Perbedaan Arsitektur Von Neumann & Model Harvard

Arsitektur von Neumann

Arsitektur Von Neumann adalah arsitektur komputer yang menempatkan program (ROM=Read Only Memory) dan data (RAM=Random Access Memory) dalam peta memori yang sama. Arsitektur ini memiliki address dan data bus tunggal untuk mengalamati program (instruksi) dan data. Arsitektur von Neumann atau Mesin Von Neumann merupakan arsitektur yang diciptakan oleh John von Neumann pada tahun 1903-1957. Yang mana  hampir semua komputer saat ini menggunakan Arsitektur buatan John Von Neumann. Arsitektur Von Neumann ini   menggambarkan komputer dengan empat bagian utama yaitu:

·         Unit Aritmatika dan Logis (ALU),

·         unit kontrol (CU)

·         memori, dan

·         alat masukan I/O

Diagram blok hubungan antara komponen CPU:

Diagram Arsitektur Von Neumann

Cara kerja

1.   Komunikasi Antara Memori dan Unit Pengolahan

 Komunikasi antara memori dan unit pengolahan terdiri dari dua register:

a.    Alamat memori Register (MAR).

b.    Memori data Register (MDR).

 Untuk membaca,

a.    The address of the location is put in MAR. Alamat lokasi diletakkan Maret

b.    Memori diaktifkan untuk membaca.

c.    Nilai ini dimasukkan ke dalam MDR oleh memori.

  Untuk menulis,

a.    Alamat lokasi diletakkan Maret

b.     Data dimasukkan ke dalam MDR.

c.     Tulis Aktifkan sinyal menegaskan.

d.    Nilai dalam MDR ditulis ke lokasi yang ditentukan. 

2.      CPU

a.    Hardware unit seperti ALU , register, memori, dll, yang dihubungkan bersama ke dalam jalur data.

b.     Aliran bit sekitar jalur data-dikendalikan oleh "gerbang" yang memungkinkan bit mengalir atau tidak mengalir (off) melalui jalur data.

c.    Instruksi biner (1 = on, 0 = off) yang mengontrol aliran yang disebut micro-instruksi.

Jalur data

3.     Memori Operasi

Ada dua operasi kunci pada memori:

a.    fetch( address ) returns value without changing the value stored at that address. fetch (alamat) nilai kembali tanpa mengubah nilai yang disimpan di alamat itu.

b.     store( address, value ) writes new value into the cell at the given address. toko (alamat, nilai) menulis nilai baru ke dalam sel pada alamat yang diberikan.

·      Memori jenis ini adalah acak-akses, yang berarti bahwa CPU dapat mengakses nilai dari array setiap saat (vs akses sekuensial, seperti pada tape).

·      Memori seperti ini disebut RAM (random-access memory.)

·      Beberapa memori non-volatile, atau read-only (ROM ) 

Keuntungan Model Arsitektur Von Neuman :

a.         fleksibilitas pengalamatan program dan data.

b.         program selalu ada di ROM dan data selalu ada di RAM.

c.         Arsitektur Von Neumann memungkinkan prosesor untuk menjalankan program yang ada didalam memori data (RAM).

Kelemahan Model Arsitektur Von Neumann :

a.    bus tunggalnya itu sendiri. Sehingga instruksi untuk mengakses program dan data harus dijalankan secara sekuensial dan tidak bisa dilakukan overlaping untuk menjalankan dua isntruksi yang berurutan.

b.    bandwidth program harus sama dengan banwitdh data. Jika memori data adalah 8 bits maka program juga harus 8 bits.

c.    prosesor Von Neumann membutuhkan jumlah clock CPI (Clock per Instruction) yang relatif lebih banyak sehingga eksekusi instruksi dapat menjadi relatif lebih lama.

Arsitektur Komputer Model Harvard

Arsitektur Harvard memiliki dua memori yang terpisah satu untuk program (ROM) dan satu untuk data (RAM), yang mana arsitektur ini merupkan kebalikkan dari arsitektur komputer model von nuemann, jika von neuman mengabungkan ROM dan RAM menjadi satu maka arsitektur harvard maka kedua memori tersebut dipisahkan.

Diagram Arsitektur Komputer Model Harvard

Kelebihan Arsitektur Komputer Model Harvard :

a.          bandwidth program tidak mesti sama dengan bandwidth  data

b.          opcode dan operand dapat dijadikan dalam satu word instruksi saja

c.          instruksi dapat dilakukan dengan lebih singkat dan cepat

d.          memori program dan data yang terpisah,  maka kavling total memori program dan data dapat menjadi lebih banyak.

Kekurangan Arsitektur Komputer Model Harvard :

a.       arsitektur Harvard tidak memungkinkan untuk menempatkan data pada ROM.

b.       arsitektur in tidak memungkinkan untuk mengakses data yang ada di ROM

Control Unit

Control Unit

Control Unit merupakan bagian yang berfungsi sebagai pengatur dan mengatur dan pengendali semua peralatan computer, Control Unit juga mengatur kapan alat input menerima data, mengolah, dan menampilkan proses serta hasil pengolahan data. Dengan demikian semua perintah dapat dilakukan secara berurutan tanpa adanya tumpang tindih antara satu perintah dengan perintah lainnya.

Pada awal-awal desain komputer, CU diimplementasikan sebagai ad-hoc logic yang susah untuk didesain. Sekarang, CU diimplementasikan sebagai sebuah  yang disimpan di dalam tempat penyimpanan kontrol (control store). Beberapa word dari microprogram dipilih oleh microsquncer dan bit yang datang dari word-word tersebut akan secara langsung mengontrol bagian-bagian berbeda dari perangkat tersebut, termasuk di antaranya adalah register, ALU, register instruksi, bus dan peralatan input/output di luar chip. Pada komputer modern, setiap subsistem ini telah memiliki kontrolernya masing-masing, dengan CU sebagai pemantaunya (supervisor).

Tugas dari CU adalah sebagai berikut:

Ø  Mengatur dan mengendalikan alat-alat input dan output.

Ø  Mengambil instruksi-instruksi dari memori utama.

Ø  Mengambil data dari memori utama kalau diperlukan oleh proses.

Ø  Mengirim instruksi ke ALU bila ada perhitungan aritmatika atau   perbandingan logika serta mengawasi kerja.

Ø  Menyimpan hasil proses ke memori utama.

Proses tiga langkah karakteristik unit control:

Ø  Menentukan elemen dasar prosesor

Ø  Menjelaskan operasi mikro yang akan dilakukan prosesor

Ø  Menentukan fungsi-fungsi yang harus dilakukan unit control agar menyebabkan pembentukan operasi mikro.

Masukan-masukan unit control:

1.      Clock / pewaktu

pewaktu adalah cara unit control dalam menjaga waktunya. Unit control menyebabkan sebuah operasi mikro (atau sejumlah operasi mikro yang bersamaan) dibentuk bagi setiap pulsa waktu. Pulsa ini dikenal sebagai waktu siklus prosesor.

2.      Register instruksi

opcode instruksi saat itu digunakan untuk menentukan operasi mikro mana yang akan dilakukan selama siklus eksekusi.

3.      Flag

flag ini diperlukan oleh unit control untuk menentukan status prosesor dan hasil operasi ALU sebelumnya.

4.      Sinyal control untuk mengontrol bus

Bagian bus control bus system memberikan sinyal-sinyal ke unit control, seperti sinyal-sinyal interupsi dan acknowledgement.

 Keluaran-keluaran unit control:

a)      Sinyal control didalam prosesor: terdiri dari dua macam: sinyal-sinyal yang menyebabkan data dipindahkan dari register yang satu keregister yang lainnya, dan sinyal-sinyal yang dapat mengaktifasi fungsi-fungsi ALU tertentu.

b)      Sinyal control bagi bus control; sinyal ini juga terdiri dari dua macam: sinyal control bagi memori dan sinyal control bagi modu-modul I/O.

Macam-macam CU

1.      Single-Cycle CU

Proses di Single-Cycle CU ini hanya terjadi dalam satu clock cycle, artinya setiap instruksi ada pada satu cycle, maka dari itu tidak memerlukan state. Dengan demikian fungsi boolean masing-masing control linehanya merupakan fungsi dari opcode saja. Clock cycle harus mempunyai panjang yang sama untuk setiap jenis instruksi. Ada dua bagian pada unit kontrol ini, yaitu proses men-decode opcode untuk mengelompokkannya menjadi 4 macam instruksi (yaitu di gerbang AND), dan pemberian sinyal kontrol berdasarkan jenis instruksinya (yaitu gerbang OR). Keempat jenis instruksi adalah “R-format” (berhubungan dengan register), “lw” (membaca memori), “sw” (menulis ke memori), dan “beq” (branching). Sinyal kontrol yang dihasilkan bergantung pada jenis instruksinya. Misalnya jika melibatkan memori ”R-format” atau ”lw” maka akan sinyal ”Regwrite” akan aktif. Hal lain jika melibatkan memori “lw” atau “sw” maka akan diberi sinyal kontrol ke ALU, yaitu “ALUSrc”. Desain single-cycle ini lebih dapat bekerja dengan baik dan benar tetapi cycle ini tidak efisien.

2.      Multi-Cycle CU

Berbeda dengan unit kontrol yang single-cycle, unit kontrol yang multi-cycle lebih memiliki banyak fungsi. Dengan memperhatikan state dan opcode, fungsi boolean dari masing-masing output control line dapat ditentukan. Masing-masingnya akan menjadi fungsi dari 10 buah input logic. Jadi akan terdapat banyak fungsi boolean, dan masing-masingnya tidak sederhana. Pada cycle ini, sinyal kontrol tidak lagi ditentukan dengan melihat pada bit-bit instruksinya. Bit-bit opcode memberitahukan operasi apa yang selanjutnya akan dijalankan CPU.

Implementasi Unit Kontrol

1.         Implementasi hardwired

Unit kontrol merupakan rangkaian kombinatorial. Sinyal-sinyal logika inputnya akan didekodekan menjadi sinyal-sinyal logika output, yang merupakan sinyal-sinyal kontrol ke sistem komputer. Sinyal-sinyal input tersebut, seperti clock, flag, register instruction, dan sinyal kontrol merupakan input bagi unit kontrol untuk mengetahui status komputer. Sinyal keluaran yang dihasilkan akan mengendalikan sistem kerja komputer.

N buah input biner akan menghasilkan 2N output biner. Setiap instruksi memiliki opcode yang yang berbeda-beda. Opcode yang berbeda dalam instruksi akan menghasilkan sinyal kontrol yang berbeda pula. Pewaktu unit kontrol mengeluarkan rangkaian pulsa yang periodik.

Pulsa waktu ini digunakan untuk mengukur durasi setiap operasi mikro yang dijalankan CPU, intinya digunakan untuk sinkronisasi kerja masing-masing bagian. Masalah dalam Merancang Implementasi Hardwired:

a)      Memiliki kompleksitas dalam pengurutan dan operasi mikronya

b)      Sulit didesain dan dilakukan pengetesan

c)      Tidak fleksibel

d)     Sulit untuk menambahkan instruksi baru

Jadi secara garis besar:

Ø  Intinya unit control merupakan rangkaian kombinatorial

Ø  Sinyal-sinyal logika inputnya akan dikodekan menjadi sekumpulan sinyal-sinyal logika output yang merupakan sinyal-sinyal kontrol ke system computer

Ø  Input unit control meliputi sinyal-sinyal register instruksi, pewaktu, flag dan sinyal bus control

Ø  Sinyal-sinyal tersebut sebagai masukkan bagi unit control dalam mengetahui status computer

Ø Selanjutnya dikodekan manghasilkan sinyal keluaran untuk mengendalikan system kerja computer

Ø   n buah input biner akan menghasilkan 2n output biner

Ø   setiap instruksi memiliki opcode yang berbeda – beda

Ø  opcode yang berbeda dalam setiap instruksi akan menghasilkan sinyal control yang berbeda pula

Ø  pewaktu unit control mengeluarkan rangkaian pulsa yang periodic

Ø  pulsa waktu ini digunakan untuk mengukur durasi setiap operasi mikro yang dijalankan CPU, intinya digunakan untuk sinkronisasi kerja masing – masing bagian

2.         Implementasi microprogrammed

Implementasi yang paling reliabel saat ini adalah implementasi microprogrammed. Unit kontrol memerlukan sebuah memori untuk menyimpan program kontrolnya. Fungsi–fungsi pengontrolan dilakukan berdasarkan program kontrol yang tersimpan pada unit kontrol. Selain itu, fungsi–fungsi pengontrolan tidak berdasarkan dekode dari input unit kontrol lagi. Teknik ini dapat menjawab kesulitan–kesulitan yang ditemui dalam implementasi hardwired.

Jadi secara garis besar :

1.      Unit control memerlukan sebuah memori untuk menyimpan program controlnya

2.      Fungsi-fungsi pengontrolan dilakukan berdasarkan program control yang tersimpan pada unit control

3.      Fungsi-fungsi pengontrolan tidak berdasarkan decode dari input unit control lagi

4.      Teknik ini dapat menjawab kesulitan-kesulitan yang ditemui dalam implementasi hardwired

CARA KERJA CONTROL UNIT

Ketika sebuah komputer pertama kali diaktifkan power-nya, maka komputer tersebut menjalankan operasi bootstrap. Operasi ini akan membaca sebuah instruksi dari suatu lokasi memory yang telah diketahui sebelumnya dan mentransfer instruksi tersebut ke control unit untuk dieksekusi. Instruksi-intruksi dibaca dari memory dan dieksekusi sesuai dengan urutan penyimpanannya. Program counter dari suatu computer menyediakan suatu cara untuk menyimpan lokasi instruksi berikutnya. Urutan eksekusi berubah dengan memindah lokasi intruksi baru ke program counter sebelum pembacaan (fetch) instruksi dikerjakan. Sebuah intruksi merupakan kalimat imperatif pendek yang sudah dapat menjelaskan makna dari perintah tersebut. 

Suatu intruksi terdiri dari :

1.      subjek (komputernya)

2.      verb (suatu kode operasi yang mengindikasikan pekerjaan apa yang akan dilaksanakan)

3.      objek (operands) yang mengidentifikasikan nilai data atau lokasi memory.

Ketika intruksi-intruksi diterima oleh Control Unit, operation code akan mengaktifkan urutan logic untuk mengeksekusi intruksi-intruksi tersebut.

Satu eksekusi program terdiri dari beberapa instruction cycle yang menjadi komponen penyusun dari program tersebut. Sedangkan untuk setiap instruction cycle terdiri dari beberapa sub cycle lagi seperti ftech cycle, indirect cycle, execute cucle, dan interrupt cycle. Setiap sub cycle ini disusun dari beberapa perintah dasar yang disebut micro operation. Untuk lebih jelasnya, seperti di bawah ini :

Setiap control signal yang ada sebenarnya berfungsi sebagai switch untuk menghubungkan beberapa regsiter (MAR, MBR, PC, IR) serta komponen lainnya seperti ALU dan setiap micro operation diwakilkan oleh satu control signal. Micro operation bekerja antar register untuk membentuk suatu sub cycle, sebagai contoh fetch cycle :

a.       T1 : MAR ç (PC)

b.      T2 : MBR ç (memory)

PC ç (PC) + 1

c.   T3 : IR ç (MBR)

Sebagai contoh sederhana dari control signal seperti bagan di bawah ini :

Untuk ftech cycle, micro operation pertama adalah MAR ç (PC) yang diwakilkan oleh control signal C2. Selanjutnya MBR ç (memory) diwakilkan C5 dan seterusnya.

Pada hardwire implementation control unit sebagai combinatorial circuit yang dibuat berdasarkan control signal yang akan dikeluarkan. Jadi untuk setiap control signal memiliki rangkaian logika tertentu pada control unit yang dapat menghasilkan control signal yang dimaksud. Secara umum untuk metode ini digunakan PLA (progammable logic array) untuk merepresentasikan control signal, seperti gambar di bawah ini :

Input untuk control unit yaitu IR, flags, clock, dan control bus signal. Flags dan control bus signal memiliki representasi secara langsung dan signifikan terhadap operasi bila dibandingkan dengan IR dan clock. Untuk IR sendiri, control unit akan menggunakan operation code yang terdapat pada IR. Setiap operation code menandakan setiap proses yang berbeda. Proses ini dapat disederhanakan dengan digunakannya decoder. Decoder memiliki n input dan 2n output yang akan merepresentasikan opcode. Jadi input dari IR akan diterjemakan oleh decoder sebelum menjadi input ke control unit.

Clock digunakan untuk mengukur durasi dari micro operation. Untuk mengantisipasi propagasi sinyal yang dikirimkan melalui data paths dan rangkaian prosesor, maka periode dari setiap clock seharusnya cukup besar. Untuk mengatasinya digunakan counter yang dapat memberikan clock input bagi control signal yang berbeda, namun pada akhir instruction cycle, contol unit harus mengembalikan ke counter untuk menginisialisasikan periode awal.

Setiap control signal direptresentasikan dengan fungsi Boolean lalu dibuatlah combinatorial circuit. Contohnya untuk C5 [MBR ç (memory)] digunakan di fetch cycle dan indirect cycle. Masing-masing sub cycle direpresentasikan dengan 2 bit, P dan Q. maka untuk C5 : C5 = ~P.~Q. T2 + ~P.Q.T2 >> T2 adalah clock yang digunakan.

Setelah itu juga harus diperhatikan karena setiap operasi untuk execute cycle tidak sama. Tetapi untuk memudahkan dalam contoh ini execute cycle membaca LDA dari memory, sehingga secara lengkap : C5 = ~P.~Q.T2 + ~P.Q.T2 + P.~Q.(LDA).T2

Berbeda dengan sebelumnya, μ programmed implementation tidak menggunakan combinatorial circuir namun menggunakan μ instruction yang disimpan pada control memory. Proses untuk menghasilkan control signal dimulai dengan seqencing logic yang memberi perintah READ kepada contol memory. Kemudian dilanjutkan dengan pemindahan cari CAR (control address register) ke CBR (contol buffer register) isi alamat yang ditujukan oleh control memry. Setelah itu CBR mengeluarkan control signal yang dituju dan alamat selanjutnya ke sequencing logic. Terakhir, sequencing logic akan memberikan alamat baru ke CAR beradasarkan informasi dari CBR dan ALU.

Kelebihan dari μ programmed adalah lebih mudah untuk mengimplementasikan dan mendesain control unit. Selain itu dibandingkan dengan harwired jauh lebih murah. Implementasi dari decoder dan sequencing logic dari μ programmed merupakan logika yang sederhana. Kemudahan untuk melakukan testing dan menambahkan instruksi baru dengan desain yang fleksibel. Sedangkan kelebihan dari hardwire adalah kecepatannya yang tinggi karena logika control unit langsung dibentuk menjadi rangkaian.

[ORGANISASI & ARSITEK KOMPUTER]

    TUGAS OAK

ARSITEKTUR SISTEM KOMPUTER SECARA GLOBAL 

Tidak ada suatu ketentuan khusus tentang bagaimana seharusnya struktur sistem sebuah komputer. Setiap ahli dan desainer arsitektur komputer memiliki pandangannya masing-masing. Akan tetapi, untuk mempermudah kita memahami detail dari sistem operasi serta perlu memiliki pengetahuan umum tentang struktur sistem komputer. Arsitektur komputer adalah konsep perencanaan dan struktur pengoperasian dasar dari suatu sistem komputer.
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, Abstraksi dari sebuah arsitektur komputer dan hubungannya dengan bagian perangkat keras, firmware, assembler, kernel, sistem operasi, dan perangkat lunak aplikasinya.

 Operasi Sistem Komputer 

Secara umum, sistem komputer terdiri atas CPU dan sejumlah device controller yang terhubung melalui sebuah bus yang menyediakan akses ke memori. Umumnya, setiap device controller bertanggung jawab atas sebuah hardware spesisfik. Setiap device dan CPU dapat beroperasi secara konkuren untuk mendapatkan akses ke memori. Adanya beberapa hardware ini dapat menyebabkan masalah sinkronisasi. Karena itu untuk mencegahnya sebuah memory controller ditambahkan untuk sinkronisasi akses memori.

Arsitektur Umum Komputer Pada sistem komputer yang lebih maju, arsitekturnya lebih kompleks. Untuk meningkatkan performa, digunakan beberapa buah bus . Tiap bus merupakan jalur data antara beberapa device yang berbeda. Dengan cara ini RAM, Prosesor, GPU (VGA AGP) dihubungkan oleh bus utama berkecepatan tinggi yang lebih dikenal dengan nama FSB (Front Side Bus) . Sementara perangkat lain yang lebih lambat dihubungkan oleh bus yang berkecepatan lebih rendah yang terhubung dengan bus lain yang lebih cepat sampai ke bus utama. Untuk komunikasi antar bus ini digunakan sebuah bridge . Tanggung jawab sinkronisasi bus yang secara tak langsung juga mempengaruhi sinkronisasi memori dilakukan oleh sebuah bus controller atau dikenal sebagai bus master . Bus master akan mengendalikan aliran data hingga pada satu waktu, bus hanya berisi data dari satu buah device . Pada prakteknya bridge dan bus master ini disatukan dalam sebuah chipset . 

Arsitektur PC Modern

  

NB:
GPU = Graphics Processing Unit; AGP = Accelerated Graphics Port; HDD = Hard Disk Drive; FDD = Floppy Disk Drive; FSB = Front Side Bus; USB = Universal Serial Bus; PCI = Peripheral Component Interconnect; RTC = Real Time Clock; PATA = Pararel Advanced Technology Attachment; SATA = Serial Advanced Technology Attachment; ISA = Industry Standard Architecture; IDE = Intelligent Drive Electronics/Integrated Drive Electronics; MCA = Micro Channel Architecture; PS/2 =Sebuah port yang dibangun IBM untuk menghubungkan mouse ke PC;

Jika komputer dinyalakan, yang dikenal dengan nama booting, komputer akan menjalankan bootstrap program yaitu sebuah program sederhana yang disimpan dalam ROM yang berbentuk chip CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) . Chip CMOS modern biasanya bertipe EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), yaitu memori non-volatile (tak terhapus jika power dimatikan) yang dapat ditulis dan dihapus dengan pulsa elektronik. Lalu bootsrap program ini lebih dikenal sebagai BIOS (Basic Input Output System) .

2. BAGIAN-BAGIAN PENYUSUN KOMPUTER 

Untuk saat ini, komputer bukan lagi barang mewah. Karena komputer sudah menjadi kebutuhan yang sangat membantu dalam kegiatan manusia. Mulai dari ngetik, bermain game, browsing internet sampai dengan pekerjaan yang khusus yang menggunakan komputer misalnya komputasi data.

Untuk lebih mengenal komputer khususnya komputer pribadi, maka ada baik mengenal terlebih dahulu komponen-komponen yang menyusun sebuah komputer PC, khususnya komponen yang disebut dengan perangkat keras atau hardware. Sebagaimana disebutkan dalam tulisan sebelumnya, pada dasarnya hardware komputer itu tersusun atas tiga jenis komponen, yaitu komponen Input, Prosesor dan Output. Dengan demikian, komponen-komponen penyusun komputer PC juga tidak akan lepas dari ketiga jenis komponen tersebut.  Hanya saja nama-nama komponen penyusunnya berbeda-beda.

Komponen Input merupakan komponen yang berfungsi sebagai masukkan atau divais yang menjadi alur masukan ke komponen prosesor. Sementara komponen Prosesor merupakan komponen yang berperan untuk menangkap data masukan dari komponen input dan mengolah data tersebut berdasarkan program khusus. Dan komponen output adalah komponen yang berfungsi sebagai keluaran atau menampilkan data hasil data masukan yang sudah diproses atau diolah sehingga akan berguna bagi manusia sebagai penggunanya atau yang membutuhkan data keluaran tersebut.

Komponen komputer yang termasuk pada komponen Input adalah:

        I.            Keyboard, merupakan komponen yang berfungsi untuk memberikan masukan berupa data-data alfanumerik dan data ASCII lainnya.

      II.            Mouse. merupakan komponen yang sangat berfungsi dalam komputer yang menggunakan sistem operasi berbasis GUI, dimana dalam pengopersiannya akan berhubungan dengan pointer yang ada di layar monitor yang befungsi untuk mempercepat atau mempermudah dalam pengoperasian perintah-perintah program dalam komputer.

    III.            Trackpad, Trackball, sama dengan mouse. Yang membedakannya adalah bentuknya.

    IV.            Pen, digunakan sebagai pengganti pionter mouse. Biasanya digunakan pada komputer yang memiliki layar sentuh. Untuk memerikan perintah tertentu, tidak lagi menggunakan mouse, tapi tinggal menyentuhkan pen ke GUI di layar sentuh.

      V.            Microphone, komponen masukan yang memberikan data masukan berupa data suara.

    VI.            Scanner, digunakan untuk memindai gambar yang akan dimasukkan ke dalam sistem komputer menjadi berbentuk digital.

Komponen komputer yang termasuk pada komponen Output adalah:

        I.            Monitor, komponen yang menampilkan proses atau apa yang sedang dikerjakan oleh komputer. Termasuk menampilkan data hasil pengolahan.

      II.            Printer, untuk menampilkan atau mencetak data dari komputer.

    III.            Plotter, sama dengan printer. Yang membedakannya adalah kemampuan pencetakan datanya.

    IV.            Speaker atau Buzzer. Untuk menyampaikan informasi atau data hasil pengolahan dalam bentuk gelombang suara.

Komponen komputer yang termasuk pada komponen Pemroses adalah Prosesor beserta dengan perangkat pendukungnya:

a)      Prosesor, merupakan komponen utama pemrosesan data. Di dalam komponen ini seluruh data diproses berdasarkan program yang dijalankan.

b)      Motherboard, merupakan komponen yang menjadi tempat semua komponen berhubungan. Semua komponen mulai dari input, prosesor hingga output, berhubungan melalui komponen ini.

c)       Hard Disk, merupakan komponen yang berfungsi untuk menyimpan data dan program yang diperlukan oleh seluruh komponen (komputer). Komponen lainnya yang fungsinya sama dengan hard disk adalah Disk Drive (CD, DVD), Floppy-Drive.

d)      Memori (RAM), merupakan tempat penyimpanan data dan program yang sifatnya sementara yang digunakan untuk mempercepat proses dari kerja prosesor.

Komponen Perantara antara Prosesor dengan Input dan Output. Komponen ini umumnya berbentuk komponen tambahan berupa kartu atau Slot/Port: 

a)      Kartu VGA, merupakan perantara antara Prosesor (dan komponen pendukungnya) dengan layar penampil (monitor).

b)      Kartu Audio, merupakan perantara antara Prosesor (dan komponen pendukungnya) dengan speaker.

c)       Kartu Firewire, merupakan perantara antara Prosesor (dan komponen pendukungnya) dengan komponen input berkecepatan tinggi seperti kamera video.

d)      Kartu TV Tuner, merupakan perantara antara Prosesor (dan komponen pendukungnya) dengan komponen input untuk menerima siaran televisi.

e)      Kartu Capture, merupakan perantara antara Prosesor (dan komponen pendukungnya) dengan komponen input yang digunakan untuk menangkap aliran video analog.

3.     INTERKONEKSI ANTAR KOMPONEN KOMPUTER

Interkoneksi antar komponen dan analisanya

Pada Sistem Komputer, terdiri dari 4 bagian komponen, yaitu sebagai berikut :

1. Pemroses

Ø  Berfungsi untuk mengendalikan operasi komputer dan melakukan fungsi pemrosesan data.

Ø  Pemroses melakukan operasi logika dan mengelola aliran data dengan membaca instruksi dari memori dan mengeksekusinya.

Ø  Langkah kerja pemroses :

a)                   Mengambil instruksi biner dari memori

b)                  Mendekode instruksi menjadi aksi sederhana

c)                   Melakukan aksi

Ø  3 Tipe operasi komputer :

a)                   Operasi aritmatika (ADD, SUBSTRACT, MULTIPLY, DIVIDE)

b)                  Operasi logika (OR, AND, XOR, INVERTION)

c)                   Operasi pengendalian (LOOP, JUMP)

Ø  Pemroses terdiri dari :

o  ALU (Aritmatic Logic Unit), berfungsi untuk melakukan operasi aritmatika dan logika

o  CU (Control Unit), berfungsi untuk mengendalikan operasi yang dilaksanakan sistem komputer.

Register-register, berfungsi untuk :

a)      Membantu pelaksanaan operasi yang dilakukan pemroses

b)      Sebagai memori yang bekerja secara cepat, biasanya untuk tempat operand-operand dari operasi yang akan dilakukan.

c)       Terbagi menjadi register data dan register alamat.

d)      Register data terdiri dari general dan special purpose register.

Register alamat berisi :

a)      Alamat data di memori utama

b)      Alamat instruksi

c)       Alamat untuk perhitungan alamat lengkap

d)      Contoh : register indeks, register penunjuk segmen, register penunjuk stack, register penanda (flag)

Pemroses melakukan tugasnya dengan mengeksekusi instruksi-instruksi di program dengan mekanisme instruksi sebagai berikut :.

                    I.          Pemroses membaca instruksi dari memori (fetch)

                  II.          Pemroses mengeksekusi instruksi (execute)

Ø  Eksekusi program berisi pengulangan fetch dan execute. Pemrosesan satu instruksi disebut satu siklus instruksi (instruction cycle).

Gambar  : Siklus Eksekusi Instruksi

2. Memori

Ø  Berfungsi untuk menyimpan data dan program

Ø  Biasanya volatile, tidak dapat mempertahankan data dan program yang disimpan bila sumber daya energi (listrik) dihentikan.

Ø  Konsep program tersimpan (stored program concept), yaitu program (kumpulan instruksi) yang disimpan di suatu tempat (memori) dimana kemudian instruksi tersebut dieksekusi.

Ø  Setiap kali pemroses melakukan eksekusi, pemroses harus membaca instruksi dari memori utama. Agar eksekusi dilakukan secara cepat maka harus diusahakan instruksi tersedia di memori pada lapisan berkecepatan akses lebih tinggi. Kecepatan eksekusi ini akan meningkatkan kinerja sistem.

Hirarki memori berdasarkan kecepatan akses :

a)      Register (tercepat)

b)      Cache memory ; Memori berkapasitas terbatas, berkecepatan tinggi yang lebih mahal dibanding memori utama. Cache memory adalah diantara memori utama dan register, sehingga pemroses tidak langsung mengacu memori utama tetapi di cache memory yang kecepatan aksesnya lebih tinggi.

c)       Main memory

d)      Disk cache (buffering) ; Bagian memori utama untuk menampung data yang akan ditransfer dari/ke perangkat masukan/keluaran dan penyimpan sekunder. Buffering dapat mengurangi frekuensi pengaksesan dari/ke perangkat masukan/keluaran dan penyimpan sekunder sehingga meningkatkan kinerja sistem.

e)      Magnetic disk

f)       Magnetic tape, optical disk (paling lambat)

3. Perangkat Masukan dan Keluaran (I/O)

Ø  Adalah perangkat nyata yang dikendalikan chip controller di board sistem atau card.

Ø  Controller dihubungkan dengan pemroses dan komponen lainnya melalui bus.

Ø  Controller mempunyai register-register untuk pengendaliannya yang berisi status kendali.

Ø  Tiap controller dibuat agar dapat dialamati secara individu oleh pemroses sehingga perangkat lunak device driver dapat menulis ke register-registernya sehingga dapat mengendalikannya.

Ø  Sistem operasi lebih berkepentingan dengan pengendali dibanding dengan perangkat fisik mekanis

Ø  Perangkat I/O juga memindahkan data antara komputer dan lingkungan eksternal.

Lingkungan eksternal dapat diantarmuka (interface) dengan beragam perangkat, seperti :

a)      Perangkat penyimpan sekunder.

b)      Perangkat komunikasi

c)       Terminal

4. Interkoneksi antar Komponen

Ø  Adalah struktur dan mekanisme untuk menghubungkan antar komponen dalam sistem komputer yang disebut bus.

Bus terdiri dari tiga macam, yaitu :

a)      Bus alamat (address bus) ; Berisi 16, 20, 24 jalur sinyal paralel atau lebih. CPU mengirim alamat lokasi memori atau port yang ingin ditulis atau dibaca di bus ini. Jumlah lokasi memori yang dapat dialamati ditentukan jumlah jalur alamat. Jika CPU mempunyai N jalur alamat maka dapat mengalamati 2 pangkat N (2N) lokasi memori dan/atau port secara langsung.

b)      Bus data (data bus) ; Berisi 8, 16, 32 jalur sinyal paralel atau lebih. Jalur-jalur data adalah dua arah (bidirectional). CPU dapat membaca dan mengirim data dari/ke memori atau port. Banyak perangkat pada sistem yang dihubungkan ke bus data tetapi hanya satu perangkat pada satu saat yang dapat memakainya.

c)       Bus kendali (control bus); Berisi 4-10 jalur sinyal paralel. CPU mengirim sinyal-sinyal pada bus kendali untuk memerintahkan memori atau port. Sinyal bus kendali antara lain :

·                     Memory read ; Untuk memerintahkan melakukan pembacaan dari memori.

·                     Memory write ; Untuk memerintahkan melakukan penulisan ke memori.

·                     I/O read ; Untuk memerintahkan melakukan pembacaan dari port I/O.

·                     I/O write ; Untuk memerintahkan melakukan penulisan ke port I/O.

Ø  Mekanisme pembacaan ; Untuk membaca data suatu lokasi memori, CPU mengirim alamat memori yang dikehendaki melalui bus alamat kemudian mengirim sinyal memory read pada bus kendali. Sinyal tersebut memerintahkan ke perangkat memori untuk mengeluarkan data pada lokasi tersebut ke bus data agat dibaca CPU.

Ø  Interkoneksi antar komponen ini membentuk satu sistem sendiri, seperti ISA (Industry Standard Architecture), EISA (Extended ISA) dan PCI (Peripheral Component Interconnect).

Ø  Secara fisik interkoneksi antar komponen berupa “perkawatan”.

Ø  Interkoneksi memerlukan tata cara atau aturan komunikasi agar tidak kacau (chaos) sehingga mencapai tujuan yang diharapkan.