Komputer
merupakan perangkat elektronik yang sudah tidak asing lagi di kalangan
anak-anak hingga orang dewasa, tentunya dengan tingkat pemahaman dan penggunaan
yang berbeda-beda. Arsitektur Von Neumann menggambarkan
komputer dengan empat bagian utama: Unit Aritmatika dan
Logis (ALU), unit kontrol, memori, dan alat masukandan hasil (secara kolektif dinamakan I/O). Bagian
ini dihubungkan oleh berkas kawat, “bus”.
A. Organisasi
Komputer
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.
B. Arsitektur
Komputer
Arsitektur Komputer lebih cenderung pada kajian
atribut–atribut sistem komputer yang terkait dengan seorang programmer.
Contohnya, set instruksi,aritmetika yang digunakan, teknik pengalamatan,
mekanisme I/O.
C. CPU
(Central Prosessing Unit)
Unit Pengolah Pusat atau CPU (Central
processing Unit) berperan untuk memproses perintah yang diberikan oleh
pengguna komputer, mengelolanya bersama data-data yang ada di komputer. Unit
atau peranti pemprosesan juga akan berkomunikasi dengan peranti input , output
dan storage untuk melaksanakan instruksi yang saling terkait.
Dalam arsitektur von Neumann yang asli, ia
menjelaskan sebuah Unit Aritmatika dan Logika, dan sebuah Unit Kontrol. Dalam
komputer-komputer modern, kedua unit ini terletak dalam satu sirkuit terpadu
(IC – Integrated Circuit), yang biasanya disebut CPU (Central
Processing Unit).
Unit Aritmatika dan Logika,
atau Arithmetic Logic Unit (ALU), adalah alat yang melakukan
pelaksanaan dasar seperti pelaksanaan aritmatika (tambahan, pengurangan, dan
semacamnya), pelaksanaan logis (AND, OR, NOT), dan pelaksanaan perbandingan
(misalnya, membandingkan isi sebanyak dua slot untuk kesetaraan). Pada unit
inilah dilakukan “kerja” yang sebenarnya.
Unit kontrol menyimpan
perintah saat ini yang dilakukan oleh komputer, memerintahkan ALU untuk
melaksanaan dan mendapatkan kembali informasi (dari memori) yang diperlukan
untuk melaksanakan perintah itu, dan memindahkan kembali hasil ke lokasi memori
yang sesuai. Unit ini berfungsi mengontrol pembacaan instruksi program
komputer.
D. Memori
Memori adalah sebuah array yang
besar dari word atau byte, yang ukurannya mencapai
ratusan, ribuan,atau bahkan jutaan. Setiap word atau bytemempunyai
alamat tersendiri. Main memory berfungsi sebagai
tempat penyimpanan yang akses datanya digunakan oleh CPU atau perangkat I/O. Main-memory termasuk
tempat penyimpanan data yang sementara (volatile), artinya data dapat
hilang begitu sistem dimatikan. Sistem operasi bertanggung jawab atas
aktivitas-aktivitas yang berkaitan dengan manajemen memori seperti: menjaga
track dari memori yang sedang digunakan dan siapa yang menggunakannya; memilih
program yang akan di-load ke memori; dan mengalokasikan dan
mendealokasikan memoryspace sesuai kebutuhan. Main
memory dapat dibayangkan sebagai kumpulan kotak-kotak yang masing
dapat menyimpan suatu penggal informasi baik berupa data maupun instruksi.
Umumnya
1 byte memory terdiri dari 8 bit
dan tiap bit diwakili oleh 1 atau 0. Kombinasi bit dalam1 byte tersebut
membentuk suatu kode yang mewakili isi dari lokasimemory. Kode yang
digunakan untuk mewakilinya tergantung dari komputer yang digunakan,dapat
membentuk sistem kode BCD (Binary-Coded Decimal), sistem kode SBCDIC (Standard
Binary Coded Decimal Interchange Code), sistem kode EBCDIC (Extended
Binary Coded Decimal Interchange Code) atau sistem kode ASCII (American
Standard Code for Information Interchange).
- Memori
dikelompokkan menjadi 2 yaitu:
Ø RAM (Random Access Memory)
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.
Struktur dari RAM, dibagi menjadi:
1. Input
Storage, digunakan untuk menampung input yang dimasukkan lewat
alat input;
2. Program
Storage, digunakan untuk menyimpan semua instruksi program
yang akan diproses;
3. Working
Storage, digunakan untuk menyimpan data yang akan diolah dan
hasil dari pengolahan;
4. Output Storage,
digunakan untuk menampung hasil akhir dari pengolahan datayang akan ditampilkan
ke alat output.
Ø ROM (Read Only Memory)
Memori ini hanya dapat dibaca saja, programer tidak
bisa mengisi sesuatu ke dalam ROM. Isi ROM sudah diisi oleh pabrik pembuatnya
berupa sistem operasi yang terdiri dari program-program pokok yang diperlukan
oleh sistem komputer, seperti program untuk mengatur penampilan karakter,
pengisian tombol kunci dan bootstrap program.
Bootstrap program
diperlukan pada waktu pertama kali sistem komputer diaktifkan, yang proses ini
disebut dengan istilah booting, yang terdiri dari:
1. Cold
booting, yaitu proses mengaktifkan sistem komputer pertama kali untuk
mengambil bootsrap program dari keadaan listrik
komputer mati.
2. Warm
booting, yaitu proses pengulangan pengambilan bootstrapprogram
dalam keadaan komputer masih hidup.
Instruksi yang tersimpan di ROM disebut dengan microinstruction atau microcodeatau
disebut juga firmware. Isi dari ROM tidak boleh hilang atau rusak,
karena dapat menyebabkan sistem komputer tidak berfungsi. ROM bersifat non
volatile, artinya isinya tidak hilang bila listrik komputer dimatikan.
Jenis-jenis ROM:
1. PROM (Programmable
Read Only Memory), yaitu ROM yang dapat diprogram
sekali saja dan tidak dapat diubah kembali
2. EPROM (Erasable
Programmable Read Only Memory), yaitu ROM yang dapat
dihapus dengan sinar ultra violet serta dapat
diprogram kembali berulang-ulang
3. EEPROM (Electrically
Erasable Programmable Read Only Memory), yaitu
ROM yang dapat dihapus secara elektronik dan dapat
diprogram kembali.
E. I/O
Port
Alat-alat input/output tidak dilekatkan langsung
dengan bus tetapi melalui suatu I/O port atau I/O interface.
Alat-alat input/output dapat berkomunikasi dengan CPU dengan cara mengirimkan
informasi yang akan dikomunikasikan lewat bus. Informasi yang dikirim dari alat
input/output (peripheral device) kemain memory atau ke
register di CPU diletakan di I/O port dan dikirimkan lewat data bus.
Demikian juga bila informasi dari main memory akan dikirimkan
ke peripheral device juga melalui data bus dan diterima di I/O port. Cara ini
disebut juga dengan program-controlled I/O. Cara ini
banyak diterapkan pada alat I/O yang hanya dapat menangani satu karakter atau 1
byte atau 1 word saja tiap saat misalnya keyboard.
F. Instruksi
Perintah yang dibicarakan di atas bukan perintah
seperti bahasa manusiawi. Komputer hanya mempunyai perintah sederhana dalam
jumlah terbatas yang dirumuskan dengan baik. Perintah biasa yang dipahami
kebanyakan komputer ialah “menyalin isi sel 123, dan tempat tiruan di sel 456″,
“menambahkan isi sel 666 ke sel 042, dan tempat akibat di sel 013″, dan “jika
isi sel 999 adalah 0, perintah berikutnya anda di sel 345″.
Instruksi diwakili 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 praktiknya, 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).
G. Pengalamatan
Pengalamatan adalah
bagaimana cara menunjuk dan mengalamati suatu lokasi memori pada
sebuah alamat di mana operand akan diambil. Mode pengalamatan
diterapkan pada set instruksi, dimana pada umumnya instruksi terdiri dari opcode (kode
operasi) dan alamat. Setiap mode pengalamatan memberikan fleksibilitas khusus
yang sangat penting. Mode pengalamatan ini meliputi direct addressing,
indirect addressing, dan immediate addressing.
1. Direct
Addresing
Dalam mode pengalamatan direct addressing,
harga yang akan dipakai diambil langsung dalam alamat memori lain. Contohnya:
MOV A,30h. Dalam instruksi ini akan dibaca data dari RAM internal dengan alamat
30h dan kemudian disimpan dalam akumulator. Mode pengalamatan ini cukup cepat,
meskipun harga yang didapat tidak langsung seperti immediate, namun cukup cepat
karena disimpan dalam RAM internal. Demikian pula akan lebih mudah menggunakan
mode ini daripada mode immediate karena harga yang didapat bisa dari lokasi
memori yang mungkin variabel.
Kelebihan dan kekurangan dari Direct
Addresing antara lain :
Kelebihan
· Field alamat
berisi alamat efektif sebuah operand.
Kelemahan
· Keterbatasan field alamat
karena panjang field alamat biasanya lebih kecil dibandingkan
panjang word.
2. Indirect
Addresing
Mode pengalamatan indirect addressing sangat
berguna karena dapat memberikan fleksibilitas tinggi dalam mengalamati suatu
harga.Mode ini pula satu-satunya cara untuk mengakses 128 byte lebih dari
RAM internal pada keluarga 8052. Contoh: MOV A,@R0. Dalam instruksi
tersebut, 89C51 akan mengambil harga yang berada pada alamat memori yang
ditunjukkan oleh isi dari R0 dan kemudian mengisikannya ke akumulator. Mode
pengalamatan indirect addressing selalu merujuk pada RAM
internal dan tidak pernah merujuk pada SFR. Karena itu, menggunakan mode ini
untuk mengalamati alamat lebih dari 7Fh hanya digunakan untuk keluarga 8052
yang memiliki 256 byte spasi RAM internal.
Kelebihan dan kekurangan dari Indirect
Addresing antara lain :
Kelebihan
· Ruang
bagi alamat menjadi besar sehingga semakin banyak alamat yang dapat referensi.
Kekurangan
· Diperlukan
referensi memori ganda dalam satu fetch sehingga memperlambat
preoses operasi.
3. Immediate
Addresing
Mode pengalamatan immediate addressing sangat
umum dipakai karena harga yang akan disimpan dalam memori langsung mengikuti
kode operasi dalam memori. Dengan kata lain, tidak diperlukan pengambilan harga
dari alamat lain untuk disimpan. Contohnya: MOV A,#20h. Dalam instruksi
tersebut, akumulator akan diisi dengan harga yang langsung mengikutinya, dalam
hal ini 20h. Mode ini sangatlah cepat karena harga yang dipakai langsung
tersedia.
Kelebihan dan kekurangan dari Immedieate
Addresing antara lain :
Keuntungan
· Tidak
adanya referensi memori selain dari instruksi yang diperlukan untuk memperoleh
operand.
· Menghemat
siklus instruksi sehingga proses keseluruhan akan cepat.
Kekurangan
- Ukuran
bilangan dibatasi oleh ukuran field alamat.
Perbedaan
Arsitektur Dan Organisasi Komputer
Jika organisasi komputer mempelajari bagian yang terkait dengan unit-unit operasional komputer dan hubungan antara komponen sistem computer,dan interkoneksinya yang merealisasikan spesifikasi arsitektural
contoh: teknologi hardware, perangkat antarmuka (interface), teknologi memori, sistem memori, dan sinyal–sinyal kontrol.
Sedangkan arsitektur komputer mempelajari atribut - atribut sistem komputer yang terkait dengan seorang programmer, dan memiliki dampak langsung pada eksekusi logis sebuah program
contoh: set instruksi, aritmetika yang digunakan, teknik pengalamatan, mekanisme I/0.
Jika organisasi komputer mempelajari bagian yang terkait dengan unit-unit operasional komputer dan hubungan antara komponen sistem computer,dan interkoneksinya yang merealisasikan spesifikasi arsitektural
contoh: teknologi hardware, perangkat antarmuka (interface), teknologi memori, sistem memori, dan sinyal–sinyal kontrol.
Sedangkan arsitektur komputer mempelajari atribut - atribut sistem komputer yang terkait dengan seorang programmer, dan memiliki dampak langsung pada eksekusi logis sebuah program
contoh: set instruksi, aritmetika yang digunakan, teknik pengalamatan, mekanisme I/0.
Sumber :
