Arsitektur Komputer dan Organisasi Komputer

A.  Pengertian

    Arsitektur Komputer mempelajari atribut ‑ atribut sistem komputer yang terkait dengan seorang programmer. contoh: set instruksi, aritmetilka yang digunakan, teknik pengalamatan, mekanisme I/0. Organisasi Komputer mempelajari bagian yang terkait dengan unit‑unit operasional computer dan hubungan antara komponen sistem komputer. contoh: sinyal kontrol, interface, teknologi memori.

B.  Arsitektur Komputer

     Adalah konsep perencanaan dan struktur pengoperasian dasar dari suatu sistem komputer. Dalam hal ini, implementasi perencanaan dari masing–masing bagian akan lebih difokuskan terutama, mengenai bagaimana CPU akan bekerja, dan mengenai cara pengaksesan data dan alamat dari dan ke memori cache, RAM, ROM, cakram keras, dll). Beberapa contoh dari arsitektur komputer ini adalah Arsitektur von Neumann, CISC, RISC, blue gene, dll.
    Dalam hal ini, implementasi perencanaan dari masing–masing bagian akan lebih difokuskan terutama, mengenai bagaimana CPU akan bekerja, dan mengenai cara pengaksesan data dan alamat dari dan ke memori cache, RAM, ROM, cakram keras, dll). Beberapa contoh dari arsitektur komputer ini adalah arsitektur von Neumann, CISC, RISC, blue Gene, dll 
        Arsitektur komputer mempelajari atribut — atribut sistem komputer yang terkait dengan seorang programmer, dan memiliki dampak langsung pada eksekusi logis sebuah program.Sebagaimana contoh: set instruksi, aritmetika yang digunakan, teknik pengalamatan, mekanisme I/0.  Arsitektur komputer ini paling tidak mengandung 3 sub-kategori:
1. Set instruksi (ISA) 
2. Arsitektur mikro dari ISA, dan
3. Sistem desain dari seluruh komponen dalam perangkat keras komputer ini. 

C.  Komponen - Komponen Komputer

1. Motherboard

    Motherboard ini merupakan sebuah papan sirkuit tempat berbagai komponen elektronik dan komputer lainnya dipasang dan bisa terhubung satu dengan yang lain. Adapun komponen-komponen yang menjadi bagian inti dalam motherboard ini adalah processor, sound card, video card, hard disk, dan lain sebagainya.

2.  Processor

        Processor adalah otak dari komputer. Semua proses maupun perintah akan dikerjakan pada processor meskipun masih dengan bantuan komponen-komponen lainnya. Maka demikian, semakin tinggi kecepatan suatu processor, maka semakin cepat pula komputer dalam memproses berbagai macam data.

3. RAM

        RAM (Random Access Memory) merupakan salah satu komponen yang terdapat pada bagian unit CPU. RAM juga memiliki kedudukan yang penting bagi perangkat komputer. Pasalnya, komponen yang satu ini bekerja sebagai tempat menampung data sementara yang telah diproses processor sebelum dilanjutkan kepada komponen-komponen lain.

4. Hardisk

        Hardisk berfungsi untuk menyimpan berbagai data dan juga menyimpan berbagai sistem operasi dari suatu perangkat komputer itu sendiri. Hardisk biasanya menggunakan perhitungan byte. Dan semakin besar kapasitas hardisk, maka semakin banyak pula data-data konvensional yang dapat anda simpan.

5. CD/DVD ROM

        CD/DVD ROM atau juga yang bisa disebut dengan optical disk drive ini adalah piranti yang dapat digunakan untuk menulis dan membaca kaset atau kepingan CD/DVD. Selain itu, CD/DVD ROM juga dapat digunakan untuk mem-burning atau meng-copy CD dengan menggunakan berbagai software seperti Nero, Infra Recorder, dan sebagainya.

6. VGA CARD (Video Graphic Adapter)

        VGA (Video Graphic Adapter) merupakan salah satu komponen yang dirasa sangat penting untuk sebuah perangkat komputer. Sebab, komponen yang satu ini berfungsi sebagai pengolah data grafis sebelum ditampilkan ke monitor. Tanpa VGA, maka layar komputer bisa dipastikan tidak menampilkan apa-apa, alias blank.

7. Sound Card

        Sound Card memiliki fungsi untuk mengontrol semua audio yang terdapat pada perangkat komputer. Tanpa perangkat ini, maka bisa dipastikan komputer anda tidak akan bersuara.

8. Power Supply

        Komponen terakhir yang akan kita bahas adalah Power Supply, merupakan bagian dari sistem komputer dan unit CPU yang berfungsi sebagai pembagi daya (sumber arus listrik) pada setiap komponen-komponen komputer. Selain itu, Power Supply juga berfungsi merubah tegangan DC menjadi AC sebelum dialirkan ke setiap komponen-komponen komputer itu sendiri.

D.  Struktur dan Fungsi Utama Komputer

A.  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. Perhatikan gambar 1.2,    

    Gambar 1.2

    Komponen yang paling menarik namun paling kompleks adalah CPU. Struktur CPU terlihat pada gambar 1.2, dengan struktur utamanya adalah :

• Control Unit, berfungsi untuk mengontrol operasi CPU dan mengontrol komputer secarakeseluruhan.

• Arithmetic And Logic Unit (ALU),berfungsi untuk membentuk fungsi — fungsipengolahan data komputer.

• Register, berfungsi sebagai penyimpan internal bagi CPU.

• CPU Interconnection, berfungsi menghubungkan seluruh bagian dari CPU.  

B.  Fungsi Komputer 

    Fungsi adalah operasi dari suatu komponen sebagai bagian dari struktur. Fungsi dari sebuah computer:

• Penyimpanan data, contoh: Internet download to disk

• Pemrosesan data dari/ke storage, contoh: updating a document

• Pemrosesan data dari storage ke I/O, contoh: printing a document

E. PERKEMBANGAN SEJARAH KOMPUTER

1.  Komputer generasi pertama menggunakan tabung vakum (1946 – 1959) 

     Tahun 1946 ialah tahun dibuatnya komputer generasi pertama dengan menggunakan tabung vakum sebagai komponen dasar pembuatannya. Tabung yang sebagai komponen dasar ini memang dikenal tidak efisien di beberapa aspek.
     Sebab komponen tersebut cepat sekali panas ketika di pakai. Selain itu, komponen ini memerlukan daya listrik sangat besar dalam pengoperasiannya. Electronic numerical integrator and computer (ENIAC) adalah salah satu contoh komputer generasi yang pertama.
     Untuk komputer generasi pertama diciptakan oleh juga J.Presper Eckert dan John mauchly di University of Pennsylvania. Mereka berdua membangun ENIAC dengan menggunakan 18.000 tabung vakum dengan ukuran 1800 kaki dan mempunyai berat yang mencapai sekitar 30 ton.
     Sejarah komputer generasi pertama ini menjadi digital elektronik yang dipakai untuk kebutuhan paling umum. Program ENIAC ini sudah di rancang pada tahun 1942 namun dimulai baru di tahun 1943 dan selesai pada tahun 1946.
Ciri-ciri komputer generasi pertama:

• Memiliki hardware ukuran yang jauh lebih besar serta memerlukan ruang yang luas.

• Interior design sistem operasi dibuat secara spesifik dan hanya dapat melakukan tugas tertentu.

• Program hanya dapat dibuat memakai bahasa mesin. 

• Menggunakan silinder magnetic untuk menyimpan data.

• Membuthkan daya listrik yang sangat besar.

• Perlu mesin pendingin karena cepat panas.

• Memiliki kapasitas simpan yang kecil.

• Kinerjanya lambat.

• Memakai konsep stored program dan menggunakan magnetic core storage sebagai memori utama.

• Menggunakan tabung hampa sebagai sirkuitnya. 

2.  Komputer generasi kedua (1959 – 1965) transistor 

    Tahun 1959 komponen untuk merancang komputer ialah teknologi transistor, tabung vakum yang berfungsi sebagai komponen dasar di komputer generasi pertama telah tergantikan dengan teknologi transistor. Komponen ini dinilai jauh lebih efisien jika dibandingkan tabung vakum. 
    Mesin yang pertama kali menggunakan teknologi ini ialah super komputer. IBM juga telah membuat super komputer dengan nama Sprery-rand dan Stretch serta menjadikan komputer dengan nama LARC. Komputer ini dikembangkan di laboratorium menggunakan energi atom, dapat mengatasi berbagai data dimana kemampuan ini diperlukan oleh peneliti atom. 
Ciri-ciri komputer generasi kedua: 

• Telah menggunakan operasi bahasa pemrogaman tingkat tinggi fortran dan cobol.

• Kapasitas memori utama menggunakan magnetic core storage.

• Menggunakan simpanan eksternal seperti magnetic tape dan magnetic disk.

• Mampu memproses secara real time dan juga real sharing.

• Ukuran fisik jauh lebih kecil dibanding komputer di generasi pertama.

• Kinerjanya lebih cepat.

• Daya listrik lebih kecil. 

3.   Komputer generasi ketiga integrated circuit (1965 – 1971)

      Generasi Komputer ketiga dimulai pada tahun 1965, dimana pada masa itu komputer ini dibuat menggunakan Integrated Circuit (ICs). Teknologi ini, menggeser fungsi transistor sebagai komponen dasar komputer. Namun transistor masih tetap digunakan, akan tetapi ukurannya lebih di perkecil. Beberapa transistor yang berukuran kecil tersebut, di masukan di IC, bersama dengan resistor dan kapasitor. 

      Komputer generasi ketiga merupakan perkembangan melalui tahap yang sangat pesat dari komputer terdahulu. Komputer generasi ketiga ini muncul pada era 1964-1970. Dalam penggunaannya, transistor membuat kinerja komputer cepat panas. Sehingga komputer generasi kedua mulai ditinggalkan.
Ciri-ciri komputer generasi ketiga:

• Listrik yang digunakan lebih hemat. 

• Software akan lebih meningkat.

• Harga kian terjangkau.

• Memori memiliki kapasitas yang lebih besar.

• Kecepatan menggunakan IC sehingga kinerja komputer lebih cepat.

• Memiliki kecepatan 10.000 kali lebih cepat di banding generasi pertama.

• Komputer sudah dapat melakukan multiprocessing.

• Komputer sudah menggunkan memakai visual display dan dapat mengeluarkan suara.

• Menggunakan penyimpanan luar seperti disket magnetic

• Mampu melakukan komunikasi dengan komputer lain. 

4.  Komputer generasi keempat microprosesor (1971 – Sekarang) 

     Komputer yang kita pakai pada saat ini merupakan komputer generasi keempat, dimana generasi keempat ini dibuat dengan menggunakan komponen dasar bernaman Microprosesor. Chip microprosesor memiliki ribuan transistor dan beberapa macam elemen sirkuit yang mana saling terhubung menjadi satu. 
     Pada tahun 1971 IBM menciptakan komputer yang didesain khusus untuk kalangan rumahan. Sedangkan Apple mempublikasikan Macinthos pertama kali pada tahun 1984, sebuah sistem operasi untuk dapat dijalankan dari perangkat komputer. 
     Banyak sekali kemajuan pesat yang terjadi pada generasi ke empat ini seperti di ciptakannya mouse, graphical user interface atua GUI hingga komputer jinjing yang disebut sebagai laptop. Procecsor atau yang di sebut CPU selalu mengalami perkembangan dari waktu ke waktu hingga sekarang.
Ciri-ciri komputer generasi keempat: 

• Dapat menggunakan LSI atau large scale integration.

• Sudah dikembangkan dengan memakai semikonduktor dan mikro processor yang   berbentuk seperti chip untuk memorinya.

• Dipasarkan juga pada sektor perorangan.

• Selalu muncul komputer terbaru yang lebih efisian dan mudah di bawa kemana - mana seperti Laptop

5.  Komputer Generasi Kelima Artificial intelligence (Sekarang – Masa Depan)

     Pada generasi kelima ini sebenarnya masih tahap pembangunan. Dimana generasi ini akan mempunyai teknologi yang dibuat dengan berdasarkan kecerdasan buatan (artificial intelligence). 
     Pengembangan komputer generasi kelima ini bertujuan untuk dapat menghasilkan perangkat komputer yang dapat merespon, menggunakan bahasa yang digunakan manusia. Tidak cukup sampai disitu komputer generasi ini diharapkan dapat mempelajari lingkungan di sekitarnya serta dapat menyesuaikan dirinya sendiri. 
Ciri-ciri komputer generasi kelima:

• Komputer masih menggunakan teknologi LSI namun akan mempunyai banyak pengembangan.

• Memiliki fitur yang terus berkembang setiap tahunnya.

• Semakin cepat dalam pemrosesan informasi.

• Komputer memiliki kemampuan untuk mendengar, berbicara, melihat, berbicara dan pastinya lebih canggih lagi. Bahkan dapat memberikan kesimpulan layaknya manusia.