KONSEP TEKNOLOGI INFORMASI (Arsitektur Komputer)

BAB VII
ARSITEKTUR KOMPUTER

7.1 Pendahuluan

Arsitektur komputer adalah atribut atribut sebuah sistem komputer, dilihat dari sudut pandang seorang programmer. Dalam hal ini  struktur konseptual dan  perilaku fungsional sistem komputer. Struktur konseptual  menyangkut bagaimana komponen komponen tersebut disaling hubungkan (diinterkoneksikan). Perilaku fungsional (fungsional behaviour) menyangkut fungsi komponen-komponen secara individual, dan sebagai bagian dari struktur (aliran informasi dan kendali antar komponen-komponen dalam struktur). Tantangan dalam mempelajari arsitektur & org.komputer yaitu adanya berbagai variasi produk (teknologi, harga, unjuk kerja, ukuran, aplikasi). Faktanya konsep-konsep dasar arsitektur komputer tidak banyak berubah. Konsep Dasar :  Konsep Von Neumann (1943) :

”Stored Program Computer”=Mesin yang melakukan komputasi  berdasarkan pada program yang tersimpan didalamnya.

Fungsi - fungsi dasar sebuah  sistem komputer :

 1. Data processing.

 2. Data storage.

 3. Data movement.

 4. Control.

7.2 Perkembangan Sistem Komputer

1946: ENIAC  Stored Program Computer pertama 50 x 30 feet, 30 Ton, 25 kWatt, 100 k Kalkulasi/detik.

1. 1960: Main frame Computer..

2. 1970: Mini Computer.

3. 1980: Mikrokomputer.

a. Penurunan :  1. Ukuran fisik

                             (tabung dan transistor dan IC).

                         2. Biaya

b. Peningkatan :  1.Kapasitas memory.

                            2.Kinerja  (kecepatan).

200_ : Komputer meja (PC), PDA, Bionic.

Produk utama : PC, workstation.

Main frame digantikan multiprosesor.

Mini computer digantikan server.

7.3 Generasi Komputer Berdasarkan Teknologinya

1. Vacuum tube - 1946-1957

2. Transistor - 1958-1964

3. Small Scale Integration - 1965 on

4. Up to 100 devices on a chip

5. Medium Scale Integration - to 1971

6. 100-3,000 devices on a chip

7. Large Scale Integration - 1971-1977

8. 3,000 - 100,000 devices on a chip

9. Very Large Scale Integration - 1978 to date

10. 100,000 - 100,000,000 devices on a chip

11. Ultra Large Scale Integration

12. Over 100,000,000 devices on a chip

7.4 Pentium Evolution

1. 8080

First general purpose microprocessor.

8 bit data path.

Used in first personal computer – Altair.

2. 8086

Much more powerful.

16 bit.

Instruction cache, prefetch few instructions.

8088 (8 bit external bus) used in first IBM PC.

3. 80286

16 Mbyte memory addressable.

Up from 1Mb.

4. 80386

32 bit.

Support for multitasking.

5. 80486

Sophisticated powerful cache and instruction pipelining.

built in maths co-processor.

6. Pentium

Superscalar.

Multiple instructions executed in parallel.

7. Pentium Pro

Increased superscalar organization.

Aggressive register renaming.

branch prediction.

data flow analysis.

speculative execution.

8. Pentium II

MMX technology.

Graphics, video & audio processing.

9. Pentium III

Additional floating point instructions for 3D graphics.

10. Pentium 4

Note Arabic rather than Roman numerals.

Further floating point and multimedia enhancements.

11. Itanium

64 bit.

7.5 Peningkatan Kinerja

1. Pendekatan Teknologis / hardware.

    Penggunaan  komponen2 IC, kecepatan tinggi, kerapatan tinggi.

2. Pendekatan Software.

    Efisiensi program, dan Struktur data.

3. Pendekatan Arsitektural.

    Peningkatan aspek fungsional dan struktural.

    Contoh :

    - Arsitektur Instruction set.

    - Struktur pipeline dalam CPU.

    - Pengingat cache.

    - Memory interleaving.

    - Struktur Bus.

    - Prosesor paralel.

      4. Kecenderungan Teknologi Komputer modern.

     1. Integrated circuit technology – 55% atau year

- Transistor density – 35% per year.

- Die size – 10-20% per year.

    2. Semiconductor DRAM.

- Density - 40-60% per year (4x in 3-4 years).

- Cycle time – 33% in years.  

- Bandwidth – 66% in years.

    3. Magnetic disk technology.

- Density – 100% per years.

- Access time – 33% in 10 years.

7.6 Struktur Dasar Sistem Komputer

               Fungsi :                   Komponen :

       1. Data processing            CPU

       2. Control                         CPU

       3. Data movement             I/O unit

       4. Data storage                  Memory

7.7 Arsitektur Berbasiskan Bus

Lima komponen utama :

1. ALU.

2. Control unit.

3. Memory.

4. Input.

5. Output.

a.  (Main) Memory Unit

     Bagian komputer untuk menyimpan program dan data yang sedang

atau siap dieksekusi oleh CPU.

Jenis :   - Random Access memory (RAM).

             - Read Only Memory (ROM).

                              

b.  Input/Output Unit.

        Bagian komputer yang bertugas menangani komunikasi dengan

piranti piranti diluar sistem komputer (periferal).

    Format data masuk/keluar :

    -  Bit Serial.

    -  Bit Paralel.

c. KINERJA (Performance)

       Tujuan utama : Mempekecil waktu - eksekusi program (sejak dimulai  sampai selesai).

a. Waktu-eksekusi

     CPU-time: System-time, yaitu waktu yang dibutuhkan oleh cpu              untuk eksekusi program-program sistem.

     User-time: Waktu yang dibutuhkan oleh cpu untuk eksekusi program user.

     CPU-time = jumlah CPU clock-cycle  x  periode clock.

 b. Clock-cycles per Instruction (CPI)

     Untuk eksekusi sebuah program,

      jumlah clock-cycle CPU = Jumlah instruksi dalam program x clock-cycles rata rata sebuah instruksi.

        = Jumlah instruksi dalam program x CPI x 1/ frekuensi clock.

7.8 Peningkatan Kecepatan (Speed - up)

        Peningkatan kecepatan S adalat perbandingan (ratio) antara waktu yang dibutuhkan untuk mengeksekusi sebuah program pada sistem yang belum ditingkatan kinerjanya dengan waktu yang dibutuhkanpada sistem yang sudah ditingkatkan.

7.9 Kesimpulan

    Arsitektur komputer adalah peralatan yang digunakan untuk melengkapi media komputer, yang mempunyai banyak fungsi dalam mendukung menggunakan komputer.