CPU(central prossesing unit)

Pengertian CPU :

CPU atau yang biasa kita kenal dengan Central Processing Unit merupakan perangkat keras komputer yang berfungsi untuk menerima dan melaksanakan perintah serta data dari perangkat lunak. Prosesor sering digunakan untuk menyebut CPU pada umumnya. Adapun mikroprosesor adalah CPU yang diproduksi dalam sirkuit terpadu, seringkali dalam sebuah paket sirkuit terpadu-tunggal. Sejak pertengahan tahun 1970-an, mikroprosesor sirkuit terpadu-tunggal ini telah umum digunakan dan menjadi aspek penting dalam penerapan CPU.

CPU Interconnections

Merupakan sistem koneksi dan bus yang menghubungkan komponen internal CPU, yaitu ALU,unit kontrol dan register-register dan juga dengan bus-bus eksternal CPU yang menghubungkan dengan sistem lainnya, seperti memori utama, piranti masukan /keluaran.

Fungsi CPU

CPU berfungsi seperti kalkulator, hanya saja CPU jauh lebih kuat daya pemrosesannya. Fungsi utama dari CPU adalah melakukan operasi aritmatika dan logika terhadap data yang diambil dari memori atau dari informasi yang dimasukkan melalui beberapa perangkat keras, seperti papan ketik, pemindai, tuas kontrol, maupun tetikus.

Pengertian Bus Sistem :

System bus atau bus sistem, dalam arsitektur komputer merujuk pada bus yang digunakan oleh sistem komputer untuk menghubungkan semua komponennya dalam menjalankan tugasnya. Sebuah bus adalah sebutan untuk jalur di mana data dapat mengalir dalam komputer. Jalur-jalur ini digunakan untuk komunikasi dan dapat dibuat antara dua elemen atau lebih. Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan dieksekusi oleh CPU melalui perantara sistem bus..

Sebuah komputer memiliki beberapa bus, agar dapat berjalan. Banyaknya bus yang terdapat dalam sistem, tergantung dari arsitektur sistem komputer yang digunakan. Sebagai contoh, sebuah komputer PC dengan prosesor umumnya Intel Pentium 4 memiliki bus prosesor (Front-Side Bus), bus AGP, bus PCI, bus USB, bus ISA (yang digunakan oleh keyboard dan mouse), dan bus-bus lainnya.

Bus disusun secara hierarkis, karena setiap bus yang memiliki kecepatan rendah akan dihubungkan dengan bus yang memiliki kecepatan tinggi. Setiap perangkat di dalam sistem juga dihubungkan ke salah satu bus yang ada. Sebagai contoh, kartu grafis AGP akan dihubungkan ke bus AGP. Beberapa perangkat lainnya (utamanya chipset atau kontrolir) akan bertindak sebagai jembatan antara bus-bus yang berbeda. Sebagai contoh, sebuah kontrolir bus SCSI dapat mengubah sebuah bus menjadi bus SCSI, baik itu bus PCI atau bus PCI Express.

Berdasar jenis busnya, bus dapat dibedakan menjadi bus yang khusus menyalurkan data tertentu, contohnya paket data saja, atau alamat saja, jenis ini disebut dedicated bus. Namun apabila bus yang dilalui informasi yang berbeda baik data, alamat, dan sinyal kontrol dengan metode multipleks data maka bus ini disebut multiplexed bus.

 Kekurangan multiplexed bus adalah hanya memerlukan saluran sedikit sehingga menghemat tempat tetapi kecepatan transfer data menurun dan diperlukan mekanisme yang komplek untuk mengurai data yang telah dimultipleks. Sedangkan untuk dedicated bus merupakan kebalikan dari multipexed bus.Beberapa bus utama dalam sistem komputer modern adalah sebagai berikut:

Bus prosesor,Bus ini merupakan bus tercepat dalam sistem dan menjadi bus inti dalam chipset dan motherboard. Bus ini utamanya digunakan oleh prosesor untuk meneruskan informasi dari prosesor ke cache atau memori utama ke chipset kontrolir memori (Northbridge, MCH, atau SPP). Bus ini juga terbagi atas beberapa macam, yakni Front-Side Bus, HyperTransport bus, dan beberapa bus lainnya. Sistem komputer selain Intel x86 mungkin memiliki bus-nya sendiri-sendiri. Bus ini berjalan pada kecepatan 100 MHz, 133 MHz, 200 MHz, 266 MHz, 400 MHz, 533 MHz, 800 MHz, 1000 MHz atau 1066 MHz. Umumnya, bus ini memiliki lebar lajur 64-bit, sehingga setiap detaknya ia mampu mentransfer 8 byte.

    Bus AGP (Accelerated Graphic Port). Bus ini merupakan bus yang didesain secara spesifik untuk kartu grafis. Bus ini berjalan pada kecepatan 66 MHz (mode AGP 1x), 133 MHz (mode AGP 2x), atau 533 MHz (mode AGP 8x) pada lebar jalur 32-bit, sehingga bandwidth maksimum yang dapat diraih adalah 2133 MByte/s. Umumnya, bus ini terkoneksi ke chipset pengatur memori (Northbridge, Intel Memory Controller Hub, atau NVIDIA nForce SPP). Sebuah sistem hanya dapat menampung satu buah bus AGP. Mulai tahun 2005, saat PCI Express mulai marak digunakan, bus AGP ditinggalkan.

    Bus PCI (Peripherals Component Interconnect). Bus PCI tidak tergantung prosesor dan berfungsi sebagai bus peripheral. Bus ini memiliki kinerja tinggi untuk sistem I/O berkecepatan tinggi. Bus ini berjalan pada kecepatan 33 MHz dengan lebar lajur 32-bit. Bus ini ditemukan pada hampir semua komputer PC yang beredar, dari mulai prosesor Intel 486 karena memang banyak kartu yang menggunakan bus ini, bahkan hingga saat ini. Bus ini dikontrol oleh chipset pengatur memori (northbridge, Intel MCH) atau Southbridge (Intel ICH, atau NVIDIA nForce MCP).

• ·         Bus PCI Express (Peripherals Component Interconnect Express)
• ·         Bus PCI-X (Peripherals Component Interconnect Express)
• ·         Bus ISA (Industry Standard Architecture)
• ·         Bus EISA (Extended Industry Standard Architecute)
• ·         Bus MCA (Micro Channel Architecture)
• ·         Bus SCSI (Small Computer System Interface]].

Bus ini diperkenalkan oleh Macintosh pada tahun 1984. SCSI merupakan antarmuka standar untuk drive CD-ROM, peralatan audio, harddisk, dan perangkat penyimpanan eksternal berukuran besar.

Bus USB (Universal Serial Bus). Bus ini dikembangkan oleh tujuh vendor komputer, yaitu Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC, dan Northern Telecom. Bus ini ditujukan bagi perangkat yang memiliki kecepatan rendah seperti keyboard, mouse, dan printer karena tidak akan efisien jika perangkat yang berkecepatan rendah dipasang pada bus berkecepatan tinggi seperti PCI. Keuntungan yang didapat dari bus USB antara lain : tidak harus memasang jumper, tidak harus membuka casing untuk memasang peralatan I/O, hanya satu jenis kabel yang digunakan, dapat mensuplai daya pada peralatan I/O, tidak diperlukan reboot.

Bus 1394. Bus yang mempunyai nama FireWire memiliki kecepatan tinggi diatas SCSI dan PCI. Bus 1394 sangat cepat, murah, dan mudah untuk diimplementasikan. Bus ini tidak hanya populer perangkat komputer tetapi juga perangkat elektronik seperti kamera digital, VCR, dan televisi.

a.       Sistem BUS

System bus atau bus sistem, dalam arsitektur komputer merujuk pada bus yang digunakan oleh sistem komputer untuk menghubungkan semua komponennya dalam menjalankan tugasnya.

A. Komponen komputer:

ü CPU

ü Memori

ü Perangkat I/O

B. Transfer data antar komponen komputer ;

1. Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan dieksekusi CPU melalui perantara bus

2. Melihat hasil eksekusi melalui monitor juga menggunakan sistem bus

3. Kecepatan komponen penyusun komputer harus diimbangi kecepatan dan manajemen bus yang baik

C. Mikroprosesor

ü Melakukan pekerjaan secara paralel

ü Program dijalankan secara multitasking

ü Sistem bus tidak hanya lebar tapi juga cepat

D. Interkoneksi komponen sistem komputer dalam menjalankan fungsinya

ü Interkoneksi bus

ü Pertimbangan–pertimbangan perancangan bus

Struktur Interkoneksi

 adalah Kompulan lintasan atau saluran berbagai modul  (CPU,Memori,I/O).

a. Struktur interkoneksi bergantung pada

• Jenis data

• Karakteristik pertukaran data

Jenis Data

1. Memori 

Memori umumnya terdiri atas N word memori dengan panjang yang sama. Masing–masing word diberi alamat numerik yang unik (0, 1, 2, …N-1). Word dapat dibaca maupun ditulis pada memori dengan kontrol Read dan Write. Lokasi bagi operasi dispesifikasikan oleh sebuah alamat.

2. Modul I/O :

Operasi modul I/O adalah pertukaran data dari dan ke dalam komputer. 

Berdasakan pandangan internal, modul I/O dipandang sebagai sebuah memori dengan operasi pembacaan dan penulisan. Seperti telah dijelaskan pada bab 6 bahwa modul I/O dapat mengontrol lebih dari sebuah perangkat peripheral. Modul I/O juga dapat mengirimkan sinyal interrupt.

CPU (central prosessing unit)

CPU berfungsi sebagai pusat pengolahan dan eksekusi data berdasarkan routine–routine program yang diberikan padanya. CPU mengendalikan seluruh sistem komputer sehingga sebagai konsekuensinya memiliki koneksi ke seluruh modul yang menjadi bagian sistem komputer.

Dari jenis pertukaran data yang diperlukan modul–modul komputer, maka struktur interkoneksi harus mendukung perpindahan data.

Ø  Memori ke CPU : CPU melakukan pembacaan data maupun instruksi dari memori.

Ø  CPU ke Memori : CPU melakukan penyimpanan atau penulisan data ke memori.

Ø  I/O ke CPU : CPU membaca data dari peripheral melalui modul I/O.

Ø  CPU ke I/O : CPU mengirimkan data ke perangkat peripheral melalui modul I/O.

Ø  I/O ke Memori atau dari Memori : digunakan pada sistem DMA

Sampai saat ini terjadi perkembangan struktur interkoneksi, namun yang banyak digunakan saat ini adalah sistem bus.

Sistem bus :

Digunakan secara tunggal Digunakan secara jamak,Hal ini Tergantung karakteristik sistemnya

Interkoneksi Bus – Struktur 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, Saluran kontrol

Saluran Data :

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.

Tujuan : agar mentransfer word dalam sekali waktu.

Jumlah saluran dalam bus data dikatakan lebar bus, dengan satuan bit, misal lebar bus 16 bit

1.      Saluran Alamat (Address Bus)

o   Digunakan untuk menspesifikasi sumber dan tujuan data pada bus data.

o   Digunakan untuk mengirim alamat word pada memori yang akan diakses CPU.

o   Digunakan untuk saluran alamat perangkat modul komputer saat CPU mengakses suatu modul.

o  Semua peralatan yang terhubung dengan sistem komputer, agar dapat diakses harus memiliki alamat.

Contoh : mengakses port I/O, maka port I/O harus memiliki alamat hardware-nya

Saluran kontrol (Control Bus)

Digunakan untuk mengontrol 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.

Sinyal – sinyal kontrol terdiri atas :

ü  Sinyal pewaktuan adalah Sinyal pewaktuan menandakan validitas data dan alamat

ü  Sinyal–sinyal perintah adalah Sinyal perintah berfungsi membentuk suatu operasi

Prinsip Operasi Bus

Meminta penggunaan bus.

Apabila telah disetujui, modul akan memindahkan data yang diinginkan ke modul yang dituju

Hierarki Multiple Bus

Bila terlalu banyak modul atau perangkat dihubungkan pada bus maka akan terjadi penurunan kinerja

Faktor – faktor :

a) Semakin besar delay propagasi untuk mengkoordinasikan penggunaan bus. Antrian penggunaan bus semakin panjang.

b)   BDimungkinkan habisnya kapasitas transfer bus sehingga memperlambat data.

Arsitektur bus jamak

Prosesor, cache memori dan memori utama terletak pada bus tersendiri pada level tertinggi karena modul – modul tersebut memiliki karakteristik pertukaran data yang tinggi.

Pada arsitektur berkinerja tinggi, modul – modul I/O diklasifikasikan menjadi dua :

1.      Memerlukan transfer data berkecepatan tinggi

2.      Memerlukan transfer data berkecepatan rendah.

                                                         

Modul dengan transfer data berkecepatan tinggi disambungkan dengan bus berkecepatan tinggi pula,

Modul yang tidak memerlukan transfer data cepat disambungkan pada bus ekspansi

Gambar 4. Arsitektur bus jamak kinerja tinggi Gambar 4. Arsitektur bus jamak kinerja tinggi 

Keuntungan hierarki bus jamak kinerja tinggi

Bus berkecepatan tinggi lebih terintegrasi dengan prosesor.

Perubahan pada arsitektur prosesor tidak begitu mempengaruhi kinerja bus

Pengertian ALU :

ALU, singkatan dari Arithmetic And Logic Unit  unit aritmetika dan logika), adalah salah satu bagian dalam dari sebuah mikroprosesor yang berfungsi untuk melakukan operasi hitungan aritmetika dan logika. Contoh operasi aritmetika adalah operasi penjumlahan dan pengurangan, sedangkan contoh operasi logika adalah logika AND dan OR.

tugas utama dari ALU (Arithmetic And Logic Unit)adalah melakukan semua perhitungan aritmetika atau matematika yang terjadi sesuai dengan instruksi program. ALU melakukan operasi arithmatika dengan dasar pertambahan, sedang operasi arithmatika yang lainnya, seperti pengurangan, perkalian, dan pembagian dilakukan dengan dasar penjumlahan. sehingga sirkuit elektronik di ALU yang digunakan untuk melaksanakan operasi arithmatika ini disebut adder.

Tugas lalin dari ALU adalah melakukan keputusan dari operasi logika sesuai dengan instruksi program. Operasi logika (logical operation) meliputi perbandingan dua buah elemen logika dengan menggunakan operator logika, yaitu:

Pengertian CPU atau yang biasa kita kenal dengan Central Processing Unit merupakan perangkat keras komputer yang berfungsi untuk menerima dan melaksanakan perintah serta data dari perangkat lunak. Prosesor sering digunakan untuk menyebut CPU pada umumnya.

Adapun mikroprosesor adalah CPU yang diproduksi dalam sirkuit terpadu, seringkali dalam sebuah paket sirkuit terpadu-tunggal. Sejak pertengahan tahun 1970-an, mikroprosesor sirkuit terpadu-tunggal ini telah umum digunakan dan menjadi aspek penting dalam penerapan CPU.

Control Unit :

Unit kontrol ini adalah bagian dari prosesor yang mampu mengatur jalannya program. Komponen ini terdapat dalam semua CPU. CPU bertugas mengontrol komputer sehingga terjadi sinkronisasi kerja antar komponen dalam menjalankan fungsi-fungsi operasinya.

termasuk dalam tanggung jawab unit kontrol adalah mengambil intruksi-intruksi dari memori utama dan menentukan jenis instruksi tersebut. Bila ada instruksi untuk perhitungan aritmatika atau perbandingan logika, maka unit kendali akan mengirim instruksi tersebut ke ALU (Aritmathic Logic Unit). Hasil dari pengolahan data dibawa oleh unit kendali ke memori utama lagi untuk disimpan, dan pada saatnya akan disajikan ke alat output. Dengan demikian tugas dari unit kendali ini adalah • Mengatur dan mengendalikan alat-alat input dan output

• Mengambil instruksi-instruksi dari memori utama

• Mengambil data dari memori utama (jika  diperlukan) untuk diproses

• Mengawasi kerja dari ALU

• Menyimpan hasil proses ke memori 

Contro Unit : 

Control Unit Adalah salah satu bagian dari CPU yang bertugas untuk memberikan arahan / kendali / kontrol terhadap operasi yangdilakukan di bagian ALU (Arithmetic Logical Unit) di dalam CPU tersebut. Output dari CU ini akan mengatur aktivitas dari bagian lainnya dari perangkat CPU tersebut. Pada awal – awal desain komputer, CU diimplementasikan sebagai ad-hoc logic yang susah untuk didesain.

Sekarang, CU diimplementasikan sebagai sebuah microprogram yang disimpan di dalam tempat penyimpanan kontrol (control store). Pada hardwire implementation control unit sebagai combinational 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 (programmable logic array) untuk merepresentasikan control signal.

Control unit dari sebuah prosesor memiliki 2 peran penting. Pertama, control unit mengatur processor agar melakukan semua micro-operation dalam urutan yang benar. Kedua, control unit menghasilkan control signal yang memastikan supaya semua micro-operation dieksekusi.

Control signal tersebut secara umum menyebabkan salah satu dari hal berikut: pembukaan atau penutupan dari gerbang-gerbang logika, transfer data antara register-register, dan pengoperasian ALU.

.

o Mengatur dan mengendalikan alat-alat input dan output.

o Mengambil instruksi-instruksi dari memori utama.

o Mengambil data dari memori utama kalau diperlukan oleh proses.

o Mengirim instruksi ke ALU bila ada perhitungan aritmatika atauperbandingan logika serta mengawasi kerja.

o Menyimpan hasil proses ke memori utama

Register

Register merupakan alat penyimpanan kecil yang mempunyai kecepatan akses cukup tinggi, yang digunakan untuk menyimpan data dan/atau instruksi yang sedang diproses. Memori ini bersifat sementara, biasanya di gunakan untuk menyimpan data saat di olah ataupun data untuk pengolahan selanjutnya. jika dianalogikan, register ini dapat diibaratkan sebagai ingatan di otak bila kita melakukan pengolahan data secara manual, sehingga otak dapat diibaratkan sebagai CPU, yang berisi ingatan-ingatan, satuan kendali yang mengatur seluruh kegiatan tubuh dan mempunyai tempat untuk melakukan perhitungan dan perbandingan logika.

https://sawitri8580.wordpress.com/sistem-bus/

http://vmhalawa.blogspot.sg/2015/10/pengertian-control-unit.html

ARSITEKTUR SET KONTRUKSI

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.

ELEMEN - ELEMEN DARI SET INSTRUKSI

a. Operation Code (opcode) : menentukan operasi yang akan dilaksanakan.

b. Source Operand Reference : merupakan input bagi operasi yang akan dilaksanakan.

c. Result Operand Reference : merupakan hasil dari operasi yang dilaksanakan.

d. Next Instruction Reference : memberitahu CPU untuk mengambil instruksi berikutnya setelah instruksi yang dijalankan selesai.

FORMAT INSTRUKSI

Suatu instruksi terdiri dari beberapa field yang sesuai dengan elemen dalam instruksi tersebut. Layout dari suatu instruksi sering disebut sebagai Format Instruksi.

Contoh suatu Format Instruksi adalah sbb :

Ilustrasi Format Instruksi Sederhana (Stallings, W. 1990, hal. 294)

JENIS - JENIS INSTRUKSI

1. Data Processing / Pengolahan Data : instruksi-instruksi aritmetika dan logika. Instruksi aritmetika memiliki kemampuan untuk mengolahdata numeric, sedangkan instruksi logika beroperasi pada bit-bit word sebagai bit bukan sebagai bilangan. Operasi-operasi tersebut dilakukan terutama untuk data di register CPU.

2. Data Storage / Penyimpanan Data : instruksi-instruksi memori. Instruksi-instruksi memori diperlukan untuk memindah data yang terdapat di memori dan register.

3. Data Movement / Perpindahan Data : instruksi I/O. Instruksi-instruksi I/O diperlukan untuk memindahkan program dan data ke dalam memori dan mengembalikan hasil komputansi kepada pengguna.

4. Control / Kontrol : instruksi pemeriksaan dan percabangan. Instruksi-instruksi kontrol digunakan untuk memeriksa nilai data, status komputansi dan mencabangkan ke set instruksi lain.

TEKNIK PENGALAMATAN

Metode pengalamatan merupakan aspek dari set instruksi arsitektur disebagian unit pengolah pusat (CPU) desain yang didefinisikan dalam set instruksi arsitektur dan menentukan bagaimana bahasa mesin petunjuk 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 register dan / atau konstanta yang terkandung dalam instruksi mesin atau di tempat lain.

SET INSTRUKSI

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

ISA merupakan sebuah spesifikasi dari Pullman 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.

Dua bagian utama Arsitektur Komputer:

Instruction-Set Architecture

(ISA) / Arsitektur Set Instruksi

Hardware-System Architecture

(HSA) / Arsitektur SistemHardware

ISA meliputi spesifikasi yang menentukan bagaimanaprogrammer bahasa mesin akan berinteraksi dengankomputer. ISA menentukan sifat komputasional komputer.

HSA berkaitan dengan subsistem hardware utamakomputer (CPU, sistem memori dan IO). HSA mencakupdesain logis dan organisasi arus data dari subsistem.Unit Informasi Dasar dalam sistem komputer :

satu byte atau 8 bit.

Word size (ukuran word) – merupakan ukuran registeroperasionalnya.Contoh :1. Komputer 16-bit mempunyai register 16-bit – satu wordterdiri dari 2 byte2. Komputer 32-bit mempunyai register 32-bit – satu wordterdiri dari 4 byte.

DESAIN SET INSTRUKSI

Desain set instruksi merupakan masalah yang sangat komplek yang melibatkan banyak aspek, diantaranya :

1. Kelengkapan set instruksi

2. Ortogonalitas (sifat independensi instruksi)

3. Kompatibilitas :

- Source code compatibility

- Object code compatibility

Selain ketiga aspek tersebut juga melibatkan hal-hal sebagai berikut :

a. Operation Repertoire, berapa banyak dan operasi apa saja yang disediakan dan berapa sulit operasinya.

b. Data Types, tipe / jenis data yang dapat diolah.

c. Instruction Format, panjangnya, banyaknya alamat, dsb.

d. Register, banyaknya register yang dapat digunakan.

e. Addressing, mode pengalamatan untuk operand.

Referensi

https://id.scribd.com/document/34681874/2-Set-Instruksi

http://bukutuliskecil.blogspot.co.id/2014/12/tugas-4-arsitektur-set-instruksi.html

http://fachrulryper.blogspot.co.id/2012/11/arsitektur-set-instruksi-dan-cpu.html

Organisasi Komputer Dasar

1.1.         Komputer

Komputer adalah sebuah mesin hitung elektronik yang secara cepat menerima informasi masukan digital dan mengolah informasi tersebut menurut seperangkat instruksi yang tersimpan dalam komputer tersebut dan menghasilkan keluaran informasi yang dihasilkan setelah diolah. Daftar perintah tersebut dinamakan program komputer dan unit penyimpanannya adalah memori komputer. Dalam bentuk yang paling sederhana komputer terdiri dari lima bagian utama yang mempunyai fungsi sendiri-sendiri. Unit-unit tersebut adalah: masukan, memori, aritmetika dan logika, keluaran dan kontrol

Unit masukan menerima informasi yang yang dikodekan dari operator manusia lewat alat-alat elektromekanik seperti papan ketik pada suatu terminal video, atau dari komputerkomputer lain lewat jalur komunikasi digital. Informasi yang diterima dan disimpan dalam memori untuk dipergunakan kelak, atau langsung diolah oleh rangkaian aritmetika dan logika untuk melaksanakan operasi yang diinginkan. Langkah-langkah pengolahan ditentukan oleh program yang disimpan dalam memori. Akhirnya hasil-hasil yang diperoleh dikirimkan kembali keluar melalui unit keluaran. Seluruh kegiatan ini dikoordinasi oleh unit kontrol.

1.2.         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. 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. Sebagai contoh apakah suatu komputer perlu memiliki instruksi pengalamatan pada memori merupakan masalah rancangan arsitektural. Apakah instruksi pengalamatan tersebut akan diimplementasikan secara langsung ataukah melalui mekanisme cache adalah kajian organisasional. Perbedaan Utama Organisasi Komputer

 Bagian yang terkait erat dengan unit–unit operasional  Contoh: teknologi hardware, perangkat antarmuka, teknologi memori, sistem memori, dan sinyal–sinyal kontrol Arsitektur Komputer

 atribut–atribut sistem komputer yang terkait dengan seorang programmer

 Contoh: set instruksi, aritmetika yang digunakan, teknik pengalamatan, mekanisme I/O

1.3.         Struktur dan Fungsi Utama Komputer

Struktur Komputer Komputer adalah sebuah sistem yang berinteraksi dengan cara tertentu dengan dunia luar. Interaksi dengan dunia luar dilakukan melalui perangkat peripheral dan saluran komunikasi. Dalam buku ini akan banyak dikaji seputar struktur internal komputer., terdapat empat struktur utama:

 Central Processing Unit (CPU), berfungsi sebagai pengontrol operasi komputer dan pusat pengolahan fungsi – fungsi komputer. Kesepakatan, CPU cukup disebut sebagai processor (prosesor) saja.

  Memori Utama, berfungsi sebagai penyimpan data.

  I/O, berfungsi memindahkan data ke lingkungan luar atau perangkat lainnya.

  System Interconnection, merupakan sistem yang menghubungkan CPU, memori utama dan I/O

Fungsi komputer didefinisikan sebagai operasi masing-masing komponen sebagai bagian dari struktur. Adapun fungsi dari masing-masing komponen dalam struktur di atas adalah sebagai berikut:

1.     Input Device (Alat Masukan)

Adalah perangkat keras komputer yang berfungsi sebagai alat untuk memasukan data atau perintah ke dalam komputer. Contoh : keyboard

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 hanya 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 menerima 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.

8.     Control Bus

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

Macam - Macam Perangkat Masukan (Input Device):

1. Keyboard

Keyboard adalah sebuah perangkat masukan yang digunakan untuk memasukan data berupa huruf, angka maupun symbol tertentu serta melakukan perintah-perintah untuk menyimpan file dan membuka file. Keyboard disebut juga sebagai papan ketik pada komputer.

2. Mouse

Mouse adalah sebuah perangkat masukan yang berguna sebagai penunjuk posisi kursor/pointer pada layar monitor.

3. Joystick

Joystick adalah alat masukan yang digunakan untuk memasukan perintah untuk menggerakan permainan pada komputer.

4. Trackball

Trackball adalah perangkat keras yang digunakan sebagai alat penunjuk berupa sebuah bola yang memiliki sensor untuk mendeteksi gerakan.

5. Lightpen

Lightpen adalah pointer elektronik yang digunakan untuk memodifikasi dan men-desain gambar dengan screen(monitor)

6. Scanner

Scanner adalah alat input yang mempunyai fungsi hampir mirip dengan mesin fotocopy. Dengan proses penggunaannya mengcopy data objek lalu dipindahkan kedalam memory komputer yang hasilnya dapat dilihat pada layar monitor.

7. Barcode Reader

Barcode Reader adalah perangkat yang digunakan untuk membaca barcode data

8. Digitizer

Digitizer adalah perangkat masukan yang berfungsi untuk merubah perangkat atau data analog menjadi data digital

9. CD ROM / DVD ROM

CD ROM / DVD ROM adalah perangkat yang berfungsi untuk membaca data atau program dari media penyimpanan data CD atau DVD.

Macam - Macam Perangkat Keluaran (Output Device):

1. Monitor

Monitor adalah sebuah perangkat keras yang digunakan untuk mengeluarkan hasil pemerosesan yang dilakukan oleh komputer berupa informasi yang dibutuhkan oleh orang yang memakai komputer.

2. Printer

Printer adalah perangkat keras keluaran yang digunakan untuk mencetak data seperti gambar/foto, tulisan pada media kertas.

3. Speaker

Speaker adalah perangkat keras yang berfungsi untuk mengeluarkan hasil pemerosesan berupa suara dari komputer.

4. Projector

Projecetor adalah perangkat keras yang mengintegrasikan sumber cahaya, sistem optic elektronik, dan display dengan tujuan untuk memproyeksikan gambar atau video ke dinding atau layar.

5. Network Card

Network Card adalah perangkat keras yang digunakan sebagai jembatan penghubung antara komputer server dengan komputer client.

6. Tv Tuner Card

Tv Tuner Card adalah perangkat keras yang digunakan untuk menyiarkan tv pada komputer.

7. Modem

Modem adalah perangkat keras yang digunakan untuk menghubungkan komputer ke jaringan internet. Modem juga bisa sebagai media masukan ataupun keluaran.

Komponen yang paling menarik dan kompleks adalah CPU, komponen-komponen struktur utamanya adalah

Control Unit  : Mengontrol operasi CPU dan pada giliranya mengontrol komputer

ALU ( Arithmetic and Logic Unit ) : Membentuk fungsi-fungsi pengolahan data komputer

Register : Sebagai penyimpanan internal bagi CPU

CPU Interconnections: Sejumlah mekanisme komunikasi Antara control unit , ALU dan register-register Struktur fisik menetapkan modul fisik dan hubungan diantaranya. Struktur fisik tidak mempengaruhi kinerja hanya saja berpengaruh terhadap biaya

CPU (Central Processsing Unit ) :

Mengontrol operasi komputer dan membentuk fungsi-fungsi pengolahan data. Seringkali CPU disebut sebagai processor  saja

Memori Utama : Menyimpan data

I/O : Memindahkan data Antara komputer dengan lingkungan luar

Sistem interkoneksi : Beberapa mekanisme komunikasi antar CPU, memori utama, dan I/O

EVOLUSI ARSITEKTUR KOMPUTER

SEJARAH PERKEMBANGAN KOMPUTER DARI MASA KE MASA

Pengertian Komputer

Komputer adalah alat yang dipakai untuk mengolah data menurut perintah yang telah di rumuskan. Kata komputer semula dipergunakan untuk menggambarkan orang yang perkerjaannya melakukan perhitungan aritmatika, dengan atau tanpa alat bantu, tetapi artikata ini kemudian dipindahkan kepada mesin itu sendiri. Asal mulanya, pengolahan informasihampir eksklusif berhubungan dengan masalah aritmatika, tetapi komputer modern dipakaiuntuk banyak tugas yang tidak berhubungan dengan matematika.Secara luas, Komputer dapat didefinisikan sebagai suatu peralatan elektronik yang terdiri dari beberapa komponen, yang dapat bekerja sama antara komponen satu dengan yang lain untukmenghasilkan suatu informasi berdasarkan program dan data yang ada. Adapun komponenkomputer adalah meliputi : Layar Monitor, CPU, Keyboard, Mouse danPrinter (sbg pelengkap). Tanpa printer komputer tetap dapat melakukan tugasnya sebagai pengolah data, namun sebatas terlihat dilayar monitor belum dalam bentuk print out (kertas).Dalam definisi seperti itu terdapat alat seperti slide rule, jenis kalkulator mekanik mulai dariabakus dan seterusnya, sampai semua komputer elektronik yang kontemporer. Istilah lebih baik yang cocok untuk arti luas seperti "komputer" adalah "yang memproses informasi" atau"sistem pengolah informasi."Saat ini, komputer sudah semakin canggih. Tetapi, sebelumnya komputer tidak sekecil,secanggih, sekeren dan seringan sekarang. Dalam sejarah komputer, ada 5 generasi dalam sejarah komputer.


magnetik membantu pengembangan komputer generasikedua yang lebih kecil, lebih cepat, lebih dapat diandalkan, dan lebih hemat energi dibanding para pendahulunya. Mesin pertama yang memanfaatkan teknologi baru ini adalahsuperkomputer. IBM membuat superkomputer bernama Stretch, dan Sprery-Rand membuatkomputer bernama LARC. Komputer-komputer ini, yang dikembangkan untuk laboratoriumenergi atom, dapat menangani sejumlah besar data, sebuah kemampuan yang sangatdibutuhkan oleh peneliti atom. Mesin tersebut sangat mahal dan cenderung terlalu kompleksuntuk kebutuhan komputasi bisnis, sehingga membatasi kepopulerannya. Hanya ada duaLARC yang pernah dipasang dan digunakan: satu di Lawrence Radiation Labs di Livermore,California, dan yang lainnya di US Navy Research and Development Center di WashingtonD.C. Komputer generasi kedua menggantikan bahasa mesin dengan bahasa assembly. Bahasaassembly adalah bahasa yang menggunakan singkatan-singakatan untuk menggantikan kode biner.

Mengenal lebih dekat tentang sejarah perkembangan komputer dari awal sampai akhir mulai generasi pertama sampai generasi kelima. Diera modern seperti sekarang siapa yang tidak tau komputer..??Menurut saya hampir semua orang saat ini telah mengenal dunia komputer. Sesuai dengan apa yang telah saya tulis terdahulu pengertian komputer adalah Mesin penghitung elektronik yang cepat dan dapat menerima informasi input digital, lalu diolah sesuai dengan program yang tersimpan dalam memorinya, dan menghasilkan output berupa informasi. Pengertian tersebut Menurut Hamacher, Sedangkan Definisi Komputer itu sendiri berasal dari bahasa latin computare yang mengandung arti menghitung. Karena luasnya bidang garapan ilmu komputer, para pakar dan peneliti sedikit berbeda dalam mendefinisikan termininologi komputer.
Perkembangan dunia komputer dari waktu ke waktu semakin tak terbendung lagi, namun dibalik semua itu apakan ada tau awal mula atau sejarah lahirnya komputer..?? Jika anda belum tau tentang sejarah perkembangan komputer Lengkap simaklah ulasan berikut ini :

Komputer Generasi pertama


Komputer generasi pertama adalah ENIAC, yang merupakan komputer elektronik pertama didunia yang mempunyai bobot seberat 30 ton, panjang 30 M dan tinggi 2.4 M dan membutuhkan daya listrik 174 kilowatts. Komputer generasi pertama ini menggunakan Tabung hampa udara (vacum-tube) yang terbuat dari kaca untuk penguat sinyal. Namun hal tersebut masih banyak mempunyai kendala seperti: mudah pecah, dan cepat menyalurkan panas.

Sejarah perkembangan konputer generasi pertama memiliki ciri-ciri sebagai berikut :

    Pada generai ini komputer masih banyak mengeluarkan panas.
    Menggunakan komponen elektronikanya yang terbuat dari Tabung Hampa Udara (Vacuum Tube).
    Program dibuat dalam bahasa mesin (Machine Language), yang programnya tersimpan dalam memori komputer.
    Utuk mengoprasikannya pun membutuhkan kekuatan listrik yang cukup besar.
    Kapasitas yang disediakan untuk penyimpannan data sangat kecil dan terbatas.
    Programnya masih menggunakan bahasa mesin dengan menggunakan kode 0 dan 1 dalam urutan tertentu.
    Prosesnya relatif lambat.
    Mempunyai Ukuran atau bentuk yang sangat besar sehingga diperlukan sebuah ruangan yang yang cukup lebar hanya untuk meletakan komputer ini.
    Orientasi utama pada aplikasi bisnis.
    Menggunakan sistem luar magnetic tape dan magnetic disk.



Komputer Generasi kedua


Sejarah perkembangan komputer generasi kedua lahir pada tahun 1960-an, penemuan transistor sanggat mempenggaruhi perkembangan komputer pada saat itu. Transistor dapatb menggantikan Tabung hampa udara. Dan hal tersebut tentunya megubah semua ukuran mesin-mesin elektrik . Transistor mulai digunakan pada komputer sekitar tahun 1956-an. Penemuan lain yang berupa pengembangan memori inti-magnetik membantu pengembangan komputer generasi kedua yang lebih kecil, lebih cepat, lebih dapat diandalkan, dan lebih hemat energi dibanding dengan komputer generasi pertama.
Perkembangan Komputer Generasi kedua ini memiliki ciri-ciri sebagai berikut :

    Program dapat dibuat dengan bahasa tingkat tinggi (high level language), seperti FORTRAN, COBOL, ALGOL.
    Kapasitas memori utama sudah lumayan besar
    Sirkutinya adalah transistor.
    Ukuran fisik komputer lebih kecil dari komputer generasi pertama
    Tidak membutuhkan terlalu banyak listrik
    berorientasi pada bisnis dan teknik
    Proses operasi sudah cepat


Sejarah Perkembangan Komputer Generasi ketiga


Komputer generasi ketiga merupakan sebuah perkembangan yang sangat pesat dari perkembangan komputer yang ada. Komputer generasi ketiga muncul sejak era 1965-1971-an. Transistor yang dianggap tidak effisien lagi membuat para ilmuan mencari alternatif lain dan kemudian di temukan pada batu kuarsa ( Quartz rock ). Jack Kilby, seorang insinyur di Texas Instrument, mengembangkan sirkuit terintegrasi (IC : integrated circuit) di tahun 1958. Hal ini merupakan sebuah inovasi yang dapat mendongkrak munculnya komputer generasi ketiga.

Komputer Generasi keempat


Setelah IC ditemukan, perkembangan komputer semakin pesat dan jelas. Pada tahun 1971 chip INTEL 4004 membawa kemajuan besar dalam dunia IC, intel berhasil memasukan semua komponen dalam sebuah komputer (central processing unit, memori, dan kendali input/output) kedalam sebuah chip tunggal yang sangat kecil, jika sebelumnya IC digunakan untuk mengerjakan pekerjaan  tertentu saja maka pada masa ini mikroprosesor dapat diproduksi dan di program untuk menjalankan seluruh kebutuhan yang diinginkan.
Perkembangan Komputer generasi keempat memiliki ciri-ciri sebagai berikut :

    Dikembangkan komputer mikro yang menggunakan micro processor dan semiconductor yang berbentuk chip untuk memori komputer.
    Pada generasi ini komputer sudah memaki Large Scale Integration (LSI)


Komputer Generasi Kelima


Sejarah perkembangan komputer generasi kelima adalah komputer yang kita gunakan sekarang ini dimana pada generasi ini ditandai dengan munculnya: LSI (Large Scale Integration) yang merupakan pemadatan ribuan microprocessor ke dalam sebuah microprocesor. Selain itu, juga ditandai dengan munculnya microprocessor dan semi conductor.Perusahaan-perusahaan yang membuat micro-processor di antaranya adalah: Intel Corporation, Motorola, Zilog dan lainnya lagi. Di pasaran bisa kita lihat adanya microprocessor dari Intel dengan model 4004, 8088, 80286, 80386, 80486, dan Pentium. Pentium-4 merupakan produksi terbaru dari Intel Corporation yang diharapkan dapat menutupi segala kelemahan yang ada pada produk sebelumnya, di samping itu, kemampuan dan kecepatan yang dimiliki Pentium-4 juga bertambah menjadi 2 Ghz. Gambar-gambar yang ditampilkan menjadi lebih halus dan lebih tajam, di samping itu kecepatan memproses, mengirim ataupun menerima gambar juga menjadi semakin cepat baca juga  :

    Sejarah Internet dan Intranet
    Perangkat Jaringan Komputer
    Perangkat Keras Jaringan Komputer
    Perangkat Lunak Komputer dan Fungsinya

LINK : http://masterz-seo.blogspot.com/2013/12/sejarah-perkembangan-komputer-lengkap.html

            http://www.academia.edu/5472345/SEJARAH_PERKEMBANGAN_KOMPUTER_DARI_MASA_KE_MASA