Fakultas Ilmu Komputer Prodi Sistem Informasi/Teknik Informatika Universitas Esa Unggul Mata Kuliah : Organisasi dan Arsitektur Komputer EU101
Dosen : Ir.Nizirwan Anwar, MT
Nim / Mahasiswa : 20220801369 / Toni lung lung
1. Topik Konsep Organisasi dan Arsitektur Komputer
A. Organisasi komputer dan arsitektur komputer adalah dua konsep yang berbeda dalam bidang komputasi. Berikut adalah perbedaan dan aspek-aspek yang membedakan keduanya:
1. Organisasi Komputer: Organisasi komputer berkaitan dengan bagaimana komponen- komponen fisik dan sumber daya komputer diatur dan dihubungkan satu sama lain. Hal ini melibatkan desain dan implementasi sistem komputer secara keseluruhan, termasuk perangkat keras, perangkat lunak, jaringan, dan sumber daya lainnya. Organisasi komputer berfokus pada efisiensi operasional, manajemen sumber daya, dan interaksi antara komponen-komponen sistem.
Aspek-aspek yang membedakan organisasi komputer adalah sebagai berikut:
- Struktur bus: Menentukan bagaimana komponen-komponen sistem komputer terhubung dan berkomunikasi melalui jalur data yang disebut bus.
- Skema memori: Mengatur bagaimana memori fisik disusun dan diakses oleh komponen- komponen sistem komputer.
- Pengaturan Input/Output (I/O): Menentukan cara komputer berinteraksi dengan perangkat- perangkat eksternal melalui input dan output data.
- Topologi jaringan: Menentukan bagaimana komputer terhubung satu sama lain dalam jaringan, seperti topologi bus, jaringan berbintang, atau jaringan mesh.
2. Arsitektur Komputer: Arsitektur komputer merujuk pada struktur dan desain internal komputer, termasuk organisasi internal dari unit pemrosesan, cara instruksi dieksekusi, dan cara data diproses di dalam komputer. Arsitektur komputer bertanggung jawab untuk mengatur cara komputer berfungsi, termasuk tata letak komponen perangkat keras dan prinsip-prinsip operasi tingkat rendah.
Aspek-aspek yang membedakan arsitektur komputer adalah sebagai berikut:
- Set instruksi: Menentukan instruksi-instruksi yang dapat dilakukan oleh prosesor, seperti operasi aritmetika, logika, dan transfer data.
- Mode addressing: Menentukan cara alamat memori dihasilkan dan diakses oleh instruksi- instruksi komputer.
- Struktur pipelining: Menentukan cara instruksi-instruksi dieksekusi secara paralel untuk meningkatkan kinerja komputer.
- Caching: Menentukan cara data disimpan dalam memori cache untuk mengurangi waktu akses memori utama.
- Arsitektur parallel: Menentukan cara komputer mengimplementasikan pemrosesan paralel, seperti multiprosesor atau komputer terdistribusi.
Perbedaan antara organisasi komputer dan arsitektur komputer terletak pada fokusnya.
Organisasi komputer berkaitan dengan komponen-komponen fisik dan sumber daya yang membentuk sistem komputer secara keseluruhan, sementara arsitektur komputer lebih
berfokus pada struktur dan desain internal komputer serta cara pemrosesan data dan instruksi dilakukan.
B. Fungsi dari bus address, bus data, dan bus control dalam sistem komputer adalah sebagai berikut:
1. Bus Address:
Bus address digunakan untuk mengirimkan informasi alamat dari pemroses (processor) ke perangkat-perangkat lain dalam sistem komputer. Fungsi utama bus address adalah untuk menentukan alamat memori atau perangkat I/O yang akan diakses oleh pemroses. Dengan menggunakan bus address, pemroses dapat menginstruksikan perangkat lain untuk mengambil atau menulis data pada alamat yang ditentukan.
2. Bus Data:
Bus data digunakan untuk mentransfer data antara pemroses dan perangkat-perangkat lain dalam sistem komputer. Fungsi utama bus data adalah untuk mengirimkan nilai-nilai data yang akan diolah atau disimpan. Bus data menyediakan jalur komunikasi yang digunakan untuk mentransfer bit-bit data dari satu komponen ke komponen lain, seperti dari pemroses ke memori atau dari pemroses ke perangkat I/O.
3. Bus Control:
Bus control digunakan untuk mengendalikan operasi-operasi yang terjadi dalam sistem komputer. Fungsi utama bus control adalah untuk mengirimkan sinyal kontrol yang mengatur bagaimana data ditransfer, kapan instruksi dieksekusi, dan bagaimana perangkat-perangkat dalam sistem berinteraksi satu sama lain. Bus control juga bertanggung jawab untuk mengatur aliran informasi antara pemroses, memori, dan perangkat I/O.
Berikut adalah block diagram yang menggambarkan fungsi-fungsi bus tersebut dalam sistem komputer:
Dalam diagram ini, bus address, bus data, dan bus control adalah jalur-jalur komunikasi yang menghubungkan pemroses dengan perangkat-perangkat lain dalam sistem komputer. Pemroses menggunakan bus address untuk mengirimkan alamat memori atau perangkat I/O yang akan diakses. Bus data digunakan untuk mentransfer data antara pemroses dan perangkat-perangkat lain. Bus control digunakan untuk mengendalikan operasi-operasi dalam sistem komputer, seperti mengatur aliran informasi dan menjalankan instruksi-instruksi.
2. Topik Kode Bilangan (Code Number) dan Operand A. Code Number
1) 27BE (16) = 0010 0111 1011 1110 (1s’) = 0010 0111 1011 1110 (BCD) =0010 0111 1001 1100 (GRAY)
-Konversi dari 27BE (16) ke basis 1s': Dalam basis 1s' (one's complement), bilangan
heksadesimal negatif dapat dinyatakan dengan mengubah setiap digit menjadi komplement satu dari digit tersebut. Untuk bilangan positif, bilangan heksadesimal akan tetap sama. 27BE (16) = 0010 0111 1011 1110 (2)
- Konversi dari 27BE (16) ke basis BCD (Binary-Coded Decimal): BCD merupakan sistem bilangan yang mewakili setiap digit desimal dalam bentuk biner. Untuk mengonversi bilangan
PEMROSES
BUS ADDRESS
BUS DATA
BUS CONTROL
PERANGKAT
heksadesimal ke BCD, setiap digit heksadesimal harus dipecah menjadi empat digit biner desimal (BCD). 27BE (16) = 0010 0111 1011 1110 (2)
- Konversi dari 27BE (16) ke basis Gray: Kode Gray adalah sistem bilangan biner di mana setiap bilangan diwakili dengan perubahan hanya satu bit antara dua angka berturut-turut. Konversi dari heksadesimal ke Gray melibatkan konversi bilangan heksadesimal ke biner, lalu konversi biner ke Gray. 27BE (16) = 0010 0111 1011 1110 (2)
2) 1892 (10) = 11101110100 (2) = 3544 (8) = 75C (16)
Untuk konversi bilangan desimal 1892 ke berbagai sistem bilangan lainnya, berikut adalah hasilnya:
- Konversi ke basis biner (basis 2): 1892 (10) = 11101110100 (2) - Konversi ke basis oktal (basis 8): 1892 (10) = 3544 (8)
- Konversi ke basis heksadesimal (basis 16): 1892 (10) = 75C (16) Jadi, berdasarkan konversi di atas:
- 1892 (10) dalam basis biner (basis 2) = 11101110100 (2) - 1892 (10) dalam basis oktal (basis 8) = 3544 (8)
- 1892 (10) dalam basis heksadesimal (basis 16) = 75C (16)
3) 175,256 (16) = 1010111011001010110 (2) = 527454 (8) = 1,086,966 (10)
Untuk konversi bilangan heksadesimal 175,256 ke berbagai sistem bilangan lainnya, berikut adalah hasilnya:
- Konversi ke basis biner (basis 2): 175,256 (16) = 1010111011001010110 (2) - Konversi ke basis oktal (basis 8): 175,256 (16) = 527454 (8)
- Konversi ke basis desimal (basis 10): 175,256 (16) = 1,086,966 (10) Jadi, berdasarkan konversi di atas:
- 175,256 (16) dalam basis biner (basis 2) = 1010111011001010110 (2) - 175,256 (16) dalam basis oktal (basis 8) = 527454 (8)
- 175,256 (16) dalam basis desimal (basis 10) = 1,086,966 (10)
B. Operand
1) 2408 (10) : 30 (8) =1101001 (2) = 50 (16)
Untuk menghitung operand 2408 (10) : 30 (8), kita perlu mengonversi operand tersebut ke basis yang sama sebelum melakukannya. Mari kita konversi operand tersebut ke basis biner (basis 2) dan basis heksadesimal (basis 16):
- Konversi operand ke basis biner (basis 2):
2408 (10) = 100101100100 (2) 30 (8) = 011000 (2)
Sekarang kita dapat melakukan operasi pembagian dalam basis biner:
100101100100 (2) : 011000 (2) = 1101001 (2)
Jadi, 2408 (10) : 30 (8) = 1101001 (2) dalam basis biner.
- Konversi operand ke basis heksadesimal (basis 16):
2408 (10) = 968 (16) 30 (8) = 1E (16)
Sekarang kita dapat melakukan operasi pembagian dalam basis heksadesimal:
968 (16) : 1E (16) = 50 (16)
Jadi, 2408 (10) : 30 (8) = 50 (16) dalam basis heksadesimal.
Dengan demikian, hasil pembagian operand 2408 (10) : 30 (8) adalah:
- Dalam basis biner (basis 2): 1101001 (2) - Dalam basis heksadesimal (basis 16): 50 (16)
2) 29AF (16) x 11101 (2) = 311,015 (10) = 4C627 (16)
Untuk mengalikan operand 29AF (16) dengan 11101 (2), kita perlu mengonversi operand ke basis yang sama sebelum melakukannya. Mari kita konversi operand tersebut ke basis desimal (basis 10) dan basis heksadesimal (basis 16):
- Konversi operand ke basis desimal (basis 10):
29AF (16) = 10735 (10) 11101 (2) = 29 (10)
Sekarang kita dapat melakukan operasi perkalian dalam basis desimal:
10735 (10) x 29 (10) = 311,015 (10)
Jadi, 29AF (16) x 11101 (2) = 311,015 (10) dalam basis desimal.
- Konversi hasil ke basis heksadesimal (basis 16): 311,015 (10) = 4C627 (16) Jadi, 29AF (16) x 11101 (2) = 311,015 (10) = 4C627 (16) dalam basis heksadesimal.
Dengan demikian, hasil perkalian operand 29AF (16) dengan 11101 (2) adalah:
- Dalam basis desimal (basis 10): 311,015 (10) - Dalam basis heksadesimal (basis 16): 4C627 (16)
3. Topik Memory
Hirarki memori adalah urutan prioritas dalam menggunakan sumber memori komputer. Hirarki memori terdiri dari beberapa lapisan, mulai dari memori yang paling cepat dan mahal hingga memori yang lebih lambat dan murah. Lapisan-lapisan ini meliputi: Cache, RAM, dan memori massal seperti hard disk drive (HDD) atau solid state drive (SSD). Data yang sering digunakan atau diakses disimpan pada lapisan memori yang lebih cepat dan lebih mahal, seperti cache dan RAM, sehingga memastikan kinerja yang lebih cepat. Data yang jarang digunakan disimpan pada lapisan memori yang lebih lambat dan murah, seperti hard disk drive.
Memori yang lebih kecil, lebih mahal, dan lebih cepat diletakkan pada urutan teratas. Sehingga, jika diurutkan dari yang tercepat, maka urutannya adalah sebagai berikut:
1. register mikroprosesor. Ukurannya yang paling kecil tetapi memiliki waktu akses yang paling cepat, umumnya hanya 1 siklus CPU saja.
2. Cache mikroprosesor, yang disusun berdasarkan kedekatannya dengan prosesor (level-1, level-2, level-3, dan seterusnya). Memori cache mikroprosesor
dikelaskan ke dalam tingkatan-tingkatannya sendiri:
1. level-1: memiliki ukuran paling kecil di antara semua cache, sekitar puluhan kilobyte saja. Kecepatannya paling cepat di antara semua cache.
2. level-2: memiliki ukuran yang lebih besar dibandingkan dengan cache level-1, yakni sekitar 64 kilobyte, 256 kilobyte, 512 kilobyte, 1024 kilobyte, atau lebih besar. Meski demikian,
kecepatannya lebih lambat dibandingkan dengan level-1, dengan nilai latency kira-kira 2 kali hingga 10 kali. Cache level-2 ini bersifat opsional. Beberapa prosesor murah dan prosesor sebelum Intel Pentium tidak memiliki cache level-2.
3. level-3: memiliki ukuran yang lebih besar dibandingkan dengan cache level-2, yakni sekitar beberapa megabyte tetapi agak lambat. Cache ini bersifat opsional. Umumnya digunakan pada prosesor-prosesor server dan workstation seperti Intel
Xeon atau Intel Itanium. Beberapa prosesor desktop juga
menawarkan cache level-3 (seperti halnya Intel Pentium Extreme Edition), meski ditebus dengan harga yang sangat tinggi.
3. Memori utama: memiliki akses yang jauh lebih lambat dibandingkan dengan memori cache, dengan waktu akses hingga beberapa ratus siklus CPU, tetapi ukurannya mencapai satuan gigabyte. Waktu akses pun kadang-kadang tidak seragam, khususnya dalam kasus mesin-mesin Non-uniform memory access (NUMA).
4. Disk magnetik adalah salah satu jenis media penyimpanan data yang
menggunakan piringan magnetik yang dilapisi dengan bahan magnetik sebagai medium utama. Disk magnetik sering kali mengacu pada hard disk drive (HDD), yang merupakan salah satu bentuk umum dari disk magnetik yang digunakan dalam komputer dan sistem penyimpanan.
5. Pita magnetik adalah salah satu bentuk media penyimpanan data yang
menggunakan pita tipis yang dilapisi dengan bahan magnetik sebagai medium utama. Pita magnetik digunakan untuk menyimpan data dalam bentuk
magnetis.
6. Optical disk (disk optik) adalah salah satu jenis media penyimpanan data yang menggunakan teknologi optik untuk membaca dan menulis data. Optical disk menggunakan cahaya laser untuk membaca dan menulis data pada permukaan disk yang dilapisi dengan bahan reflektif.
