Makalah ini membahas organisasi komputer dengan tujuan memperoleh pemahaman tentang struktur dan fungsi komputer serta evolusinya. Bab pertama berisi latar belakang, rumusan masalah, tujuan dan metode penulisan makalah. Bab kedua membahas pengertian organisasi komputer, struktur dan fungsi komputer, evolusi dan kinerja komputer beserta contoh evolusi Intel Pentium dan PowerPC.

1. BAB I PENDAHULUAN
1.1. 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

2. 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

3. BAB II PEMBAHASAN
2.1. 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

4. 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 - Control
2.3. EVOLUSI DAN KINERJA KOMPUTER
2.3.1 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

5. 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

6. 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

7. 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

8. 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

9. 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

10. 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

11. 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

12. instruksi. Instruksi – instruksi yang dibaca akan dibuat
dalam register instruksi (IR). Instruksi – instruksi ini dalam
bentuk kode – kode binner yang dapat diinterpretasikan
oleh 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 instruksi
dapat melibatkan lebih dari sebuah referensi ke memori.
Disamping itu juga, suatu instruksi dapat menentukan suatu
operasi I/O. Perhatikan gambar 2.4.2.1 yang merupakan
detail 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

13. 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 instruksi
2.4.2.2 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

14. sinkronisasi kerja antar modul. Macam – macam kelas
sinyal 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

15. 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 interrupt
2.5. 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

16. 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

17. 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

18. sel yang menyimpan data sebagai muatan Iistrik pada
kapasitor. RAM statik menyimpan nilai-nilai biner dengan
rnenggunakan konfigurasi gerbang logika flipflop
Semua data dan program yang akan disimpan dalam RAM
terlebih dahulu disimpan dalam memory utama. Random
Access Memory Atau biasa disebut dengan istilah ram, atau
biasa juga disebut memory, adalah suatu alat komputer
(perangkat keras/hardware). Ram memrupakan salah satu
jenis alat penyimpanan data pada komputer atau media
elektronik lainnya (PDA. HP, Notebook, Netbook, dll)
yang bersifat sementara. Artinya bila komputer dimatikan,
maka semua instruksi atau data yang telah dsimpan di ram
ini akan hilang. Jadi Fungsi Ram yaitu untuk menyimpan
instruksi sementara dari komputer untuk mengeluarkannya
ke 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

19. 4.SRAM (Static RAM) adalah jenis memori yang
tidak memerlukan penyegaran oleh CPU agar data
yang terdapat di dalamnya tetap tersimpan dengan
baik. RAM jenis ini memiliki kecepatan lebih tinggi
daripada DRAM.
5. EDO RAM (Extended Data Out RAM) adalah
jenis memori yang digunakan pada sistem yang
menggunakan Pentium. Cocok untuk yang memiliki
bus denagan kecepatan sampai 66 MHz.
6. DDR RAM (Double Data Rate RAM) adalah tipe
memori generasi penerus SDRAM, yang memiliki
kemampuan dua kali lebih cepat dari SDRAM. Slot
memori yang digunakanDDR SDRAM memiliki
jumlah pin lebih banyak dari SDRAM, memory ini
memilki karakteristik clock FSB 266/333/400 MHz,
184-pin, 2.5 Volt, di pakai pada komputer
berplatfrom Pentium IV ke atas atau sejenisnya
adalah merupakan hasil regenerasi dari SD RAM,
memiliki kecepatan 2x dari SDRAM sesuai dengan
lamanya Double Data Rate hal ini disebabkan dalam
1 clock mampu membawa/mengakses jumlah data
sebanyak 2 bit di banding SD RAM yang hanya
mampu menampung data sebesar 1 bit per clocknya,
memori ini dibuat untuk menyaingi RD RAM
memori yang sudah terlebih dahulu keluar dan
sekarang sudah menjadi penguasa pasar The King
of Memory. Perkembangan memory ini pun
tergolong cepat sekarang saja sudah sampai generasi
ke lima (DDR , DDRII, DDRIII, DDR IV, DDR V).
19

20. 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

21. 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 Memory
2.6. 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

22. operasi pembacaan dan penulisan, head bersifat stasioner
sedangkan piringan bergerak-gerak di bawahnya.
FLOPPY DISK (DISKET)
Dengan berkembangnya komputer pribadi maka diperlukan
media untuk mendistribusikan software maupun
pertukaran data. Solusinya ditemukannya disket atau floppy disk
oleh IBM. Karakteristik disket adalah head menyentuh
permukaan disk saat membaca ataupun menulis. Hal ini
menyebabkan disket tidak tahan lama dan sering rusak. Untuk
mengurangi kerusakan atau aus pada disket, dibuat mekanisme
penarikan head dan menghentikan rotasi disk ketika head tidak
melakukan operasi baca dan tulis. Namun akibatnya waktu akses
disket cukup lama. Ada dua ukuran disket yang tersedia, yaitu
5,25 inchi dan 3,5 inchi dengan masing –masing memiliki
versi low density (LD) dan high density (HD). Disket 5,25
inchi 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) yang
mengandung media magnetik, sebagai kebalikan dari lembaran
film plastik pada floppy disk dan tape. Karakteristik / ciri – ciri
Hard Disk :Non Removeable, Perangkat media penyimpanan
yang terpasang langsung di dalam casing,Tersusun dari beberapa
unit magnetic disk, Kecepatan lebih tinggi, Kerapatan rekaman
data lebih besar , dan Silinder : sekelompok track dalam 1 lokasi
di semua piringan.Teknik perekamannya, kepadatan informasi
pada permukaan perekam disk lebih besar di sisi tengah daripada
di pinggir karena jumlah informasi yang disimpan dalam setiap
track jumlahnya sama.
22

23. 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

24. 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

25. 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

26. 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/O
4. 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, maka
interaksi CPU dan modul I/O akan melibatkan kontrol dan
pewaktuan sebuah arbitrasi bus atau lebih. Ada fungsi komunikasi
antara 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

27. 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

28. Bus disusun secara hierarkis, karena setiap bus yang memiliki
kecepatan rendah akan dihubungkan dengan bus yang memiliki
kecepatan tinggi. Setiap perangkat di dalam sistem juga dihubungkan ke
salah satu bus yang ada. Sebagai contoh, kartu grafis AGP akan
dihubungkan ke bus AGP. Beberapa perangkat lainnya (utamanya chipset
atau kontrolir) akan bertindak sebagai jembatan antara bus-bus yang
berbeda. Sebagai contoh, sebuah kontrolir bus SCSI dapat mengubah
sebuah bus menjadi bus SCSI, baik itu bus PCI atau bus PCI Express.
Berdasar jenis busnya, bus dapat dibedakan menjadi bus yang
khusus menyalurkan data tertentu, contohnya paket data saja, atau alamat
saja, jenis ini disebut dedicated bus. Namun apabila bus yang dilalui
informasi yang berbeda baik data, alamat, dan sinyal kontrol dengan
metode multipleks data maka bus ini disebut multiplexed bus.
Kekurangan multiplexed bus adalah hanya memerlukan saluran sedikit
sehingga menghemat tempat tapi kecepatan transfer data menurun dan
diperlukan mekanisme yang komplek untuk mengurai data yang telah
dimultipleks. Sedangkan untuk dedicated bus merupakan kebalikan dari
multipexed bus.
Beberapa bus utama dalam sistem komputer modern adalah
sebagai 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

29. 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

30. 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

31. BAB III PENUTUP
3.1. 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