Arsitektur Famili Komputer

Famili IBM PC dan Turunannya

IBM PC adalah sebutan untuk keluarga komputer pribadi buatan IBM. IBM PC diperkenalkan pada 12 Agustus 1981, dan "dipensiunkan" pada tanggal 2 April 1987. Komputer personal pertamakali muncul setelah diperkenalkan mikroprosesor, yaitu chip tunggal yang terdiri dari set register , ALU dan unit kontrol computer. IBM PC merupakan arsitektur bus tunggal yang disebut PC I/O Channel BUS atau PC BUS. PC BUS melengkapi PC dengan 8 jalur data, 20 jalur alamat, sejumlah jalur kontrol dan ruang alamat fisik PC adalah 1 MB. 

Sejak diluncurkan oleh IBM, IBM PC memiliki beberapa keluarga, yakni :

    - IBM 4860 PCjr

    - IBM 5140 Convertible Personal Computer (laptop)

    - IBM 5150 Personal Computer (PC yang asli)

    - IBM 5155 Portable PC (sebenarnya merupakan PC XT yang portabel)

    - IBM 5160 Personal Computer/eXtended Technology

    - IBM 5162 Personal Computer/eXtended Technology Model 286 (sebenarnya merupakan PC AT)

    - IBM 5170 Personal Computer/Advanced Technology

Arsitektur Pada IBM PC

Komputer personal pertama kali muncul setelah diperkenalkan mikroprosesor, yaitu chip tunggal   yang terdiri dari set register , ALU dan unit control komputer. IBM PC merupakan arsitektur bus tunggal yang disebut PC I/O Channel BUS atau PC BUS. PC BUS melengkapi PC dengan 8 jalur data, 20 jalur alamat, sejumlah jalur kontrol dan ruang alamat fisik PC adalah 1 MB.

A. Komponen – komponen IBM PC:

   -       Sistem Kontrol BUS

   -       Sistem Kontrol Intrerrupt

   -       Sistem Kontrol RAM dan ROM

   -       Sistem Kontrol DMA Time

   -       SistemKontrol I/O

   -       Sistem Kontrol BUS: Pengontrol BUS, Buffer Data, dan Latches Alamat

   -       Sistem Kontrol Interrupt: Pengontrol Interrupt

   -       Sistem Kontrol RAM dan ROM: Chip RAM dan ROM, Decoder Alamat, dan Buffer

   -       Sistem Kontrol DMA: Pengontrol DMA

   -       Timer: Timer Interval Programmable

   -       Sistem Kontrol I/O: Interface Paralel Programmable

Sistem Software :

   -       Penetapan Alamat Port I/O

   -       Penetapan Vector Interrupt

   -       ROM BIOS

   -       Penetapan Alamat Memori

B. Manfaat  Arsitektural IBM PC:

   -       Kemudahaan penggunaan

   -       Daya Tempa

   -       Daya Kembang

   -       Expandibilitas

Sistem software adalah abstrak, tidak memiliki bentuk fisik. Software tidak dibatasi oleh material serta tunduk pada hukum-hukum fisika atau oleh proses-proses manufaktur. Pengembangan software serta pengelolaan proyek pengembangan software adalah sulit karena kenyataan-kenyataan sebagai berikut:

   -       Kompleks, sehingga sulit untuk dipahami

  -       Tidak tampak, maka pengukuran kualitas software agak   sulit dilakukan dan sulit melacak kemajuan pengembangannya

   -    Mudah berubah, karena mudah untuk dimodifikasi namun kita sulit sekali melihat terlebih dahulu konsekuensi dari perubahan-perubahan yang dilakukan.

   -       Software komputer adalah produk yang dihasilkan melalui serangkaian aktivitas proses rekayasa atau pengembangan, yang menghasilkan aktivitas berupa:

   -       Dokumen-dokumen yang menspesifikasikan program yang hendak dibangun

   -        Program yang dieksekusi komputer 

   -     Dokumen yang menjelaskan program dan cara kerjanya program

Sumber

http://icikomputer.blogspot.co.id/2015/09/arsitektur-famili-komputer-ibm.html

http://sosializer.blogspot.com/2017/12/arsitektur-family-komputer-ibm-pc.html

Unit Input / Output

Unit Input / Output

Berikut ini pengertian input dan output device beserta contohnya :

§  Input Device (Unit Masukan)

Unit ini berfungsi sebagai media untuk memasukkan data dari luar ke dalam suatu memori dan processor untuk diolah guna menghasilkan informasi yang diperlukan. Input devices atau unit masukan yang umumnya digunakan personal computer (PC) adalah keyboard dan mouse, keyboard dan mouse adalah unit yang menghubungkan user (pengguna) dengan komputer.

Input device berfungsi sebagai media untuk memasukkan data dari luar sistem ke dalam suatu memori dan processor untuk diolah dan menghasilkan informasi yang diperlukan. Data yang dimasukkan ke dalam sistem komputer dapat berbentuk signal input dan maintenance input. Signal input berbentuk data yang dimasukkan ke dalam sistem komputer, sedangkan maintenance input berbentuk program yang digunakan untuk mengolah data yang dimasukkan. Jadi Input device selain digunakan untuk memasukkan data dapat pula digunakan untuk memasukkan program. Beberapa contoh input device antara lain :

1.   Keyboard, berfungsi memasukkan data berupa huruf, angka, karakter/simbol, serta sebagai media bagi user untuk melakukan perintah-perintah lainnya yang diperlukan seperti menyimpan file.

2.   Mouse, fungsinya adalah untuk perpindahan pointer atau kursor secara cepat. Selain itu, dapat sebagai perintah praktis dan cepat dibanding keyboard (double click). Mouse terdiri dari tiga tombol yaitu tombol sebelah kiri ( left click), tombol tengah/tombol gulung (scrool), dan tombol kanan (right click).

3.   Touch pad, unit ini digunakan sebagai pengganti mouse. Jadi fungsinya juga untuk memindahkan kursor secara cepat.

4.   Microfone , berfungsi untuk memasukkan data berupa suara yang akan disimpan di dalam memori komputer.

5.   Scanner, adalah sebuah alat yang berfungsi untuk mengcopi / menyalin gambar atau teks yang kemudian disimpan ke dalam memori komputer dengan bentuk gambar.

6.   Kamera, berfungsi sebagai alat input untuk menangkap obyek yang sebenarnya kedalam bentuk gambar.

§  Output device (unit keluaran)

Unit keluaran atau alat untuk menampilkan hasil pengolahan yang dilakukan oleh CPU. Dalam teori control output dari suatu sistem adalah apa yang dapat diukur. Dalam pengolahan informasi, output adalah proses transmisi informasi atau informasi yang ditransmisikan itu sendiri.  Output dari satu proses mungkin membentuk masukan untuk lain prosessor informasi. Contoh output device beserta fungsinya :

1.   Monitor, alat keluaran yang memberikan dan menampilkan informasi atau data atau instruksi yang dihasilkan atau sedang dilakukan oleh komputer.

2.   Printer, alat keluaran yang dapat mencetak teks atau gambar hasil pengolahan komputer ke media kertas atau media lainnya seperti kertas transparansi.

3.   Plotter, merupakan alat keluaran yang mempunyai fungsi sama dengan printer. Perbedaannya adalah plotter digunakan untuk mencetak gambar yang berukuran cukup besar, seperti gambar mesin dan konstruksi bangunan.

4.   Speaker, adalah alat keluaran yang menghasilkan output dalam bentuk suara.

5.   Proyektor, alat keluaran yang fungsinya sama seperti monitor, biasa digunakan untuk presentasi karna gambar yang dikeluarkan dipancarkan melalui cahaya yang langsung bisa dipancarkan ke dinding sehingga bisa diatur skalanya.

6.      Headset, adalah gabungan antara headphone dan mikrofon. Alat ini biasanya digunakan untuk mendengarkan suara dan berbicara dengan perangkat komunikasi atau komputer, misalnya untuk VoIP. Saat ini, teknologi headset sudah merambah ke dunia komunikasi khususnya teknologi telepon selular.

PENGERTIAN BUS SYSTEM

system bus atau bus system 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.

 BUS

Pengertian bus adalah bagian dari sistem komputer yang berfungsi untuk memindahkan data antar bagian- bagian d lam sistem komputer. Data dipindahkan dari piranti masukan ke CPU, CPU ke memori, atau dari memori ke piranti keluaran. Bus meruppakan jalur komunikasi yang dibagi pemakai suatu set kabel tunggal yang digunakan untuk menghubungkan berbagai subsistem. Sistem bus adalah sebuah bus yang menghubungkan komponen-komponen utama komputer (CPU, Memori, I/O). Sistem bus adalah penghubung bagi keseluruhan komponen komputer dalam menjalankan tugasnya.

Bus System dapat dibedakan atas :

1.      Data Bus ( Saluran Data )

2.      Address Bus ( Saluran Alamat )

3.      Control Bus ( Saluran Kendali )

JENIS –JENIS SISTEM BUS

Saluran bus dapat dipisahkan menjadi dua tipe umum, yaitu dedicated dan multiplexed. Suatu saluran bus dedicated secara permanen diberi sebuah fungsi atau subset fisik komponen- komponen komputer.

Sebagai contoh dedikasi fungsi adalah penggunaan alamat dedicated terpisah dan saluran data yang merupakan suatu hal yang umum bagi bus. Namun, hal ini bukanlah hal yang penting. Misalnya, alamat dan informasi data dapat ditransmisikan melalui sejumlah saluran yang sama dengan mengggunakan saluran address valid control.

Struktur sistem bus

a)      Data bus ( Saluran Data )

Saluran data memberikan lintasan bagi perpindahan data antara dua modul sistem. Saluran ini secara kolektif disebut bus data. Umunya bus data terdiri dari 8, 16, 32 saluran.

b)      Address Bus ( Saluran Alamat )

1.      Saluran alamat digunakan untuk menandakan sumber atau tujuan data pada bus data. Misalnya ,          bila CPU akan membaca sebuah word dat adari memroi, maka CPU akan menaruh alamt word            yang dimaksud pada saluran alamat.

2.      Digunakan untuk mengirinkan alamat word pada memori yang akan diakses CPU.

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

4.      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 hardwarenya.

c)      Control Bus ( Saluran Control )

Saluran kontrol digunakan untuk mengontrol akses ke saluran alamat dan penggunaan data. Karena data dan saluran alamat dipakai bersama oleh seluruh komponen, maka harus ada alat unruk mengintrol penggunaanya.

A.      Berikut ini dalah fingsi-fungsi yang terdapat pada control bus ( saluran control ):

1.      Digunkan untuk menspesifikasi sumber dan tujuan data pada bus data.

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

3.      Digunakan untuk saluran almat perangkat modul komputer saat CPU mengakses suatu modul.

4.      Semua peralatan yang terhubung dengan sistem komputer, agak dapat diakses harus memiliki alamat. Contoh : mengakses port I/O, maka port I/O harus memiliki alamt hardware-nya.

http://simuk-warrior.blogspot.co.id/2015/06/pengertian-bus-system-sistem-bus.html

https://destathea.wordpress.com/2013/11/27/sistem-input-dan-output/

https://annisatsamarah.wordpress.com/2016/12/27/unit-inputoutput-dan-arsitektur-family-komputer-ibm-pc/

Memory

Memory

Memori komputer bertanggung jawab untuk menyimpan data dan aplikasi secara sementara atau secara permanen. Memori memungkinkan seseorang untuk menyimpan informasi yang tersimpan di komputer. Memori komputer dapat diklasifikasikan menjadi dua jenis: Memori primer dan Memori Sekunder.

Memori primer

Memori primer (juga disebut memori utama), digunakan untuk akses langsung data oleh prosesor. Karena penyimpanan memori utama menunjukkan kemampuan proses yang lebih cepat, sangat mahal dan karenanya tidak sebagian besar digunakan untuk penyimpanan data. Kebanyakan sistem komputer di seluruh dunia menggunakan memori utama hanya untuk proses bootstrapping dengan tujuan tertentu, dan menggunakan perangkat memori sekunder untuk tujuan penyimpanan data pribadi.

Memori utama dapat dibagi menjadi dua jenis yaitu Random Access Memory (RAM) dan Read Only Memory (ROM). RAM mempertahankan isinya selama listrik menyala. Sebuah chip RAM digunakan sebagai memori utama pada kebanyakan komputer saat ini. Namun, komputer lama (di era 80-an) menggunakan perangkat ROM (disket, pita magnetik, tetapi lebih menonjol disket) sebagai mekanisme memori utama.

Random Access Memory (RAM)

RAM komputer yang bertanggung jawab untuk menyimpan data secara sementara, sehingga dapat segera diakses oleh prosesor sebagian dan bila diperlukan. Yang berarti bahwa data akan terhapus begitu pasokan pada perangkat penyimpanan dimatikan. RAM menyimpan data secara acak dan prosesor mengakses data ini secara acak dari penyimpanan RAM. Informasi yang disimpan di dalam RAM biasanya diambil dari hard disk komputer, dan termasuk data yang berhubungan dengan sistem operasi dan aplikasi tertentu. Ketika sistem dimatikan, RAM kehilangan semua informasi yang tersimpan. Data tetap tersimpan pada penyimpanan sekunder dan dapat dipertahankan ketika sistem berjalan lagi. Beberapa komputer lama menggunakan format delay-line untuk penyimpanan komputer. Sebagian besar komputer modern menggunakan sirkuit RAM tertanam pada motherboard yang membaca data dalam bursts.

Jenis-jenis RAM

Static RAM (Mahal dan cepat):

SRAM menggunakan sirkuit bistable yang menempel untuk menyimpan satu bit masing-masing, dan karenanya lebih cepat daripada mitranya. Harga tinggi mencegah tidak banyak yang menggunakan pada mesin komputasi sehari-hari, tetapi banyak mesin modern menggunakan SRAM sebagai Cache prosesor.

Dynamic RAM: Banyak digunakan dalam komputer modern sebagai memori utama, DRAM lebih lambat dari SRAM, tapi tidak mahal karena dan mudah dalam perakitan pemasangkan penyimpanan memori.

Read Only Memory (ROM)

ROM adalah bentuk penyimpanan permanen. ROM tetap aktif terlepas dari apakah power supply dihidupkan atau dimatikan. Meskipun demikian, ROM digunakan (dalam kasus yang jarang masih digunakan) sebagai perangkat utama untuk kebanyakan komputer di era 80-an. Ini karena perangkat ROM tidak memungkinkan data yang tersimpan di dalamnya dapat dimodifikasi. Seperti yang ditunjukan oleh namanya, data tersebut hanya bisa diakses dan dibaca oleh pengguna, tidak ditimpa, upgrade, atau dimodifikasi. Hal ini membuat pilihan ideal sebagai perangkat bootable pada komputer tua, juru program, dan portabel file OS operator. Program sistem yang tersimpan pada perangkat ROM tidak bisa diubah dan karenanya, aman tinggal digunakan. Memori ROM yang digunakan dalam komputer modern adalah pra-program oleh produsen sirkuit dan tidak dapat diubah oleh pengguna. Alasan utama mengapa ROM tidak secara luas digunakan dalam sistem komputer modern adalah karena biaya masking dan kesalahan pengambilan. Proses ini sangat mahal, dan hampir tidak ada manufaktur yang murah.

Memory Sekunder

Memori sekunder tersedia pada perangkat penyimpanan massal untuk penyimpanan data permanen. Data yang tersimpan pada perangkat sekunder dipertahankan bahkan ketika tidak diberikan power. Data ini dapat dikirimkan pada umumnya, terlihat dan muncul sama pada mesin apapun, terlepas dari mana data pertama disalin ke perangkat penyimpanan sekunder. Tidak seperti memori utama, memori sekunder tidak langsung dapat diakses oleh komputer. Ketika komputer membutuhkan untuk menjalankan atau menjalankan aplikasi yang tersimpan dalam memori sekunder, pertama kali membawanya ke penyimpanan memori utama untuk sementara waktu, kemudian mengontrol dan menjalankan pelaksanaannya. Setelah eksekusi aplikasi dilakukan, prosesor melepaskan aplikasi dan mengembalikan kontrol dan data memori pada perangkat memori sekunder. Perangkat memori sekunder yang populer meliputi hard disk drive, flash drive (pen drive, kartu memori dll), dan zip drive.

DAFTAR PUSTAKA

https://ghazaliweb.wordpress.com/2018/01/03/tugas-2-softskill-organisasi-dan-arsitektur-komputer-2/

http://rizkypratama0318.blogspot.com/2014/11/organisasi-komputer-diagram-blok.html

CLU dan Set Register

CLU(Control Logic Unit)

CLU berfungsi untuk:

1. Memberi suatu instruksi dari memori

2. Memberi kode pada instruksi untuk menentukan operasi mana yang akan dilaksanakan

3. Menentukan sumber dan tujuan data di dalam perpindahan data

4. Mengeksekusi operasi yang dikerjakan

            Setelah menginterpretasi kode biner suatu instruksi, CLU menghasilkan serangkaian perintah kendali, yang disebut sebagai instruksi mikro (microinstruction ) atau operasi mikro.

          Instruksi mikro merupakan operasi primitif tingkat rendah yang bertindak secara langsung pada sirkuit logika suatu komputer dan mengatur fungsi-fungsi sebagai berikut :

1. Membuka/menutup gerbang ( gate ) dari sebuah register ke sebuah bus

2. Mentransfer data sepanjang bus

3. Memberi inisial sinyal-sinyal kendali seperti READ, WRITE, SHIFT, CLEAR dan SET

4. Mengirimkan sinyal-sinyal waktu

5. Menunggu sejumlah periode waktu tertentu

6. Menguji bit-bit tertentu dalam sebuah register

Perancangan CLU

Terdapat 2 pendekatan dalam perancangan CLU, yaitu :

1. Hardwired atau Random Logic

       Sejumlah gerbang ( gate ), counter dan register saling dihubungkan untuk menghasilkan sinyal-sinyal kendali. Setiap rancangan memerlukan sekelompok peranti logika dan hubungan yang berbeda-beda.

2. Microprogrammed Control  

        Dibentuk serangkaian instruksi mikro ( program mikro ) yang disimpan dalam sebuah    memori kendali ( biasanya sebuah ROM ) dalam CLU.

    Microinstruction decoder menghasilkan dan mengeluarkan mikroorder di dasarkan pada mikrointruksi dan op code intruksi yang akan di jalankan .yang terakhir sequncer menyinkronasikan aktivitas dari komponen unit kontrol.squencer adalah bagian inti (jantung) dari unit control.

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. Register umumnya diukur dengan satuan bit yang dapat ditampung olehnya, seperti "register 8-bit", "register 16-bit", "register 32-bit", atau "register 64-bit" dan lain-lain.

Kategori dalam register :

1.register yang terlihat pemakai,

Register-register tipe ini terlihat oleh pemakai (pemrogram), pemrogram dapat memeriksa dan beberapa instruksi dapat digunakan untuk mengisi (memodifikasi) isi register tipe ini. Register tipe ini terdiri dari dua jenis, yaitu:
1. Data Register : Digunakan untuk menyimpan angka-angka dalam bilangan bulat (integer)

2. Addres Register : Digunakan untuk menyimpan alamat-alamat memori dan juga untuk   mengakses memori.

2.register untuk kendali status.

Beragam register tipe ini digunakan untuk mengendalikan operasi pemroses. Kebanyakan tidak terlihat oleh pemakai. Sebagiannya dapat diakses dengan instruksi mesin yang dieksekusi dalam mode kontrol atau kernel sistem operasi.

Register untuk kendali status antara lain:

- register untuk alamat dan buffer (address and buffer register)

- register untuk eksekusi intruksi (instruction execution register)

- register untuk informasi status (status information register)

Salah satu perbedaan pokok antara satu komputer dengan komputer lainnya adalah pada sifat set registernya.

Set register dapat dibedakan menjadi dua:

• set register tujuan khusus (special purpose.
• set register tujuan umum (general purpose)

Instruction Register (IR) atau Program Counter (PC) befungsi untuk menyimpan alamat instruksi yang sedang dijalankan. Memory Address Register (MAR) untuk menyimpan alamat memori yang akan diakses. Memory Buffer Register (MBR) untuk menampung data pada saat operasi pemuatan maupun penyimpanan data. Indexs Register (IR) untuk menyimpan indeks, misalnya untuk mengakses elemen dalam array. Flag Register atau Processor-Status Bits, misalnya untuk menyimpan indikasi hasil operasi aritmatika dan logika, seperti:

• P (hasil Positif)
• Z (hasil Zero/Nol)
• N (hasil Negatif)
• C (Carry out)
• V (Over Flow)