Makalah ARORKOM_Louisa_23111044
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×
 

Makalah ARORKOM_Louisa_23111044

on

  • 891 views

 

Statistics

Views

Total Views
891
Views on SlideShare
891
Embed Views
0

Actions

Likes
0
Downloads
55
Comments
0

0 Embeds 0

No embeds

Accessibility

Categories

Upload Details

Uploaded via as Microsoft Word

Usage Rights

© All Rights Reserved

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Processing…
Post Comment
Edit your comment

Makalah ARORKOM_Louisa_23111044 Makalah ARORKOM_Louisa_23111044 Document Transcript

  • BAB I PENDAHULUAN1.1. LATAR BELAKANG Akhir - akhir ini perkembangan IT di Dunia sangat pesat , sesuai dengan perkembangan zaman dan cara berpikir manusia terutama pada bidang komputerisasi. Komputer dirancang untuk mempermudah dalam perkerjaan manusia. Semakin canggih teknologi komputer yang kita gunakan tentunya kita diharapkan dapat memahami sifat dan karakteristik sistem-sistem komputer yang berkembang saat ini. Agar kita tidak hanya mampu menggunakan namun juga mampu mengatasi masalah apabila terjadi sesuatu dengan komputer kita. Untuk itu kita belajar Organisasi Komputer. Pada kesempatan ini saya membuat makalah tentang “Organisasi Komputer ” dengan harapan pembuatan makalah ini dapat membantu dalam saya belajar Organisasi komputer.1.2. RUMUSAN MASALAH 1. Apa yang dimaksud dengan organisasi komputer? 2. Bagaimana struktur dan fungsi komputer? 3. Bagaimanakah dengan evolusi dan kinerja komputer? 4. Apa saja komponen dan fungsi CPU ? 5. Apa itu siklus fetch dan fungsi interrupt? 6. Apa saja yang termasuk dalam memori? 7. Apa saja yang termasuk peralatan penyimpanan data? 8. Bagaimanakah dengan unit masukan dan keluaran? 9. Apa itu Sistem bus dan apa saja jenisnya? 1
  • 1.3. TUJUAN DAN MANFAAT PENULISAN Adapun yang menjadi tujuan dan manfaat penulisan makalah “Organisasi Komputer ” adalah: 1. Penulisan makalah ini juga bertujuan untuk melengkapi tugas mata kuliah “Mata Kuliah Arsitektur dan Organisasi Komputer. 2. untuk mengetahui tentang Organisasi Komputer. 3. Untuk mengetahui struktur dan fungsi komputer ,serta evolusi dan kinerja komputer 4. Untuk mengetahui tentang komponen dan fungsi CPU serta siklus fetch dan fungsi interrupt. 5. Untuk mengetahui tentang memori, peralatan penyimpanan data, unit masukan dan keluaran, dan Sistem bus.1.4. METODE PENULISAN Untuk melengkapi dan memperlancar penyusunan Makalah ini diperlukan data yang sesuai dengan maksud dan tujuan penulis. Adapun metode yang digunakan dalam pengumpulan data adalah : 1. Metode studi pustaka yaitu metode pengumpulan data dengan cara membaca artikel atau referensi yang berkaitan dengan organisasi komputer. 2
  • BAB II PEMBAHASAN2.1. PENGERTIAN ORGANISASI KOMPUTER Organisasi Komputer adalah bagian yang terkait erat dengan unit– unit operasional dan interkoneksi antar komponen penyusun sistem komputer dalam merealisasikan aspek arsitekturalnya[1]. Contoh aspek organisasional adalah teknologi hardware, perangkat antarmuka, teknologi memori, sistem memori, dan sinyal–sinyal kontrol.2.2. STRUKTUR DAN FUNGSI KOMPUTER 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. Komputer juga merupakan suatu sistem yang berinteraksi dengan cara tertentu dengan dunia luar. Interaksi dengan dunia luar dilakukan melalui perangkat peripheral dan saluran komunikasi. 2.2.1 STRUKTUR KOMPUTER Pada struktur internal komputer terdapat empat struktur utama: 1. Central Processing Unit (CPU), berfungsi sebagai pengontrol operasi komputer dan pusat pengolahan fungsi – fungsi komputer. Kesepakatan, CPU cukup disebut sebagai processor (prosesor) saja. 2. Memori Utama, berfungsi sebagai penyimpan data. 3. I/O, berfungsi memindahkan data ke lingkungan luar atau perangkat lainnya. 4. System Interconnection, merupakan sistem yang menghubungkan CPU, memori utama dan I/O. CPU atau Central Processing Unit merupakan komponen 3
  • internal komputer yang paling kompleks. Pada CPU terdapat empat struktur utama yakni : 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. 4. CPU Interconnection, berfungsi menghubungkan seluruh bagian dari CPU. 2.2.2 FUNGSI KOMPUTER Komputer Memiliki 4 Fungsi: 1. Pengolahan data - Data processing 2. Penyimpanan data - Data storage 3. Pemindahan data - Data movement 4. Kendali - Control2.3. EVOLUSI DAN KINERJA KOMPUTER2.3.1 SEJARAH PERKEMBANGAN KOMPUTER Perkembangan komputer setelah tahun 1940 dibagi lagi menjadi 5 generasi[2]. 1. Komputer generasi pertama Komputer generasi pertama ini menggunakan tabung vakum untuk memproses dan menyimpan data. Ia menjadi cepat panas dan mudah terbakar, oleh karena itu beribu-ribu tabung vakum diperlukan untuk menjalankan operasi keseluruhan komputer. Ia juga memerlukan banyak tenaga elektrik yang menyebabkan gangguan elektrik di kawasan sekitarnya dan ukuran komputer generasi pertama ini sangat besar . Komputer generasi pertama ini 100% elektronik dan membantu para ahli dalam menyelesaikan 4
  • masalah perhitungan dengan cepat dan tepat. Beberapa computer generasi pertama : 1. ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Calculator ) ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer), pada tahun 1946 dirancang dan dibuat oleh John Mauchly dan John Presper Eckert di Universitas Pennsylvania merupakan komputer digital elektronik untuk kebutuhan umum pertama di dunia. 2. EDVAC Computer Von Neumann mencetuskan ide mengenai konsep stored- program (program penyimpanan) sebagai pengembangan dari ENIAC. Idenya tersebut dipublikasikan dalam bentuk proposal pada tahun 1945 dengan nama EDVAC (Electronic Discrete Variable Computer). 3. EDSAC Computer EDSAC (Electonic Delay Storage Automatic Calculator) memperkenalkan penggunaan raksa (merkuri) dalam tabung untuk menyimpan data. 4. Komputer Komersial (Commersial Computer) Tahun 1950 dianggap sebagai tahun kelahiran industri komputer dengan munculnya 2 buahperusahaan yang saat itu mendominasi pasar, yaitu Sperry dan IBM. Tahun 1947, Eckert dan Mauchly mendirikan Eckert-Mauchly Computer Corporation untuk memproduksi komputer secara komersial.2. Komputer Generasi Kedua Pada tahun 1947, Transistor ditemukan di Lab. Bell oleh William Shockley . Penemuan transistor sangat mempengaruhi perkembangan komputer. Transistor menggantikan tabung vakum di televisi, radio, dan komputer. Akibatnya, ukuran mesin-mesin elektrik berkurang drastis. Transistor mulai digunakan di dalam 5
  • komputer mulai pada tahun 1956. Penemuan lain yang berupa pengembangan memori inti-magnetik membantu pengembangan komputer generasi kedua yang lebih kecil, lebih cepat, lebih dapat diandalkan, dan lebih hemat energi dibanding para pendahulunya.3. Komputer Generasi Ketiga Walaupun transistor dalam banyak hal mengungguli tube vakum, namun transistor menghasilkan panas yang cukup besar, yang dapat berpotensi merusak bagian-bagian internal komputer. Batu kuarsa (quartz rock) menghilangkan masalah ini. Jack Kilby, seorang insinyur di Texas Instrument, mengembangkan sirkuit terintegrasi (IC : integrated circuit) di tahun 1958. IC mengkombinasikan tiga komponen elektronik dalam sebuah piringan silikon kecil yang terbuat dari pasir kuarsa. Pada ilmuwan kemudian berhasil memasukkan lebih banyak komponen-komponen ke dalam suatu chip tunggal yang disebut semikonduktor. Hasilnya, komputer menjadi semakin kecil karena komponen-komponen dapat dipadatkan dalam chip. Kemajuan computer generasi ketiga lainnya adalah penggunaan sistem operasi (operating system) yang memungkinkan mesin untuk menjalankan berbagai program yang berbeda secara serentak dengan sebuah program utama yang memonitor dan mengkoordinasi memori komputer.4. Komputer Generasi Keempat Setelah IC, tujuan pengembangan menjadi lebih jelas: mengecilkan ukuran sirkuit dan komponenkomponen elektrik. Large Scale Integration (LSI) dapat memuat ratusan komponen dalam sebuah chip. Pada tahun 1980-an, Very Large Scale Integration (VLSI) memuat ribuan komponen dalam sebuah chip tunggal. Ultra-Large Scale Integration (ULSI) meningkatkan jumlah tersebut menjadi jutaan. Kemampuan untuk memasang sedemikian banyak komponen dalam suatu keping yang berukurang setengah keping uang logam mendorong turunnya harga dan ukuran komputer. Hal 6
  • tersebut juga meningkatkan daya kerja, efisiensi dan keterandalan komputer. Chip Intel 4004 yang dibuat pada tahun 1971 membawa kemajuan pada IC dengan meletakkan seluruh komponen dari sebuah komputer (central processing unit, memori, dan kendali input/output) dalam sebuah chip yang sangat kecil. 5. Komputer generasi kelima Banyak kemajuan di bidang desain komputer dan teknologi semakin memungkinkan pembuatan komputer generasi kelima. Dua kemajuan rekayasa yang terutama adalah kemampuan pemrosesan paralel, yang akan menggantikan model non Neumann. Model non Neumann akan digantikan dengan sistem yang mampu mengkoordinasikan banyak CPU untuk bekerja secara serempak. Kemajuan lain adalah teknologi superkonduktor yang memungkinkan aliran elektrik tanpa ada hambatan apapun, yang nantinya dapat mempercepat kecepatan informasi. Jepang adalah negara yang terkenal dalam sosialisasi jargon dan proyek komputer generasi kelima. Lembaga ICOT (Institute for new Computer Technology) juga dibentuk untuk merealisasikannya. Banyak kabar yang menyatakan bahwa proyek ini telah gagal, namun beberapa informasi lain bahwa keberhasilan proyek computer generasi kelima ini akan membawa perubahan baru paradigma komputerisasi di dunia.2.3.2 CONTOH EVOLUSI KOMPUTER Evolusi komputer yang akan dijelaskan adalah kelompok komputer Pentium Intel dan PowerPC. Alasannya adalah komputer Pentium Intel mampu mendominasi pasaran dan secara teknologi menggunakan rancangan CISC (complex instruction set computers) dalam arsitekturnya. Sedangkan PowerPC merupakan kelompok komputer yang menerapkan teknologi RISC (reduced instruction set computers). 7
  • 2.3.2.1 PENTIUM Pentium merupakan produk Intel yang mampu mendominasi pasaran prosesor hingga saat ini. Berikut evolusi prosesor keluaran Intel dari prosesor sederhana sampai prosesor keluaran saat ini[3]: 1. 8080, keluar tahun 1972 merupakan mikroprosesor pertama keluaran Intel dengan mesin 8 bit dan bus data ke memori juga 8 bit. Jumlah instruksinya 66 instruksi dengan kemampuan pengalamatan 16KB. 2. 8086, dikenalkan tahun 1974 adalah mikroprosesor 16 bit dengan teknologi cache instruksi. Jumlah instruksi mencapai 111 dan kemampuan pengalamatan ke memori 64KB. 3. 80286, keluar tahun 1982 merupakan pengembangan dari 8086, kemampuan pengalamatan mencapai 1MB dengan 133 instruksi. 4. 80386, keluar tahun 1985 dengan mesin 32 bit. Sudah mendukung sistem multitasking. Dengan mesin 32 bitnya, produk ini mampu menjadi terunggul pada masa itu. 5. 80486, dikenalkan tahun 1989. Kemajuannya pada teknologi cache memori dan pipelining instruksi. Sudah dilengkapi dengan math co-processor. 6. Pentium, dikeluarkan tahun 1993, menggunakan teknologi superscalar sehingga memungkinkan eksekusi instruksi secara paralel. 7. Pentium Pro, keluar tahun 1995. Kemajuannya pada peningkatan organisasi superscalar untuk proses paralel, ditemukan sistem prediksi cabang, analisa aliran data dan sistem cache memori yang makin canggih. 8. Pentium II, keluar sekitar tahun 1997 dengan teknologi MMX sehingga mampu menangani kebutuhan 8
  • multimedia. Mulai Pentium II telah menggunakan teknologi RISC. 9. Pentium III, terdapat kemampuan instruksi floating point untuk menangani grafis 3D. 10. Pentium IV, kemampuan floating point dan multimedia semakin canggih. 11. Itanium, memiliki kemampuan 2 unit floating point, 4 unit integer, 3 unit pencabangan, internet streaming, 128 interger register.2.3.2.2 POWER PC Proyek sistem RISC diawali tahun 1975 oleh IBM pada komputer muni seri 801. Seri pertama ini hanyalah prototipe, seri komersialnya adalah PC RT yang dikenalkan tahun 1986. Tahun 1990 IBM mengeluarkan generasi berikutnya yaitu IBM RISC System/6000 yang merupakan mesin RISC superskalar workstation. Setelah ini arsitektur IBM lebih dikenal sebagai arsitektur POWER. IBM menjalin kerja sama dengan Motorola menghasilkan mikroprosesor seri 6800, kemudian Apple menggunakan keping Motorola dalam Macintoshnya. Saat ini terdapat 6 kelompok PowerPC, yaitu [3]: 1. 601, adalah mesin 32 bit merupakan produksi masal arsitektur PowerPC untuk lebih dikenal masyarakat. 2. 603, merupakan komputer desktop dan komputer portabel. Kelompok ini sama dengan seri 601 namun lebih murah untuk keperluan efisien. 3. 604, seri komputer PowerPC untuk kegunaan komputer low-end server dan komputer desktop. 4. 620, ditujukan untuk penggunaan high-end server. Mesin dengan arsitektur 64 bit. 5. 740/750, seri dengan cache L2. 9
  • 6. G4, seperti seri 750 tetapi lebih cepat dan menggunakan 8 instruksi paralel.2.4. CPU (CONTROL PROCESSING UNIT) 2.4.1 KOMPONEN UTAMA CPU CPU adalah komponen pengolah data berdasarkan instruksi – instruksi yang diberikan kepadanya[4]. CPU tersusun atas beberapa komponen, yaitu : 1. Arithmetic and Logic Unit (ALU), bertugas membentuk fungsi – fungsi pengolahan data komputer. ALU sering disebut mesin bahasa (machine language) karena bagian ini mengerjakan instruksi – instruksi bahasa mesin yang diberikan padanya. Seperti istilahnya, ALU terdiri dari dua bagian, yaitu unit arithmetika dan unit logika boolean, yang masing – masing memiliki spesifikasi tugas tersendiri[4]. 2. Control Unit, bertugas mengontrol operasi CPU dan secara keselurahan mengontrol komputer sehingga terjadi sinkronisasi kerja antar komponen dalam menjalankan fungsi – fungsi operasinya. Termasuk dalam tanggung jawab unit kontrol adalah mengambil instruksi – instruksi dari memori utama dan menentukan jenis instruksi tersebut[4]. 3. Registers, adalah media penyimpan internal CPU yang digunakan saat proses pengolahan data. Memori ini bersifat sementara, biasanya digunakan untuk menyimpan data saat diolah ataupun data untuk pengolahan selanjutnya[4]. 4. CPU Interconnections, adalah sistem koneksi dan bus yang menghubungkan komponen internal CPU, yaitu ALU, unit kontrol dan register – register dan juga dengan bus – bus eksternal CPU yang menghubungkan dengan sistem lainnya, seperti memori utama, piranti masukan/keluaran[4]. 10
  • 2.4.2 FUNGSI CPU Fungsi CPU adalah penjalankan program – program yang disimpan dalam memori utama dengan cara mengambil instruksi – instruksi, menguji instruksi tersebut dan mengeksekusinya satu persatu sesuai alur perintah. Untuk memahami fungsi CPU dan caranya berinteraksi dengan komponen lain, perlu kita tinjau lebih jauh proses eksekusi program. Pandangan paling sederhana proses eksekusi program adalah dengan mengambil pengolahan instruksi yang terdiri dari dua langkah, yaitu : operasi pembacaan instruksi (fetch) dan operasi pelaksanaan instruksi (execute). Siklus instruksi yang terdiri dari siklus fetch dan siklus eksekusi diperlihatkan pada gambar 2.4.2 berikut. Gambar 2.4.2 Siklus instruksi dasar 2.4.2.1 SIKLUS FETCH – EKSEKUSI Pada setiap siklus instruksi, CPU awalnya akan membaca instruksi dari memori. Terdapat register dalam CPU yang berfungsi mengawasi dan menghitung instruksi selanjutnya, yang disebut Program Counter (PC). PC akan menambah satu hitungannya setiap kali CPU membaca 11
  • instruksi. Instruksi – instruksi yang dibaca akan dibuatdalam register instruksi (IR). Instruksi – instruksi ini dalambentuk kode – kode binner yang dapat diinterpretasikanoleh CPU kemudian dilakukan aksi yang diperlukan. Aksi –aksi ini dikelompokkan menjadi empat katagori, yaitu :1. CPU – Memori, perpindahan data dari CPU ke memori dan sebaliknya.2. CPU –I/O, perpindahan data dari CPU ke modul I/O dan sebaliknya.3. Pengolahan Data, CPU membentuk sejumlah operasi aritmatika dan logika terhadap data.4. Kontrol, merupakan instruksi untuk pengontrolan fungsi atau kerja. Misalnya instruksi pengubahan urusan eksekusi.Perlu diketahui bahwa siklus eksekusi untuk suatu instruksidapat melibatkan lebih dari sebuah referensi ke memori.Disamping itu juga, suatu instruksi dapat menentukan suatuoperasi I/O. Perhatikan gambar 2.4.2.1 yang merupakandetail siklus operasi pada gambar 2.4.2 yaitu :1. Instruction Addess Calculation (IAC), yaitu mengkalkulasi atau menentukan alamat instruksi berikutnya yang akan dieksekusi. Biasanya melibatkan penambahan bilangan tetap ke alamat instruksi sebelumnya. Misalnya, bila panjang setiap instruksi 16 bit padahal memori memiliki panjang 8 bit, maka tambahkan 2 ke alamat sebelumnya.2. Instruction Fetch (IF), yaitu membaca atau pengambil instruksi dari lokasi memorinya ke CPU. 12
  • 3. Instruction Operation Decoding (IOD), yaitu menganalisa instruksi untuk menentukan jenis operasi yang akan dibentuk dan operand yang akan digunakan. 4. Operand Address Calculation (OAC), yaitu menentukan alamat operand, hal ini dilakukan apabila melibatkan referensi operand pada memori. 5. Operand Fetch (OF), adalah mengambil operand dari memori atau dari modul I/O. 6. Data Operation (DO), yaitu membentuk operasi yang diperintahkan dalam instruksi. 7. Operand store (OS), yaitu menyimpan hasil eksekusi ke dalam memori. Gambar 2.4.2.1Diagram siklus instruksi2.4.2.2 FUNGSI INTERRUPT Fungsi interupsi adalah mekanisme penghentian atau pengalihan pengolahan instruksi dalam CPU kepada routine interupsi. Hampir semua modul (memori dan I/O) memiliki mekanisme yang dapat menginterupsi kerja CPU. Tujuan interupsi secara umum untuk menejemen pengeksekusian routine instruksi agar efektif dan efisien antar CPU dan modul – modul I/O maupun memori. Setiap komponen komputer dapat menjalankan tugasnya secara bersamaan, tetapi kendali terletak pada CPU disamping itu kecepatan eksekusi masing – masing modul berbeda sehingga dengan adanya fungsi interupsi ini dapat sebagai 13
  • sinkronisasi kerja antar modul. Macam – macam kelassinyal interupsi[4]: 1. Program, yaitu interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi pada hasil eksekusi program. Contohnya: arimatika overflow, pembagian nol, oparasi ilegal. 2. Timer, adalah interupsi yang dibangkitkan pewaktuan dalam prosesor. Sinyal ini memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsi tertentu secara reguler. 3. I/O, sinyal interupsi yang dibangkitkan oleh modul I/O sehubungan pemberitahuan kondisi error dan penyelesaian suatu operasi. 4. Hardware failure, adalah interupsi yang dibangkitkan oleh kegagalan daya atau kesalahan paritas memori. Dengan adanya mekanisme interupsi, prosesor dapat digunakan untuk mengeksekusi instruksi – instruksi lain. Saat suatu modul telah selesai menjalankan tugasnya dan siap menerima tugas berikutnya maka modul ini akan mengirimkan permintaan interupsi ke prosesor. Kemudian prosesor akan menghentikan eksekusi yang dijalankannya untuk menghandel routine interupsi. Setelah program interupsi selesai maka prosesor akan melanjutkan eksekusi programnya kembali. Saat sinyal interupsi diterima prosesor ada dua kemungkinan tindakan, yaitu interupsi diterima/ditangguhkan dan interupsi ditolak. Apabila interupsi ditangguhkan, prosesor akan melakukan hal – hal dibawah ini : 14
  • 1. Prosesor menangguhkan eksekusi program yang dijalankan dan menyimpan konteksnya. Tindakan ini adalah menyimpan alamat instruksi berikutnya yang akan dieksekusi dan data lain yang relevan. 2. Prosesor menyetel program counter (PC) ke alamat awal routine interrupt handler. Gambar 2.4.2.2 berikut menjelaskan siklus eksekusi oleh prosesor dengan adanya fungsi interupsi. Gambar 2.4.2.2 Siklus eksekusi instruksi dengan interrupt2.5. MEMORI Memory merupakan bagian dari computer yang berfungsi sebagai penyimpan data dan program. Karakteristik Memori : 1. Kapasitas 2. Satuan transfer 3. Metode Akses 4. Kinerja 5. Tipe Fisik 6. Karakteristik Fisik 15
  • Berdasarkan kecepatannya memory ada 4 macam yaitu :2.5.1 REGISTER MEMORY Merupakan jenis memory dimana kecepatan acces yang paling cepat, memory ini terdapat pada CPU / processor[5]. Contoh: Register data, register alamat , stack pointer register, Memory Address Register, I/O Address Register, dll.2.5.2 CACHE MEMORY Cara Kerja Cache Memori Komputer Jika prosesor membutuhkan suatu data, pertama-tama ia akan mencarinya pada cache. Jika data ditemukan, prosesor akan langsung membacanya dengan delay yang sangat kecil.Tetapi jika data yang dicari tidak ditemukan,prosesor akan mencarinya pada RAM yang kecepatannya lebih rendah. Pada umumnya, cache dapat menyediakan data yang dibutuhkan oleh prosesor sehingga pengaruh kerja RAM yang lambat dapat dikurangi. Dengann cara ini maka memory bandwidth akan naik dan kerja prosesor menjadi lebih efisien. Selain itu kapasitas memori cache yang semakin besar juga akan meningkatkan kecepatan kerja computer secara keseluruhan. Dua jenis cache yang sering digunakan dalam dunia komputer adalah memory caching dan disk caching. Implementasinya dapat berupa sebuah bagian khusus dari memori utama komputer atau sebuah media penyimpanan data khusus yang berkecepatan tinggi. Implementasi memory caching sering disebut sebagai memory cache dan tersusun dari memori komputer jenis SDRAM yang berkecepatan tinggi. Sedangkan implementasi disk caching menggunakan sebagian dari memori computer. 16
  • Cara Kerja Cache Memori Komputer Jika prosesor membutuhkan suatu data, pertama-tama ia akan mencarinya pada cache. Jika data ditemukan, prosesor akan langsung membacanya dengan delay yang sangat kecil.Tetapi jika data yang dicari tidak ditemukan,prosesor akan mencarinya pada RAM yang kecepatannya lebih rendah. Pada umumnya, cache dapat menyediakan data yang dibutuhkan oleh prosesor sehingga pengaruh kerja RAM yang lambat dapat dikurangi. Dengann cara ini maka memory bandwidth akan naik dan kerja prosesor menjadi lebih efisien. Selain itu kapasitas memori cache yang semakin besar juga akan meningkatkan kecepatan kerja computer secara keseluruhan. Dua jenis cache yang sering digunakan dalam dunia komputer adalah memory caching dan disk caching. Implementasinya dapat berupa sebuah bagian khusus dari memori utama komputer atau sebuah media penyimpanan data khusus yang berkecepatan tinggi. Implementasi memory caching sering disebut sebagai memory cache dan tersusun dari memori komputer jenis SDRAM yang berkecepatan tinggi. Sedangkan implementasi disk caching menggunakan sebagian dari memori komputer.2.5.3 MEMORI UTAMA Jenis memori utama yaitu: 2.5.3.1 RANDOM ACCESS MEMORY (RAM) RAM diakses melalui alamat, semua lokasi yang dapat dialamati dapat diakses secara acak (random) dan membutuhkan waktu akses yang sama tanpa tergantung pada lokasi fisiknya di dalam memori. Terdapat dua jenis RAM, statik dan dinamik. RAM dinamik tersusun oleh sel- 17
  • sel yang menyimpan data sebagai muatan Iistrik padakapasitor. RAM statik menyimpan nilai-nilai biner denganrnenggunakan konfigurasi gerbang logika flipflopSemua data dan program yang akan disimpan dalam RAMterlebih dahulu disimpan dalam memory utama. RandomAccess Memory Atau biasa disebut dengan istilah ram, ataubiasa juga disebut memory, adalah suatu alat komputer(perangkat keras/hardware). Ram memrupakan salah satujenis alat penyimpanan data pada komputer atau mediaelektronik lainnya (PDA. HP, Notebook, Netbook, dll)yang bersifat sementara. Artinya bila komputer dimatikan,maka semua instruksi atau data yang telah dsimpan di ramini akan hilang. Jadi Fungsi Ram yaitu untuk menyimpaninstruksi sementara dari komputer untuk mengeluarkannyake output device.JENIS-JENIS RAM[5]: 1. DRAM (Dynamic RAM) adalah jenis RAM yang secara berkala harus disegarkan oleh CPU agar data yang terkandung didalamnya tidak hilang. 2. SDRAM (Sychronous Dynamic RAM) adalah jenis RAM yang merupakan kelanjutan dari DRAM namun telah disnkronisasi oleh clock sistem dan memiliki kecepatan lebih tinggi daripada DRAM. Cocok untuk sistem dengan bus yang memiliki kecepatan sampai 100 MHz. 3. RDRAM (Rambus Dynamic RAM) adalah jenis memory yang lebih cepat dan lebih mahal dari pada SDRAM. Memory ini bisa digunakan pada sistem yang menggunakan Pentium 4. 18
  • 4.SRAM (Static RAM) adalah jenis memori yangtidak memerlukan penyegaran oleh CPU agar datayang terdapat di dalamnya tetap tersimpan denganbaik. RAM jenis ini memiliki kecepatan lebih tinggidaripada DRAM.5. EDO RAM (Extended Data Out RAM) adalahjenis memori yang digunakan pada sistem yangmenggunakan Pentium. Cocok untuk yang memilikibus denagan kecepatan sampai 66 MHz.6. DDR RAM (Double Data Rate RAM) adalah tipememori generasi penerus SDRAM, yang memilikikemampuan dua kali lebih cepat dari SDRAM. Slotmemori yang digunakanDDR SDRAM memilikijumlah pin lebih banyak dari SDRAM, memory inimemilki karakteristik clock FSB 266/333/400 MHz,184-pin, 2.5 Volt, di pakai pada komputerberplatfrom Pentium IV ke atas atau sejenisnyaadalah merupakan hasil regenerasi dari SD RAM,memiliki kecepatan 2x dari SDRAM sesuai denganlamanya Double Data Rate hal ini disebabkan dalam1 clock mampu membawa/mengakses jumlah datasebanyak 2 bit di banding SD RAM yang hanyamampu menampung data sebesar 1 bit per clocknya,memori ini dibuat untuk menyaingi RD RAMmemori yang sudah terlebih dahulu keluar dansekarang sudah menjadi penguasa pasar The Kingof Memory. Perkembangan memory ini puntergolong cepat sekarang saja sudah sampai generasike lima (DDR , DDRII, DDRIII, DDR IV, DDR V). 19
  • 2.5.3.1 ROM ( READ ONLY MEMORY) ROM yaitu perangkat keras pada komputer berupa chip memori semikonduktor yang isinya hanya dapat dibaca. ROM tidak dapat digolongkan sebagai RAM, walaupun keduanya memiliki kesamaan yaitu dapat diakses secara acak (random). ROM berbeda dengan RAM. 1. ROM tidak dapat diisi atau ditulisi data sewaktu-waktu seperti RAM.. Biasanya, data atau program yang tertulis pada ROM diisi oleh pabrik yang membuatnya. 2. Informasi/data/program yang tertulis pada ROM (isi ROM) bersifat permanen dan tidak mudah hilang dan tidak mudah berubah walaupun komputer „dimatikan‟ atau dalam keadaan mati (off). 3. ROM dapat menyimpan data tanpa membutuhkan daya. Itulah sebabnya data dalam ROM tidak akan hilang walaupun komputer mati. 4. ROM modern sering ditemukan dalam bentuk IC (Integrated Circuit). JENIS – JENIS ROM 1. PROM (programmable read only memory). Yaitu rom yang bisa kita program kembali dengan catatan hanya boleh satu kali perubahan setelah itu tidak dapat lagi deprogram.Chip PROM adalah suatu chip yang kosong yang mana program dapat dituliskan ke dalamnya dengan menggunakan suatu peralatan khusus. Chip PROM dapat diprogram sekali dan 20
  • biasanya digunakan oleh pabrik sebagai control device di dalam produk-produknya. 2. RPROM (Re progamable ROM). Merupakan perkembangan dari versi PROM dimana kita dapat melakukan perubahan berulang kali sesuai dengan yang diinginkan. 3. EPROM (Erasable programmable read only memory). EPROM mirip dengan PROM, tetapi program dapat dihapus dan program yang baru bisa dituliskan ke dalamnya dengan menggunakan suatu peralatan khusus yang menggunakan sinar ultraviolet. EPROM digunakan untuk controlling device, seperti robot dan sebagainya. 4. EEPROM (Electronic erasable programmable read only memory). Chip EEPROM dapat diprogram ulang dengan menggunakan suatu electric impulses yang khusus. Mereka tidak perlu dicabut atau diubah. 5. Mask ROM 6. Flash Memory2.6. PERALATAN PENYIMPANAN DATA 2.6.1 MAGNETIK DISK Disk ini terbuat dari sebuah piringan bundar yang terbuat dari logam atau plastik yang dilapisi dengan bahan yang dapat dimagnetisasi[6]. Pada magnetic disk data direkam di atasnya dan dapat dibaca dari disk dengan menggunakan kumparan pengkonduksi (conducting coil) yang dinamakan head. Pada operasi penulisannya, arus listrik pada head memagnetisasi disk. Pada operasi pembacaan, medan magnet pada disk yang bergerak di bawah head menghasilkan arus listrik pada head. Selama 21
  • operasi pembacaan dan penulisan, head bersifat stasionersedangkan piringan bergerak-gerak di bawahnya.FLOPPY DISK (DISKET)Dengan berkembangnya komputer pribadi maka diperlukanmedia untuk mendistribusikan software maupunpertukaran data. Solusinya ditemukannya disket atau floppy diskoleh IBM. Karakteristik disket adalah head menyentuhpermukaan disk saat membaca ataupun menulis. Hal inimenyebabkan disket tidak tahan lama dan sering rusak. Untukmengurangi kerusakan atau aus pada disket, dibuat mekanismepenarikan head dan menghentikan rotasi disk ketika head tidakmelakukan operasi baca dan tulis. Namun akibatnya waktu aksesdisket cukup lama. Ada dua ukuran disket yang tersedia, yaitu5,25 inchi dan 3,5 inchi dengan masing –masing memilikiversi low density (LD) dan high density (HD). Disket 5,25inchi sudah tidak popular karena bentuknya yang besar,kapasitas lebih kecil dan selubung pembungkusnya tidak kuat.HARD DISK (FIXED DISK)Hard disk memiliki sebuah cakram keras (hard platter) yangmengandung media magnetik, sebagai kebalikan dari lembaranfilm plastik pada floppy disk dan tape. Karakteristik / ciri – ciriHard Disk :Non Removeable, Perangkat media penyimpananyang terpasang langsung di dalam casing,Tersusun dari beberapaunit magnetic disk, Kecepatan lebih tinggi, Kerapatan rekamandata lebih besar , dan Silinder : sekelompok track dalam 1 lokasidi semua piringan.Teknik perekamannya, kepadatan informasipada permukaan perekam disk lebih besar di sisi tengah daripadadi pinggir karena jumlah informasi yang disimpan dalam setiaptrack jumlahnya sama. 22
  • 2.6.2 OPTICAL DISK Produk-produk disk optis 1. CD (Compact Disk) : suatu disk yang tidak dapat dihapus yang menyimpan informasi audio yang telah didigitasi. Sistem standar menggunakan disk 12 cm yang dapat merekam lebih dari 60 menit waktu putar tanpa henti. 2. CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory): Disk yang tidak dapat dihapus untuk menyimpan data komputer. Sistem standar menggunakan disk 12 cm yang dapat menampung lebih dari 550 Mbyte. 3. CD-I (Compact Disk Interactive) Suatu spesifikasi yang didasarkan pada penggunaan CD-ROM. Spesifikasi ini menjelaskan metode penyediaan audio, video, grafis, teks, dan kode yang dapat dieksekusi mesin pada CD-ROM. 4. DVI (Digital Video Interactive) Sebuah teknologi untuk memproduksi representasi informasi video yang didigitasi dan terkompresi. Representasi dapat disimpan pada CD atau media disk lainnya. Sistem yang ada sekarang menggunakan CD dan dapat menyimpan sekitar 20 menit video pada satu disk. 5. WORM (Write One Read Many) Sebuah disk yang lebih mudah ditulisi dibandingkan dengan CD-ROM, yang membuatnya secara komersial feasible untuk menyalin sebuah CD. Ukuran yang populer adalh 5,25 inchi yang dapat menampung 200 hingga 800 Mbyte data. 6. Erasable Optical Disk Suatu disk yang menggunakan teknologi optik namun dapat dihapus dan ditulisi ulang dengan mudah. Terdapat dua jenis ukuran yang umum dipakai: 3,25 inchi dan 5,25 inchi. Umumnya mempunyai kapasitas 650 Mbyte. 23
  • 2.7. UNIT MASUKAN DAN KELUARAN Sistem komputer memiliki tiga komponen utama, yaitu : CPU, Memory (primer & sekunder), dan peralatan masukan/keluaran (I/O) seperti printer, monitor, keyboard, mouse dan modem. Dalam menjalankan fungsinya sebagai masukan dan keluaran diperlukan modul I/O. Modul I/O merupakan peralatan antarmuka (interface) bagi sistem bus atau switch sentral dan mengontrol satu atau lebih perangkat periperhal. Modul I/O tidak hanya sekedar mosul penghubung, tetapi sebuah piranti yang berisi logika dalam melakukan fungsi komunikasi antara perperhal dan bus computer[7]. Ada beberapa alasan kenapa tidak langsung dihubungkan dengan bus komputer yaitu: 1. Bervariasinya metode operasi piranti periperhal, sehingga tidak praktis apabila sistem komputer harus menangani berbagai macam sistem operasi periperhal tersebut. 2. Kecepatan transfer data piranti periperhal umumnya lebih lambat daripada laju transfer data pada CPU 3. Format dan panjang data pada piranti periperhal seringkali berbeda dengan CPU, sehingga perlu modul untuk menselaraskannya. Dari beberapa alasan diatas, modul I/O memiliki 2 buah fungsi utama, yaitu : 1. Sebagai piranti antarmuka ke CPU dan memori melalui bus sistem. 2. Sebagaimana piranti antarmuka dengan peralatan periperhal lainnya menggunakan link data tertentu. 2.7.1 SISTEM MASUKAN DAN KELUARAN KOMPUTER Modul I/O dapat menjalankan tugasnya, yaitu dengan menjembatani CPU dan memori dengan dunia luar merupakan hal terpenting untuk kita ketahui. Inti mempelajari sistem I/O komputer adalah mengetahui fungsi dan struktur kerja modul I/O. 24
  • 2.7.2 FUNGSI MODUL INPUT/OUTPUT Modul I/O adalah sebuah komponen dalam sistem komputer yang bertanggung jawab atas pengontrolan sebuah perangkat luar atau lebih dan bertanggung jawab juga terhadap pertukaran data antara perangkat luar tersebut dengan memori utama ataupun register- register dalam CPU. Dalam mewujudkan fungsi tersebut, diperlukan antarmuka internal dengan komputer (CPU dan memori utama) dan antarmuka dengan perangkat eksternalnya untuk menjalankan fungsi-fungsi pengontrolan. Fungsi dalam menjalankan tugas, modul I/O dapat dibagi menjadi beberapa kategori, yaitu: 1. Kontrol dan pewaktuan 2. Komunikasi CPU 3. Komunikasi dengan perangkat eksternal 4. Pem-buffer-an data 5. Deteksi kesalahan Fungsi kontrol dan pewaktuan (control & timming) merupakan hal yang penting untuk mensinkronkan kerja masing-masing komponen penyusun komputer. Dalam sekali waktu CPU berkomunikasi dengan satu atau lebih perangkat dengan pola tidak menentu dan kecepatan transfer data yang beragam, baik dengan perangkat internal seperti register-register, memori utama, memori sekunder, perangkat periperhal. Proses tersebut bisa berjalan apabila ada fungsi kontrol dan pewaktuan yang mengatur sistem secara keseluruhan. Contoh kontrol pemindahan data dari periperhal ke CPU melalui sebuah modul I/O meliputi langkah- langkah sebagai berikut: 1. Permintaan dan pemeriksaan status perangkat dari CPU ke modul I/O. 25
  • 2. Modul I/O memberikan jawaban atas permintaan CPU tersebut.3. Apabila perangkat eksternal telah siap untuk transfer data, maka CPU akan mengirimkan perintah ke modul I/O4. Modul I/O akan menenrima paket data dengan panjang tertentu dari periperhal.5. Selanjutnya data dikirim ke CPU setelah diadakan seinkronisasi panjang data dan kecepatan transfer oleh modul I/O sehingga paket-paket data dapat diterima CPU dengan baik.Transfer data tidak akan lepas dari penggunaan sistem bus, makainteraksi CPU dan modul I/O akan melibatkan kontrol danpewaktuan sebuah arbitrasi bus atau lebih. Ada fungsi komunikasiantara CPU dan modul I/O meliputi proses-proses berikut ini[7] :1. Command Decoding, yaitu modul I/O menerima perintah- perintah dari CPU yang dikirimkan sebagai sinyal bus kontrol. Misalnya, sebuah modul I/O untuk disk dapat menerima perintah : Read sector, Scan Record ID, Format disk.2. Data, pertukaran data antara CPU dan modul I/O melalui bus data.3. Status Reporting, yaitu pelaporan kodisi status modul I/O maupun perangkat periperhal, umumnya berupa status kondisi busy atau ready. Juga status bermacam-macam kodisi kesalahan (error).4. Address recognition, bahwa peralatan atau komponen penyusun komputer dapat dihubungi atau dipanggil maka harus memiliki alamat yang unik, begitu pula pada perangkat periperhal, sehingga setiap modul I/O harus mengetahui alamat periperhal yang dikontrolnya 26
  • Pada sisi modul I/O ke perangkat periperhal juga terdapat komunikasi yang meliputi komunikasi data, kontrol maupun status. Fungsi selanjutnya adalah buffering. Tujuan utama buffering adalah mendapatkan penyesuaian data sehubungan perbedaan laju transfer data dari perangkat periperhal dengan kecepatan pengolahan pada CPU . Umumnya laju transfer data pada dari perangkat periperhal lebih lambat dari kecepatan CPU maupun media penyimpanan. Fungsi terakhir adalah deteksi kesalahan. Apabila pada perangkat periperhal terdapat masalah sehingga proses tidak dapat dijalankan, maka modul I/O akan melaporkan kesalahan tersebut. Misalnya informasi pada periperhal printer seperti: kertas tergulung, kertas habis, tinta habis, dan lain-lain. Teknik yang umum untuk deteksi kesalahan adalah penggunaan bit paritas.2.8. SISTEM BUS System bus atau bus sistem, dalam arsitektur komputer merujuk pada bus yang digunakan oleh sistem komputer untuk menghubungkan semua komponennya dalam menjalankan tugasnya[8]. Sebuah bus adalah sebutan untuk jalur di mana data dapat mengalir dalam komputer. Jalur- jalur ini digunakan untuk komunikasi dan dapat dibuat antara dua elemen atau lebih. Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan dieksekusi oleh CPU melalui perantara sistem bus. Sebuah komputer memiliki beberapa bus, agar dapat berjalan. Banyaknya bus yang terdapat dalam sistem, tergantung dari arsitektur sistem komputer yang digunakan. Sebagai contoh, sebuah komputer PC dengan prosesor umumnya Intel Pentium 4 memiliki bus prosesor (Front- Side Bus), bus AGP, bus PCI, bus USB, bus ISA (yang digunakan oleh keyboard dan mouse), dan bus-bus lainnya. 27
  • Bus disusun secara hierarkis, karena setiap bus yang memilikikecepatan rendah akan dihubungkan dengan bus yang memilikikecepatan tinggi. Setiap perangkat di dalam sistem juga dihubungkan kesalah satu bus yang ada. Sebagai contoh, kartu grafis AGP akandihubungkan ke bus AGP. Beberapa perangkat lainnya (utamanya chipsetatau kontrolir) akan bertindak sebagai jembatan antara bus-bus yangberbeda. Sebagai contoh, sebuah kontrolir bus SCSI dapat mengubahsebuah bus menjadi bus SCSI, baik itu bus PCI atau bus PCI Express. Berdasar jenis busnya, bus dapat dibedakan menjadi bus yangkhusus menyalurkan data tertentu, contohnya paket data saja, atau alamatsaja, jenis ini disebut dedicated bus. Namun apabila bus yang dilaluiinformasi yang berbeda baik data, alamat, dan sinyal kontrol denganmetode multipleks data maka bus ini disebut multiplexed bus.Kekurangan multiplexed bus adalah hanya memerlukan saluran sedikitsehingga menghemat tempat tapi kecepatan transfer data menurun dandiperlukan mekanisme yang komplek untuk mengurai data yang telahdimultipleks. Sedangkan untuk dedicated bus merupakan kebalikan darimultipexed bus. Beberapa bus utama dalam sistem komputer modern adalahsebagai berikut: 1. Bus prosesor. Bus ini merupakan bus tercepat dalam sistem dan menjadi bus inti dalam chipset dan motherboard. Bus ini utamanya digunakan oleh prosesor untuk meneruskan informasi dari prosesor ke cache atau memori utama ke chipset kontrolir memori (Northbridge, MCH, atau SPP). Bus ini juga terbagi atas beberapa macam, yakni Front-Side Bus, HyperTransport bus, dan beberapa bus lainnya. Sistem komputer selain Intel x86 mungkin memiliki bus-nya sendiri-sendiri. Bus ini berjalan pada kecepatan 100 MHz, 133 MHz, 200 MHz, 266 MHz, 400 MHz, 533 MHz, 800 MHz, 1000 MHz atau 1066 MHz. Umumnya, bus ini 28
  • memiliki lebar lajur 64-bit, sehingga setiap detaknya ia mampu mentransfer 8 byte.2. Bus AGP (Accelerated Graphic Port). Bus ini merupakan bus yang didesain secara spesifik untuk kartu grafis. Bus ini berjalan pada kecepatan 66 MHz (mode AGP 1x), 133 MHz (mode AGP 2x), atau 533 MHz (mode AGP 8x) pada lebar jalur 32-bit, sehingga bandwidth maksimum yang dapat diraih adalah 2133 MByte/s. Umumnya, bus ini terkoneksi ke chipset pengatur memori (Northbridge, Intel Memory Controller Hub, atau NVIDIA nForce SPP). Sebuah sistem hanya dapat menampung satu buah bus AGP. Mulai tahun 2005, saat PCI Express mulai marak digunakan, bus AGP ditinggalkan.3. Bus PCI (Peripherals Component Interconnect). Bus PCI tidak tergantung prosesor dan berfungsi sebagai bus peripheral. Bus ini memiliki kinerja tinggi untuk sistem I/O berkecepatan tinggi. Bus ini berjalan pada kecepatan 33 MHz dengan lebar lajur 32-bit. Bus ini ditemukan pada hampir semua komputer PC yang beredar, dari mulai prosesor Intel 486 karena memang banyak kartu yang menggunakan bus ini, bahkan hingga saat ini. Bus ini dikontrol oleh chipset pengatur memori (northbridge, Intel MCH) atau Southbridge (Intel ICH, atau NVIDIA nForce MCP).4. Bus PCI Express (Peripherals Component Interconnect Express)5. Bus PCI-X (Peripherals Component Interconnect Express)6. Bus ISA (Industry Standard Architecture)7. Bus EISA (Extended Industry Standard Architecute)8. Bus MCA (Micro Channel Architecture)9. Bus SCSI (Small Computer System Interface). Bus ini diperkenalkan oleh Macintosh pada tahun 1984. SCSI merupakan antarmuka standar untuk drive CD-ROM, peralatan audio, harddisk, dan perangkat penyimpanan eksternal berukuran besar 29
  • 10. Bus USB (Universal Serial Bus). Bus ini dikembangkan oleh tujuh vendor komputer, yaitu Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC, dan Northern Telecom. Bus ini ditujukan bagi perangkat yang memiliki kecepatan rendah seperti keyboard, mouse, dan printer karena tidak akan efisien jika perangkat yang berkecepatan rendah dipasang pada bus berkecepatan tinggi seperti PCI. Keuntungan yang didapat dari bus USB antara lain : tidak harus memasang jumper, tidak harus membuka casing untuk memasang peralatan I/O, hanya satu jenis kabel yang digunakan, dapat mensuplai daya pada peralatan I/O, tidak diperlukan reboot.11. Bus 1394. Bus yang mempunyai nama FireWire memiliki kecepatan tinggi diatas SCSI dan PCI. Bus 1394 sangat cepat, murah, dan mudah untuk diimplementasikan. Bus ini tidak hanya populer perangkat komputer tetapi juga perangkat elektronik seperti kamera digital, VCR, dan televisi. 30
  • BAB III PENUTUP3.1. KESIMPULAN 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. 31