·
Pengertian Evolusi
Evolusi adalah proses
perubahan secara berangsur-angsur (bertingkat) dimana sesuatu berubah menjadi
bentuk lain (yang biasanya) menjadi lebih kompleks/ rumit ataupun berubah
menjadi bentuk yang lebih baik.
·
Pengertian Arsitektur
Arsitektur adalah suatu
proses perancangan dan pembangunan serta tatacara mendesain suatu
produk/komponen.
·
Pengertian Arsitektur Komputer
Arsitektur komputer dapat didefinisikan dan dikategorikan sebagai
ilmu dan sekaligus seni mengenai cara interkoneksi komponen-komponen perangkat
keras untuk dapat menciptakan sebuah komputer yang memenuhi kebutuhan
fungsional, kinerja, dan target biayanya. Dalam bidang teknik komputer,
arsitektur komputer adalah konsep perencanaan dan struktur pengoperasian dasar
dari suatu sistem komputer. Arsitektur komputer ini merupakan rencana
cetak-biru dan deskripsi fungsional dari kebutuhan bagian perangkat keras yang
didesain (kecepatan proses dan sistem interkoneksinya). 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).
·
Sejarah Perkembangan Komputer
Secara historis komputer mengalami beberapa perkembangan
sejak pertama kali diciptakan, yaitu :
a)
Komputer Generasi Pertama (1946
– 1959)
Program hanya dapat dibuat dengan bahasa mesin (Machine
Language). Hanya menggunakan konsep stored-program dengan memori utamanya
adalah magnetic core storage .
Contoh dari komputer generasi pertama, adalah :
·
ENIAC (Elektronic Numerical
Integrator And Calculator) dimulai tahun 1942.
·
HARDVARD MARK II dibuat pada
bulan juli tahun 1947 dan mempunyai kemampuan 12 kali lebih besar daripada
HARDVARD MARK I.
b)
Komputer Generasi Kedua (1959 –
1964)
Komponen yang digunakan adalah transistor untuk
sirkuitnya, dikembangkan di Bell Laboratories
oleh John Bordeen, William Shockley dan Wolther Brattain pada tahun
1947. Contoh dari komputer generasi kedua, adalah : IBM model 1620, IBM model
1401, dll.
c)
Komputer Generasi Ketiga (1946
– 1970)
Komponen yang digunakan adalah IC (Integrated Circuit)
yang berbentuk Hybrid Integrated Circuit dan Monolithic Integrated Circuit.
Contoh dari komputer generasi ketiga, adalah : IBM S/370 dan UNIVAC 1106
d)
Komputer Generasi Keempat (1970
– 1990)
Penggunaan Large Scale Integration (LSI) disebut juga
dengan nama Bipolar Large Scale Integration. Dikembangkan komputer Mikro yang
menggunakan Micro Processor dan Semi Conductor yang berbentuk Chip untuk memori
komputer generasi sebelumnya masih menggunakan Magnetic Core Storage.
e)
Komputer Generasi Kelima (mulai
1990-an)
Komputer ini sedang dalam pengembangan komponen yang
digunakan adalah VLSI (Very Large Scale Integration) Teknologi yang kemungkinan
bisa menggantikan Chip dan dapat menterjemahkan bahasa manusia dan manusia
dapat bercakap-cakap langsung dengan komputer.
·
Klasifikasi Arsitektur Komputer
1.
Arsitektur Von Neumann
Arsitektur von Neumann (atau Mesin Von Neumann) adalah
arsitektur yang diciptakan oleh John von Neumann (1903-1957). Arsitektur ini
digunakan oleh hampir semua komputer saat ini. Arsitektur Von Neumann
menggambarkan komputer dengan empat bagian utama: Unit Aritmatika dan Logis
(ALU), unit kontrol, memori, dan alat masukan dan hasil (secara kolektif
dinamakan I/O). Bagian ini dihubungkan oleh berkas kawat, “bus”. Adapun, pada
perkembangan komputer modern saat ini, setiap prosesor terdiri dari atas :
a)
Arithmetic and Logic Unit (ALU)
Arithmatic and Logic Unit atau Unit Aritmetika dan
Logika berfungsi untuk melakukan semua perhitungan aritmatika (matematika) dan
logika yang terjadi sesuai dengan instruksi program. ALU menjalankan operasi
penambahan, pengurangan, dan
operasi-operasi sederhana lainnya pada input-inputnya dan memberikan hasilnya
pada register output.
b)
Register
Register merupakan alat penyimpanan kecil yang mempunyai kecepatan akses cukup tinggi,
yang digunakan untuk menyimpan data dan
instruksi yang sedang diproses,
sementara data dan instruksi lainnya yang menunggugiliran untukdiproses
masihdisimpan yang menunggugiliran untukdiproses masihdisimpan di dalam memori
utama. Setiap register dapat menyimpan satu bilangan hingga mencapai jumlah
maksimum tertentu tergantung pada ukurannya.
c)
Control Unit
Control Unit atau Unit Kontrol berfungsi untuk mengatur
dan mengendalikan semua peralatan yang ada pada sistem komputer. Unit kendali
akan mengatur kapan alat input menerima
data dan kapan data diolah serta kapan ditampilkan pada alat output. Unit ini
juga mengartikan instruksi-instruksi dari program. Unit ini juga mengartikan
instruksi-instruksi dari program komputer, membawa data dari alat input ke
memori utama dan mengambil data dari memori utama untuk diolah. Bila ada
instruksi untuk perhitungan aritmatika atau
perbandingan logika, maka unit kendali akan mengirim instruksi tersebut ke ALU. Hasil dari
pengolahan data dibawa oleh unit kendali
ke memori utama lagi untuk disimpan, dan
pada saatnya akan disajikan ke alat output.
d)
Bus
Bus adalah sekelompok lintasan sinyal yang digunakan untuk
menggerakkan bit-bit informasi dari satu tempat ke tempat lain, dikelompokkan
menurut fungsinya Standar bus dari suatu sistem komputer adalah bus alamat
(address bus), bus data (data bus) dan bus kontrol (control bus). Komputer
menggunakan suatu bus atau saluran bus sebagaimana kendaraan bus yang
mengangkut penumpang dari satu tempat ke tempat lain, maka bus komputer
mengangkut data. Bus komputer menghubungkan CPU pada RAM dan periferal. Semua
komputer menggunakan saluran busnya untuk maksud yang sama.
2.
Arsitektur RISC
RICS singkatan dari Reduced Instruction Set Computer.
Merupakan bagian dari arsitektur mikroprosessor, berbentuk kecil dan berfungsi
untuk negeset istruksi dalam komunikasi diantara arsitektur yang lainnya.
Reduced Instruction Set Computing (RISC) atau “Komputasi set instruksi yang
disederhanakan” pertama kali digagas oleh John Cocke, peneliti dari IBM di
Yorktown, New York pada tahun 1974 saat ia membuktikan bahwa sekitar 20%
instruksi pada sebuah prosesor ternyata menangani sekitar 80% dari keseluruhan
kerjanya. Komputer pertama yang menggunakan konsep RISC ini adalah IBM PC/XT
pada era 1980-an. Istilah RISC sendiri pertama kali dipopulerkan oleh David
Patterson,pengajar pada University of California di Berkely. Karakteristik RISC
adalah sebagai berikut:
a)
Siklus mesin ditentukan oleh
waktu yang digunakan untuk mengambil dua buah operand dari register, melakukan
operasi ALU, dan menyimpan hasil operasinya kedalam register, dengan demikian
instruksi mesin RISC tidak boleh lebih kompleks dan harus dapat mengeksekusi
secepat mikroinstruksi pada mesin-mesin CISC
b)
Operasi berbentuk dari
register-ke register yang hanya terdiri dari operasi load dan store yang
mengakses memori . Fitur rancangan ini menyederhanakan set instruksi sehingga
menyederhanakan pula unit control
c)
Penggunaan mode pengalamatan
sederhana, hampir sama dengan instruksi menggunakan pengalamatan register.
d)
Penggunaan format-format
instruksi sederhana, panjang instruksinya tetap dan disesuaikan dengan panjang
word.
3.
Arsitektur CISC
Complex instruction-set computing atau Complex
Instruction-Set Computer (CISC) “Kumpulan instruksi komputasi kompleks”) adalah
sebuah arsitektur dari set instruksi dimana setiap instruksi akan menjalankan
beberapa operasi tingkat rendah, seperti pengambilan dari memory, operasi
aritmetika, dan penyimpanan ke dalam memory, semuanya sekaligus hanya di dalam
sebuah instruksi. Karakteristik CISC dapat dikatakan bertolak-belakang dengan
RISC. Adapun karakteristik CISC adalah sebagai berikut :
a)
Sarat informasi memberikan
keuntungan di mana ukuran program-program yang dihasilkan akan menjadi relatif
lebih kecil, dan penggunaan memory akan semakin berkurang. Karena CISC inilah
biaya pembuatan komputer pada saat itu (tahun 1960) menjadi jauh lebih hemat
b)
Dimaksudkan untuk meminimumkan
jumlah perintah yang diperlukan untuk mengerjakan pekerjaan yang diberikan.
(Jumlah perintah sedikit tetapi rumit) Konsep CISC menjadikan mesin mudah untuk
diprogram dalam bahasa rakitan.
4.
Arsitektur Harvard
Arsitektur Havard menggunakan memori terpisah untuk program dan data
dengan alamat dan bus data yang berdiri sendiri. Karena dua perbedaan aliran
data dan alamat, maka tidak diperlukan
multiplexing alamat dan bus data.
Arsitektur ini tidak hanya didukung dengan bus paralel untuk alamat dan data,
tetapi juga menyediakanorganisasiinternal yang
berbeda sedemikian rupa instruksi dapat diambil dan dikodekan ketika dan
data, tetapi juga menyediakan organisasi internal yang berbeda sedemikian rupa instruksi dapaLebih
lanjut lagi, bus data bisa saja memiliki ukuran yang berbeda dari bus alamat. Hal ini memungkinkan
pengoptimalan bus data dan bus alamat dalam pengeksekusian instruksi yang
cepat.t diambil dan dikodekan ketika berbagai data sedang diambil dan dioperasikan.
Sebagai contoh, mikrokontroler Intel keluarga MCS-51 menggunakan arsitektur
Havard karena ada perbedaan kapasitas memori untuk program dan data, dan bus
terpisah (internal) untuk alamat dan data.
Begitu juga dengan keluarga PIC dari Microchip yang menggunakan
arsitektur Havard.
5.
Arsitektur Blue Gene
Blue Gene adalah sebuah arsitektur komputer yang
dirancang untuk mencapai kecepatan operasi petaflop (1 peta = 10 pangkat 15),
dan pada tahun 2005 telah mencapai kecepatan lebih dari 100 teraflop (1 tera =
10 pangkat 12). Blue Gene merupakan proyek antara Departemen Energi Amerika
Serikat (yang membiayai projek ini), industri (terutama IBM), dan kalangan
akademi. Ada lima projek Blue Gene dalam pengembangan saat ini, di antaranya
adalah Blue Gene/L, Blue Gene/C, dan Blue Gene/P.
·
Kualitas Arsitektur Komputer
Kualitas arsitektur komputer merupakan suatu yang
menentukan komputer itu baik atau tidak. Komputer dikatakan baik jika memiliki
kualitas yang baik dalam hal apapun. Begitu juga komputer dikatakan tidak baik
jika komputer tersebut tidak dapat memenuhi apa yg diperintahkan atau
diinginkan pengguna. Adapun kualitas arsitektur komputer yaitu:
a)
Generalitas
Generalitas adalah ukuran besarnya jangkauan aplikasi
yang bisa cocok dengan arsitektur. dan komputer yang terutama digunakan untuk
aplikasi bisnis menggunakan aritmetik decimal. Sistem umum memberikan dua jenis
aritmetik. Salah satu pembahasan utama oleh kalangan peneliti komputer selama
tahun 1980-an adalah persoalan bagusnya generalitas. Salah satu argumen
komersial dalam menerapkan generalitas adalah bahwa, karena ia menyebabkan
perancangan komputer menjadi sulit, perusahaan yang melakukan perancangan
tersebut bisa mengurangi peniruan rancangan oleh perusahaan lain.
b)
Daya Terap
Daya terap (applicability) adalah pemanfaatan arsitektur
untuk penggunaan yang telah direncanakannya. Buku ini membahas komputer yang
terutama dirancang untuk satu dari dua area aplikasi utama: (1) aplikasi ilmiah
dan teknis dan (2) aplikasi komersil biasa. Aplikasi ilmiah dan teknis adalah
aplikasi yang biasanya untuk memecahkan persamaan kompleks dan untuk penggunaan
aritmetik floating point ekstensif.
c)
Efisiensi
Efisiensi adalah ukuran rata-rata jumlah hardware dalam
komputer yang selalu sibuk selama penggunaannya biasa. Arsitektur yang efisien
memungkinkan (namun tidak memastikan) terjadinya implementasi yang efisien.
Salah satu sifat arsitektur yang efisien adalah bahwa ia secara relatif
cenderung sederhana. Karena untuk merancang sistem yang kompleks secara benar
begitu sulit, maka kebanyakan komputer mempunyai sebuah komputer inti (core
computer) efisien yang sederhana, yaitu CU.
d)
Kemudahan Penggunaan
Kemudahan penggunaan arsitektur adalah ukuran
kesederhanan bagi programmer sistem untuk mengembangkan atau membuat software
untuk arsitektur tersebut, misalnya sistem pengoperasiannya atau compilernya.
Oleh karena itu, kemudahan penggunaan ini merupakan fungsi ISA dan berkaitan
erat dengan generalitas.
e)
Daya Terap
Dua ukuran yang terakhir daya tempa dan daya kembang
umumnya berlaku untuk implementasi komputer dalam satu rumpun. Daya terap
arsitektur adalah ukuran kemudahan bagi perancang untuk mengimplementasikan
komputer (yang mempunyai arsitektur itu) dalam jangkauan yang luas. Pada Apple
Macintosh atau IBM PC AT, spesifIkasi arsitekturnya jauh lebih lengkap,
sehingga semua implementasi hampir sama.
f)
Daya Kembang
Daya kembang (expandability) adalah ukuran kemudahan
bagi perancang untuk meningkatkan kemampuan arsitektur, misalnya kemampuan
ukuran memori maksimumnya atau kemampuan aritmetiknya. Dalam hal ini, daya
kembang juga berkaitan dengan jumlah CPU yang dapat digunakan oleh system
secara efektif. Barrier (penyangga) pada komputer yang mempunyai CPU lebih dari
satu umumnya tidak jelas. Jika programmer sistem mendapatkan kesulitan untuk
menyinkronkan CPU-CPU, rnisalnya, maka sinkronisasi ini secara efektif akan
membatasi jumlah CPU yang dapat digunakan sistem.
Sumber :
Comments
Post a Comment