Organisai Komputer Dasar

STRUKTUR DASAR KOMPUTER DAN ORGANISASI KOMPUTER

Struktur Dasar Komputer

Suatu sistem komputer terdiri dari lima unit struktur dasar, yaitu:

• Unit masukan (Input Unit)
• Unit kontrol (Control Unit)
• Unit logika dan aritmatika (Arithmetic & Logical Unit / ALU)
• Unit memori/penyimpanan (Memory / Storage Unit)
• Unit keluaran (Output Unit)

Control Unit dan ALU membentuk suatu unit tersendiri yang disebutCentral Processing Unit (CPU). Hubungan antar masing-masing unit yang membentuk suatu sistem komputer dapat dilihat pada gambar berikut:

Data diterima melalui Input Device dan dikirim ke Memory. Di dalam Memory data disimpan dan selanjutnya diproses di ALU. Hasil proses disimpan kembali ke Memory sebelum dikeluarkan melalui Output Device. Kendali dan koordinasi terhadap sistem ini dilakukan oleh Control Unit. Secara ringkas prinsip kerja komputer adalah Input – Proses – Output, yang dikenal dengan singkatan IPO.

Fungsi Utama dari masing-masing Unit akan dijelaskan berikut ini:

• Unit Masukan (Input Unit)

Berfungsi untuk menerima masukan (input) kemudian membacanya dan diteruskan ke Memory / penyimpanan. Dalam hubungan ini dikenal istilah peralatan masukan (input device) yaitu alat penerima dan pembaca masukan serta media masukan yaitu perantaranya.

• Unit Kontrol (Control Unit)

Berfungsi untuk melaksanakan tugas pengawasan dan pengendalian seluruh sistem komputer. Ia berfungsi seperti pengatur rumah tangga komputer, memutuskan urutan operasi untuk seluruh sistem, membangkitkan dan mengendalikan sinyal-sinyal kontrol untuk menyesuaikan operasi-operasi dan arus data dari bus alamat (address bus) dan bus data (data bus), serta mengendalikan dan menafsirkan sinyal-sinyal kontrol pada bus kontrol (control bus) dari sistem komputer. Pengertian mengenai bus dapat dilihat di bagian bawah halaman ini.

• Unit Logika & Aritmatika (Arithmetical & Logical Unit)

Berfungsi untuk melaksanakan pekerjaan perhitungan atau aritmatika & logika seperti menambah, mengurangi, mengalikan, membagi dan memangkatkan. Selain itu juga melaksanakan pekerjaan seperti pemindahan data, penyatuan data, pemilihan data, membandingkan data, dll, sehingga ALU merupakan bagian inti dari suatu sistem komputer. Pada beberapa sistem komputer untuk memperingan dan membantu tugas ALU dari CPU ini diberi suatu peralatan tambahan yang disebut coprocessorsehingga khususnya proses perhitungan serta pelaksanaan pekerjaan pada umumnya menjadi lebih cepat. Pengertian mengenai coprocessor dapat dilihat di bagian bawah halaman ini.

• Unit Memori / Penyimpan (Memory / Storage unit)

Berfungsi untuk menampung data/program yang diterima dari unit masukan sebelum diolah oleh CPU dan juga menerima data setelah diolah oleh CPU yang selanjutnya diteruskan ke unit keluaran. Pada suatu sistem komputer terdapat dua macam memori, yang penamaannya tergantung pada apakah alat tersebut hanya dapat membaca atau dapat membaca dan menulis padanya. Bagian memori yang hanya dapat membaca tanpa bisa menulis padanya disebut ROM (Read Only Memory), sedangkan bagian memori yang dapat melaksanakan membaca dan menulis disebut RAM (Random Access Memory).

• Unit Keluaran (Output Unit)

Berfungsi untuk menerima hasil pengolahan data dari CPU melalui memori. Seperti halnya pada unit masukan maka pada unit keluaran dikenal juga istilah peralatan keluaran (Output device) dan media keluaran (Output media).

Pengertian BUS

Bus adalah sekelompok lintasan sinyal yang digunakan untuk menggerakkan bit-bit informasi dari satu tempat ke tempat lain, dikelompokkan menurut fungsinya Standar bus dari suatu sistem komputer adalah bus alamat (address bus), bus data (data bus) dan bus kontrol (control bus). Komputer menggunakan suatu bus atau saluran bus sebagaimana kendaraan bus yang mengangkut penumpang dari satu tempat ke tempat lain, maka bus komputer mengangkut data. Bus komputer menghubungkan CPU pada RAM dan periferal. Semua komputer menggunakan saluran busnya untuk maksud yang sama.

Pengertian Coprocessor

Coprocessor adalah Mikroprosesor tambahan (auxiliary processor) untuk membantu tugas dari prosesor utama (CPU). Sebenarnya latar belakang adanyacoprocessor ini dimaksudkan untuk menutupi kelemahan dalam perhitungan matematika dan aritmatika pada prosesor Intel 8088. Tugas utamanya untuk melaksanakan perhitungan matematika dan aritmatika sehingga tidak menjadi beban prosesor Intel 8088.

Set Instruksi arsitektur

1. ISA adalah antarmuka antara perangkat lunak dan perangkat keras.
2. Ini adalah set instruksi yang menjembatani kesenjangan antara bahasa tingkat tinggi dan perangkat keras.
3. Untuk prosesor untuk memahami perintah, itu harus dalam biner dan tidak dalam Bahasa Tingkat Tinggi. ISA mengkodekan nilai-nilai ini.
4. ISA juga mendefinisikan item di komputer yang tersedia untuk programmer. Misalnya, ia mendefinisikan tipe data, register, mode pengalamatan, organisasi memori dll
5. Register mode Mengatasi tinggi adalah cara di mana instruksi menemukan operan mereka.  

Organisasi Komputer

1.       Komponen Utama CPU

            ·         Arithmetic and Logic Unit (ALU), bertugas membentuk fungsi fungsi pengolahan data computer.

            ·         Control Unit, bertugas mengontrol operasi CPU dan secara keseluruhan mengontrol komputer sehingga terjadi sinkronisasi kerja antar komponen dalam menjalankan fungsi fungsi operasinya.

            ·         Registers, adalah media penyimpan internal CPU yang digunakan saat proses pengolahan data.

            ·         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.

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.

            ·         Proses Eksekusi Program adalah dengan mengambil pengolahan instruksi yang terdiri dari dua langkah, yaitu : operasi pembacaan instruksi (fetch) dan operasi pelaksanaan instruksi (execute).

3.       Siklus Fetch-Eksekusi

            ·         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 instruksi.

            ·         Instruksi instruksi yang dibaca akan dibuat dalam register instruksi (IR).

4.       Aksi-Aksi CPU

            ·         CPU Memori, perpindahan data dari CPU ke memori dan sebaliknya.

            ·         CPU – I/0, perpindahan data dari CPU ke modul I/O dan sebaliknya.

            ·         Pengolahan Data, CPU membentuk sejumlah operasi aritmatika dan logika terhadap data.

            ·         Kontrol, merupakan instruksi untuk pengontrolan fungsi atau kerja. Misalnya instruksi pengubahan urusan eksekusi.

5.       Siklus Instruksi

            ·         Instruction Addess Calculation (IAC), yaitu mengkalkulasi atau menentukan alamat instruksi berikutnya yang akan dieksekusi. Biasanya melibatkan penambahan bilangan tetap ke alamat instruksi sebelumnya.

            ·         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.

6.       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/0 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 sinkronisasi kerja antar modul.

7.       Sinyal Interupsi

            ·         Program, yaitu interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi pada hasil eksekusi program. Contohnya: arimatika overflow, pembagian nol, oparasi illegal.

            ·         Timer, adalah interupsi yang dibangkitkan pewaktuan dalam prosesor. Sinyal ini memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsi tertentu secara regular.

            ·         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.

8.       Mekanisme Interupsi

            ·         Saat suatu modul telah selesai menjalankan tugasnya dan siap menerima tugas berikutnya maka modul ini akan mengirimkan permintaan interupsi ke prosesor.

           ·         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.

9.       Interupsi Ditangguhkan

             ·         Prosesor menangguhkan eksekusi program yang dijalankan dan menyimpan konteksnya. Tindakan ini adalah menyimpan alamat instruksi berikutnya yang akan dieksekusi dan data lain yang relevan.

             ·         Prosesor menyetel program counter (PC) ke alamat awal routine interrupt handler.

10.   Interupsi Ganda

             ·         Menolak atau tidak mengizinkan interupsi lain saat suatu interupsi ditangani prosesor. Kemudian setelah prosesor selesai menangani suatu interupsi maka interupsi lain baru di tangani. Pendekatan ini disebut pengolahan interupsi berurutan / sekuensial.

             ·         Prioritas bagi interupsi dan interrupt handler mengizinkan interupsi berprioritas lebih tinggi ditangani terlebih dahulu. Pedekatan ini disebut pengolahan interupsi bersarang.

11.   Interupsi Bersarang

            ·         Sistem memiliki tiga perangkat I/O: printer, disk, dan saluran komunikasi.

            ·         Pada awal sistem melakukan pencetakan dengan printer, saat itu terdapat pengiriman data pada saluran komunikasi sehingga modul komunikasi meminta interupsi.

            ·         Proses selanjutnya adalah pengalihan eksekusi interupsi mudul komunikasi, sedangkan interupsi printer ditangguhkan.

            ·         Saat pengeksekusian modul komunikasi terjadi interupsi disk, namun karena prioritasnya lebih rendah maka interupsi disk ditangguhkan.

            ·         Setelah interupsi modul komunikasi selesai akan dilanjutkan interupsi yang memiliki prioritas lebih tinggi, yaitu disk.

            ·         Bila interupsi disk selesai dilanjutkan eksekusi interupsi printer.

            ·         Selanjutnya dilanjutkan eksekusi program utama.

Sumber Referensi :

http://ajiscfld.blogspot.sg/2014/10/s.html

http://seedqyandy.wordpress.com/2013/01/17/organisasi-komputer-dasar/