STRUKTUR DASAR DAN ORGANISASI
KOMPUTER
Sebuah komputer moderen/digital dengan program yang
tersimpan di dalamnya merupakan sebuah system yang memanipulasi dan memproses
informasi menurut kumpulan instruksi yang diberikan. Sistem tersebut dirancang
dari modul-modul hardware seperti :
1. Register
2. Elemen aritmatika dan logika
3. Unit pengendali
4. Unit memori
5. Unit masukan/keluaran (I/O)
Komputer dapat dibagi menjadi 3 bagian utama, yaitu :
1. Unit pengolahan pusat (CPU)
2. Unit masukan/keluaran (I/O)
3. Unit memori
CPU merupakan bagian fungsional yang utama dari sebuah sistem komputer, dapat
dikatakan bahwa CPU merupakan otak dari sebuah komputer. Di dalam CPU inilah
semua kerja komputer dilakukan.
Hal-hal yang perlu dilakukan CPU adalah:
1. Membaca, mengkodekan dan mengeksekusi instruksi program
2. Mengirim data dari dan ke memori, serta dari dan ke bagian input/output.
3. Merespon interupsi dari luar.
Control Unit dan ALU membentuk suatu unit tersendiri
yang disebut Central Processing Unit (CPU). Hubungan antar
masing-masing unit yang membentuk suatu sistem komputer dapat dilihat pada
gambar berikut:
Data diterima melalui Input Device dan dikirim ke Memory. Di
dalam Memory data disimpan dan selanjutnya diproses di ALU. Hasil proses
disimpan kembali ke Memory sebelum dikeluarkan melalui Output Device. Kendali
dan koordinasi terhadap sistem ini dilakukan oleh Control Unit. Secara ringkas
prinsip kerja komputer adalah Input – Proses – Output, yang dikenal dengan
singkatan IPO.
Fungsi Utama dari masing-masing Unit akan
dijelaskan berikut ini:
·
Unit
Masukan (Input Unit)
Berfungsi untuk menerima masukan (input) kemudian membacanya dan diteruskan ke
Memory / penyimpanan. Dalam hubungan ini dikenal istilah peralatan masukan (input
device) yaitu alat penerima dan pembaca masukan serta media masukan yaitu
perantaranya.
·
Unit
Kontrol (Control Unit)
Berfungsi untuk melaksanakan tugas pengawasan dan pengendalian seluruh sistem
komputer. Ia berfungsi seperti pengatur rumah tangga komputer, memutuskan
urutan operasi untuk seluruh sistem, membangkitkan dan mengendalikan
sinyal-sinyal kontrol untuk menyesuaikan operasi-operasi dan arus data dari bus
alamat (address bus) dan bus data (data bus), serta mengendalikan dan
menafsirkan sinyal-sinyal kontrol pada bus kontrol (control bus) dari sistem
komputer. Pengertian mengenai bus dapat dilihat di bagian bawah halaman ini.
·
Unit Logika
& Aritmatika (Arithmetical & Logical Unit)
Berfungsi untuk melaksanakan pekerjaan perhitungan atau aritmatika & logika
seperti menambah, mengurangi, mengalikan, membagi dan memangkatkan. Selain itu
juga melaksanakan pekerjaan seperti pemindahan data, penyatuan data, pemilihan
data, membandingkan data, dll, sehingga ALU merupakan bagian inti dari suatu
sistem komputer. Pada beberapa sistem komputer untuk memperingan dan membantu
tugas ALU dari CPU ini diberi suatu peralatan tambahan yang disebut coprocessor sehingga
khususnya proses perhitungan serta pelaksanaan pekerjaan pada umumnya menjadi
lebih cepat. Pengertian mengenai coprocessor dapat dilihat di bagian
bawah halaman ini.
·
Unit
Memori / Penyimpan (Memory / Storage unit)
Berfungsi untuk menampung data/program yang diterima dari unit masukan sebelum
diolah oleh CPU dan juga menerima data setelah diolah oleh CPU yang selanjutnya
diteruskan ke unit keluaran. Pada suatu sistem komputer terdapat dua macam
memori, yang penamaannya tergantung pada apakah alat tersebut hanya dapat
membaca atau dapat membaca dan menulis padanya. Bagian memori yang hanya dapat
membaca tanpa bisa menulis padanya disebut ROM (Read Only Memory), sedangkan
bagian memori yang dapat melaksanakan membaca dan menulis disebut RAM (Random
Access Memory).
·
Unit
Keluaran (Output Unit)
Berfungsi untuk menerima hasil pengolahan data dari CPU melalui memori. Seperti
halnya pada unit masukan maka pada unit keluaran dikenal juga istilah peralatan
keluaran (Output device) dan media keluaran (Output media).
MEMORI Adalah bagian fungsional komputer yang berfungsi
untuk menyimpan program dan data.
• RAM (Random Access Memory)
Adalah memori yang dapat dibaca atau ditulisi. Data dalam sebuah RAM bersifat
volatile, artinya data akan terhapus bila catu daya dihilangkan. Karena sifat
RAM yang volatile ini, maka program computer tidak tersimpan di RAM. RAM hanya
digunakan untuk mcnyimpaii data seinantara, yang ticlak begilu vital saal
aliran daya terpiilus.
• ROM (Read Only Memory)
adalah memori yang hanya dapat dibaca. Data yang tersimpan dalam ROM bersifat
non-volatile, artinya data tidak akan lerhapus meskipun catu daya IcrpuWis.
Kaicna sil’alnya yang dcinikiaii, maka ROM dipergunakan untuk menyimpan
program. Ada beberapa tipe ROM, diantaranya ROM murni, PROM, dan EPROM.
Untuk lebih memahami konsep komputer anda bisa perhatikan strktur organisasi
komputer berikut penjelasannya :
1. Input Device (Alat Masukan)
Adalah perangkat keras komputer yang berfungsi sebagai alat untuk memasukan
data atau perintah ke dalam komputer
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)
PU 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 haya 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 menirma 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. Address bus biasanya terdiri atas 16, 20, 24, atau 32 jalur paralel.
8. Control Bus
Control Bus digunakan untuk mengontrol penggunaan serta akses ke Data Bus dan
Address Bus. Terdiri atas 4 samapai 10 jalur paralel.
CARA KERJA SISTEM KOMPUTER:
Saat data dan/atau instruksi dimasukkan ke processing-devices, pertama sekali
diletakkan di RAM (melalui Input-storage). apabila berbentuk instruksi
ditampung oleh Control Unit di Program-storage, namun apabila berbentuk data
ditampung di Working-storage). Jika register siap untuk menerima pengerjaan
eksekusi, maka Control Unit akan mengambil instruksi dari Program-storage untuk
ditampungkan ke Instruction Register, sedangkan alamat memori yang berisikan
instruksi tersebut ditampung di Program Counter. Sedangkan data diambil oleh Control
Unit dari Working-storage untuk ditampung di General-purpose register (dalam
hal ini di Operand-register). Jika berdasar instruksi pengerjaan yang dilakukan
adalah arithmatika dan logika, maka ALU akan mengambil alih operasi untuk
mengerjakan berdasar instruksi yang ditetapkan. Hasilnya ditampung di
Accumulator. Apabila hasil pengolahan telah selesai, maka Control Unit akan
mengambil hasil pengolahan di Accumulator untuk ditampung kembali ke
Working-storage. Jika pengerjaan keseluruhan telah selesai, maka Control Unit
akan menjemput hasil pengolahan dari Working-storage untuk ditampung ke
Output-storage. Lalu selanjutnya dari Output-storage, hasil pengolahan akan
ditampilkan ke output-devices.
CARA KERJA KOMPUTER
a. Pemrosesan
Sebuah CPU atau singkatan dari Unit Pemproses Pusat dalam bahasa inggrisnya
central processing unit, bertugas untuk memproses arahan, melakukan pengiraan
dan mengatur lalu lintas informasi menerusi system komputer. Unit atau
perangkat pemprosesan juga akan melakukan komunikasi dengan perangkat input,
output dan penyimpanan untuk melaksanakan arahan-arahan yang berkaitan.
Di dalam arsitektur milik bapak von Neumann yang asli, ia telah menjelaskan
tentang sebuah Unit Aritmatika dan Logika, serta sebuah Unit Kontrol. Pada
komputer modern, kedua unit ini terletak dalam satu sirkuit terpadu yaitu IC
atau Integrated Circuit, yang juga dinamakan CPU atau Central Processing Unit.
Apakah yang dimaksud dengan Unit Aritmatika dan Logika, atau Arithmetic Logic
Unit (ALU)? Unit Aritmatika dan Logika, atau Arithmetic Logic Unit (ALU) adalah
alat yang melakukan tugas dasar seperti tugas aritmatika (penjumlahan,
pengurangan, dan semacamnya), tugas logis (and, or, not), dan pelaksanaan
perbandingan (contohnya, membandingkan isi sebanyak dua slot untuk kesetaraan).
Pada unit inilah dilakukan “kerja” yang nyata.
Unit kontrol menyimpan perintah yang dilakukan oleh komputer, memerintahkan ALU
untuk melaksanaan dan mendapat kembali informasi (dari memori) yang diperlukan
untuk melaksanakan perintah itu, dan memindahkan kembali hasil ke lokasi memori
yang sesuai. Sekali yang terjadi, unit kontrol pergi ke perintah berikutnya.
b. Input dan Hasil
I/O mengizinkan komputer memperoleh informasi dari dunia luar, dan meletakkan
hasil pekerjaannya di sana, dapat berbentuk fisik atau non fisik. Ada berbagai
macam alat I/O, dari yang akrab ditelinga kita seperti keyboard, monitor dan
hardisk, ke yang lebih tidak biasa misalnya adalah webcam (kamera web), mesin
printer, mesin scanner, dan lain lain.
Yang dipunyai oleh semua alat masukan biasa adalah bahwa mereka merubah
informasi dari suatu macam ke dalam data yang bisa diolah lebih lanjut oleh
sistem komputer digital. Alat output, merubah data ke dalam informasi yang
dapat dimengerti oleh pemakai komputer. Dalam pengertian ini, sistem komputer
digital ialah contoh dari sistem pengolah data.
c. Instruksi / perintah
Perintah atau instruksi yang dibahas seperti judul di atas adalah tidak
perintah kaya bahasa manusiawi. Komputer hanya mempunyai jumlah yang terbatas
perintah sederhana yang dirumuskan dengan baik. Perintah biasa yang dipahami
kebanyakan komputer ialah misalnya “melakukan penyalinan isi sel 456, dan
tempat tiruan di sel 789?, menambahkan isi sel 888 ke sel 063, dan tempat
akibat di sel 024?, dan “jika isi sel 777 adalah 0, perintah berikutnya anda di
sel 456?.
Perintah atau Instruksi dimulai dalam komputer sebagai nomor – kode untuk
“menyalin” mungkin menjadi 001, misalnya. Suatu himpunan perintah khusus yang
didukung oleh komputer tertentu diketahui sebagai bahasa mesin komputer. Dalam
prakteknya, orang biasanya tidak menulis perintah untuk komputer secara
langsung di bahasa mesin tetapi memakai bahasa pemrograman “tingkat tinggi”
yang kemudian diterjemahkan ke dalam bahasa mesin secara otomatis oleh program
komputer khusus (interpreter dan kompiler). Beberapa bahasa pemrograman
berhubungan erat dengan bahasa mesin, seperti assembler (bahasa tingkat
rendah); di sisi lain, bahasa seperti Prolog didasarkan pada prinsip abstrak
yang jauh dari detail pelaksanaan sebenarnya oleh mesin (bahasa tingkat
tinggi).
d. Arsitektur
Komputer kontemporer meletakkan ALU dan juga unit kontrol ke dalam satu sirkuit
terpadu yang dikenal sebagai Central Processing Unit (CPU). Biasanya, memori
komputer ditempatkan di atas beberapa sirkuit terpadu yang kecil dekat CPU.
Alat yang menempati sebagian besar ruangan dalam komputer adalah ancilliary
sistem (misalnya, untuk menyediakan tenaga listrik) atau alat I/O.
Beberapa komputer yang lebih besar berbeda dari model di atas di satu hal utama
– mereka mempunyai beberapa CPU dan unit kontrol yang bekerja secara bersamaan.
Terlebih lagi, beberapa komputer, yang dipakai sebagian besar untuk maksud
penelitian dan perkomputeran ilmiah, sudah berbeda secara signifikan dari model
di atas, tetapi mereka sudah menemukan sedikit penggunaan komersial.
Fungsi dari komputer secara prinsip sebenarnya cukup sederhana. Komputer
mencapai perintah dan data dari memorinya. Perintah dilakukan, hasil disimpan,
dan perintah berikutnya dicapai. Ulang prosedur ini sampai komputer dimatikan.
e. Program
Program komputer merupakan daftar perintah yang besar untuk dilakukan oleh
komputer. Banyak program komputer berisi jutaan perintah, dan banyak dari
perintah itu dilakukan berulang kali. Suatu Komputer modern yang umum dapat
mengerjakan sekitar dua sampai tiga milyar perintah dalam satu detik. Komputer
tidak mendapat kemampuan luar biasa, mereka lewat kemampuan untuk melakukan
perintah kompleks.
Tetapi, mereka melakukan jutaan perintah sederhana yang diatur oleh orang yang
disebut (programmer). [Programmer Baik mengembangkan set-set perintah untuk
melakukan tugas biasa sebagai contoh, menggambar titik di layar dan lalu
membuat set-set perintah itu tersedia kepada programmer lain]. Saat ini,
kebanyakan komputer melakukan beberapa program sekaligus. Ini biasanya
diserahkan ke sebagai multitasking. CPU melakukan perintah dari satu program,
kemudian setelah beberapa saat, CPU beralih ke program kedua dan melakukan
beberapa perintahnya.
f. Sistem Operasi
Sistem operasi merupakan semacam gabungan dari potongan kode yang berguna.
Ketika semacam kode komputer dapat dipakai secara bersama oleh bermacam-macam
program komputer, kemudian setelah bertahun-tahun, programer akhirnya
memindahkannya ke dalam sistem operasi.
Sistem operasi, dapat menentukan program man yang dijalankan, kapan, dan alat
mana “seperti memori atau I/O” yang mereka pakai. Sistem operasi juga
memberikan pelayanan kepada program lain, seperti kode “driver” yang
mengizinkan seorang programer untuk menulis program untuk suatu mesin tanpa
perlu mengetahui detail dari semua alat elektronik yang berhubungan.
sumber :
http://antmountain.blogspot.com/2012/01/struktur-dasar-dan-organisasi-komputer.html
https://www.academia.edu/6818662/ORGANISASI_and_ARSITEKTUR_KOMPUTER
http://radmarssy.wordpress.com/2007/02/07/struktur-dasar-komputer/
http://informatikamu.com/mata-kuliah-organisasi-dan-arsitektur-komputer/
http://www.slideshare.net/ptsumaye/organisasi-arsitektur
sumber :
http://antmountain.blogspot.com/2012/01/struktur-dasar-dan-organisasi-komputer.html
https://www.academia.edu/6818662/ORGANISASI_and_ARSITEKTUR_KOMPUTER
http://radmarssy.wordpress.com/2007/02/07/struktur-dasar-komputer/
http://informatikamu.com/mata-kuliah-organisasi-dan-arsitektur-komputer/
http://www.slideshare.net/ptsumaye/organisasi-arsitektur