arsitektur set instruksi

Pengertian Set Instruksi
Program komputer atau sering kali disingkat sebagai program adalah serangkaian instruksi yang ditulis untuk melakukan suatu fungsi spesifik pada komputer. Komputer pada dasarnya membutuhkan keberadaan program agar bisa menjalankan fungsinya sebagai komputer, biasanya hal ini dilakukan dengan cara mengeksekusi serangkaian instruksi program tersebut pada prosesor. Sebuah program biasanya memiliki suatu bentuk model pengeksekusian tertentu agar dapat secara langsung dieksekusi oleh komputer.

Program yang sama dalam format kode yang dapat dibaca oleh manusia disebut sebagai kode sumber, bentuk program yang memungkinkan programmer menganalisis serta melakukan penelaahan algoritma yang digunakan pada program tersebut. Kode sumber tersebut pada akhirnya dikompilasi oleh utilitas bahasa pemrograman tertentu sehingga membentuk sebuah program. bentuk alternatif lain model pengeksekusian sebuah program adalah dengan menggunakan bantuan interpreter, kode sumber tersebut langsung dijalankan oleh utilitas interpreter suatu bahasa pemrograman yang digunakan.

Dalam pengertiannya Set Instruksi (instruction set) adalah sekumpulan instruksi yang lengkap dan berbeda. Set instruksi ini dapat di mengerti oleh sebuah CPU, set instruksi sering juga sering disebut sebagai bahasa mesin (machine code), karena aslinya juga berbentuk biner kemudian dimengerti sebagai bahasa assembly, agar dapat dimengerti oleh manusia (programmer).

Set instruksi didefinisikan sebagai suatu aspek dalam arsitektur komputer yang dapat dilihat oleh para pemrogram. Dua bagian utama arsitektur komputer:

1. Instruction set architecture (ISA) / arsitektur set instruksi

ISA meliputi spesifikasi yang menentukan bagaimana programmer bahasa mesin akan berinteraksi oleh komputer. ISA menentukan sifat komputasional komputer

2. Hardware system architecture (HSA) / arsitektur system hardware

HSA berkaitan dengan subsistem hardware utama komputer (CPU, system memori dan IO). HSA mencakup desain logis dan organisasi arus data dari subsistem.

Jenis – Jenis Instruksi

1.Data procecessing: Arithmetic dan Logic Instructions

data processing adalah jenis pemrosesan yang dapat mengubah data menjadi informasiatau pengetahuan. Pemrosesan data ini sering menggunakan komputer sehingga bisa berjalan secara otomatis. Setelah diolah, data ini biasanya mempunyai nilai yang informatif jika dinyatakan dan dikemas secara terorganisir dan rapi, maka istilah pemrosesan data sering dikatakan sebagai sistem informasi. Kedua istilah ini mempunyai arti yang hampir sama, pemrosesan data mengolah dan memanipulasi data mentah menjadi informasi (hasil pengolahan), sedangkan sistem informasi memakai data sebagai bahan masukan dan menghasilkan informasi sebagai produk keluaran.

2. Data storage: Memory instructions

sering disebut sebagai memori komputer, merujuk kepada komponen komputer, perangkat komputer, dan media perekaman yang mempertahankan data digital yang digunakan untuk beberapa interval waktu. Penyimpanan data komputer menyediakan salah satu tiga fungsi inti dari komputer modern, yakni mempertahankan informasi. Ia merupakan salah satu komponen fundamental yang terdapat di dalam semua komputer modern, dan memiliki keterkaitan dengan mikroprosesor, dan menjadi model komputer yang digunakan semenjak 1940-an.
Dalam penggunaan kontemporer, memori komputer merujuk kepada bentuk media penyimpanan berbahan semikonduktor, yang dikenal dengan sebutan Random Access Memory (RAM), dan kadang-kadang dalam bentuk lainnya yang lebih cepat tapi hanya dapat menyimpan data secara sementara. Akan tetapi, istilah “computer storage” sekarang secara umum merujuk kepada media penyimpanan massal, yang bisa berupa cakram optis, beberapa bentuk media penyimpanan magnetis (seperti halnya hard disk) dan tipe-tipe media penyimpanan lainnya yang lebih lambat ketimbang RAM, tapi memiliki sifat lebih permanen, seperti flash memory.

3. Data Movement: I/O instructions

Proses data movement ini adalah memindahkan (dapat diakatakan membackup juga) data – data dari database yang berupa data, indeks, grand, schema, dan lain – lain ketempat baru. Tempat baru ini bisa ke dalam database baru atau memang untuk dibackup saja.

Data movement terdiri dari 2 bagian besar yaitu :

–          Load & Upload [difokuskan untuk memindahkan data yang berupa indeks atau data itu sendiri alias isi dari database tersebut]

–          Export & Import [memindahkan data secara lengkap, mulai dari grand, schema, dan seluruhnya]

Jika dilihat, load tersebut behubungan dengan import dan upload berhubungan dengan export

Load berfungsi untuk memasukan data / transaksi ke sebuah table. Dapat dikatakan juga insert, replace, atau update. Sedangkan upload berfungsi untuk membuat dari data table ke fisik / file. Kelemahan load adalah dalam prosesnya bisa saja terjadi data yang tidak berpindah secara sempurna.

Upload Parameter

• Limit [membatasi beberapa record]
• Sample [mencari sample yang telah ditentukan]
• When [berdasarkan kondisi]

Dan pada upload, hanya satu parameter saja yang dapat berjalan alias tak bisa berjalan bersamaan apabila parameternya lebih dari 1.

Bulk Data Movement (Software Pendukung)

• ETL [Extrat Transform Load], software yang focus terhadap data warehouse
• Replication and Propagation, software yang memonitoring source database dan target, dan yang dihasilkan oleh software ini adalah pencatatatn log.

Perlu diperhatikan juga hak akses dalam load & unload, import & export minimal adalah akses select.

Distribution Database

Dalam distribution database terdapat 3 istilah yaitu :

• Autonomi [idependent], untuk tabel umum akses yang diberikan berbeda dari setiap user.
• Isolation [stand alone], untuk tabel khusus (privacy) itu terpisah dari user.
• Transparancy [all user], akses tabel terpisah dari user tetapi user masih dapat mengaksesnya.

Lawan dari database terdistribusi adalah database terpusat. Server yang terpusat memang diuntungkan dalam sisi maintenance sedangkan server terdistribusi lebih rumit dalam proses integrasinya.

Jika database terdistribusi paling tidak membutuhkan Sumber Daya Manusia [SDM] yang baik, network yang lebih baik karena permasalahan network itu sangat fatal dan biasanya permasalahannya tidak jauh – jauh dari permasalahan traffic network. Dan yang tidak boleh dilupakan adalah request dan respon.

4. Control: Test and branch instructions

Unit kendali (bahasa Inggris: Control Unit – CU) adalah salah satu bagian dari CPU yang bertugas untuk memberikan arahan/kendali/ kontrol terhadap operasi yang dilakukan di bagian ALU (Arithmetic Logical Unit) di dalam CPU tersebut. Output dari CU ini akan mengatur aktivitas dari bagian lainnya dari perangkat CPU tersebut.

Pada awal-awal desain komputer, CU diimplementasikan sebagai ad-hoc logic yang susah untuk didesain. Sekarang, CU diimplementasikan sebagai sebuah microprogram yang disimpan di dalam tempat penyimpanan kontrol (control store). Beberapa word dari microprogram dipilih oleh microsequencer dan bit yang datang dari word-word tersebut akan secara langsung mengontrol bagian-bagian berbeda dari perangkat tersebut, termasuk di antaranya adalah register, ALU, register instruksi, bus dan peralatan input/output di luar chip. Pada komputer modern, setiap subsistem ini telah memiliki kontrolernya masing-masing, dengan CU sebagai pemantaunya (supervisor).

Teknik Pengalamatan

Metode pengalamatan merupakan aspek dari set instruksi arsitekturdi sebagian unit pengolah pusat(CPU) desain yang didefinisikan dalam set instruksi arsitektur dan menentukan bagaimana bahasa mesinpetunjuk dalam arsitektur untuk mengidentifikasi operan dari setiap instruksi.. Sebuah mode pengalamatan menentukan bagaimana menghitung alamat memori yang efektif dari operand dengan menggunakan informasi yang diadakan di registerdan / atau konstanta yang terkandung dalam instruksi mesin atau di tempat lain.

Jumlah Alamat

Salah satu cara tradisional untuk menggambarkan arsitektur prosessor adalah dengan melihat jumlah alamat yang terkandung dalam setiap instruksinya.

1. Jumlah alamat maksimum yang mungkin diperlukan dalam sebuah instruksi :
2.            a) Empat Alamat ( dua operand, satu hasil, satu untuk alamat instruksi berikutnya)
3.            b) Tiga Alamat (dua operand, satu hasil)
4.            c) Dua Alamat (satu operand merangkap hasil, satunya lagi operand)
5.            d) Satu Alamat (menggunakan accumulator untuk menyimpan operand dan hasilnya)
6. Macam-macam instruksi menurut jumlah operasi yang dispesifikasikan :
7.            a) – Address Instruction
8.            b) 1 – Addreess Instruction
9.            c) N – Address Instruction
10.            d) M + N – Address Instruction
11. Macam-macam instruksi menurut sifat akses terhadap memori atau register
12.            a) Memori To Register Instruction
13.            b) Memori To Memori Instruction
14.            c)  Register To Register Instruction

Jenis-jenis Metode Pengalamatan

1. a) Direct Absolute (pengalamatan langsung)

Hal ini membutuhkan ruang dalam sebuah instruksi untuk cukup alamat yang besar.. Hal ini sering tersedia di mesin CISC yang memiliki panjang instruksi variabel, seperti x86.. Beberapa mesin RISC memiliki Literal khusus Atas instruksi Load yang menempatkan sebuah 16-bit konstan di atas setengah dari register.. Sebuah literal instruksi ATAUdapat digunakan untuk menyisipkan 16-bit konstan di bagian bawah mendaftar itu, sehingga alamat 32-bit kemudian dapat digunakan melalui mode pengalamatan tidak langsung mendaftar, yang itu sendiri disediakan sebagai “base- plus-offset “dengan offset 0.

1. b) Immidiate

Bentuk pengalamatan ini yang paling sederhana

• Operand benar-benar ada dalam instruksi atau bagian dari instruksi = operand sama dengan field alamat
• Umumnya bilangan akan disimpan dalam bentuk kompleent dua
• Bit paling kiri sebagai bit tanda
• Ketika operand dimuatkan ke dalam register data, bit tanda digeser ke kiri hingga maksimum word data Contoh: ADD 5 ; tambahkan 5 pada akumulator.

1. c) Indirect register

• Metode pengalamatan register tidak langsung mirip dengan mode pengalamatan tidak langsung
• Perbedaannya adalah field alamat mengacu pada alamat register
• Letak operand berada pada memori yang dituju oleh isi register
•    Keuntungan dan keterbatasan pengalamatan register tidak langsung pada dasarnya sama dengan pengalamatan tidak langsung
• Keterbatasan field alamat diatasi dengan pengaksesan memori yang tidak langsung sehingga alamat yang dapat direferensi makin banyak Dalam satu siklus pengambilan dan penyimpanan, mode pengalamatan register tidak langsung hanya menggunakan satu referensi memori utama sehingga lebih cepat daripada mode pengalamatan tidak langsung.

1. d) Indirect- memori

Salah satu mode pengalamatan yang disebutkan dalam artikel ini bisa memiliki sedikit tambahan untuk menunjukkan pengalamatan tidak langsung, yaitu alamat dihitung menggunakan modus beberapa sebenarnya alamat dari suatu lokasi (biasanya lengkap kata) yang berisi alamat efektif sebenarnya. Pengalamatan tidak langsung dapat digunakan untuk kode atau data.. Hal ini dapat membuat pelaksanaan pointer ataureferensi atau menanganilebih mudah, dan juga dapat membuat lebih mudah untuk memanggil subrutin yang tidak dinyatakan dialamati. Pengalamatan tidak langsung tidak membawa hukuman performansi karena akses memori tambahan terlibat.

Beberapa awal minicomputer (misalnya Desember PDP-8, Data General Nova) hanya memiliki beberapa register dan hanya rentang menangani terbatas (8 bit).Oleh karena itu penggunaan memori tidak langsung menangani hampir satu-satunya cara merujuk ke jumlah yang signifikan dari memori.

1. e) Register

Pada beberapa komputer, register dianggap sebagai menduduki 16 pertama 8 atau kata-kata dari memori (misalnya ICL 1900, DEC PDP-10). Ini berarti bahwa tidak perlu bagi yang terpisah “Tambahkan register untuk mendaftarkan” instruksi – Anda hanya bisa menggunakan “menambahkan memori untuk mendaftar” instruksi. Dalam kasus model awal PDP-10, yang tidak memiliki memori cache, Anda benar-benar dapat memuat sebuah loop dalam ketat ke dalam beberapa kata pertama dari memori (register cepat sebenarnya), dan berjalan lebih cepat daripada di memori inti magnetik. Kemudian model dari DEC PDP-11seri memetakan register ke alamat di output / area input, tetapi ini ditujukan untuk memungkinkan diagnostik terpencil. register 16-bit dipetakan ke alamat berturut-turut byte 8-bit.

1. f) Index

Indexing adalah field alamat mereferensi alamat memori utama, dan register yang direferensikan berisi pemindahan positif dari alamat tersebut

• Merupakan kebalikan dari mode base register
• Field alamat dianggap sebagai alamat memori dalam indexing
• Manfaat penting dari indexing adalah untuk eksekusi program-program iterative

1. g) Base index

Base index, register yang direferensi berisi sebuah alamat memori, dan field alamat berisiperpindahan dari alamat itu Referensi register dapat eksplisit maupun implicit. Memanfaatkan konsep lokalitas memori.

1. h) Base index plus offset

Offset biasanya nilai 16-bit masuk (walaupun 80386 diperluas ke 32 bit). Jika offset adalah nol, ini menjadi contoh dari register pengalamatan tidak langsung, alamat efektif hanya nilai dalam register dasar. Pada mesin RISC banyak, register 0 adalah tetap sebesar nilai nol. Jika register 0 digunakan sebagai register dasar, ini menjadi sebuah contoh dari pengalamatan mutlak. Namun, hanya sebagian kecil dari memori dapat diakses (64 kilobyte, jika offset adalah 16 bit). 16-bit offset mungkin tampak sangat kecil sehubungan dengan ukuran memori komputer saat ini (yang mengapa 80386 diperluas ke 32-bit). Ini bisa lebih buruk: IBM System/360 mainframe hanya memiliki 12-bit unsigned offset. Namun, prinsip berlaku: selama rentang waktu yang singkat, sebagian besar item data program ingin mengakses cukup dekat satu sama lain. Mode pengalamatan ini terkait erat dengan mode pengalamatan terindeks mutlak.

Contoh 1: Dalam sebuah sub rutin programmer terutama akan tertarik dengan parameter dan variabel lokal, yang jarang akan melebihi 64 KB, yang satu basis register (yang frame pointer) sudah cukup. Jika rutin ini adalah metode kelas dalam bahasa berorientasi objek, kemudian register dasar kedua diperlukan yang menunjuk pada atribut untuk objek saat ini (ini atau diri dalam beberapa bahasa tingkat tinggi).

Contoh 2: Jika register dasar berisi alamat dari sebuah tipe komposit (record atau struktur), offset dapat digunakan untuk memilih field dari record (catatan paling / struktur kurang dari 32 kB).

1. i) Relatif

Pengalamatan Relative, register yang direferensi secara implisit adalah program counter (PC)Alamat efektif didapatkan dari alamat instruksi saat itu ditambahkan ke field alamat Memanfaatkan konsep lokalitas memori untuk menyediakan operand-operand berikutnya.

Desain Set Instruksi 

Desain set instruksi merupakan masalah yang sangat komplek yang melibatkan banyak aspek, diantaranya adalah:

1. Kelengkapan set instruksi
2. Ortogonalitas (sifat independensi instruksi)
3. Kompatibilitas : Source code compatibility dan Object code Compatibility

Selain ketiga aspek tersebut juga melibatkan hal-hal sebagai berikut:

1. Operation Repertoire: Berapa banyak dan operasi apa saja yang disediakan, dan berapa sulit operasinya .
2. Data Types: tipe/jenis data yang dapat olah Instruction Format: panjangnya, banyaknya alamat, dsb.
3. Register: Banyaknya register yang dapat digunakan 4.Addressing: Mode pengalamatan untuk operand.

Format Set Instruksi 

Suatu instruksi terdiri dari beberapa field yang sesuai dengan elemen dalam instruksi tersebut. Layout dari suatu instruksi sering disebut sebagai Format Instruksi (Instruction Format). Jenis-Jenis Operand antara lain :

• Addresses (akan dibahas pada addressing modes)
• Numbers : – Integer or fixed point – Floating point – Decimal (BCD)
• Characters : – ASCII – EBCDIC
• Logical Data : Bila data berbentuk binary: 0 dan 1

1. Transfer Data 
2.            a) Menetapkan lokasi operand sumber dan operand tujuan.
3.            b) Lokasi-lokasi tersebut dapat berupa memori, register atau bagian paling atas daripada stack.
4.            c) Menetapkan panjang data yang dipindahkan.
5.            d) Menetapkan mode pengalamatan.
6.            e) Tindakan CPU untuk melakukan Transfer Data adalah :

• Memindahkan data dari satu lokasi ke lokasi lain.
• Apabila memori dilibatkan :

o   Menetapkan alamat memori.

o   Menjalankan transformasi alamat memori virtual ke alamat memori aktual.

o   Mengawali pembacaan / penulisan memori

1.            f) Operasi set instruksi untuk Transfer Data :

• MOVE : memindahkan word atau blok dari sumber ke tujuan.
• STORE : memindahkan word dari prosesor ke memori.
• LOAD : memindahkan word dari memori ke prosesor.
• EXCHANGE : menukar isi sumber ke tujuan.
• CLEAR / RESET : memindahkan word 0 ke tujuan.
• SET : memindahkan word 1 ke tujuan.
• PUSH : memindahkan word dari sumber ke bagian paling atas stack.
• POP : memindahkan word dari bagian paling atas sumber

2. Aritmatika dan Logika
3.            a) Tindakan CPU untuk melakukan operasi Aritmatika Dan Logika :

• Transfer data sebelum atau sesudah.
• Melakukan fungsi dalam ALU.
• Menset kode-kode kondisi dan flag.

1.            b) Operasi set instruksi untuk Aritmatika :

• ADD : penjumlahan
• SUBTRACT : pengurangan
• MULTIPLY : perkalian
• DIVIDE : pembagian

1.             c) Operasi set instruksi untuk operasi Logika :

• AND, OR, NOT, EXOR
• COMPARE : melakukan perbandingan logika
• TEST : menguji kondisi tertentu
• SHIFT : operand menggeser ke kiri atau kanan menyebabkan konstanta pada ujung bit
• ROTATE : operand menggeser ke kiri atau ke kanan dengan ujung yang terjalin

3. Konversi
4.           a) Tindakan CPU sama dengan Aritmatika dan Logika.
5.           b) Instruksi yang mengubah format instruksi yang beroperasi terhadap format data.
6.           c) Misalnya pengubahan bilangan desimal menjadi bilangan biner.
7.           d) Operasi set instruksi untuk Konversi :

• TRANSLATE : menterjemahkan nilai-nilai dalam suatu bagian memori berdasrkan tabel korespodensi.
• CONVERT : mengkonversi isi suatu word dari suatu bentuk ke bentuk lainnya.

4. Input / Ouput
5.            a) Tindakan CPU untuk melakukan INPUT /OUTPUT :

• Apabila memory mapped I/O maka menentukan alamat memory mapped.
• Mengawali perintah ke modul I/O

1.            b) Operasi set instruksi Input / Ouput :

• INPUT : memindahkan data dari pernagkat I/O tertentu ke tujuan.
• OUTPUT : memindahkan data dari sumber tertentu ke perangkat I/O.
• START I/O : memindahkan instruksi ke prosesor I/O untuk mengawali operasi I/O.
• TEST I/O : memindahkan informasi dari sistem I/O ke tujuan TRANSFER CONTROL.

5. Transfer Control
6.            a) Tindakan CPU untuk transfer control :

• Mengupdate program counter untuk subrutin , call / return.

1.            b) Operasi set instruksi untuk transfer control :

• JUMP (cabang) : pemindahan tidak bersyarat dan memuat PC dengan alamat tertentu.
•   JUMP BERSYARAT : menguji persyaratan tertentu dan memuat PC dengan alamat tertentu atau tidak melakukan apa tergantung dari persyaratan.
• JUMP SUBRUTIN : melompat ke alamat tertentu.
• RETURN : mengganti isi PC dan register lainnya yang berasal dari lokasi tertentu.
• EXECUTE : mengambil operand dari lokasi tertentu dan mengeksekusi sebagai instruksi.
• SKIP : menambah PC sehingga melompati instruksi berikutnya.
• SKIP BERSYARAT : melompat atau tidak melakukan apa-apa berdasarkan pada persyaratan.
• HALT : menghentikan eksekusi program.
• WAIT (HOLD) : melanjutkan eksekusi pada saat persyaratan dipenuhi.
• NO OPERATION : tidak ada operasi yang dilakukan.

6. Control System 
7. a)  Hanya dapat dieksekusi ketika prosesor berada dalam keadaan khusus tertentu atau sedang mengeksekusi suatu program yang berada dalam area khusus, biasanya digunakan dalam sistem operasi.
8. b) Contoh : membaca atau mengubah register kontrol.

Sumber Referensi :

http://fachrulryper.blogspot.com/2012/11/arsitektur-set-instruksi-dan-cpu.html

http://siezwoyouye.blogspot.com/2012/10/arsitektur-set-instruksi.html

http://jovanangga.blogspot.com/2012/11/set-instruksi-dan-teknik-pengalamatan.html

http://okghiqowiy.blogspot.com/

https://mazzeko.wordpress.com/2014/11/29/arsitektur-dan-desain-set-instruksi/

https://bonaventura21.wordpress.com/2016/01/01/set-instruksi-program-dan-jenis-jenis-instruksi/

http://rizkyanggakusumaa.blogspot.co.id/2015/12/set-instruksi-program-dan-jenis-jenis.html
http://muhammadbambangutama.blogspot.co.id/2015/12/set-instruksi-program-dan-jenis-jenis.html

https://id.wikipedia.org/wiki/Set_instruksi

stuktur dan organisasi komputer(dasar)

Struktur Dasar Komputer

Fungsi komputer didefinisikan sebagai operasi masing-masing komponen sebagai bagian dari struktur. Adapun fungsi dari masing-masing komponen dalam struktur di atas adalah sebagai berikut:

1.Input Device (Alat Masukan)
Adalah perangkat keras komputer yang berfungsi sebagai alat untuk memasukan data atau perintah ke dalam komputer. Contoh : keyboard 

2. Output Device (Alat Keluaran)
Adalah perangkat keras komputer yang berfungsi untuk menampilkan keluaran sebagai hasil pengolahan data. Keluaran dapat berupa hard-copy (ke kertas), soft-copy (ke monitor), ataupun berupa suara. 

3. I/O Ports
Bagian ini digunakan untuk menerima ataupun mengirim data ke luar sistem. Peralatan input dan output di atas terhubung melalui port ini.
4. CPU (Central Processing Unit)
CPU merupakan otak sistem komputer, dan memiliki dua bagian fungsi operasional, yaitu: ALU (Arithmetical Logical Unit) sebagai pusat pengolah data, dan CU (Control Unit) sebagai pengontrol kerja komputer. 

5. Memori
Memori terbagi menjadi dua bagian yaitu memori internal dan memori eksternal. Memori internal berupa RAM (Random Access Memory) yang berfungsi untuk menyimpan program yang kita olah untuk sementara waktu, dan ROM (Read Only Memory) yaitu memori yang hanya bisa dibaca dan berguna sebagai penyedia informasi pada saat komputer pertama kali dinyalakan. 

6. Data Bus
Adalah jalur-jalur perpindahan data antar modul dalam sistem komputer. Karena pada suatu saat tertentu masing-masing saluran hanya dapat membawa 1 bit data, maka jumlah saluran
menentukan jumlah bit yang dapat ditransfer pada suatu saat. Lebar data bus ini menentukan kinerja sistem secara keseluruhan. Sifatnya bidirectional, artinya CPU dapat membaca dan menerima data melalui data bus ini. Data bus biasanya terdiri atas 8, 16, 32, atau 64 jalur paralel. 

7. Address Bus
Digunakan untuk menandakan lokasi sumber ataupun tujuan pada proses transfer data. Pada jalur ini, CPU akan mengirimkan alamat memori yang akan ditulis atau dibaca. 

8. Control Bus
Control Bus digunakan untuk mengontrol penggunaan serta akses ke Data Bus dan Address Bus. Terdiri atas 4 sampai 10 jalur paralel.

Fungsi komputer adalah operasi masing masing komponen sebagai bagian dari struktur
Struktur Utama Komputer

• Struktur CPU

• Fungsi Komputer

1. Pemindahan Data
2. Penyimpanan Data
3. Pengolahan Data
4. Kontrol
5. Pemrosesan data dari penyimpan data ke I/O 

Contoh: printing a bank statement 

1. Fungsi Operasi Pemindahan Data
Contoh : Keyboard ke Screen

2. Fungsi Operasi Penyimpanan Data
Contoh : Download File dari Internet ke Media Penyimpanan

3. Fungsi Proses dari/ ke Unit Penyimpanan
Contoh : Updating bank statement

4. Fungsi Proses dari Unit Penyimpanan ke I /O
Contoh : Printing a bank ke statement

Organisasi Komputer

      Organisasi komputer adalah bagian yang terkait erat dengan unit – unit operasional dan interkoneksi antar komponen penyusun sistem komputer dalam merealisasikan aspek arsitekturalnya. Contoh aspek organisasional adalah teknologi hardware, perangkat antarmuka, teknologi memori, dan sinyal – sinyal kontrol.
      Arsitektur komputer lebih cenderung pada kajian atribut – atribut sistem komputer yang terkait dengan seorang programmer. Contohnya, set instruksi, aritmetika yang digunakan, teknik pengalamatan, mekanisme I/O.
      Sebagai contoh apakah suatu komputer perlu memiliki instruksi pengalamatan pada memori merupakan masalah rancangan arsitektural. Apakah instruksi pengalamatan tersebut akan diimplementasikan secara langsung ataukah melalui mekanisme cache adalah kajian organisasional.

Perbedaaan Utama Organisasi Komputer:

• Bagian yang terkait dengan erat dengan unit – unit operasional

Contoh : teknologi hardware, perangkat antarmuka, teknologi memori, sistem memori, dan sinyal – sinyal kontrol

Arsitektur Komputer

• Atribut – atribut sistem komputer yang terkait dengan seorang programmer

Contoh : Set instruksi, aritmetika yang dipergunakan, teknik pengalamatan, mekanisme I/O

sumber:

http://fexel.blogspot.co.id/2015/01/struktur-dasar-dan-organisasi-komputer.html

refrensi:

http://ekofitriyanto.wordpress.com/2013/10/24/pengertian-dan-perbedaan-organisasi-komputer-dengan-arsitektur-komputer/
http://id.scribd.com/doc/54889800/Pengertian-Arsitektur-Komputer-Dan-Organisasi-Komputer-TUGAS-1
http://arifpane.blogspot.com/2010/01/organisasi-komputer.html

EVOLUSI ARSITEKTUR KOMPUTER

Persfektif Historis

ENIAC adalah sebuah mesin yang merupakan Cikal bakal komputer pertama kali berasal dari sebuah universitas pennsylvania oleh dua orang mahasiswa yang bernama Eckert dan Mauchly. Pada tahun 1943 awalnya kedua pemuda ini menciptakan sebuah mesin dengan tugas yang spesifik atau yang kita kenal sebagai single tasking  yaitu untuk menghitung suatu lintasan peluru.dan tujuan awal diciptakannya ENIAC ini adalah untuk memperkuat kekuatan militer negara mereka , tetapi karena pengerjaanya yang lama sehingga ENIAC ini baru jadi pada tahun 1946 dan itu sudah sangat terlambat untuk digunakan sebagai amunisi di perang dunia kedua.mesin ENIAC ini digunakan oleh negara mereka hingga pada tahun 1955. Di bawah ini merupakan urutan pekermbangan komputer dari generasi ke generasi :

• Komputer Komersial (Commersial Computer)

Pada tahun 1950-an mulai bermunculan industri komputer, antara
lain:
1947 - Eckert-Mauchly Computer Corporation mengembangkan UNIVAC I (Universal Automatic Computer) yang digunakan untuk perhitungan sensus di USA, UNIVAC II keluar pada tahun 1950.
1950 – Sperry dan IBM. Produk  IBM : IBM seri 701 tahun 1953, IBM seri 702 tahun 1955.

• Komputer Generasi Kedua

Penggantian Vacuum Tube dengan transistor. Dimana transistor memiliki spesifikasi sebagai
berikut:
Lebih kecil
Lebih ringan
Disipasi daya lebih rendah
Solid State device
Terbuat dari silikon Silicon (Sand)
Transistor ditemukan 1947 di Lab.Bell oleh William Shockley .
Yang termasuk dalam komputer generasi kedua antara lain:
IBM 7094
DEC PDP 1

• Komputer Generasi Ketiga

Penggantian transistor dengan microelectronics.
Microelectronics lebih dikenal dengan nama chip.
Yang termasuk dalam komputer generasi ketiga antara lain:

IBM 360
IBM 360 diluncurkan pada tahun 1964
Spesifikasi :
Set Instruksi Mirip atau Identik, dalam kelompok komputer ini berbagai model yang dikeluarkanmenggunakan set instruksi yangsama sehingga mendukung kompabilitas sistem maupun perangkat kerasnya.
Sistem Operasi Mirip atau Identik, ini merupakan feature yang menguntungkan konsumen
sehingga apabila kebutuhan menuntut penggantian komputer tidak kesulitan dalam sistem operasinya karena sama.
Kecepatan yang meningkat, model odel yang ditawarkan mulai ari kecepatan rendah sampai kecepatan tinggi untuk penggunaan yang dapat disesuaikan konsumen sendiri.
Ukuran Memori yang lebih besar, semakin tinggi modelnya akan diperoleh semakin besar memori yang digunakan.
Harga yang meningkat, semakin tinggi modelnya maka harganya semakin mahal.

• Komputer Generasi Terakhir

Pada komputer generasi terakhir ini sudah memanfaatkan mikroprocessors.

• MOORE’S LAW

Kepadatan komponen dalam sebuah chip meningkat
Gordon Moore - cofounder of Intel
Jumlah transistor dalam chip menjadi dua kali lipat tiap tahun
Sejak 1970 perkembangan agak lambat. Jumlah transitor menjadi 2 kali dalam sebuah chip berkembang tiap 18 bulan
Harga dari chip rata-rata tetap / tidak berubah
Higher packing density berarti jalur elektronik lebih pendek, kemampuan makin meningkat
Ukuran yang mengecil meningkatkan flexebilitas
Mengurangi daya dan membutuhkan pendinginan
Beberapa Interkoneksi meningkatkan reliabilitas

Klasifikasi Arsitektur Komputer

Mesin Von Neumann

Kriteria mesin Von Neumann :

1.   Mempunyai subsistem hardware dasar yaitu sebuah CPU,  sebuah memori dan sebuah I/O system

2.    Merupakan stored-program computer

3.   Menjalankan instruksi secara berurutan

4.   Mempunyai jalur (path) bus antara memori dan CPU

Mesin Non-Von Neumann

Pada tahun 1966, Flyyn mengklasifikasikan arsitekturkomputer berdasarkan sifatnya yaitu :

1.   Jumlah prosesor

2.   Jumlah program yang dapat dijalankan

3.   Struktur memori

Menurut Flyyn ada 4 klasifikasi komputer :

1.   SISD (Single Instruction Stream, Single Data Stream)

2.   SIMD (Single Instruction Stream, Multiple Data Stream)

3.   MISD (Multiple Instruction Stream, Single Data Stream)

4.   MIMD (Multiple Instruction Stream, Multiple Data Strea

Kualitas Arsitektur Komputer

Generalitas adalah ukuran besamyajangkauan aplikasi yang bisa cocok dengan arsitektur. Sebagai contoh, komputer yang terutama digunakan unmk aplikasi'ilmiah dan teknik menggunakan aritmetik floating-point (dengan nomor disimpan dengan penoojuk besrnya dan eksponennya) dan komputer yang terutama digunakan untuk aplikasi bisnis menggunakan aritmetik desimal (dengan nomor ditampilkan sesuai dengan digit desimalnya). Sistem umum memberikan dua jenis aritmetik.

Daya terap (applicability) adalah pemanfaatan arsitektur untuk penggunaan
yang telah direncanakannya. komputer dirancang untuk satu dari dua area aplikasi utama: (l) 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 floatingpoint ekstensif. Mereka ini adalah computation-intensive application (aplikasi komputasi intensit), yang berarti mereka mempunyai rasio operasi CPU ke memori dan operasi I/O yang jauh lebih tinggi dari pada aplikasi lain (walaupun banyak komputasi simbolisnya juga merupakan computation-intensive). Aplikasi komersil umum atau biasa adalah aplikasi yang didukung oleh pusat komputer biasa: menghimpun (compiling), menghitung (accounting), mengedit,penggunaan spreadsheet, dan word prosesing, seperti yang ada di komputer secara umum. Area aplikasi lain yaitu yang ada kaitannya dengan mesin tujuan
Efisiensi adalah ukuran rata-rata jurnlah hardware dalam komputer yang selalu
sibuk selama penggunaannya biasa. Arsitektur yang efisien memungkinkan (namun tidak memastikan) terjadinya irnplementasi yang efisien. PerIu anda catat, bahwa ada pertentangan antara efisiensi dan generalitas. Juga, karena turunnya harga komponen komputer, maka sekarang efisiensi tidak terIalu dipikirkan seperti halnya pada awal pengembangan komputer.

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. Defmisi
ini jangan dikacaukan dengan istilah 'mudah untuk digunakan' (friendly) yang diperuntukkan bagi pemakai dalam menggunakan komputer. Istilah mudah untuk digunakan ini ditentukan oleh sistem pengoperasian dan software yang ada, bukannya arsitektur dasar. Kita bisa mengambil contoh dari beberapa komputer yang tidak mempunyai kemudahan penggunaan, dengan perancang compiler sulit mengimplementasikan beberapa bahasa pemrograrnan tingkat tinggi.\

Daya terap arsitektur adalah ukuran kemudahan bagi perancang untuk mengimplementasikan komputer (yang mempunyai arsitektur itu) dalam jangkauan yang luas. Lebih spesifik arsitekturnya, maka akan lebih sulit untuk membuat mesin yang berbeda ukuran dan kinerjanya dari yang lain. Secara analogis, bila seseorang menamakan suatu arsitektur rumah sebagai rumah kolonial, maka dimungkinkan rumah tersebut mempunyai ukuran dan gaya yang berbeda dengan yang lain. Sebaliknya, jika arsitektur telah menentukan rencana induknya, maka hanya dimungkinkan sedikit variasi implementasi.

Daya kembang (expandability) adalah ukuran kemudahan bagi perancang untuk
meningkatkan kemampuan arsitektur, misalnya kemampuan ukuran memori maksimumnya atau kemampuan aritmetiknya. Umumnya, spesifikasi rumpun komputer memungkinkan perancang untuk menggunakan ukuran memori yang berjangkauan luas dalarn anggota rumpun. Sebagai contoh, karena arsitektur DEC VAX hanya menentukan ukuran memori secara tidak langsung dan hanya berada dalam batasan luas tertentu, maka komputer VAX mempunyai ukuran memori yang bervariasi yang lebih dari satu faktor

1000.

Keberhasilan Arsitektur Komputer

1.   Manfaat Arsitektural

 Ada empat ukuran pokok yang menentukan keberhasilan arsitektur, yaitu manfaat arsitekturalnya (architectural merit) :

·         Daya terap Sebaiknya, arsitektur ditujukan untuk aplikasi yang telah ditentukan.

·         Daya tempa. Bila arsitekturlebih mudah membangunsistem yang kecil, maka  ia akan lebih baile.

·         Daya kembang. Lebih besar daya kembang arsitektur dalam daya komputasi,     ukuran memori, kapasitasI/O, dan jumlah prosesor,maka ia kan lebih baile.

·         Kompatibilitas (daya serasi-pasang).

2.   Keterbukaan arsitektur

 Arsitektur dikatakan open (terbuka) bila perancangnya mempublikasikan spesifikasinya

3.   Keberadaan model pemrograman yang kompatibel don bisa dipahami.

Beberapa komputer yang berparalel tinggi begitu sulit untuk digunakan, sehingga ia hanya menjadi daya tarik bagi para analis untuk menemukan cara baru untuk menggunakannya.

4.   Kualitas implementasi awal.

Ada beberapa komputer yang nampaknya merupakan mesin yang baik, yang mempunyai software dan sifat operasional yang baik.

5.   Kinerja Sistem

Kinerja sistem sebagian ditentukan oleh kecepatan komputer. Untuk mengukur kinerja komputer, para arsitek menjalankan serangakian program yang standart, yang disebut benchmark,pada komputer. Benchmark ini memungkinkan arsitek untuk menentukan kecepatan relatif dari semua komputer yang menjalankan benchmark tersebut dan menentukan kecepatan absolute dari tiap komputer. Hasilnya bermanfaat bagi arsitek untuk melaporkan kinerja sistem dengan menggunakan berbagai performance metrics (metrik kinerja).

6.   Biaya Sistem

Bagian pokok dari biaya sistem computer adalah biaya peralatan logika dasarnya, yang sangat bervariasi dari peralatan satu dengan yang lainnya.  beberapa aplikasi dengan metrik tersebut diperlukan adalah :

·         Reliabilitas (keandalan) adalah sangat diperlukan oleh computer yang digunakan untuk mengontrol penerbangan, mengontrol kearnanan instalasi nuklir, atau kegiatan apa saja yang mempertaruhkan keselarnatan manusia.

·         Kemudahan perbaikan khususnya penting bagi komputer yang mempunyai jumlah komponen yang besar.

ORGANISASI KOMPUTER DASAR

Struktur Dasar Komputer

Diantaranya :

1.   Central Processing Unit (CPU): Mengontrol operasi komputer dan membentuk fungsi-fungsi pengolahan datanya. Seringkali CPU cukup disebut sebagai processor (prosesor) saja.

2.   Memori utama: Menyimpan data.

3.   I/O: Memindahkan data antara komputer dengan lingkungan luarnya.

4.   System Interconnection: Beberapa mekanisme komunikasi antara CPU, memori utama dan I/O.

Adapun komponen-komponen struktur utama dari CPU adalah sebagai berikut :

1.   Control Unit: Mengontrol operasi CPU dan pada gilirannya mengontrol komputer.

2.    Arithmetic and Logic Unit (ALU): Membentuk fungsi-fungsi pengolahan data  komputer.

3.   Register: Sebagai penyimpan internal bagi CPU.

4.   CPU Interconnections: Sejumlah mekanisme komunikasi antara control unit, ALU,danregister

Organisasi Komputer

            Organisasi komputer rincian hardware yang dapat diketahui oleh pemrogram, seperti sinyal - sinyalkontrol, antar-muka antara computer dan periferal serta penggunaan teknologi.

SUMBER :

http://zainiajay.blogspot.co.id/2012/10/evolusi-arsitektur-komputer_12.html

Referensi :

-          http://tergesa.blogspot.com/2012/02/sejarah-evolusi-dan-kinerja-komputer.html

-          http://www.scribd.com/doc/97383983/40/Klasifikasi-Feng-KLASIFIKASI-FENG

-          http://diaz9895.blogspot.com/2011/11/kualitas-arsitektur-komputer.html

-          http://next-timexxxx.blogspot.com/2011/10/organisasi-dan-arsitektur-komputer.html

-          http://www.scribd.com/doc/52467855/DEFINISI-ORGANISASI-KOMPUTER