Pengertian Arsitektur
Komputer
Arsitektur
komputer adalah konsep perencanaan dan struktur pengoperasian dasar dari
suatu sistem komputer.
Arsitektur komputer merupakan 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 dan lain sebagainya. Beberapa
contoh dari arsitektur komputer adalah arsitektur Von
Neumann, CISC, RISC, Blue Gene, dan lainnya.
Arsitektur
komputer juga 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.
Arsitektur
komputer ini paling tidak mengandung 3
sub-kategori:
· Set instruksi (ISA)
· Arsitektur mikro dari ISA, dan
· Sistem desain dari seluruh komponen dalam perangkat keras
komputer ini.
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”.
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
· 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
· 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
· Penggunaan mode pengalamatan
sederhana, hampir sama dengan instruksi menggunakan pengalamatan register.
· Penggunaan format-format instruksi
sederhana, panjang instruksinya tetap dan disesuaikan dengan panjang word.
3.
Arsitektur CISC (Complex Instruction Set Computing)
CISC atau kumpulan instruksi komputasi kompleks
adalah suatu arsitektur komputer dimana setiap instruksi akan menjalankan
beberapa operasi tingkat rendah, seperti pengambilan dari memori (load ),
operasi aritmatika, dan penyimpanan kedalam memori (store) yang saling bekerja
sama. Tujuan utama dari arsitektur CISC adalah melaksanakan suatu instruksi
cukup denganbeberapa baris bahasa mesin yang relatif pendek sehingga
implikasinya hanya sedikit saja RAM yangdigunakan untuk menyimpan
instruksi-instruksi tersebut. Arsitektur CISC menekankan padaperangkat keras
karena filosofi dari arsitektur CISC yaitu bagaimana memindahkan
kerumitanperangkat lunak ke dalam perangkat keras.
CISC 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. Sebelum proses RISC didesain
untuk pertama kalinya, banyak arsitek komputer mencoba menjembatani celah
semantik”, yaitu bagaimana cara untuk membuat set-set instruksi untuk
mempermudah pemrograman level tinggi dengan menyediakan instruksi “level
tinggi” seperti pemanggilan procedure, proses pengulangan dan mode-mode
pengalamatan kompleks sehingga struktur data dan akses array dapat
dikombinasikan dengan sebuah instruksi. Karakteristik CISC yg “sarat informasi”
ini 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.
4. Blue Gene
Blue Gene adalah sebuah arsitektur komputer yang dirancang untuk
menciptakan beberapa superkomputer generasi berikut, yang
dirancang untuk mencapai kecepatan operasi petaflop (1 peta = 10
pangkat 15), dan pada 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.
EVOLUSI
ARSITEKTUR KOMPUTER
1. Generasi
Pertama : Tabung Vakum (1945 – 1955)
ENIAC ENIAC (Electronic
Numerical Integrator And Computer), pada tahun 1946 dirancang dan dibuat oleh
John Mauchly dan John Presper Eckert di Universitas Pennsylvania merupakan
komputer digital elektronik untuk kebutuhan umum pertama di dunia. ENIAC dibuat
di bawah lembaga Army’s Ballistics Research Laboratory (BRL).
Sebuah badan yang bertanggung jawab dalam pembuatan jarak dan tabel lintasan
peluru kendali senjata baru. Sebelumnya tugas ini dilakukan oleh kurang lebih
200 personil dengan menggunakan kalkulator untuk menyelesaikan persamaan
matematis peluru kendali yang memakan waktu lama. Tahun 1946 komputer
dengan stored-program concept dipublikasikasikan, yang kemudian di
kenal dengan Komputer IAS (Computer of Institute for Advanced Studies). Struktur
komputer IAS ini terdiri : 1. Memori Utama, untuk menyimpan data
maupun instruksi. 2. Arithmetic Logic Unit (ALU), untuk mengolah
data binner. 3. Control Unit, untuk melakukan interpretasi
instruksi – instruksi di dalam memori sehingga adanya eksekusi instruksi
tersebut. 4. I/O, untuk berinteraksi dengan lingkungan luar.
2. Generasi
Kedua : Transistor (1955 – 1965)
Komputer era ini tidak
lagi menggunakan tabung vakum yang memerlukan daya operasional besar, tabung –
tabung itu digantikan komponen kecil bernama transistor. Konsumsi daya
listrik amat kecil dan bentuknyapun relatif kecil. Transistor ditemukan
di Bell Labs pada tahun 1947 dan tahun 1950 telah meluncurkan revolusi
elektronika modern. Transistor mulai dugunakan di dalam komputer mulai pada
tahuun 1956. Beberapa bahasa pemrograman mulai bermunculan pada saat itu.
Seperti cobol dan fortran.
3. Generasi
Ketiga : Integrated Circuits (1965 – 1980)
Pada tahun 1958 terjadi
revolusi elektronika kembali, yaitu ditemukannya integrated circuit
(IC) yang merupakan penggabungan komponen – komponen elektronika dalam suatu
paket. IC mengkombinasikan tiga komponen elektronik dalam sebuah piringan
silikon kecil yang terbuat dari pasir kuarsa. Dengan ditemukan IC ini semakin
mempercepat proses komputer, kapasitas memori makin besar dan bentuknya semakin
kecil.
4. Generasi
Keempat : Very Large Scale Integration (1980an)
Era keempat
perkembangan genarasi komputer ditandai adanya VLSI. Paket VLSI dapat menampung
10.000 komponen lebih per kepingnya dengan kecepatan operasi mencapai 100juta
operasi per detiknya. Masa – masa ini diawali peluncuran mikroprosesor Intel
seri 4004. Mikroprosesor 4004 dapat menambahkan dua bilangan 4 bit dan hanya
dapat mengalikan dengan cara pengulangan penambahan. Memang masih primitif,
namun mikroprosesor ini tonggak perkembangan mikroprosesor – mikroprosesor
canggih saat ini. Tidak ada ukuran pasti dalam melihat mikroprosesor, namun
ukuran terbaik adalah lebar bus data : jumlah bit data yang dapat dikirim –
diterima mikroprosesor. Ukuran lain adalah jumlah bit dalam register.
Tahun 1972 diperkenalkan dengan mikroprosesor 8008 yang merupakan mikroprosesor
8 bit. Mikroprosesor ini lebih kompleks instruksinya tetapi lebih cepat
prosesnya dari pendahulunya.
5. Generasi
Kelima
Sebenarnya cukup sulit
mendefinisikan komputer generasi kelima ini, dikarenakan masih terlalu muda.
Contoh imajinatif komputer genrasi kelima adalah komputer fiksi HAL9000 dari
novel karya Arthur C Clarke berjudul 2001:Space Odyssey. Dengan kecerdasan
buatan (AI) HAL dapat culup memiliki nalar untuk melakukan percakapan dengan manusia,
menggunakan masukan visula dan nelajar dari pengalamnnya sendiri. Secara
prinsip ciri-ciri komputer masa mendatang adalah lebih canggih dan lebih murah
dan memiliki kemampuan yang komplek karena mempunyai kecerdasan buatan.
Referensi :
Tidak ada komentar:
Posting Komentar