TUGAS KELIMA : CPU

CPU atau Central Processing Unit merupakan bagian terpenting dalam sebuah sistem komputer, dapat dikatakan bahwa CPU merupakan otak dari komputer itu sendiri. Sebuah komputer paling canggih sekalipun tidak akan berarti tanpa adanya CPU yang terpasang di dalamnya. Dalam kesehariannya CPU memiliki tugas utama untuk mengolah data berdasarkan instruksi yang ia peroleh. CPU sendiri sebenarnya masih terbagi atas beberapa komponen yang saling bekerja sama untuk membentuk suatu unit pengolahan. 

Terdapat empat komponen utama penyusun CPU, yaitu

1. Arithmetic and Logic Unit (ALU)
2. Control Unit
3. Registers
4. CPU Interconnections

Arithmetic and Logic Unit (ALU)

Arithmetic and Logic Unit atau sering disingkat ALU saja dalam bahasa Indonesia kira-kira berarti Unit Logika dan Aritmatika. Bagian ini mempunyai tugas utama untuk membentuk berbagai fungsi pengolahan data komputer. Sering juga disebut sebagai bahasa mesin, karena terdiri dari berbagai instruksi yang menggunakan bahasa mesin. 

ALU sendiri juga masih terbagi menjadi dua komponen utama, yaitu

1. arithmetic unit (unit aritmatika), bertugas untuk menangani pengolahan data yang berhubungan dengan perhitungan, dan
2. boolean logic unit (unit logika boolean), bertugas menangani berbagai operasi logika.

Control Unit

Control Unit atau Unit Kendali, mempunyai tugas utama untuk mengendalikan operasi dalam CPU dan juga mengontrol komputer secara keseluruhan untuk menciptakan sebuah sinkronisasi kerja antar komponen dalam melakukan fungsinya masing-masing. Di samping itu, control unit juga bertugas untuk mengambil instruksi-instruksi dari memori utama dan menentukan jenis instruksi tersebut.

Registers

Registers (jamak, dalam bahasa Indonesia menjadi register-register atau banyak register) merupakan media penyimpanan internal CPU yang digunakan saat pengolahan data. Registers merupakan media penyimpanan yang bersifat sementara, artinya data hanya akan berada dalam registers saat data tersebut dibutuhkan selama komputer masih hidup, ketika suatu data tidak diperlukan lagi maka ia tidak berhak lagi berada di dalam registers, dan ketika komputer dimatikan maka semua data yang berada di dalamnya akan hilang.

CPU Interconections

CPU Interconnections merupakan sistem koneksi dan bus yang menghubungkan komponen internal CPU dengan bus-bus eksternal CPU.

Komponen internal CPU diantaranya

1. Arithmetic and Logic Unit (ALU),
2. Control Unit,
3. Registers, dan
4. CPU Interconnection.

Sedangkan komponen eksternal CPU diantaranya

1. sistem memori utama,
2. sistem masukan/keluaran (input/output), dan sistem-sistem lainnya.

FUNGSI CPU

Fungsi utama CPU adalah menjalankan program-program yang disimpan di memori utama. Hal ini dilakukan dengan cara mengambil instruksi-instruksi dari memori utama dan mengeksekusinya satu persatu sesuai dengan alur perintah. Pekerjaan ini dilakukan dalam dua tahapan yaitu membaca instruksi (fetch) dan melaksanakan instruksi tersebut (execute). Proses membaca dan melaksankan ini dilakukan berulang-ulang sampai semua instruksi yang terdapat di memori utama dijalankan atau komputer dimatikan. Proses ini dikenal juga sebagai siklus fetch-eksekusi.

Siklus fetch-eksekusi bisa dijelaskan sebagai berikut

1. di awal setiap siklus, CPU akan membaca dari memori utama,
2. sebuah register, yang disebut Program Counter (PC), akan mengawasi dan menghitung instruksi selanjutnya,
3. ketika CPU membaca sebuah instruksi, Program Counter akan menambah satu hitungannya,
4. lalu instruksi-instruksi yang dibaca tersebut akan dimuat dalam suatu register yang disebut register instruksi (IR), dan akhirnya
5. CPU akan melakukan interpretasi terhadap instruksi yang disimpan dalam bentuk kode binari, dan melakukan aksi yang sesuai dengan instruksi tersebut.

Aksi CPU

Aksi yang dimaksud di sini adalah pengontrolan, pengolahan data di dalam CPU maupun perpindahan data antar CPU dengan komponen di luar CPU.

Ada beberapa jenis, diantaranya

1. CPU – Memori, perpindahan data dari CPU ke memori dan sebaliknya.
2. CPU – I/O, perpindahan data dari CPU ke modul Masukan/Keluaran dan sebaliknya.
3. Pengolahan data, CPU membentuk sejumlah operasi aritmetika dan logika terhadap data.
4. Kontrol, merupakan instruksi untuk mengontrol alur kerja atau fungsi.

Siklus Eksekusi

Secara garis besar siklus eksekusi dibagi menjadi dua yaitu operasi internal CPU dan operasi eksternal (akses ke modul memori atau I/O). Operasi internal CPU diantaranya

1. IAC (Instruction Address Calculation), yaitu proses penghitungan alamat instruksi berikutnya yang akan diekseskusi, dengan menambahkan bilangan tetap ke alamat instruksi sebelumnya.
2. IOD (Instruction Operation Decoding), merupakan proses yang berfungsi menganalisis suatu instruksi dan menentukan jenis operasi yang akan dibentuk dan operand yang digunakan.
3. OAD (Operand Address Calculation), berfungsi untuk menentukan alamat operand.
4. DO (Data Operation), yaitu proses untuk membentuk operasi yang diperintahkan dalam instruksi.

Sedangkan operasi yang terjadi di luar (eksternal) CPU diantaranya

1. IF (Instruction Fetch), yaitu proses membaca dan mengambil instruksi dari memori ke CPU.
2. OF (Operand Fetch), yaitu proses mengambil operand dari memori atau modul I/O.
3. OS (Operand Store), yaitu proses meyimpan hasil pengeksekusian instruksi ke dalam memori.

Interupsi

Interupsi adalah mekanisme penghentian atau pengalihan pengolahan instruksi yang sedang berlangsung dalam CPU kepada rutin interupsi. Hampir semua modul di dalam sistem komputer (I/O, memori, dll) memiliki suatu mekanisme untuk melakukan interupsi terhadap CPU.

Interupsi sendiri mempunyai tujuan untuk

1. pengelolaan eksekusi rutin instruksi agar efektif dan efisien,
2. memungkinkan semua komponen komputer menjalankan fungsinya masing-masing, namun kendali tetap terletak di CPU,
3. melakukan sinkronisasi kerja antar modul.

Ada beberapa kelas sinyal interupsi yang dapat melakukan interupsi terhadap CPU, yatu

1. Program, yaitu interupsi yang timbul akibat kejadian tertentu pada eksekusi suatu program, contohnya: aritmerika overflow, pembagian nol, dan operasi ilegal.
2. Timer, yaitu interupsi yang dapat dibangkitkan dalam jangka waktu tertentu dengan bantuan pewaktuan dalam prosesor.
3. I/O, yaitu interupsi yang digunakan oleh modul I/O untuk memberitahukan telah terjadi error atau suatu operasi telah selesai dilaksanakan.
4. Hardware Failure, yaitu interupsi yang timbul akibat adanya kegagalan fungsi perangkat keras, contoh: kegagalan daya atau kesalahan paritas memori.

sumber : 

• http://rotyyu.wordpress.com/2007/11/04/central-processing-unit-cpu/

TUGAS KEEMPAT : ARSITEKTUR SET INSTRUKSI

1.ARSITEKTUR SET INSTRUKSI.

Instruction Set Architecture (ISA) didefinisikan sebagai suatu aspek dalamarsitektur komputer yang dapat dilihat oleh para pemrogram. Secara umum, ISA ini mencakup jenis data yang didukung, jenis instruksiyang dipakai, jenis register, mode pengalamatan, arsitektur memori, penanganan interupsi, eksepsi, dan operasi I/O eksternalnya (jika ada).

ISA merupakan sebuah spesifikasi dari kumpulan semua kode-kode biner (opcode) yang diimplementasikan dalam bentuk aslinya (native form) dalam sebuah desain prosesor tertentu. Kumpulan opcode tersebut, umumnya disebut sebagai bahasa mesin (machine language) untuk ISA yang bersangkutan. ISA yang populer digunakan adalah set instruksi untuk chip Intel x86, IA-64, IBM PowerPC,Motorola 68000, Sun SPARC, DEC Alpha, dan lain-lain.

A.JENIS INSTRUKSI.

Data Processing/Pengolahan Data: instruksi-instruksi aritmetika dan logika. Data Storage/Penyimpanan Data: instruksi-instruksi memori. Data Movement/Perpindahan Data: instruksi I/O. Control/Kontrol: instruksi pemeriksaan dan percabangan. Instruksi aritmetika (arithmetic instruction) memiliki kemampuan untuk mengolah data numeric. Sedangkan instruksi logika (logic instruction) beroperasi pada bit-bit word sebagai bit, bukan sebagai bilangan. Operasi-operasi tersebut dilakukan terutama dilakukan untuk data di register CPU. Instruksi-inslruksi memori diperlukan untuk memindah data yang terdapat di memori dan register. Instruksi-instruksi I/O diperlukan untuk memindahkan program dan data kedalam memori dan mengembalikan hasil komputasi kepada pengguna. Instruksi-instruksi control digunakan untuk memeriksa nilai data, status komputasi dan mencabangkan ke set instruksi lain. B.TEKNIK PENGALAMATAN. Metode pengalamatan merupakan aspek dari set instruksi arsitekturdi sebagian unit pengolah pusat(CPU) desain yang didefinisikan dalam set instruksi arsitektur dan menentukan bagaimana bahasa mesinpetunjuk dalam arsitektur untuk mengidentifikasi operan dari setiap instruksi.. Sebuah mode pengalamatan menentukan bagaimana menghitung alamat memori yang efektif dari operand dengan menggunakan informasi yang diadakan di registerdan / atau konstanta yang terkandung dalam instruksi mesin atau di tempat lain. Jenis-jenis metode pengamatan A.Direct Absolute(pengalamatan langsung). Hal ini membutuhkan ruang dalam sebuah instruksi untuk cukup alamat yang besar.. Hal ini sering tersedia di mesin CISC yang memiliki panjang instruksi variabel, seperti x86.. Beberapa mesin RISC memiliki Literal khusus Atas instruksi Load yang menempatkan sebuah 16-bit konstan di atas setengah dari register.. Sebuah literal instruksi ATAUdapat digunakan untuk menyisipkan 16-bit konstan di bagian bawah mendaftar itu, sehingga alamat 32-bit kemudian dapat digunakan melalui mode pengalamatan tidak langsung mendaftar, yang itu sendiri disediakan sebagai "base- plus-offset "dengan offset 0. B.Immidiate. Bentuk pengalamatan ini yang paling sederhana Operand benar-benar ada dalam instruksi atau bagian dari instruksi = operand sama dengan field alamat Umumnya bilangan akan disimpan dalam bentuk kompleent dua Bit paling kiri sebagai bit tanda Ketika operand dimuatkan ke dalam register data, bit tanda digeser ke kiri hingga maksimum word data Contoh: ADD 5 ; tambahkan 5 pada akumulator. C.Indirect register. Metode pengalamatan register tidak langsung mirip dengan mode pengalamatan tidak langsung Perbedaannya adalah field alamat mengacu pada alamat register. Letak operand berada pada memori yang dituju oleh isi register Keuntungan dan keterbatasan pengalamatan register tidak langsung pada dasarnya sama dengan pengalamatan tidak langsung Keterbatasan field alamat diatasi dengan pengaksesan memori yang tidak langsung sehingga alamat yang dapat direferensi makin banyak Dalam satu siklus pengambilan dan penyimpanan, mode pengalamatan register tidak langsung hanya menggunakan satu referensi memori utama sehingga lebih cepat daripada mode pengalamatan tidak langsung. D.Indirect- memori. Salah satu mode pengalamatan yang disebutkan dalam artikel ini bisa memiliki sedikit tambahan untuk menunjukkan pengalamatan tidak langsung, yaitu alamat dihitung menggunakan modus beberapa sebenarnya alamat dari suatu lokasi (biasanya lengkap kata) yang berisi alamat efektif sebenarnya. Pengalamatan tidak langsung dapat digunakan untuk kode atau data.. Hal ini dapat membuat pelaksanaan pointer ataureferensi atau menanganilebih mudah, dan juga dapat membuat lebih mudah untuk memanggil subrutin yang tidak dinyatakan dialamati. Pengalamatan tidak langsung tidak membawa hukuman performansi karena akses memori tambahan terlibat. Beberapa awal minicomputer (misalnya Desember PDP-8, Data General Nova) hanya memiliki beberapa register dan hanya rentang menangani terbatas (8 bit).Oleh karena itu penggunaan memori tidak langsung menangani hampir satu-satunya cara merujuk ke jumlah yang signifikan dari memori. E.Register. Pada beberapa komputer, register dianggap sebagai menduduki 16 pertama 8 atau kata-kata dari memori (misalnya ICL 1900, DEC PDP-10).. Ini berarti bahwa tidak perlu bagi yang terpisah "Tambahkan register untuk mendaftarkan" instruksi - Anda hanya bisa menggunakan "menambahkan memori untuk mendaftar" instruksi. Dalam kasus model awal PDP-10, yang tidak memiliki memori cache, Anda benar-benar dapat memuat sebuah loop dalam ketat ke dalam beberapa kata pertama dari memori (register cepat sebenarnya), dan berjalan lebih cepat daripada di memori inti magnetik. Kemudian model dari DEC PDP-11seri memetakan register ke alamat di output / area input, tetapi ini ditujukan untuk memungkinkan diagnostik terpencil. register 16-bit dipetakan ke alamat berturut-turut byte 8-bit. F.Index. Indexing adalah field alamat mereferensi alamat memori utama, dan register yang direferensikan berisi pemindahan positif dari alamat tersebut Merupakan kebalikan dari mode base register Field alamat dianggap sebagai alamat memori dalam indexing Manfaat penting dari indexing adalah untuk eksekusi program-program iteratif G.Base index. Base index, register yang direferensi berisi sebuah alamat memori, dan field alamat berisi perpindahan dari alamat itu Referensi register dapat eksplisit maupun implicit. Memanfaatkan konsep lokalitas memori H.Base index plus offset. Offset biasanya nilai 16-bit masuk (walaupun 80386 diperluas ke 32 bit). Jika offset adalah nol, ini menjadi contoh dari register pengalamatan tidak langsung, alamat efektif hanya nilai dalam register dasar. Pada mesin RISC banyak, register 0 adalah tetap sebesar nilai nol.. Jika register 0 digunakan sebagai register dasar, ini menjadi sebuah contoh dari pengalamatan mutlak.. Namun, hanya sebagian kecil dari memori dapat diakses (64 kilobyte, jika offset adalah 16 bit). 16-bit offset mungkin tampak sangat kecil sehubungan dengan ukuran memori komputer saat ini (yang mengapa 80386 diperluas ke 32-bit).. Ini bisa lebih buruk: IBM System/360 mainframe hanya memiliki 12-bit unsigned offset.. Namun, prinsip berlaku: selama rentang waktu yang singkat, sebagian besar item data program ingin mengakses cukup dekat satu sama lain. Mode pengalamatan ini terkait erat dengan mode pengalamatan terindeks mutlak. Contoh 1: Dalam sebuah sub rutin programmer terutama akan tertarik dengan parameter dan variabel lokal, yang jarang akan melebihi 64 KB, yang satu basis register (yang frame pointer) sudah cukup. Jika rutin ini adalah metode kelas dalam bahasa berorientasi objek, kemudian register dasar kedua diperlukan yang menunjuk pada atribut untuk objek saat ini (ini atau diri dalam beberapa bahasa tingkat tinggi). Contoh 2: Jika register dasar berisi alamat dari sebuah tipe komposit (record atau struktur), offset dapat digunakan untuk memilih field dari record (catatan paling / struktur kurang dari 32 kB). I.Relatif. PengalamatanRelative, register yang direferensi secara implisit adalah program counter (PC)Alamat efektif didapatkan dari alamat instruksi saat itu ditambahkan ke field alamat Memanfaatkan konsep lokalitas memori untuk menyediakan operand-operand berikutnya. C.DESAIN SET INSTRUKSI. Desain set instruksi merupakan masalah yang sangatkomplek yang melibatkan banyak aspek, diantaranya adalah:1. Kelengkapan set instruksi2. Ortogonalitas (sifat independensi instruksi)3. Kompatibilitas : - source code compatibility  - Object code Compatibility   Selain ketiga aspek tersebut juga melibatkan hal-hal sebagaiberikut : a. Operation Repertoire  : Berapa banyak dan operasiapa saja yang disediakan, dan berapa sulitoperasinya b. Data Types  : tipe/jenis data yang dapat olah c. Instruction Format  : panjangnya, banyaknya alamat,dsb. d. Register:  Banyaknya register yang dapat digunakan e. Addressing: Mode pengalamatan untuk operand 2.CENTRAL PROCESSING UNIT. A.SISTEM BUS. Sebuah bus biasanya terdiri atas beberapa saluran. Sebagai contoh bus data terdiri atas 8 saluran sehingga dalam satu waktu dapat mentransfer data 8 bit. Secara umum fungsi saluran bus dikatagorikan dalam tiga bagian, yaitu saluran data, saluran alamat dan saluran control. Saluran data(data bus) adalah lintasan bagi perpindahan data antar modul. Secara kolektif lintasan ini disebut bus data. Umumnya jumlah saluran terkait dengan panjang word, misalnya 8, 16, 32 saluran dengan tujuan agar mentransfer word dalam sekali waktu. Jumlah saluran dalam bus data dikatakan lebar bus, dengan satuan bit, misal lebar bus 16 bit. B.ARITHMATIC LOGIC UNIT. ALU merupakan bagian dari CPU yang bertugas untuk melakukan operasi aritmetika dan operasi logika berdasar instruksi yang ditentukan. ALU sering di sebut mesin bahasa karena bagian ini ALU terdiri dari dua bagian, yaitu unit aritmatika dan unit logika boolean yang masing-masing memiliki spesifikasi tugas tersendiri. Tugas utama dari ALU adalah melakukan semua perhitungan aritmatika (matematika) yang terjadi sesuai dengan instruksi program. ALU melakukan semua operasi aritmatika dengan dasar penjumlahan sehingga sirkuit elektronik yang digunakan disebut adder. Tugas lain dari ALU adalah melakukan keputusan dari suatu operasi logika sesuai dengan instruksi program. Operasi logika meliputi perbandingan dua operand dengan menggunakan operator logika tertentu, yaitu sama dengan (=), tidak sama dengan (¹ ), kurang dari (<), kurang atau sama dengan (£ ), lebih besar dari (>), dan lebih besar atau sama dengan (³ ). C.CENTRAL LOGIC UNIT. CLU pada komputer memasukkan informasi tentang instruksi dan mengeluarkan baris kendali yang diperlukan untuk mengaktifkan operasi-mikro yang semestinya. CLU terbentuk atas sebuah prosesor instruksi (IP atau instruction processor) yang berfungsi untuk mengendalikan fetch, perhitungan alamat dan siklus interupsi, kemudian prosesor aritmatika (AP atau arithmatic processor) yang berfungsi untuk mengendalikan siklus eksekusi bagi operasi aritmatika dan logika. D.SET REGISTER. Prosesor memiliki 16 register 16 bit , meskipun hanya 12 dari mereka adalah tujuan yang benar-benar umum. Empat pertama telah mendedikasikan menggunakan : A.r0 (alias PC) adalah program counter ,anda bisa melompat dengan menentukan r0,dan konstanta yang diambil langsung dari aliran instruksi menggunakan pasca-kenaikan mode pengalamatan r0. B.r1 (alias SP) adalah stack pointer . ini di gunakan oleh panggilan dan instruksi dorong , dan dengan penanganan interupsi . hanya ada satu stack pointer ; MSP430 tidak memiliki apapun yang menyerupai mode supervisor. Pointer stack selalu tidak jelas apakah LSB bahkan diimplementasikan. C.r2 (alias SR) adalah register status. D.ini didesain untuk 0. Jika ditetapkan sebagai sumber , nilainya adalah 0. Jika ditetapkan sebagai tujuan, nilai tersebut aka dibuang. -CONTROL REGISTER Adalah prosesor yang mengubah atau mengontrol CPU atau perangkat digital lainya. Tugas dari control register adalah untuk mengontrol setiap alamat yang ada di cpu dan untuk switching mode pengalamatan. E.CACHE MEMORY. Cache berasal dari kata cash. Dari istilah tersebut cache adalah tempat menyembunyikan atau tempat menyimpan sementara. Sesuai definisi tersebut cache memori adalah tempat menympan data sementara. Cara ini dimaksudkan untuk meningkatkan transfer data dengan menyimpan data yang pernah diakses pada cache tersebut, sehingga apabila ada data yang ingin diakses adalah data yang sama maka maka akses akan dapat dilakukan lebih cepat.Cache memori ini adalah memori tipe SDRAM yang memiliki kapasitas terbatas namun memiliki kecepatan yang sangat tinggi dan harga yang lebih mahal dari memori utama. Cache memori ini terletak antara register dan RAM (memori utama) sehingga pemrosesan data tidak langsung mengacu pada memori utama. F.VIRTUAL MEMORY. Pengertian dari Virtual memory itu sendiri yakni memori sementara yang digunakankomputer untuk menjalankan berbagai program aplikasi ataupun menyimpan data yang membutuhkan memory yang lebih besar dari memory yang telah tersedia. Program ataupun data yang tidak muat dimasukan pada memory asli ( RAM ), akan disimpan ke dalam sebuah Pagging File. Fungsi Virtual Memory ialah untuk mengoptimalkan kinerja dari komputer, dengan tambahan memory, maka kemungkinan terjadi crash sangat kecil sekali. Ukuran dari paging file biasanya berbeda – beda. Untuk ukuran paging file linux ialah 2 kali lipat dari memory aslinya. Misalkan kita memakai memory berkapasitas 512 MB, maka ukuran paging filenya yaitu 1 GB. Walaupun tidak harus 2 GB, tapi untuk memaksimalkan kinerja maka sebaiknya 2 kali lipatnya. Untuk ukuran paging file di windows XP dan Vista Yaitu 1,5 kali dari kapasitas aslinya. Misalkan kita menggunakan memory sebesar 1 GB, maka paging filenya sebesar 1,5 GB. Dalam Xp maupun Vista paging file ini dinamai dengan pagefile.sys bila kita ingin mencarinya, pasti tidak akan ketemu, karena file ini disembunyikan atau hidden files.

sumber :

• http://fachrulryper.blogspot.com/2012/11/arsitektur-set-instruksi-dan-cpu.html

TUGAS KETIGA : STRUKTUR DASAR KOMPUTER DAN ORGANISASI KOMPUTER

Sebuah komputer moderen/digital dengan program yang tersimpan di dalamnya merupakan sebuah system yang memanipulasi dan memproses informasi menurut kumpulan instruksi yang diberikan. Sistem tersebut dirancang dari modul-modul hardware seperti :

1. Register
2. Elemen aritmatika dan logika
3. Unit pengendali
4. Unit memori
5. Unit masukan/keluaran (I/O)

Komputer dapat dibagi menjadi 3 bagian utama, yaitu :

• Unit pengolahan pusat (CPU)
• Unit masukan/keluaran (I/O)
• Unit memori

CPU merupakan bagian fungsional yang utama dari sebuah sistem komputer, dapat dikatakan bahwa CPU merupakan otak dari sebuah komputer. Di dalam CPU inilah semua kerja komputer dilakukan.

Hal-hal yang perlu dilakukan CPU adalah:

• Membaca, mengkodekan dan mengeksekusi instruksi program
• Mengirim data dari dan ke memori, serta dari dan ke bagian input/output.
• Merespon interupsi dari luar.

MEMORI Adalah bagian fungsional komputer yang berfungsi untuk menyimpan program dan data.

RAM (Random Access Memory)

Adalah memori yang dapat dibaca atau ditulisi. Data dalam sebuah RAM bersifat volatile, artinya data akan terhapus bila catu daya dihilangkan. Karena sifat RAM yang volatile ini, maka program computer tidak tersimpan di RAM. RAM hanya digunakan untuk mcnyimpaii data seinantara, yang ticlak begilu vital saal aliran daya terpiilus.

ROM (Read Only Memory)

Adalah memori yang hanya dapat dibaca. Data yang tersimpan dalam ROM bersifat non-volatile, artinya data tidak akan lerhapus meskipun catu daya IcrpuWis. Kaicna sil’alnya yang dcinikiaii, maka ROM dipergunakan untuk menyimpan program. Ada beberapa tipe ROM, diantaranya ROM murni, PROM, dan EPROM.

Untuk lebih memahami konsep komputer anda bisa perhatikan strktur organisasi komputer berikut penjelasannya :

1. Input Device (Alat Masukan)

Adalah perangkat keras komputer yang berfungsi sebagai alat untuk memasukan data atau perintah ke dalam komputer

2. Output Device (Alat Keluaran)

Adalah perangkat keras komputer yang berfungsi untuk menampilkan keluaran sebagai hasil pengolahan data. Keluaran dapat berupa hard-copy (ke kertas), soft-copy (ke monitor), ataupun berupa suara.

3. I/O Ports

Bagian ini digunakan untuk menerima ataupun mengirim data ke luar sistem. Peralatan input dan output di atas terhubung melalui port ini.

4. CPU (Central Processing Unit)

CPU merupakan otak sistem komputer, dan memiliki dua bagian fungsi operasional, yaitu: ALU (Arithmetical Logical Unit) sebagai pusat pengolah data, dan CU (Control Unit) sebagai pengontrol kerja komputer.

5. Memori

Memori terbagi menjadi dua bagian yaitu memori internal dan memori eksternal. Memori internal berupa RAM (Random Access Memory) yang berfungsi untuk menyimpan program yang kita olah untuk sementara waktu, dan ROM (Read Only Memory) yaitu memori yang haya bisa dibaca dan berguna sebagai penyedia informasi pada saat komputer pertama kali dinyalakan.

6. Data Bus

Adalah jalur-jalur perpindahan data antar modul dalam sistem komputer. Karena pada suatu saat tertentu masing-masing saluran hanya dapat membawa 1 bit data, maka jumlah saluran menentukan jumlah bit yang dapat ditransfer pada suatu saat. Lebar data bus ini menentukan kinerja sistem secara keseluruhan. Sifatnya bidirectional, artinya CPU dapat membaca dan menirma data melalui data bus ini. Data bus biasanya terdiri atas 8, 16, 32, atau 64 jalur paralel.

7. Address Bus

Digunakan untuk menandakan lokasi sumber ataupun tujuan pada proses transfer data. Pada jalur ini, CPU akan mengirimkan alamat memori yang akan ditulis atau dibaca. Address bus biasanya terdiri atas 16, 20, 24, atau 32 jalur paralel.

8. Control Bus

Control Bus digunakan untuk mengontrol penggunaan serta akses ke Data Bus dan Address Bus. Terdiri atas 4 samapai 10 jalur paralel.

CARA KERJA SISTEM KOMPUTER:

Saat data dan/atau instruksi dimasukkan ke processing-devices, pertama sekali diletakkan di RAM (melalui Input-storage). apabila berbentuk instruksi ditampung oleh Control Unit di Program-storage, namun apabila berbentuk data ditampung di Working-storage). Jika register siap untuk menerima pengerjaan eksekusi, maka Control Unit akan mengambil instruksi dari Program-storage untuk ditampungkan ke Instruction Register, sedangkan alamat memori yang berisikan instruksi tersebut ditampung di Program Counter. Sedangkan data diambil oleh Control Unit dari Working-storage untuk ditampung di General-purpose register (dalam hal ini di Operand-register). Jika berdasar instruksi pengerjaan yang dilakukan adalah arithmatika dan logika, maka ALU akan mengambil alih operasi untuk mengerjakan berdasar instruksi yang ditetapkan. Hasilnya ditampung di Accumulator. Apabila hasil pengolahan telah selesai, maka Control Unit akan mengambil hasil pengolahan di Accumulator untuk ditampung kembali ke Working-storage. Jika pengerjaan keseluruhan telah selesai, maka Control Unit akan menjemput hasil pengolahan dari Working-storage untuk ditampung ke Output-storage. Lalu selanjutnya dari Output-storage, hasil pengolahan akan ditampilkan ke output-devices.

CARA KERJA KOMPUTER
a. Pemrosesan

Sebuah CPU atau singkatan dari Unit Pemproses Pusat dalam bahasa inggrisnya central processing unit, bertugas untuk memproses arahan, melakukan pengiraan dan mengatur lalu lintas informasi menerusi system komputer. Unit atau perangkat pemprosesan juga akan melakukan komunikasi dengan perangkat input, output dan penyimpanan untuk melaksanakan arahan-arahan yang berkaitan.

Di dalam arsitektur milik bapak von Neumann yang asli, ia telah menjelaskan tentang sebuah Unit Aritmatika dan Logika, serta sebuah Unit Kontrol. Pada komputer modern, kedua unit ini terletak dalam satu sirkuit terpadu yaitu IC atau Integrated Circuit, yang juga dinamakan CPU atau Central Processing Unit.

Apakah yang dimaksud dengan Unit Aritmatika dan Logika, atau Arithmetic Logic Unit (ALU)? Unit Aritmatika dan Logika, atau Arithmetic Logic Unit (ALU) adalah alat yang melakukan tugas dasar seperti tugas aritmatika (penjumlahan, pengurangan, dan semacamnya), tugas logis (and, or, not), dan pelaksanaan perbandingan (contohnya, membandingkan isi sebanyak dua slot untuk kesetaraan). Pada unit inilah dilakukan “kerja” yang nyata.

Unit kontrol menyimpan perintah yang dilakukan oleh komputer, memerintahkan ALU untuk melaksanaan dan mendapat kembali informasi (dari memori) yang diperlukan untuk melaksanakan perintah itu, dan memindahkan kembali hasil ke lokasi memori yang sesuai. Sekali yang terjadi, unit kontrol pergi ke perintah berikutnya.

b. Input dan Hasil

I/O mengizinkan komputer memperoleh informasi dari dunia luar, dan meletakkan hasil pekerjaannya di sana, dapat berbentuk fisik atau non fisik. Ada berbagai macam alat I/O, dari yang akrab ditelinga kita seperti keyboard, monitor dan hardisk, ke yang lebih tidak biasa misalnya adalah webcam (kamera web), mesin printer, mesin scanner, dan lain lain.

Yang dipunyai oleh semua alat masukan biasa adalah bahwa mereka merubah informasi dari suatu macam ke dalam data yang bisa diolah lebih lanjut oleh sistem komputer digital. Alat output, merubah data ke dalam informasi yang dapat dimengerti oleh pemakai komputer. Dalam pengertian ini, sistem komputer digital ialah contoh dari sistem pengolah data.

c. Instruksi / perintah

Perintah atau instruksi yang dibahas seperti judul di atas adalah tidak perintah kaya bahasa manusiawi. Komputer hanya mempunyai jumlah yang terbatas perintah sederhana yang dirumuskan dengan baik. Perintah biasa yang dipahami kebanyakan komputer ialah misalnya “melakukan penyalinan isi sel 456, dan tempat tiruan di sel 789?, menambahkan isi sel 888 ke sel 063, dan tempat akibat di sel 024?, dan “jika isi sel 777 adalah 0, perintah berikutnya anda di sel 456?.

Perintah atau Instruksi dimulai dalam komputer sebagai nomor – kode untuk “menyalin” mungkin menjadi 001, misalnya. Suatu himpunan perintah khusus yang didukung oleh komputer tertentu diketahui sebagai bahasa mesin komputer. Dalam prakteknya, orang biasanya tidak menulis perintah untuk komputer secara langsung di bahasa mesin tetapi memakai bahasa pemrograman “tingkat tinggi” yang kemudian diterjemahkan ke dalam bahasa mesin secara otomatis oleh program komputer khusus (interpreter dan kompiler). Beberapa bahasa pemrograman berhubungan erat dengan bahasa mesin, seperti assembler (bahasa tingkat rendah); di sisi lain, bahasa seperti Prolog didasarkan pada prinsip abstrak yang jauh dari detail pelaksanaan sebenarnya oleh mesin (bahasa tingkat tinggi).

d. Arsitektur

Komputer kontemporer meletakkan ALU dan juga unit kontrol ke dalam satu sirkuit terpadu yang dikenal sebagai Central Processing Unit (CPU). Biasanya, memori komputer ditempatkan di atas beberapa sirkuit terpadu yang kecil dekat CPU. Alat yang menempati sebagian besar ruangan dalam komputer adalah ancilliary sistem (misalnya, untuk menyediakan tenaga listrik) atau alat I/O.

Beberapa komputer yang lebih besar berbeda dari model di atas di satu hal utama – mereka mempunyai beberapa CPU dan unit kontrol yang bekerja secara bersamaan. Terlebih lagi, beberapa komputer, yang dipakai sebagian besar untuk maksud penelitian dan perkomputeran ilmiah, sudah berbeda secara signifikan dari model di atas, tetapi mereka sudah menemukan sedikit penggunaan komersial.

Fungsi dari komputer secara prinsip sebenarnya cukup sederhana. Komputer mencapai perintah dan data dari memorinya. Perintah dilakukan, hasil disimpan, dan perintah berikutnya dicapai. Ulang prosedur ini sampai komputer dimatikan.

e. Program

Program komputer merupakan daftar perintah yang besar untuk dilakukan oleh komputer. Banyak program komputer berisi jutaan perintah, dan banyak dari perintah itu dilakukan berulang kali. Suatu Komputer modern yang umum dapat mengerjakan sekitar dua sampai tiga milyar perintah dalam satu detik. Komputer tidak mendapat kemampuan luar biasa, mereka lewat kemampuan untuk melakukan perintah kompleks.

Tetapi, mereka melakukan jutaan perintah sederhana yang diatur oleh orang yang disebut (programmer). [Programmer Baik mengembangkan set-set perintah untuk melakukan tugas biasa sebagai contoh, menggambar titik di layar dan lalu membuat set-set perintah itu tersedia kepada programmer lain]. Saat ini, kebanyakan komputer melakukan beberapa program sekaligus. Ini biasanya diserahkan ke sebagai multitasking. CPU melakukan perintah dari satu program, kemudian setelah beberapa saat, CPU beralih ke program kedua dan melakukan beberapa perintahnya.

f. Sistem Operasi

Sistem operasi merupakan semacam gabungan dari potongan kode yang berguna. Ketika semacam kode komputer dapat dipakai secara bersama oleh bermacam-macam program komputer, kemudian setelah bertahun-tahun, programer akhirnya memindahkannya ke dalam sistem operasi.

Sistem operasi, dapat menentukan program man yang dijalankan, kapan, dan alat mana “seperti memori atau I/O” yang mereka pakai. Sistem operasi juga memberikan pelayanan kepada program lain, seperti kode “driver” yang mengizinkan seorang programer untuk menulis program untuk suatu mesin tanpa perlu mengetahui detail dari semua alat elektronik yang berhubungan.

sumber :

• http://antmountain.blogspot.com/2012/01/struktur-dasar-dan-organisasi-komputer.html

TUGAS KEDUA : ARSITEKTUR KOMPUTER

Dalam bidang teknik komputer, arsitektur komputer adalah konsep perencanaan dan struktur pengoperasian dasar dari suatu sistem komputer. Arsitektur komputer ini merupakan rencana cetak-biru dan deskripsi fungsional dari kebutuhan bagian perangkat keras yang didesain (kecepatan proses dan sistem interkoneksinya). Dalam hal ini, implementasi perencanaan dari masing–masing bagian akan lebih difokuskan terutama, mengenai bagaimana CPU akan bekerja, dan mengenai cara pengaksesan data dan alamat dari dan ke memori cache, RAM, ROM, cakram keras, dll). Beberapa contoh dari arsitektur komputer ini adalah arsitektur von Neumann, CISC, RISC, blue Gene, dll.

Arsitektur komputer juga dapat didefinisikan dan dikategorikan sebagai ilmu dan sekaligus seni mengenai cara interkoneksi komponen-komponen perangkat keras untuk dapat menciptakan sebuah komputer yang memenuhi kebutuhan fungsional, kinerja, dan target biayanya.

Arsitektur komputer ini paling tidak mengandung 3 sub-kategori:

1. Set instruksi (ISA)
2. Arsitektur mikro dari ISA, dan
3. Sistem desain dari seluruh komponen dalam perangkat keras komputer ini.

Komputer tersusun atas beberapa komponen penting seperti CPU,memori dan perangkat I/O. untuk menghubungkan komponen tersebut diperlukan Sistem Bus agar mebentuk satu kesatuan fungsi dalam menjalankan tugasnya. 

Pengertian Bus 

Bus adalah lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih komponen dasar, Bus merupakan media transmisi yang digunakan bersama oleh sejumlah perangkat. diperlukan aturan main agar tidak terjadi tabrakan dataatau kerusakan data yang di transmisikan. walaupun digunakan bersaa namun dalam satu waktu hanya ada sebuah perangkat yang dapatmenggunakan bus. saluran bus dikategorikan dalam 3 bagian :

1. Saluran Data ( Data Bus )
2. Saluran Alamat ( address Bus )
3. Saluran Kontrol ( control Bus )

1. Saluran Data

Saluran data ( data bus ) adalah lintasan bagi perpindahan data antar modul. Jumlah saluran terkait dengan panjang word, misalnya 8, 16, 32 saluran dengan tujuan agar mentransfer word dalam sekali waktu. Contoh bus data terdiri atas 8 saluran shingga dalam satu waktu dapat mentransfer data 8 bit

2. Saluran Alamat

Saluran alamat ( address bus ) digunakan untuk menspesifikasi sumber dan tujuan data pada bus data. Saluran ini digunakan untuk mengirim alamat word pada memori yang akan diakses CPU.

3. Saluran Kontrol

Saluran kontrol ( control bus ) digunakan untuk mengotrol bus data, bus alamat dan seluruh modul yang ada.Karena bus data dan bus  alamat digunakan oleh semua komponen maka diperlukan suatu mekanisme kerja yang dikontrol melalui bus kontrol ini.

sumber :

• http://id.wikipedia.org/wiki/Arsitektur_komputer
• http://file.upi.edu/Direktori/FPMIPA/PRODI._ILMU_KOMPUTER/HERBERT/KEL06-Arsitektur%26_Organisasi_Komputer.pdf