MAPEL SISKOM BAB7

Perawatan dan Perbaikan Perangkat Keras Komputer

Arsitektur Komputer

Arsitektur von Neumann banyak digunakan di sebagian besar sistem komputer nonparalel seperti komputer rumahan atau notebook. Arsitektur Von Neumann menggambarkan komputer dengan empat bagian utama, yaitu Unit Aritmetika dan Logis (ALU), unit kontrol, memori, dan alat masukan dan hasil (secara kolektif dinamakan I/O). Kedepannya model von Neumann digantikan dengan sistem yang mampu mengkoordinasikan banyak CPU untuk bekerja secara serempak seperti komputer yang digunakan oleh NASA.

Bus data memiliki sifat dua arah (bidirectional), dimana data dapat disimpan dan diambil dari memori utama, atau dikirim dari port input dan output. Selain bus data, komponen yang memiliki sifat dua arah dapat dilihat pada bus kendali yang digunakan untuk persinyalan dengan mengatur komunikasi antara pemroses dengan memori utama dan port-port masukkan dan keluaran.

A. Dasar-Dasar Arsitektur Komputer

Sebuah mesin hitung elektronik yang secara cepat menerima informasi masukan digital dan mengolah informasi menurut seperangkat in-struksi yang tersimpan dalam alat tersebut dan menghasilkan keluaran informasi yang dihasilkan setelah diolah. Itulah yang dinamakan komputer. Daftar perintah tersebut dinamakan program dengan unit penyimpanan berupa memori.

1. Pengertian Arsitektur Komputer

        Arsitektur Komputer adalah konsep perencanaan dan struktur pengoperasian dasar dari suatu sistem komputer. Arsitektur komputer merupakan rencana cetak biru (blue print) 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 mengenai cara kerja CPU, cara pengaksesan data dan alamat dari dan ke memori cache, RAM, ROM, cakram keras, dan lain-lain. Superkomputer milik NASA menghubungkan 20 komputer canggih SGI altix yang masing-masing memiliki 512 prosesor, dilengkapi dengan 500 terabyte media penyimpan (storage) lokal. Sejumlah 10.240 prosesor Intel Itanium II akan memberi tenaga superkomputer space exploration simulator untuk melakukan berbagai penelitian. Meski konsep dikemukakan oleh John von Neumann kemudian dikembangkan oleh J. Prespert Eckert (1919-1995) dan Jhon William Mauchly (1907-1980) dalam pengembangan komputer ENIAC, nama von Neumann lebih dikenal sebagai penemu arsitektur komputer tersebut.

2. Struktur dan Fungsi Utama Komputer

Pengertian komputer berdasarkan strukturnya identik dengan sebuah sistem yang berinteraksi dengan cara tertentu dengan dunia luar. Interaksi dengan dunia luar dilakukan melalui perangkat peripheral dan saluran komunikasi. Arsitektur komputer digunakan untuk memelajari berbagai atribut sistem komputer sehingga memiliki dampak langsung pada eksekusi logis sebuah program. Arsitektur komputer mengandung 3 subkategori, yaitu set instruksi (ISA), arsitektur mikro dari ISA, dan sistem desain dari seluruh komponen dalam perangkat keras komputer.

a. Struktur Komputer

Empat struktur utama internal pada sebuah komputer, yaitu seba-gai berikut.

1) Central Processing Unit (CPU) yang berfungsi sebagai pe-ngontrol operasi komputer dan pusat pengolahan fungsi-fungsi komputer.

2) Memori utama yang berfungsi sebagai penyimpan data.

3) I/O yang berfungsi memin-dahkan data ke lingkungan G luar atau perangkat lainnya.

4) System Interconnection sebagai sistem yang menghubungkan CPU, memori utama, dan I/O.

Komponen yang paling kompleks adalah CPU dengan struktur utama berupa Control Unit, Arithmetic And Logic Unit (ALU), Register, dan CPU Interconnection.

b. Fungsi Komputer

Pada prinsipnya terdapat empat buah fungsi operasi dasar sistem komputer. yaitu sebagai fungsi operasi pengolahan data, fungsi operasi penyimpanan data, fungsi operasi pemindahan data, dan fungsi operasi kontrol. Selain itu, komputer harus memiliki kemampuan dalam memproses data. Representasi data sangat beraneka ragam, tetapi data harus disesuaikan dengan mesin pemrosesnya.

3. Konsep Dasar Operasi Komputer

Sistem komputer terdiri atas empat komponen yang bekerja sama dan saling berinteraksi untuk mencapai tujuan sistem komputer (komputasi). Empat komponen pokok dari sistem komputer adalah pemroses (CPU), memori utama, input, dan output.

4. Interkoneksi Antarkomponen

Interkoneksi antarkomponen (bus) yang populer di antaranya ISA, VESA, dan PCI. Komponen interkoneksi identik dengan jenis komponen yang berhubungan dengan perkawatan serta tata cara atau aturan komunikasi di antara elemen-elemen yang terhubung sehingga bisa saling berkomunikasi agar tidak terjadi tabrakan sehingga dapat mencapai tujuan yang diharapkan

a. Bus Data

Bus data memiliki sifat dua arah (bidirectional), di mana data dapat disimpan dan diambil dari memori utama, atau dikirim dari port input dan output.

b. Bus Alamat

Bus alamat hanya bersifat satu arah (unidirectional), yaitu alamat memori dikirim ke memori utama untuk menyatakan alamat memori yang dihendaki oleh pemroses untuk diambil atau sebagai lokasi penyimpanan saat penulisan alamat.

5. Kinerja Sistem Komputer

Kinerja sebuah sistem komputer merupakan hasil proses dari seluruh komponen komputer melibatkan CPU, memori utama, memori sekunder, bus, dan peripheral. Hal ditunjang adanya aplikasi dekstop yang hampir dimiliki semua sistem komputer saat meliputi pengolahan citra, pengenalan voice atau pembicaraan, video conference, mulitimedia, dan transfer data. Dari sudut pandang arsitektur komputer, kinerja sebuah sistem komputer saat mirip dengan komputer IAS yang dibuat pada tahun 1950. Namun perkembangan dan kecanggihannya dapat dirasakan di masa sekarang. Peningkatan kinerja mikroprosesor terus berlanjut dengan berbagai teknik yang telah dikembangkan, di antaranya Teknik Branch Prediction, Data Flow Analysis, dan Speculative Execution. Oleh sebab itu, jika dilihat dari segi kapasitas operasi dan kecepatannya, perkembangan mikroprosesor guna menunjang kinerja sistem komputer sangatlah pesat bahkan sulit diimbangi oleh komponen lainnya, sehingga menimbulkan masalah kesenjangan dan kurang sinkronnya operasi antarkomponen.

Beberapa metode untuk mengatasi masalah perbedaan kecepatan operasi antara mikroprosesor dengan komponen lainnya sebagai berikut.

a. Meningkatkan jumlah bit yang dicari pada suatu saat tertentu dengan melebarkan DRAM dan lintas sistem busnya.

b. Mengubah antarmuka DRAM sehingga lebih efisien menggunakan teknik cache atau pola buffer lainnya pada keping DRAM.

c. Meningkatkan bandwidth interkoneksi prosesor dan memori dengan peng-gunakan hierarki bus-bus yang lebih cepat untuk proses buffering dan membuat struktur aliran data.

B.Blok Diagram dan Sistem Rangkaian Arsitektur Komputer

Komponen-komponen yang terdapat dalam komputer sangatlah beragam, serta memiliki fungsi yang berbeda-beda, namun tetap dalam koridor yang sama. Salah satunya berupa diagram blok komputer. Diagram blok komputer identik dengan diagram yang dibuat untuk memetakan proses kerja pada suatu komputer dengan tujuan memudahkan seseorang dalam mengenal komponen-komponen dalam CPU serta memahami alur kerja di dalamnya. Dalam hal ini membutuhkan sistem operasi sebagai resource manager guna mengelola seluruh sumber daya yang terdapat pada sistem komputer dan extended machine yang menyediakan sekumpulan layanan ke user, sehingga memudahkan dan menyamankan penggunaan serta pemanfaatan sumber daya sistem komputer. Pada prinsipnya, sistem operasi berisi perintah-perintah (command) yang bertugas menjembatani pengertian manusia dengan komputer, sehingga komputer dapat bekerja sesuai keinginan.

Rangkuman

1. Beberapa jenis dari arsitektur komputer antara lain arsitektur Von Neumann, CISC, RISC, Blue Gene, dan lain-lain

2. . Sebuah mesin hitung elektronik yang secara cepat menerima informasi masukan digital dan mengolah informasi menurut seperangkat instruksi yang tersimpan dalam alat tersebut dan menghasilkan keluaran informasi yang dihasilkan setelah diolah. Itulah yang dinamakan komputer.

3. Arsitektur von Neumann banyak digunakan di sebagian besar sistem komputer non paralel seperti komputer rumahan atau notebook.

4. Sistem komputer terdiri empat komponen yang bekerja sama dan saling berinteraksi untuk mencapai tujuan sistem komputer (komputasi). Empat komponen pokok dari sistem komputer adalah pemroses (CPU), memori utama, input, dan output.

5. Kinerja sebuah sistem komputer merupakan hasil proses dari seluruh komponen komputer melibatkan CPU, memori utama, memori sekunder, bus, dan peripheral.

6. Dari sudut pandang arsitektur komputer, kinerja sebuah sistem komputer saat ini sangat mirip dengan komputer IAS yang dibuat pada tahun 1950, namun perkembangan dan kecanggihannya dapat dirasakan di masa sekarang.