Maryuni_1155201017 (Arsitektur Organisasi Komputer)

ARSITEKTUR ORGANISASI KOMPUTER

A. Evolusi Dan Perkembangan Komputer

•      ENIAC (Elektronic Numerical Integrator And Computer)
       menggunakan data analog (Angka Desimal)
•      Von Neumen / Turing : menggunakan ALU (Arithmetic Logic Unit) untuk mengolah data biner
•      Komputer Komersial ( UNIAVAG ) : Menggunakan memory SSD (Solid State Device)
•      IC : menggunakan Chips 

 Terdapat 3 jenis komputer berdasarkan data, yaitu :

1. Analog : menggunakan angka = 1,2,3,4 ...
2. Digital : hanya menggunakan angka 1 dan 0
3. Hybrid : gabungan angka dari analog dan data digital

B.  Menegemen Input Device &Output Device

1)       Category
- User intervace Device
- Mass Storage Device
- Gateways and Network

2)        Class Difference
- Complexity Of Control
- Unit Of Transfer
- Data Representation
- Eror Condition

3)        I/O Problems
- Periferal yang beragam dg beragam metode operasi.
- Speed periferal yang lebih lambat dibandingkan CPU

4)        I/O Module
- Intervace atau central switch untuk menghubungkan ke CPU dan memory
- Intervace untuk menghubungkan dari satu peripheral ke peripheral yang lain.
- Konektor mekanis berisi fungsi logika untuk komunikasi antar Bus dan Peripheral

5)        External Device
- Human readable : Screen, printer, keyboard
- Machine readable : Monitoring and control
- Communication : Modem, Network Interface Card (NIC)

6)        I/O Module Fungtion
- Pengendali & pengaturan waktu (control & timing).
- Komunikasi dengan CPU.
- Komunikasi dengan perangkat.
- Penyimpanan data sementara (data buffering).
- Pendeteksi kesalahan.

7)        Control And Timing
- CPU meminta modul memeriksa status perangkat.
- Bila perangkat siap mengirim, CPU mengirim perintah pemindahan.
- Modul menerima data dari perangkat.
- Data dipindahkan dari modul ke CPU.

8)        Interupt Driven Techniques
- CPU mengirimkan perintah I/O ke modul, kemudian mengerjakan proses yanG lainnya
- Modul I/O akan menginterupsi CPU minta layanan bila perintah selesai di kerjakan.
- CPU melayani interupsi dan setelah selesai melanjutkan kembali proses yang sedang dikerjakan sebelum diinterupsi.

C.  Memori Internal

1)      Lokasi
- CPU (register)
- Internal (main memori)
- External (secondary memori)

2)      Kapasitas
- Ukuran Word : Satuan alami organisasi memori
- Banyaknya words (Bytes)

3)      Unit Transfer
- Internal : Jumlah bit dalam  sekali akses  Sama dengan jumlah  saluran data  (= ukuran word)
- External : Dalam satuan  block  yg  merupakan  kelipatan word
- Addressable unit : Lokasi terkecil yang dpt dialamati secara uniq
  Secara internal biasanya sama dengan Word
  Untuk disk digunakan satuan Cluster

4)      Metode Akses
- Sekuensial  : Mulai dari awal sampai lokasi yang dituju
Waktu akses tergantung  pada  lokasi data dan lokasi sebelumnya
Contoh tape :
- Direct : Setiap blocks memilki address yg unique
  Pengaksesan dengan cara lompat ke kisaran umum (general vicinity) ditambah   pencarian sekuensial
  Waktu akses tdk tergantung pada lokasi dan lokasi sebelumnya
Contoh disk :
- Random : Setiap lokasi memiliki alamat tertentu
  Waktu akses tdk tergantung pada urutan akses sebelumnya
Contoh RAM :
- Associative : Data dicarai berdasarkan isinya bukan berdasarkan alamatnya
Waktu akses tdk tergantung terhadap lokasi atau pola akses sebelumnya

5)      Kinerja
- Waktu untuk melakukan operasi baca-tulis (Access time)
- waktu tambahan untuk recovery sebelum akses berikutnya (Memory Cycle time) Access time + recovery
- Kecepatan transfer data ke/dari unit memori (Transfer Rate)

6)      Jenis Fisik
- Semiconductor (ex : RAM)
- Magnetic (ex : Disk & Tape)
- Optical (ex : CD & DVD)
- Others (ex : Bubble & Hologram)

7)      Sifat-sifat fisik
- Decay
- Volatility
- Erasable
- Power consumption

8)      Organisasi
- Susunan fisik bit-bit untuk membentuk word

D.  Central Processing Unit (CPU)

1)        Pengenalan
- Pemroses instruksi yang pada komputer mikro disebut dengan micro-processor (pemroses mikro)
- Berupa chip yang terdiri dari ribuan hingga jutaan IC (Integrated Circuit). Dimana IC ini digunakan untuk mengimplementasikan fungsi logika.

2)        ALU (Arithmatic Logical Unit)
- Bertugas membentuk fungsi – fungsi pengolahan data komputer.
- Sering disebut mesin bahasa ( machine language) karena bagian ini mengerjakan instruksi – instruksi bahasa mesin yang diberikan padanya.
- Terdiri dari dua bagian, yaitu unit arithmetika dan unit logika boolean, yang masing – masing memiliki spesifikasi tugas tersendiri.

3)        CU (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)        Register
- 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.

5)        CPU Interconnections
- Sistem koneksi dan bus yang menghubungkan komponen internal dan bus – bus eksternal CPU
- Komponen internal CPU yaitu ALU, unit kontrol dan register – register.
- Komponen eksternal CPU :sistem lainnya, seperti memori utama, piranti masukan/keluaran

6)        Siklus Eksekusi
- Instruction Addess Calculation (IAC), yaitu mengkalkulasi atau menentukan alamat instruksi berikutnya yang akan dieksekusi.

- Instruction Fetch (IF), yaitu membaca atau pengambil instruksi dari lokasi memorinya ke CPU.
- Instruction Operation Decoding (IOD), yaitu menganalisa instruksi untuk menentukan jenis operasi yang akan dibentuk dan operand yang akan digunakan.
- Operand Address Calculation (OAC), yaitu menentukan alamat operand, hal ini dilakukan apabila melibatkan referensi operand pada memori.
- Operand Fetch (OF), adalah mengambil operand dari memori atau dari modul I/O.
- Data Operation (DO), yaitu membentuk operasi yang diperintahkan dalam instruksi.
- Operand store (OS), yaitu menyimpan  hasil eksekusi ke dalam memori

7)        Fungsi Interupsi
- 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.

8)        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.
- Dapat sebagai sinkronisasi kerja antar modul

9)        Sinyal Interupsi
- Program, yaitu interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi pada hasil eksekusi program. Contohnya: arimatika overflow, pembagian nol, oparasi ilegal.
- Timer, adalah interupsi yang dibangkitkan pewaktuan dalam prosesor. Sinyal ini memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsi tertentu secara reguler.
- I/O, sinyal interupsi yang dibangkitkan oleh modul I/O sehubungan pemberitahuan kondisi error dan penyelesaian suatu operasi.
- Hardware failure, adalah interupsi yang dibangkitkan oleh kegagalan daya atau kesalahan paritas memori.

10)    Siklus Interupsi