperti ini)
– Mesin, dimana data akan mengalir ke elemen pemroses serial
4. MIMD (Multiple Instruction Stream, Multiple Data Stream)
Juga disebut multiprocessors, dimana lebih dari satu proses dapat dieksekusi berikut terhadap dengan datanya masing-masing,

• Mengukur Kualitas Arsitektur Komputer
Generalitas
Generalitas adalah ukuran besarnya jangkauan aplikasi yang bisa cocok dengan arsitektur. dan komputer yang terutama digunakan untuk aplikasi bisnis menggunakan aritmetik decimal. Sistem umum memberikan dua jenis aritmetik. Salah satu pembahasan utama oleh kalangan peneliti komputer selama tahun 1980-an adalah persoalan bagusnya generalitas.
Salah satu argumen komersial dalam menerapkan generalitas adalah bahwa, karena ia menyebabkan perancangan komputer menjadi sulit, perusahaan yang melakukan perancangan tersebut bisa mengurangi peniruan rancangan oleh perusahaan lain.

Daya Terap
Daya terap (applicability) adalah pemanfaatan arsitektur untuk penggunaan yang telah direncanakannya. Buku ini membahas komputer yang terutama dirancang untuk satu dari dua area aplikasi utama : (1) aplikasi ilmiah dan teknis dan (2) aplikasi komersil biasa. Aplikasi ilmiah dan teknis adalah aplikasi yang biasanya untuk memecahkan persamaan kompleks dan untuk penggunaan aritmetik floating point ekstensif.

Efisiensi
Efisiensi adalah ukuran rata-rata jumlah hardware dalam komputer yang selalu sibuk selama penggunaannya biasa. Arsitektur yang efisien memungkinkan (namun tidak memastikan) terjadinya implementasi yang efisien. Salah satu sifat arsitektur yang efisien adalah bahwa ia secara relatif cenderung sederhana. Karena untuk merancang sistem yang kompleks secara benar begitu sulit, maka kebanyakan komputer mempunyai sebuah komputer inti (core computer) efisien yang sederhana, yaitu CU.

Kemudahan Penggunaan
Kemudahan penggunaan arsitektur adalah ukuran kesederhanan bagi programmer sistem untuk mengembangkan atau membuat software untuk arsitektur tersebut, misalnya sistem pengoperasiannya atau compilernya. Oleh karena itu, kemudahan penggunaan ini merupakan fungsi ISA dan berkaitan erat dengan generalitas.

Daya Tempa (malleability)
Dua ukuran yang terakhir daya tempa dan daya kembang umumnya berlaku untuk implementasi komputer dalam satu rumpun. Daya terap arsitektur adalah ukuran kemudahan bagi perancang untuk mengimplementasikan komputer (yang mempunyai arsitektur itu) dalam jangkauan yang luas. Pada Apple Macintosh atau IBM PC AT, spesifIkasi arsitekturnya jauh lebih lengkap, sehingga semua implementasi hampir sama.

Daya Kembang (expandability)
Daya kembang (expandability) adalah ukuran kemudahan bagi perancang untuk meningkatkan kemampuan arsitektur, misalnya kemampuan ukuran memori maksimumnya atau kemampuan aritmetiknya. Dalam hal ini, daya kembang juga berkaitan dengan jumlah CPU yang dapat digunakan oleh system secara efektif. Barrier (penyangga) pada komputer yang mempunyai CPU lebih dari satu umumnya tidak jelas. Jika programmer sistem mendapatkan kesulitan untuk menyinkronkan CPU-CPU, rnisalnya, maka sinkronisasi ini secara efektif akan membatasi jumlah CPU yang dapat digunakan sistem.

• Faktor Keberhasilan Arsitektur Komputer
Ada empat ukuran pokok yang menentukan keberhasilan arsitektur, yaitu manfaat arsitekturalnya (architectural merit) :
1. Daya terap Sebaiknya, arsitektur ditujukan untuk aplikasi yang telah ditentukan.
2. Daya tempa. Bila arsitektur lebih mudah membangun sistem yang kecil, maka ia akan lebih baik.
3. Daya kembang. Lebih besar daya kembang arsitektur dalam daya komputasi, ukuran memori, kapasitas I/O, dan jumlah prosesor,maka ia akan lebih baik.
4. Kompatibilitas (daya serasi-pasang).
Keterbukaan arsitektur.
Arsitektur dikatakan open (terbuka) bila perancangnya mempublikasikan spesifikasinya
Keberadaan model pemrograman yang kompatibel don bisa dipahami.
Beberapa komputer yang berparalel tinggi begitu sulit untuk digunakan, sehingga ia hanya menjadi daya tarik bagi para analis untuk menemukan cara baru untuk menggunakannya.
Kualitas implementasi awal.
Ada beberapa komputer yang nampaknya merupakan mesin yang baik, yang mempunyai software dan sifat operasional yang baik.

Kinerja Sistem
Kinerja sistem sebagian ditentukan oleh kecepatan komputer. Untuk mengukur kinerja komputer, para arsitek menjalankan serangakian program yang standart, yang disebut benchmark,pada komputer. Benchmark ini memungkinkan arsitek untuk menentukan kecepatan relatif dari semua komputer yang menjalankan benchmark tersebut dan menentukan kecepatan absolute dari tiap komputer. Hasilnya bermanfaat bagi arsitek untuk melaporkan kinerja sistem dengan menggunakan berbagai performance metrics (metrik kinerja).
Ada dua jenis ukuran benchmark biasa yang digunakan untuk: mengukur kecepatan komputer dalam MFLOPS. Tentu saja, juga ada MFLOPS tertinggi dan GFLOPS tertinggi, seperti MIPS tertinggi Vectorization (vektorisasi) adalah penggabungan program agar mereka dapat berjalan pada komputer yang mempunyai instruksi vektor secara efisien. Satu VUP adalah sekitar 0,5 IBM MIPS. Dua benchmark yang lebih baru adalah SPEC Benchmark Suite dan Perfect Club. Ukuran Kinerja Yang Lain. Ada tiga metrik yang dapat digunakan untuk sistem memori. Memory bandwidth. adalah jumlah megabyte per detik yang dapat dikirimkan oleh memori ke prosesor. Memory access time adalah rata-rata waktu yang dibutuhkan oleh CPU untuk mengakses memori, yang biasanya dinyatakan dalam nanosecond.memory size adalah volume data yang dapat diampu (disimpan) oleh memori, biasanya dinyatakan dalam megabyte.

Biaya Sistem
Bagian pokok dari biaya sistem computer adalah biaya peralatan logika dasarnya, yang sangat bervariasi dari peralatan satu dengan yang lainnya. beberapa aplikasi dengan metrik tersebut diperlukan adalah :
1. Reliabilitas (keandalan) adalah sangat diperlukan oleh komputer yang digunakan untuk mengontrol penerbangan, mengontrol keamanan instalasi nuklir, atau kegiatan apa saja yang mempertaruhkan keselamatan manusia.
2. Kemudahan perbaikan khususnya penting bagi komputer yang mempunyai jumlah komponen yang besar.

Organisasi Komputer Dasar
• Struktur Dasar Komputer dan Organisasi Komputer
Suatu sistem komputer terdiri dari lima unit struktur dasar, yaitu:
Unit masukan (Input Unit)
Unit kontrol (Control Unit)
Unit logika dan aritmatika (Arithmetic & Logical Unit / ALU)
Unit memori/penyimpanan (Memory / Storage Unit)
Unit keluaran (Output Unit)

Fungsi utama dari masing-masing unit akan dijelaskan berikut ini:
Unit Masukan (Input Unit)
Berfungsi untuk menerima masukan (input) kemudian membacanya dan diteruskan ke Memory / penyimpanan. Dalam hubungan ini dikenal istilah peralatan masukan (input device) yaitu alat penerima dan pembaca masukan serta media masukan yaitu perantaranya.

Unit Kontrol (Control Unit)
Berfungsi untuk melaksanakan tugas pengawasan dan pengendalian seluruh sistem komputer. Ia berfungsi seperti pengatur rumah tangga komputer, memutuskan urutan operasi untuk seluruh sistem, membangkitkan dan mengendalikan sinyal-sinyal kontrol untuk menyesuaikan operasi-operasi dan arus data dari bus alamat (address bus) dan bus data (data bus), serta mengendalikan dan menafsirkan sinyal-sinyal kontrol pada bus kontrol (control bus) dari sistem komputer. Pengertian mengenai bus dapat dilihat di bagian bawah halaman ini.

Unit Logika & Aritmatika (Arithmetical & Logical Unit)
Berfungsi untuk melaksanakan pekerjaan perhitungan atau aritmatika & logika seperti menambah, mengurangi, mengalikan, membagi dan memangkatkan. Selain itu juga melaksanakan pekerjaan seperti pemindahan data, penyatuan data, pemilihan data, membandingkan data, dll, sehingga ALU merupakan bagian inti dari suatu sistem komputer. Pada beberapa sistem komputer untuk memperingan dan membantu tugas ALU dari CPU ini diberi suatu peralatan tambahan yang disebut coprocessor sehingga khususnya proses perhitungan serta pelaksanaan pekerjaan pada umumnya menjadi lebih cepat.

Unit Memori / Penyimpan (Memory / Storage unit)
Berfungsi untuk menampung data/program yang diterima dari unit masukan sebelum diolah oleh CPU dan juga menerima data setelah diolah oleh CPU yang selanjutnya diteruskan ke unit keluaran. Pada suatu sistem komputer terdapat dua macam memori, yang penamaannya tergantung pada apakah alat tersebut hanya dapat membaca atau dapat membaca dan menulis padanya. Bagian memori yang hanya dapat membaca tanpa bisa menulis padanya disebut ROM (Read Only Memory), sedangkan bagian memori yang dapat melaksanakan membaca dan menulis disebut RAM (Random Access Memory).

Unit Keluaran (Output Unit)
Berfungsi untuk menerima hasil pengolahan data dari CPU melalui memori. Seperti halnya pada unit masukan maka pada unit keluaran dikenal juga istilah peralatan keluaran (Output device) dan media keluaran (Output media).
________________________________________
Pengertian BUS
Bus adalah sekelompok lintasan sinyal yang digunakan untuk menggerakkan bit-bit informasi dari satu tempat ke tempat lain, dikelompokkan menurut fungsinya Standar bus dari suatu sistem komputer adalah bus alamat (address bus), bus data (data bus) dan bus kontrol (control bus). Komputer menggunakan suatu bus atau saluran bus sebagaimana kendaraan bus yang mengangkut penumpang dari satu tempat ke tempat lain, maka bus komputer mengangkut data. Bus komputer menghubungkan CPU pada RAM dan periferal. Semua komputer
menggunakan saluran busnya untuk maksud yang sama.

Pengertian Coprocessor
Coprocessor adalah Mikroprosesor tambahan (auxiliary processor) untuk membantu tugas dari prosesor utama (CPU). Sebenarnya latar belakang adanya coprocessor ini dimaksudkan untuk menutupi kelemahan dalam perhitungan matematika dan aritmatika pada prosesor Intel 8088. Tugas utamanya untuk melaksanakan perhitungan matematika dan aritmatika sehingga tidak menjadi beban prosesor Intel 8088.

Organisasi komputer berkaitan dengan unit-unit operasional dan interkoneksinya yang merealisasikan spesifikasi arsitektural. Misal : Control signals, interfaces, memory technology

Sumber :
http://wartawarga.gunadarma.ac.id/2010/03/faktor-yang-mempengaruhi-keberhasilan-arsitektur-komputer/
http://wartawarga.gunadarma.ac.id/2010/03/mengukur-kualitas-arsitektur-komputer/