Modul Arsitektur komputer ~ Von Neumann | Kurikulum 2013

Arsitektur komputer - pada malam ini, saya akan membagikan informasi mengenai arsitektur komputer. Apakah sobat semua tahu maksudnya?. Iya, maksudnya yaitu perubahan yang terjadi pada bentuk, ukuran atau komponen-komponen pada komputer. Kehidupan sekarang ini hampir tidak pernah terlepas dari komputer. Dari sejak awal diciptakannya komputer sampai sekarang, tentunya banyak mengalami kemajuan dan perkembangan. Salah satu contohnya mengenai ukuran, pada awalnya ukuran komputer sangan besar hingga sekarang komputer dapat dibawa kemana-mana.

Komputer yang sekarang kita gunakan ini memiliki komponen dasar, komponen dasar tersebut diciptakan oleh seorang ahli matematika dari Hungaria yang bernama John Von Neumann. Sehubungan dengan itu, materi kali ini akan membahas arsitektur John Von Neumann serta komponen komputer yang tidak kalah pentingnya yaitu sistem bus.

A. Arsitektur Von Neumann

Selain dalam bidang matematika, john von neumann juga menberikan kontribisinya pada dunia komputer, fisika, dan ekonomi. Sebagai bentuk penghargaan kepada beliau, sistem komputer sederhana ini disebut dengan von neumann. Berikut ini kriteria sebuah komputer yabg termasuk kedalam arsitektur von neumann.

1. Terdapat 5 bagian utama, yaitu memori, arithmetika logical unit(ALU), unit kontrol, piranti masukan, dan piranti keluaran. Alat masukan dan alat keluaran biasanya juga disebut dengan sistem I/O(input/output). ALU dan control unit merupakan suatu kesatuan yang sering disebut dengan CPU(central processing unit).

2. Terdapat computer storage program. Aspek ini merupakan aspek terpenting dalam arsitektur von neumann. Komputer memiliki sistem memori utama yg berfungsi untuk menyimpan program yang mengontrol operasi komputer.

3. Dapat menjalankan intruksi secara berurutan. Cpu pada arsitektur von neumann menjalankan satu operasi dalam satu waktu.

4. Terdapat von neumann bottleneck. Von neumann bottleneck adalah satu path yang terdapat diantara sistem memori utama dan unit kontrol cpu.

Berikut ini bagian-bagian dari penyusun arsitektur von neumann.

1. Unit masukan

Secara harfiah, komputer berasal dari bahasa inggris, yaitu computare yang artinya menghitung. Secara umum, komputer berfungsi untuk memproses sesuatu dalam bentuk bilangan biner. Sebelum terjadi proses pada komputer, tentumya ada masukan-masukan yang akan diproses. 

Kode-kode informasi masukan diterima oleh komputer melalui input unit. Piranti masukan yang paling dikenal pada komputer-komputer generasi awal adalah keyboard. Ketika tombol pada keyboard ditekan, masukan berupa bilangan biner ditranmissikan melaui kabel menuju memori pada processor.

Seiring perkembangan teknologi, piranti masukan semakin banyak, seperti mouse, mulai dari yang menggunakan trackball hinggal optical mouse.

2. Unit memori

Unit memori berfungsi untuk menyimpan data dan program. Terdapat 2 tingkatan penyimpanan yaitu :

a. Penyimpanan primer(primary storage

Penyimpanan primer adalah memori berkecepatan tinggi yang beroperasi pada kecepatan elektronik. Ketika program dieksekusi, ketika itu pula program disimpan dimemori. Karena penting dan esensial, penyimpanan primer relatif mahal. Penyimpanan jenis ini terdiri atas banyak sel semikonduktor yang masing-masing selnya hanya menyimpan satu bit informasi. Beberapa sel bekerja bersama-sama untuk mengakses kata yang terdiri atas beberapa bit. Rentang jumlah bit pada satu kata adalah sekitar 16-64 bit.

Pada memori terdapat 4096 kata. Pada setiap kata terdapat 40 bit yang masing-masing bit terdiri atas 0 dan 1. Setiap kata dapat menangani 20 bit intruksi dan 40 bilangan bulat bertanda. Intruksi-intruksi tsb dapat menangani 8 bit untuk tipe dan 12 bit untuk tiap kata.

b. Penyimpan sekunder

Jika penyimpanan primer tidak dapat lagi menampung data, dibutuhkan piranti penyimpanan lain, yaitu penyimpanan sekunder. Harga penyimpanan sekunder lebih murah dari pada penyimpanan primer. Piranti penyimpanan sekunder terdiri atas beberapa macam, diantaranya cakram magnetik, pita magnetik, dan cakram optikal(CD, DVD).

3. Control unit

Control unit dapat dianggap sebagai otak dari sebuah komputer yang sekarang dikenal dengan cpu. Control unit mengoordinasikan kerja memori, ALU, dan unit penyimpanan masukan dan keluaran.

4. Arithmetika logical unit(ALU)

Pada ALU, terdapat 40 bit register yang disebut dengan akumulator. Instruksi tertentu menempatkan kata pada memori ke akumulator atau menempatkan isi dari akumulator ke memori. Komputer ini tidak menangani floating point.

Contoh sistem kerja ALU, misalnya terdalt 2 bilangan biner yang akan dioperasikan, misal dijumlahkan. Masukan yang disebut dengan operand dikirim keprocessor, kemudian diproses atau dioperasikan, lalu hasilnya dikirim oleh ALU ke memori.

Ketika dikirim ke prosessor, operand disimpan pada suatu element penyimpanan kecepatan tinggi, yaitu register.

B. Model Sistem Bus

Gambar diatas adalah sistem bus dari sistem komputer. Pada gambar diatas tampak sistem komputer terbagi menjadi 3, yaitu cpu, memori dan input output(I/O).

Pada komputer von neumann, cpu merupakan kombinasi ALU dan control unit. Adapun input dan output dikombinasikan menjadi satu unit I/O.

Sistem bus adalah saluran yang menghubungkan komponen-komponen pada komputer. Sistem bus terbagi menjadi 3, yaitu data bus, addres bus dan control bus.

1. Data bus

Data bus adalah bus yang mengomunikasikan nilai-nilai data dari prosessor ke memori dan dari monitor ke prosessor. Data bus juga mengomunikasikan operand dan hasil dari dan ke ALU. Pada kondisi tertentu, ukuran bus menunjukan jumlah bit yang dapat dikomunikasikan melewati bus. Misalnya, satu jalur bus data mengomunikasikan 1 bit datam. Contoh lain, untuk mengomunikasikan 32 bit data, dibutuhkan 32 jalur bus.

Data bus memindahkan data antara komponen-komponen komputer. Beberapa sistem memiliki bus yang terpisah untuk mengomunikasikan data dari dan ke CPU, yang disebut dengan data-in bus dan data out-bus.

2. Addres bus

Addres bus digunakan untuk mengomunikasikan alamat-alamat dari prosessor ke memori.

3. Control bus

Control bus adalah bus yang mengatur koordinasi akses data antardata bus dan addres bus, serta pengiriman data ke komponen-komponen tertentu setiap datang sinyal pendetak.

Cara kerja komputer

Berdasarkan uraian diatas, dapat disimpulkan bahwa cara kerja dari komputer adalah sebagai berikut.

a. Komputer menerima informasi dalam bentuk program dan data melalui unit masukan, lalu disimpan pada memori.

b. Informasi didalam memori diproses, dibawah unit kontrol, manjadi ALU.

c. Setelah semua selesai diproses, hasilnya dikirim ke unit keluaran, semua aktivitas pada komputer diatur oleh unit kontrol.

Cukup sekian yang bisa disampaikan mengenai Arsitektur komputer, semoga article ini bisa bermanfaat bagi semua orang dan yang paling utamanya untuk penulis sendiri.