Arsitektur Sistem Komputer

(1)

Arsitektur Sistem Komputer

Oleh:

Kiswanto, ST, M.Kom

Program Studi MI, SI dan TI STIMIK Atma Luhur

(2)

Gambar 1. Tingkatan dasar Arsitektur Komputer

(3)

Hardware Level

1. Layer perangkat fisik (Physical Device Layer)

Dalam prakteknya merupakan layer komponen elektrik dan elektronik. Perangkat komputer modern yang paling canggih pun terbangun dari komponen elektronik sederhana seperti transistor, kapasitor, dan resistor dan komponen ini mengandalkan pada power supply dan lingkungan operasi yang cocok. Transistor juga dapat bertindak/berfungsi sebagai switch elektronik, baik ON (biner "1") ataupun OFF (biner "0").

(4)

Lanjutan (2)

2. Layer logika digital (Digital Logic Layer)

Semua operasi mesin yang paling dasar diberikan pada tingkat ini. Elemen-elemen dasar pada tingkat ini dapat menyimpan, memanipulasi, dan mentransmisi data dalam bentuk representasi biner sederhana.

Elemen logika digital ini disebut gate. Gate biasanya dikonstruksi dari sejumlah kecil transistor dan komponen elektronik lain. Namun demikian, banyak gate bisa dikombinasikan ke satu chip.

Perangkat logika digital standart dikombinasikan bersama untuk membentuk prosesor komputer, memori komputer, dan komponen utama dari unit yang digunakan untuk input dan output.

(5)

Lanjutan (3)

3. Layer microprogrammed (Microprogrammed Layer)

Menginterpretasikan instruksi bahasa mesin dari layer mesin dan secara langsung menyebabkan elemen logika digital menjalankan operasi yang dikehendaki. Maka, sebenarnya ia adalah prosesor inner (bagian dalam) yang sangat mendasar dan dikendalikan oleh instruksi program kontrol primitifnya sendiri yang disangga dalam ROM inner-nya sendiri. Instruksi program ini disebut mikrokode dan program kontrolnya disebut mikroprogram. Mereka adalah salah satu contoh firmware (yakni, software dalam ROM).

(6)

Lanjutan (4)

4. Layer mesin (Machine Layer)

Adalah tingkat hardware level yang paling bawah, dimana program dapat dituliskan dan memang hanya instruksi bahasa mesin (machine language) yang dapat diinterpretasikan secara langsung oleh hardware.

(7)

Software Level

1. Layer sistem operasi (Operating System Layer)

Mengontrol cara yang dilakukan oleh semua software dalam menggunakan hardware yang mendasari (underlying) dan juga menyembunyikan kompleksitas hardware dari software lain dengan cara memberikan fasilitasnya sendiri, yang memungkinkan software menggunakan hardware tersebut secara lebih mudah. la juga mencegah software lain melewati fasilitas ini, sehingga hardware tersebut hanya bisa diakses secara langsung oleh sistem operasi. Oleh karenanya, ia memberikan lingkungan yang tertata aman, dimana dalam lingkungan ini instruksi bahasa mesin dapat dieksekusi (dijalankan) secara aman dan efektif.

(8)

Lanjutan (2)

2. Layer software urutan atas (Higher Order Software Layer)

Mencakup semua program dalam bahasa selain bahasa mesin yang memerlukan penerjemahan ke dalam kode mesin sebelum mereka dapat dijalankan. Ketika diterjemahkan, program seperti itu akan mengandalkan (menyandarkan diri) pada fasilitas sistem operasi yang mendasari maupun instruksi-instruksi mesin mereka sendiri.

3. Layer aplikasi (Applications Layer)

Adalah bahasa komputer seperti yang dilihat oleh end-user.

(9)

CPU Arsitektur

CPU Arsitektur adalah ilmu yang mempelajari tentang

struktur dan fungsi dari CPU.

1. Mempelajari tentang bagaimana CPU melakukan pekerjaannya

2. Mempelajari tentang bagaimana CPU berhubugan dengan peralatan yang lain dalam menjalankan tugasnya.

3. Mempelajari tentang komponen-komponen apa saja yang ada di dalam CPU

4. Memeplajari bagaimana cara mengatur kerja masing-masing komponen sehingga dapat berfungsi dengan baik

(10)

10

Unit Fungsional Dasar Komputer

Masukan Keluaran Memori Arimetika dan Logika Kontrol

(11)

Konsep Arsitektur Komputer

Arsitektur Komputer Vs Organisasi Komputer

 Arsitektur Komputer adalah bagian yang lebih cenderung pada kajian atribut–atribut sistem komputer yang terkait dengan seorang programmer. Contohnya, set instruksi, aritmetika yang digunakan, teknik pengalamatan, mekanisme I/O.

(12)

Lanjutan (2)

 Organisasi Komputer adalah bagian yang terkait erat dengan unit–unit operasional dan interkoneksi antar komponen penyusun sistem komputer dalam merealisasikan aspek arsitekturalnya. Contoh aspek organisasional adalah teknologi hardware, perangkat antarmuka, teknologi memori, sistem memori, dan sinyal–sinyal kontrol.

(13)

Struktur dan Fungsi Komputer

 Struktur adalah susunan yang menggambarkan hubungan antar komponen dalam sebuah sistem.

Contoh

o Sebuah komputer memiliki struktur CPU, Main Memory , I/O dan Bus

o Sebuah Magnetic Disk memiliki struktur alamat yang terdiri dari Track dan Sector .

(14)

Lanjutan (2)

 Fungsi adalah operasi yang bisa dilakukan oleh

komponen komponen sebuah sistem. Contoh:

o Komputer memiliki fungsi Pemrosesan Data, Pemindahan Data, Penyimpanan Data dan Pengendalian.

(15)

Struktur Dasar Komputer

Terdapat empat struktur utama:

1) Central Processing Unit (CPU) berfungsi sebagai pengontrol operasi komputer dan pusat pengolahan fungsi – fungsi komputer.

2) Main Memory berfungsi sebagai penyimpan data.

3) I/O berfungsi memindahkan data dari/ke lingkungan luar atau perangkat lainnya.

4) System Interconnection berfungsi sebagai sistem yang menghubungkan CPU, memori utama dan I/O.

(16)

(17)

CPU:

Struktur Dasar

Ada 3 bagian antara lain:

1) Control Unit, berfungsi untuk mengontrol operasi CPU dan mengontrol komputer secara keseluruhan.

2) Arithmetic And Logic Unit (ALU), berfungsi untuk membentuk fungsi fungsi pengolahan data komputer.

3) Register, berfungsi sebagai penyimpan internal bagi CPU.

(18)

(19)

Control Unit:

Struktur Dasar

1) Squencing Logic adalah bagian yang berfungsi untuk menangani sinyal-sinyal pengendali, seperti sinyal: Clock , Read/Write , Interrupt Request

2) Register & Decoder adalah bagian yang berfungsi untuk melakukan “decoding” atau penterjemahan sandi instruksi agar dapat segera di eksekusi.

3) Control Memory adalah bagian yang digunakan oleh Control Unit untuk menyimpan parameter parameter pengendalian.

(20)

Gambar Control Unit

:

Diagram

Struktur Dasar

(21)

Fungsi Dasar Sistem Komputer

Pada prinsipnya terdapat 4 fungsi operasi, yaitu :

1) Fungsi Operasi Pengolahan Data (Data Processing) 2) Fungsi Operasi Penyimpanan Data (Data Storage) 3) Fungsi Operasi Pemindahan Data (Data

Movement)

(22)

Lanjutan (2)

1) Komputer harus dapat memproses data. Representasi data di sini bermacam–macam, akan tetapi nantinya data harus disesuaikan dengan mesin pemrosesnya. Dalam pengolahan data.

2) Komputer memerlukan unit penyimpanan sehingga diperlukan suatu fungsi Penyimpanan data. Walaupun hasil komputer digunakan saat itu, setidaknya komputer memerlukan media penyimpanan untuk data prosesnya.

(23)

Lanjutan (3)

3) Dalam interaksi dengan dunia luar sebagai fungsi

Pemindahan data diperlukan antarmuka (interface),

proses ini dilakukan oleh unit Input/Output (I/O) dan perangkatnya disebut peripheral. Saat interaksi dengan perpindahan data yang jauh atau dari remote device, komputer melakukan proses komunikasi data.

4) Fungsi Pengendalian juga dilakukan oleh komputer, baik pengendalian internal dalam komputer itu sendiri maupun pengendalian eksternal , yaitu pengendalian peralatan lain.

(24)

Diagram Fungsi Komputer

1) Data Movement Apparatus merupakan “interface” untuk pemindahan data.

2) Data Storage Facility merupakan unit penyimpan data

3) Data Processing Facility merupakan unit untuk pemrosesan data

4) Control Mechanism merupakan pengendali utama fungsi komputer

(25)

(26)

1) Fungsi Pengolahan Data

Langkah-Langkah

1) Data diambil dari Storage oleh Control

2) Control memberikan ke bagian Processing untuk diolah

3) Hasil olahan pada bagian Processing kemudian disimpan kembali ke Storage sebagai sebuah “result”

(27)

(28)

Lanjutan (2)

Langkah-Langkah

1. Data diambil dari Data Movement Apparatus oleh Control

2. Control memberikanya ke bagian Processing untuk diolah

3. Hasil olahan pada bagian Processing kemudian disimpan ke Storage sebagai sebuah “result” Sebaliknya, data dari Storage diambil oleh control utk diolah, setelah itu hasilnya ke Data Movement Apparatus

(29)

(30)

2) Fungsi Data Storage

Langkah-langkah

1. Data dari Data Movement Apparatus dipindahkan oleh Control untuk di “save” ke Memory Storage

2. Sebaliknya , data dari memory Storage dipindahkan oleh Control untuk di “write” ke Data Movement Apparatus

(31)

(32)

3) Fungsi Data Movement

Langkah-Langkah

1. Data yang berasal dari Data Movement Apparatus oleh Control kemudian di kirim kembali ke bagian Data Movement Apparatus yang lain

(33)

(34)

34

Kesimpulan

1. 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.

2. Organisasi Komputer adalah bagian yang terkait erat dengan unit–unit operasional dan interkoneksi antar komponen penyusun sistem komputer dalam merealisasikan aspek arsitekturalnya.

(35)