Organisasi Dan Arsitektur Komputer

Pengertian Arsitektur Komputer

Arsitektur Komputer adalah Atribut - atribut sistem komputer yang terkait dengan seorang programer. Arsitektur dapat bertahan lama dan sama.
contoh : set intruksi, aritmatika yang digunakan teknik pengalamatan, mekanisme I/O.

Pengertian Organisasi Komputer

Organisasi Komputer adalah Bagian yang terkait erat dengan unit - unit operasional. Berbeda dengan arsitektur, organisasi menyesuaikan perkembangan teknologi dan dapat berbeda.
contoh : teknologi hardware, perangkat antarmuka, teknologi memori, sistem memori dan sinyal - sinyal kontrol.

Struktur dan Fungsi

- Struktur adalah bagaimana masing - masing komponen saling berhubungan satu sama lain.
- Fungsi adalah operasi dari masing - masing komponen sebagai bagian dari struktur.

Fungsi Komputer

Semua komputer memiliki 4 fungsi yaitu :

1. Pengolahan Data - Data Processing.
2. Penyimpanan Data - Data Storage.
3. Pemindahan Data - Data Movement.
4. Kendali - Control.

Struktur dan Unit Fungsional Dasar Komputer

Penjelasan Unit Fungsional 

• Input Device (sebagai alat untuk memasukan data / perintah kedalam komputer) 
• Output Device (untuk menampilkan hasil keluaran dapat berupa hardcopy atau softcopy)  
• I/O Ports (colokan I/O, dan dapat menerima atau mengirim data ke system) 
• CPU (sebagai pusat pengolahan data dan pengontrol kerja komputer) 
• Memory (alat penyimpan data saat pertama kali digunakan) 
• Address BUS (sebagai alamat lokasi berada) 
• Data BUS (sebagai alat pengangkut data atau pemindah data) 
• Control BUS (sebagai pengendali untuk mengontrol pengunaan serta akses ke data bus dan addres bus) 

struktur mesin von neuman

„Pada jaman modern saat ini, hampir semua komputer mengadopsi arsitektur yang dibuat oleh John von Neumann (1903-1957).
„Kunci utama arsitektur von Neumann adalah unit pemrosesan sentral(CPU),yang memungkinkan seluruh fungsi komputer untuk dikoordinasikan melalui satu sumber tunggal.
„Arsitektur von neumann adalah unit pemrossesan sentral (CPU), yang memungkinkan seluruh fungsi kommputer untuk dikoordinasikan melalui satu sumber tunggal.

Arsitektur von neumann adalah terdiri dari elemen sebagai berikut:

1. Processor, merupakan pusat dari kontrol dan pemrosessan interupsi pada komputer. 

2. Memory, digunakan untuk menyimpan informasi baik program maupun data. 

3. Perangkatinput-output, berfungsi sebagai media yang menangkap respon dari luar serta menyajikan informasi keluar sistem komputer

CPU merupakan tempat untuk melakukan pemrosesan instruksi-instruksi dan pengendalian sistem komputer. 

Perkembangan perangkat CPU mengikuti generasi dari sistem komputer. 
•Pada generasi pertama CPU terbuat dari rangkaian tabung vakum sehingga memiliki ukuran yang sangat besar. 
•Pada generasi kedua telah diciptakan transistor sehingga ukuran CPU menjadi lebih kecil dari sebelumnya. 
•Pada generasi ketiga CPU telah terbuat dari rangkaian IC sehingga ukurannya menjadi lebih kecil. 
•Pada generasi keempat telah diciptakan teknologi VLSI dan ULSI sehingga memungkinkan ribuan sampai jutaan transistor tersimpan dalam satu chip.

Pada perkembangan komputer modern, setiap prosesor terdiri atas: 

 Arithmetic and Logic Unit (ALU) 
Aritmetika dan Logika berfungsi untuk melakukan semua perhitungan aritmatika (matematika) dan logika yang terjadi sesuai dengan instruksi program. 

 Control Unit (CU) 
Unit kendali (Control Unit ) adalah salah satu bagian dari CPU yang bertugas untuk memberikan arahan/kendali/ kontrol terhadap operasi yang dilakukan di bagian ALU (Arithmetic Logical Unit) di dalam CPU tersebut. Output dari CU ini akan mengatur aktivitas dari bagian lainnya dari perangkat CPU tersebut.

Sejarah perkembangan sistem komputer

Sejarah perkembangan sistem komputer adalah sejarah yang terkait dengan perkembangan sistem operasi, dimana dapat dikelompokan menjadi lima kurun waktu (generasi).

1. Generasi Pertama (1945-1955)

Komputer Generasi Pertama

Generasi ini merupakan awal pengembangan sistem komputasi elektronik, mengganti gagasan-gagasan mesin komputasi mekanis. Manusia memerlukan perangkat komputasi untuk mengatasi keterbatasannya dalam melakukan komputasi. Manusia mempunyai keterbatasan dalam komputasi, yaitu:

• Kecepatan penghitung manusia terbatas.
• Manusia sangat mudah membuat kesalahan.

Upaya manusia untuk meningkatkan kemampuan komputasinya telah dimulai sejak awal peradaban manusia. Mulai dari merekam dengan tumpukan batu, potongan batang, sempoa, serta cara-cara mekanis seperti mesin hitung buatan Blaise Pascal. Sebelum penciptaan komputer elektronik, manusia telah berusaha membuat komputer mekanis yaitu komputer yang memanfaatkan gerak dari benda-benda masif, tidak sampai level elektron serta tidak memanfaatkan listrik sebagai pembangkitnya. Komputer mekanis ini mempunyai banyak keterbatasan yang menyebabkan kegagalan. Komputer mekanis mempunyai dua penyebab kelemahan, yaitu:

• Kecepatan komputasi dibatasi inersia bagian-bagian yang bergerak.
• Transmisi informasi alat-alat mekanis tidak praktis, susah dipakai serta tidak andal.

Pada generasi pertama ini belum ada sistem operasi. Sistem komputer diberi instruksi yang harus dikerjakan secara langsung.

2. Generasi Kedua (1955-1965)

Komputer Generasi Kedua

Komputer generasi kedua ini merupakan batch processing system.

• Batch Processing System

Tugas-tugas dikumpulkan di dalam satu rangkaian kemudian dieksekusi secara berurutan. Pada generasi ini, tugas-tugas adalah program-program yang harus dikerjakan oleh komputer. Program-program itu dituliskan di tape.

Pada awal generasi ini, sistem komputer belum dilengkapi sistem operasi, namun beberapa fungsi dasar sistem operasi telah ada misalnya FMS (Fortran Monitoring System) dan IBSYS yang memberikan layanan perangkat keras merupakan bagian fungsi dari sistem operasi modern. [Pada tahun 1964, IBM mengeluarkan komputer keluarga System/360. Komputer S/360 dirancang agar kompatibel secara perangkat keras yang merupakan bagian dari sistem operasi OS/360. System 360 berevolusi menjadi System 370.

3. Generasi Ketiga (1965-1980)

Komputer Generasi Ketiga

Perkembangan berlanjut, sistem operasi dikembangkan untuk melayani banyak pemakai interaktif sekaligus. Pemakai-pemakai interaktif berkomunikasi dengan komputer lewat terminal secara online (yang dihubungkan secara langsung) kesatu komputer. Sistem komputer menjadi :

1. Multiuser, yaitu sekaligus digunakan banyak orang.
2. Multiprogramming, yaitu sekaligus melayani bayak program.

• Multiuser

Dengan adanya kemampuan multiuser, membuat para pemakai yang berinteraksi langsung dengan komputer dapat sekaligus banyak dalam menggunakan komputer. Tetapi disatu sisi komputer harus menanggapi permintaan-permintaan pemakai secara cepat atau akan menyebabkan produktifitas pemakai menurun. Untuk kebutuhan itu dikembangkan timesharing.

• Multiprogramming

Multiprogramming berarti komputer melayani banyak tugas atau proses (program yang dijalankan) sekaligus pada satu waktu. Teknik Multiprogramming meningkatkan utilisasi pemroses dengan mengorganisasikan semua tugas, dalam hal ini pemroses selalu mempunyai satu tugas yang harus dieksekusi. Teknik ini meningkatkan efisiensi pemroses. Teknik multiprogramming dilakukan dengan mempartisi memori menjadi beberapa bagian. Satu bagian memori berisi satu tugas berbeda. Sistem operasi menyimpan beberapa tugas di memori secara simultan. Saat satu tugas menunggu operasi masukkan atau keluaran diselesaikan, tugas lain menggunakan pemroses. Teknik ini memerlukan perangkat keras khusus untuk mencegah satu tugas menggangu tugas lain.

• Timesharing

Timesharing merupakan varian dari multiprogramming, yakni tiap pemakai satu terminal [[[online]]. Pemroses hanya memberi layanan pada pemakai-pemakai aktif dengan bergantian secara cepat. Pemakai-pemakai itu akan merasa dilayani secara terus-menerus, padahal sebenarnya digilir satu per satuan waktu yang singkat. Efek ini biasa disebut pseudoparallelism, yaitu efek seolah-olah terdapat banyak komputer paralel yang melayani banyak pemakai. Karena sumber daya lambat yang digunakan bersama sering menimbulkan bottleneck, maka dikembangkan teknik Spooling.

• Spooling

Teknik Spooling adalah membuat peripheral seolah-olah dapat digunakan bersama-sama sekaligus pada saat yang sama, dapat diakses secara simultan. Teknik ini dilakukan dengan cara menyediakan beberapa partisi memori. Saat terdapat permintaan layanan peripheral, permintaan langsung diterima dan data untuk layanan itu lebih dulu disimpan di memori yang disediakan. Kemudian layanan-layanan untuk permintaan-permintaan yang diantrikan dijadwalkan agar secara nyata dilayani oleh peripheral.

4. Generasi Keempat (1980-2000an)

Komputer Generasi Keempat

Pada generasi keempat ini, sistem operasi tidak lagi hanya diperutukan untuk satu mode pengolahan, tetapi telah ditujukan untuk banyak mode pengolahan, misalnya mendukung batch processing, timesharing, networking dan (soft) realtime applications sekaligus. Hanya hard real-time applications sulit disatukan dengan mode-mode pengolahan yang lainnya karena beresiko tinggi. Pada generasi ini, kenyamanan mengoperasikan sistem komputer juga dinilai penting. Komputer yang makin ampuh telah sanggup memberi antar muka grafis yang nyaman.  Komputer desktop dinyamankan dengan GUI (Graphical User Interface). GUI ini dimulai X Windows System hasil penelitian di MIT, kemudian Macintosh, Sun View, disusul Microsoft Windows.

Generasi keempat ini ditandai berkembang dan meningkatnya kemampuan komputer desktop (komputer pribadi) dan teknologi jaringan.  Jaringan TCP atau IP telah mulai digunakan secara luas oleh kalangan militer, peneliti, peguruan tinggi dan masyarakat secara umum.

5. Generasi Kelima (2000an – Seterusnya)

Komputer Generasi Kelima

Perkembangan yang terjadi pada komputer yang bukan hanya menunjukan pada perubahan prosesornya tetapi muncul dalam bentuk yang lebih mini, dalam bentuk chip mikro, terintegrasi dengan peralatan hidup sehari-hari dan dengan fungsi-fungsi yang khusus. Komputer berukuran kecil ini (nanocomputer) dapat ditemukan pada telepon seluler, alat permaianan (Playstation), TV, mobil, peralatan hiburan dan alat sensor.