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
system
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
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
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
o
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.
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.
o
Daya Terap
Daya terap (applicability) adalah pemanfaatan
arsitektur untuk penggunaan yang telah direncanakannya.
o
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.
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.
o
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.
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.
o
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.
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.
o
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.
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
o
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.
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.
o
Kualitas implementasi
awal.
Ada beberapa komputer yang nampaknya merupakan mesin yang baik, yang mempunyai software dan sifat operasional yang baik.
Ada beberapa komputer yang nampaknya merupakan mesin yang baik, yang mempunyai software dan sifat operasional yang baik.
o
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.
o 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 :
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:
1.
Unit masukan (Input
Unit)
2. Unit kontrol (Control Unit)
3. Unit logika dan aritmatika (Arithmetic &
Logical Unit / ALU)
4. Unit memori/penyimpanan
(Memory / Storage Unit)
5.
Unit keluaran (Output
Unit)
Fungsi utama dari
masing-masing unit akan dijelaskan berikut ini:
o
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.
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.
o
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.
o
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.
o
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).
o
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).
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).
o
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.
o 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.
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
:
Tidak ada komentar:
Posting Komentar