Dokumen tersebut membahas tentang organisasi dan arsitektur sistem komputer serta menjelaskan beberapa komponen utama komputer seperti CPU, memori utama dan sekunder, serta teknologi input, output, dan komunikasi. Dokumen juga membahas klasifikasi arsitektur sistem komputer menurut Flynn dan Feng yang didasarkan pada derajat keparalelan proses data dan instruksi.

1. Arsitektur
Komputer

2. • Organisasi –
berkaitan dengan fungsi dan desain bagian-
bagian sistem komputer digital yang
menerima, menyimpan dan mengolah
informasi.
• Arsitektur –
berkaitan dengan hubungan antara unit
hardware sebagai perangkat elektronik digital
dan unit software.

3. Organisasi Komputer
• Mendeskripsikan fungsi dan desain berbagai unit
komputer digital yang menyimpan dan mengolah
informasi.
• Modul ini juga berkaitan dengan unit komputer yang
menerima informasi dari sumber eksternal dan
mengirimkan hasil terkomputasi ke destinasi eksternal.
• Kebanyakan materi dalam modul ini ditujukan untuk
hardware komputer dan arsitektur komputer.
• Hardware komputer terdiri dari sirkuit elektronik,
display, media penyimpanan magnetik dan optik,
perangkat elektromekanik, dan fasilitas komunikasi.

4. Arsitektur komputer
• meliputi spesifikasi sekumpulan instruksi dan unit
hardware yang melaksanakan instruksi tersebut.
• Dalam modul ini dibahas pula banyak aspek
pemrograman dan komponen software dalam
sistem komputer.
• Sangatlah penting mempertimbangkan aspek
hardware dan software pada desain berbagai
komponen komputer guna mencapai
pemahaman yang baik pada suatu sistem
komputer.

7. TG 1 7
Mengenal Perangkat Keras Sistem Komputer

8. TG 1 8
Bagian2 dari microprocessor

9. TG 1 9
Hardware mengacu pada perangkat fisik yg digunakan utk aktifitas2 input,
processing, output, dan storage dari sistem computer:
– Central processing unit (CPU)
– Primary storage (penyimpan utama)
– Secondary storage (penyimpan sekunder)
– Input technologies (teknologi2 input)
– Output technologies (teknologi2 output)
– Communication technologies (teknologi komunikasi)
Hardware/Perangkat Keras

10. TG 1 10
(CPU): melaksanakan komputasi aktual atau olah angka
didalam sistem komputer . CPU mrpk microprocessor yg
dibuat dari jutaan transistor mikroskopis yg terpadu dalam
1 sirkuit pada silicon wafer (chip).
– Control unit: Bagian dari CPU yang mengendalikan alir
informasi.
– Arithmetic-logic unit (ALU): Bagian dari CPU yang
melaksanakan kalkulasi dan logika pemrograman.
– Registers: Bagian dari CPU untuk menyimpan data dan
sejumlah instruksi yg sangat kecil untuk menyingkat periode
waktu.
CENTRAL PROCESSING UNIT (CPU)

11. TG 1 11
Perkembangan Microprocessor
Intel 4004 th.1969 Intel 8008 th.1972
2300 transistor 29000 transistor 29000 transistor
Intel 8088 th.1981
Intel 286 th.1982
134000 transistor
Intel 386 th.1985
275000
transistor
Intel 486 th.1989
1,2 juta transistor

12. TG 1 12
Perkembangan Processor lanjutan
Intel 586
Thn 1993
Intel P-II Thn 1997
Intel P-IV Thn 2000
Intel P-III Thn 1999
Intel Pentium-M
Thn 2003
Intel Pentium-D
Thn 2005
Intel Itanium
Thn 2006

14. TG 1 14
Kompleksitas Processor
Microprocessor Intel 4004
dengan 2300 transistor Thn 1969
Microprocessor Intel Itanium
dengan 330 juta transistor Thn. 2005

15. TG 1 15
TIPE
MICROPROCESSOR
Tahun SPEED
WORD
LENGTH
Jumlah
Transistor
Kapasitas
Instruksi
(MIPS)
Intel 4004 1969 108 KHz 4-bit 2,300 .06
Intel 8008 1972 200 KHz 8-bit 3,500 .06
Intel 8080 1974 2 MHz 8-bit 6,000 .64
Intel 8086 1978 4.47 MHz 16-bit 29,000 .66
Intel 8088 1981 4.47 MHz 16-bit 29,000 .75
Intel 80286 1982 12 MHz 16-bit 134,000 2.66
Intel 80386 1985 16-33 MHz 32-bit 275,000 4
Intel 80486 (i486) 1989 20-100 MHz 32-bit 1.2 Million 70
Intel 80586 (Pentium) 1993 75-200 MHz 32-bit 3.3 Million 126 - 203
Intel Pentium Pro 1995 150-200 MHz 32-bit 5.5 Million 300
Intel Pentium MMX 1997 166-233 MHz 32-bit 4.5 Million -
Intel Pentium II 1997 233-450 MHz 32-bit 7.5 Million -
Intel Pentium III 1999 450-933 MHz 32-bit > 9.5 Million -
Intel Itanium Processor 2000 1 GHz 64-bit 15,000,000 1,200

18. TG 1 18
Machine instruction cycle: Siklus pemrosesan komputer,
yg menunjukkan jumlah instruksi yang dapat diproses
dalam satu detik.
Clock speed: kecepatan maksimal sebuah prosesor. yang
diukur di dlm megahertz dan gigahertz.
Word length: Panjang Bilangan bits (0-an dan 1-an) yg
dapat diproses oleh CPU dalam satu satuan waktu.
Bus width: Ukuran lebar bus/jalur yang digunakan untuk
proses transfer data dan instruksi pada prosesor.
CPU lanjutan…

19. TG 1 19
Computer Processing Speed
Kecepatan pemrosesan komputer bergantung pada berbagai faktor.
Faktor utama :
• Word length (jumlah bits yg dapat diproses pada suatu waktu oleh
microprocessor)
• Cycle Speed (seberapa cepat pemrosesan data, diukur dlm Megahertz)
• Data Bus Width (menentukan banyaknya data dapat ditransfer diantara
CPU dan memory)
Faktor2 lain :
• RAM (jumlah ketersediaan random access memory)
• Disk Access Speed (kecepatan membaca data dari hard disk)
• Code Efficiency (bagaimana kode komputer didisain)

20. TG 1 20
Hukum Moore
Kompleksitas mikroprosesor akan meningkat 2
kali lipat (berdasarkan jumlah transistor) setiap
2 tahun, sebagai hasil dari berbagai perubahan
berikut ini :
• Peningkatan miniaturisasi transistor.
• Pembuatan layout fisik dari komponen-komponen chip yg
semakin kompak dan efisien
• Penggunaan bahan-bahan utk chip yg meningkatkan
konduktivitas/daya hantar (aliran) dari kelistrikan.
• Jumlah instruksi dasar yg diprogram ke dlm chip.

21. TG 1 21
Trend Perkembangan Processor
Menurut Hukum Moore yang menunjukkan hubungan jumlah
transistor terhadap tahun produksi mikroprosesor

22. KLASIFIKASI ARSITEKTURAL
Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem
komputer, yaitu:
1. Klasifikasi Flynn
􀃖 Didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan
alur data dalam sistem komputer.
2. Klasifikasi Feng
􀃖 Didasarkan pada pemrosesan paralel dan serial
3. Klasifikasi Händler
􀃖 Didasarkan pada derajat keparalelan dan
pipelining dalam berbagai tingkat subsistem.

23. KLASIFIKASI FLYNN
• Klasifikasi sistem komputer yang didasarkan pada
penggandaan alur instruksi dan alur data diperkenalkan
oleh Michael J. Flynn
– Alur instruksi (instruction stream) adalah urutan instruksi yang
dilaksanakan oleh mesin
– Alur data adalah urutan data yang dipanggil oleh alur instruksi
• Baik instruksi maupun data diambil dari modul memori
• Instruksi didecode (diartikan) oleh Control Unit.
• Alur data mengalir dua arah antara prosesor dan memori.

24. Ada 4 kategori sistem komputer dalam klasifikasi Flynn:
1. Single Instruction stream – Single Data
stream (SISD)
2. 2. Single Instruction stream – Multiple Data
stream (SIMD)
3. Multiple Instruction stream – Single Data
stream (MISD)
4. Multiple Instruction stream – Multiple Data
stream (MIMD)

25. Sistem Komputer kategori SISD
• Instruksi dilaksanakan secara berurut tetapi juga
boleh overlap dalam tahapan eksekusi (pipeline)
• Satu alur instruksi didecode untuk alur data
tunggal.

26. Sistem Komputer kategori SIMD
• Beberapa Processor Unit (Processing Element)
disupervisi oleh Control Unit yang sama.
• Semua Processing Element menerima instruksi
yang sama dari control unit tetapi mengeksekusi
data yang berbeda dari alur data yang berbeda
pula.
• Subsistem memori berisi modul-modul memori.
• Processor vektor dan processor array termasuk
dalam kategori ini.

27. Sistem Komputer kategori MISD
• Sejumlah PU , masing-masing menerima
instruksi yang berbeda dan mengoperasikan
data yang sama.
• Output salah satu prosesor menjadi input bagi
prosesor berikutnya.
• Struktur komputer ini tidak praktis, sehingga
tidak ada komputer yang menggunakannya.

28. Sistem Komputer kategori MIMD
• Sejumlah prosesor secara simultan
mengeksekusi rangkaian instruksi yang
berbeda pada kumpulan data yang berbeda
pula.
• MIMD dapat berupa multiprosesor dengan
memori yang dapat digunakan bersama
(shared memory) atau multikomputer dengan
memori yang terdistribusi.

29. Hirarki Processor Parallel

30. • Multiprosesor : MIMD dengan memori yang dapat
digunakan bersama, semua prosesornya memiliki akses
ke pool memori utama.
• Multikomputer : MIMD dengan memori terdistribusi,
setiap prosesornya memiliki memori khusus sendiri.
• Motivasi pembuatan organisasi multikomputer adalah
untuk mengatasi keterbatasan skala multiprosesor.
• Karena prosesor-prosesor multikomputer harus
berkomunikasi, maka elemen penting perancangan
multikomputer adalah jaringan interkoneksi yang harus
dapat beroperasi seefisien mungkin.

31. KLASIFIKASI FENG
• Tse Yun Feng mengusulkan pembagian klasifikasi arsitektur
komputer berdasarkan derajat keparalelan (degree of
parallelism). Yaitu Jumlah bit maksimum yang dapat diproses
dalam satu satuan waktu.
• Derajat keparalelan rata-rata (Pa)adalah :
• Bila Piadalah jumlah bit yang dapat diproses dalam siklus
prosesor ke – i (atau periode clock ke – i),
• Siklus prosesor (T) dinyatakan oleh i = 1,2,3, ......, T

32. • Laju utilisasi (utilization rate) (μ) sistem
komputer dalam siklus T adalah :
dimana P : derajat keparalelan maksimum
• Jika daya komputasi prosesor dipakai penuh,
maka Pi= P untuk semua i dan μ = 1 untuk
100% utilisasi.
→ Laju utilisasi bergantung pada program
aplikasi yang dieksekusi.

33. • Feng mengklasifikasi sistem komputer juga
menggunakan parameter panjang word n,
panjang bit slice m.
• Bit-slice adalah string of bits, yaitu satu dari
setiap word pada posisi bit vertikal yang sama.
Misal : TI-ASC mempunyai word length = 64 dan
arithmatic pipeline = 4. Setiap pipe mempunyai 8
pipeline stage. Maka setiap bit-slice dalam keempat
pipe mempunyai 8 x 4 = 32 bit.

34. • Derajat keparalelan maksimum dari suatu sistem komputer C,
yaitu P(C), digambarkan oleh perkalian antara word length n
dan bit slice length m
P(C) = n . m

35. Ada 4 tipe Metode Pemrosesan :
– Word Serial and Bit Serial (WSBS)
– Word Paralel and Bit Serial (WPBS)
– Word Serial and Bit Paralel (WSBP)
– Word Paralel and Bit Paralel (WPBP)

36. • WSBS disebut Bit serial procesing karena satu bit (n=m=1)
diproses pada satu satuan waktu.
– Proses : lambat
– Komputer generasi pertama
• WPBS (n=1, m>1) disebut BIS procesing ( Bit Slice Procesing)
karena sejumlah m bit slice diproses pada satu satuan waktu.
• WSBP (n>1, m=1) disebut Word slice processing karena satu
word pada n bit diproses pada satu satuan waktu.
• Ditetapkan pada kebanyakan komputer sekarang.
• WPBP (n>1, m>1) disebut Fully Paralel Processing (Paralell
Processing) disini array dari n,m bits diproses pada satu
satuan waktu.
• Proses : paling cepat.