Organisasi dan Arsitektur Komputer

A. Organisasi Komputer

Istilah komputer berasal dari bahasa latin computare atau to computare yang berarti menghitung. Komputer sebenarnya adalah mesin penghitung yang hanya melakukan proses aritmatika, yaitu penjumlahan dan pengurangan.
Organisasi komputer adalah keterkaitan setiap bagian-bagian dalam komputer, baik unit-unit operasional yang mendukung proses compute maupun proses interkoneksi antar komponen penyusun sistem komputer dalam menjalankan fungsinya. Dengan demikian, Konsep organisasi komputer secara teoritis akan menjelaskan konsep tentang komponen-komponen hardware dalam komputer bekerja secara terintegrasi sebagai kesatuan komputer. Sebagai contoh, processor, interface, signal control, memori, dan lain sebagainnya.
Sebuah sistem komputer dapat bekerja dengan baik jika memiliki 3 komponen penting, yaitu hardware, software, dan brainware. Hardware berfungsi sebaga peranti keras (Elektronik) yang melakukan proses digital. Software berfungsi sebagai peranti lunak untuk mengatur dan memanajemen hardware. Brainware berperan dalam memberikan dan mengendalikan setiap input dan output dari hardware melalui software yang terpasang.
Secara umum, komputer memiliki fungsi sebagai berikut :
1. Melakukan pengolahan data (data processing).
2. Melakukan penyimpanan data (data storing).
3. Melakukan pemindahan data (data moving)
4. Melakukan operasi kontrol.

Sekedar info : Processor adalah sebuah IC yang bertugas mengontrol jalannya suatu sistem komputer secara keseluruhan, Interface merupakan komponen Elektronik sebagai penghubung  lain dari sistem.

B. Arsitektur Komputer

Arsitektur komputer adalah ilmu yang membahas atribut sistem yang dirancang oleh programmer untuk mendapatkan hasil kerja yang optimal terhadap kinerja sebuah komputer. Arsitektur komputer sebagai seuah mesin multi level, dapat diartikan sebagai sebuah pemrograman dengan mesin komputer.

Pada era tahun 1940, arsitektur komputer digital memiliki dua level sebagai berikut :
1. Level ISA (Instruction Set Architecture), level ini berisi instruksi-instruksi mesin yang akan diterjemahkan secara langsung oleh rangkaian digital hardware.
2. Level Digital Logic, digital logic merupakan komponen yang dapat menjalankan instruksi program secara langsung.

Arsitektur komputer tersebut kemudian diperbaiki menjadi tiga level pada tahun 1951 oleh Maurice Wilkes sebagai berikut :
1. Level ISA, berisi perintah-perintah yang akan diinterpretasi oleh digital circuit hardware.
2. Level Interpreter, adalah penerjemah yang terintegrasi dengan ISA yang berguna menjalankan setiap instruksi pada level ISA.
3. Level Digital Logic, merupakan komponen hardware yang menjalankan instruksi secara langsung.

Arsitektur komputer dengan tiga tingkat tersebut menyebabkan rangkaian digital menjadi lebih efisien. Jika diuraikan lebih lanjut, mesin komputer terbagi menjadi enam leet berikut.

1
Bahasa Tingkat Tinggi
2
Bahasa Assembler
3
Sistem Operasi
4
Arsitektur Perangkat Instruksi
5
Arsitektur Mikro
6
Logika Digital

1. Level 0 atau level logika digital, merupakan level paling rendah yang berupa rangkaian gerbang logika dalam susunan rangkaian hardware komputer.
2. Level 1 atau level arsitektur mikro, terdiri atas rangkaian dasar processor yang berupa ALU (Arithmetic Logic Unit) untuk melakukan operasi aritmatika.
3. Level 2 atau level arsitektur perangkat instruksi yang sering disebut level ISA mengandung perintah atau instruksi dasar sebuah komputer.
4. Level 3 atau level sistem operasi, merupakan  tingkat pada kondisi mesin diatur oleh program yang disebut sebagai sistem operasi.
5. Level 4 atau level bahasa assembler (bahasa rakitan). pada level ini, instruksi-instruksi program sudah mulai dikerjakan oleh programmer aplikasi.
6. Level 5 merupakan level bahasa tingkat tinggi, ketika programmer dapat melakukan pemrograman dengan bahasa yang lebih manusiawi. Hal tersebut memudahkan manusia untuk memberikan instruksi-instruksi pada mesin. namun, memiliki kelemahan, yaitu prosesnya lebih lama karena memerlukan interpreter.

Sekedar info : Maurice wilkes pada tahun 1949 pernah berhasil menyatukan EDSAC ( Elektronic Delay Storage Automatic Calculator), sebagai media penyimpanan program komputer yang pertama di Cambridge University.

C. Sejarah Perkembangan Komputer

Pada awalnya, proses penghitungan masih menggunakan metode manual. Namun pada perkembangannya, penghitungan sudah menggunakan alat bantu berupa mesin untuk mempercepat presesnya sehingga lebih efisien, ringkas, dan cepat. perkembangan mesin komputer dibagi menjadi empat tahap revolusi, yaitu sebagai berikut : 

1. Tahapan manual, pada tahap ini proses penghitungan masih menggunakan metode bantuan jari tangan, tanah liat, abascus, sehingga model pencatatan pada kertas yang populer pada tahun 1150 didaratan eropa.
2.Tahap mekanis, era perhitungan aritmatika mennggunakan bantuan alat secara mekanis dimulai dengan munculnya Pascal's Machine Arithmetique yang lebih dikenal dengan nama Blaise Pascal (1623-1662). Selanjutnya, muncul mesin untuk memecahkan soal matematika dalam bentuk logika dan probabilitas yang diciptakan Charles Mahon pada tahun 1777, yang disebut logic demonstrator. Tahun 1833, Professor Charles Babbage mengembangkan mesin Babbage'ss Analytical Engine untuk memproses data yang menjadi dasar pengembangkan teknologi komputer pada saat ini.
3. Tahap Mekanik-Elektronik, evolusi teknologi mesin penghitung pada tahap ini, sudah memadukan model mekanis dan konsep semi elektronik. mesin tabulasi kartu plong yang dikembangkan tahun 1890 dapat bekerja secara mekanis-elektronis, dikembangkan oleh Dr. Herman Holerith untuk mempercepat proses sensus data penduduk di Amerika.
4. Tahap Elektronik, era mesin penghitung elektronik dimulai pada tahun 1942, yang memanfaatkan tabung hampa udara yang dikenal dengan nama komputer ABC ( Atanasoff-Berry Computer). Mesin ABC diciptakan oleh professor Jhon V. Atanasoft dan Clifford Berry di IOWA state College. tahun 1944, muncul mesin MARK 1 dengan tinggi 8 kaki dan panjang 55 kaki dengan 760.000 komponen dan total panjang kabel 5.000 mil yang diciptakan oleh professor Howard Aiken sebagai mesin komputer generasi pertama.

Sekedar info : Hollerith melihat bahwa data dapat diletakan pada lokasi spesifik di sebuah kartu (punchde card). setelah itu, kartu diurutkan atau dihitung dengan mesin, sehingga data dapat disimpan.

pada perkembangan komputer dapat dibedakan mendaji beberapa generasi jika dilihat dari cara kerjanya, yaitu sebagai berikut :

a). Generasi pertama (1945-1959), ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Calculator) yang dikembangkan oleh Sr. John W. Mauchly dan J. Presper Eckert Jr. ENIAC merupakan generasi komputer dengan konsep stored program yang nantinya setiap proses komputer akan diinterrupt oleh program yang tersimpan dalam sebuah memori. dengan teknologi vacuum tube, mesin ini dapat melakukan 300 perkalian tiap detik. tahun 1946 muncul gagasan dari Jhon Von Neuman tentang penggunaan konsep biner, yaitu (0) dan (1) dalam melakukan operasi mesin komputer.

b). Generasi kedua (1959-1963), komponen transistor dan dioda sudah mulai digunakan pada komputer sebagai komponen pengganti teknologi vacuum tube. pada generasi ini komputer mempunyai beberapa kelebihan, yaitu mendukung penggunaan bahasa pemrograman tingkat tinggi ( COBOL, ALGOL, atau FORTRAN), dukung memori yang lebih besar kapasitas nya, dan mendukung konsep real time dan time sharing. contoh jenis komputer pada generasi ini adalah (PDP1, PDP8, IBM 1400, IBM 1600, IBM 7070, UNIVAC III, UNIVAC 1107, UNIVAC SS80, dan NRC300.

c). Generasi ketiga (1963-1965), komputer generasi ketiga sudah menerapkan teknologi mini circuit dalam bentuk hybrid integrated circuit dengan komponen elektronika seperti transistor dan dioda ditempatkan dalam sebuah sirkuit yang sama dengan bentuk yang lebih ramping dari sebelumnya. disamping itu pengintegrasian hardware dan software dalam sebuah kesatuan kerja yang serempak, membuat mesin ini bekerja lebih cepat. contohnya komputer pada generasi ini adalah IBM S/360.

d). Generasi keempat (1970-1980), pemadatan ribuan IC (Integrated Cricuit) dalam sebuah chip yang dikenal dengan teknologi LSI (Large Scale Integration) merupakan ciri khas komputer generasi keempat. pada era ini, lahir teknologi mikroprosessor dan memori internal berbasis semi konduktor berbentuk chip. IBM 370 adalah salah satu contoh komputer di generasi keempat.

e). Generasi kelima (1980-Sekarang), metode LSI pada generasi ini mulai ditinggalkan, dan beralih kesistem VLSI (Very Large Scale Integration) yang dirintis oleh jepang. meskipun bentuk nya lebih kecil akan tetapi telah memiliki kapasitas dan kecepatan yang lebih baik dari generasi sebelum-sebelumnya.

*)Terima kasih telah berkunjung ke web saya jangan lupa berlangganan yaa.....!

Gerbang Logika

A. Pengertian Gerbang Logika

Komputer merupakan sebuah kalkulator modern yang dapat diprogram untuk melakukan operasi logika dan aritmatika otomatis. Sebelum diolah CPU, setiap data yang masuk akan dikonversi kedalam bentuk biner. Prinsip dasar CPU sebenarnya adalah rangkaian gerbang logika yang bertugas memanipulasi masukan data (input) menjadi sebuah bentuk keluaran data (output) tertentu. Hasil input dan output data berupa true (1) dan false (0).
 Gerbang logika adalah sebuah blok, sirkuit, atau rangkaian dasar digital yang berfungsi mengolah setiap masukan (input) dan keluaran (output) data digital yang berupa 0 dan 1. Dalam perancangan dan pembahasannya, gerbang logika menggunakan simbol-simbol tertentu. Jenis output data yang dihalsikan sangat bergantung pada jenis input data dan gerbang logika itu sendiri, yang dapat digambarkan dengan table yang disebut "table kebenaran" (truth table).

sekedar info : truth table (table kebenaran) adalah table rincian dari sebuah fungsi logika yang berisi semua kemungkinan nilai dari fungsi tersebut.

Gerbang logika dalam pengoperasiannya memenuhi aturan main sesuai dengan aljabar boolean dalam sistem biner. Pada dasarnya, gerbang logika hanya mengenal tiga operasi dasar, yaitu NOT (Inverter), AND, dan OR. Operasi dasar tersebut dapat diimplementasikan  dalam beberapa bentuk gerbang logika menjadi sebuah rangkaian elektronik. Ketiga operasi dasar gerbang logika tersebut dapat dikembangkan lagi menjadi beberapa operasi, seperti NOT AND (NAND), NOT OR (NOR), Exclusive OR (XOR), dan Exclusive NOR OR (XNOR).

B. Gerbang logika OR

Gerbang logika OR dalam pengoperasiannya dapat menerima dua atau lebih masukan data dan menghasilkan sebuah keluaran. Sebuah operasi logika OR akan menghasilkan potensial keluaran tinggi (high) yang bernilai 1. Nilai tersebut muncul jika ada salah satu dari masukan data yang berpontensial tinggi (high) atau bernilai 1. Sebagai contoh jika terdapat dua masukan data A dan B, dan X adalah nilai keluarannya, rumus pengoperasiannya dapat di gambarkan sebagai berikut.

RUMUS ( X = A OR B atau X=A+B )

Persamaan aljabar  Boolean gerbang logika OR terhadap dua masukan data dapat dilihat pada table kebenaran dengan dua masukan berikut.

Ini table kebenaran gerbang OR dengan dua masukan.
A
B
X = A + B
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
1

Dari table kebenaran tersebut, dapat diambil kesimpulan bahwa pengoperasian gerbang logika OR akan menghasilkan nilai keluaran true, jika ada salah satu input data bernilai true.

C. Gerbang logika AND

Gerbang logika AND dapat memiliki dua atau lebih nilai masukan (input) dengan sebuah nilai keluaran (output). Gerbang AND akan menghasilkan nilai keluaran true hanya jika semua nilai masukannya bernilai true. Sebagai contoh, jika nilai masukan (input) adalah A dan B, nilai keluaran (output) X dapat digambarkan dengan rumus sebagai berikut.

RUMUS ( X = A AND B atau X = A.B atau X = AB )

Hasil keluaran operasi dasar dua nilai masukan menggunakan gerbang AND dapat dilihat pada table kebenaran berikut.

ini table kebenaran dua nilai masukan dengan gerbang AND.
A
B
X = AB
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
D. Gerbang logika NOT (Inverter)

Gerbang logika NOT atau Inverter  merupakan gerbang logika yang hanya bisa menerima sebuah nilai masukan (input) dan menghasilan sebuah keluaran (output). Prinsip kerja dari gerbang logika NOT atau Inverter sangat sederhana . Semua nilai input data yang diterima akan dibalik oleh gerbang logika menjaid berlawanan. Contohnya, jika nilai masukannya (input) bernilai 0, akan dibalik menjadi 1 dan sebaliknya. Dengan kata lain, gerbang ini mengubah nilai sebuah sinyal biner menjadi sebaliknya.
Jika terdapat sebuah nilai masukan (input) data A memasuki gerbang NOT, akan menghasilakn nilai keluaran (output) X yang merupakan kebalikan dari A. Persamaan tersebut dapat ditulis sebagai berikut.

RUMUS ( X = NOT A atau X = A) 

Note: ada tanda garis di atas nya A yang (X=A itu a nya ada tanda garis di atas nya maaf ya soal nya saya lupa cara buat tanda itu jadi saya berikan note aja sekali lagi maaf ya yang di kolom nanti juga ada tanda seperti itu juga)

Table kebenaran untuk menguji nilai input data menggunakan gerbang logika NOT adalah sebagai berikut.

A
X = A
0
1
1
0


*) Terimakasih Telah Berkujung ke Web saya jangan lupa berlangganan yaa...!

Organisasi dan Arsitektur Komputer

A. Organisasi Komputer Istilah komputer berasal dari bahasa latin computare atau to computare  yang berarti menghitung. Komputer sebenarny...