Komputer merupakan perangkat elektronik
yang sudah tidak asing lagi di kalangan anak-anak hingga orang dewasa,
tentunya dengan tingkat pemahaman dan penggunaan yang
berbeda-beda. 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”.
A. 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, sistem memori, dan
sinyal–sinyal kontrol.
B. Arsitektur Komputer
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.
C. CPU (Central Prosessing Unit)
Unit Pengolah Pusat atau CPU (Central processing Unit)
berperan untuk memproses perintah yang diberikan oleh pengguna
komputer, mengelolanya bersama data-data yang ada di komputer. Unit atau
peranti pemprosesan juga akan berkomunikasi dengan peranti input ,
output dan storage untuk melaksanakan instruksi yang saling terkait.
Dalam arsitektur von Neumann yang asli,
ia menjelaskan sebuah Unit Aritmatika dan Logika, dan sebuah Unit
Kontrol. Dalam komputer-komputer modern, kedua unit ini terletak dalam
satu sirkuit terpadu (IC – Integrated Circuit), yang biasanya disebut CPU (Central Processing Unit).
Unit Aritmatika dan Logika, atau Arithmetic Logic Unit (ALU),
adalah alat yang melakukan pelaksanaan dasar seperti pelaksanaan
aritmatika (tambahan, pengurangan, dan semacamnya), pelaksanaan logis
(AND, OR, NOT), dan pelaksanaan perbandingan (misalnya, membandingkan
isi sebanyak dua slot untuk kesetaraan). Pada unit inilah dilakukan
“kerja” yang sebenarnya.
Unit kontrol menyimpan perintah
saat ini yang dilakukan oleh komputer, memerintahkan ALU untuk
melaksanaan dan mendapatkan kembali informasi (dari memori) yang
diperlukan untuk melaksanakan perintah itu, dan memindahkan kembali
hasil ke lokasi memori yang sesuai. Unit ini berfungsi mengontrol
pembacaan instruksi program komputer.
D. Memori
Memori adalah sebuah array yang besar dari word atau byte, yang ukurannya mencapai ratusan, ribuan,atau bahkan jutaan. Setiap word atau bytemempunyai alamat tersendiri. Main memory berfungsi sebagai tempat penyimpanan yang akses datanya digunakan oleh CPU atau perangkat I/O. Main-memory termasuk tempat penyimpanan data yang sementara (volatile),
artinya data dapat hilang begitu sistem dimatikan. Sistem operasi
bertanggung jawab atas aktivitas-aktivitas yang berkaitan dengan
manajemen memori seperti: menjaga track dari memori yang sedang
digunakan dan siapa yang menggunakannya; memilih program yang akan
di-load ke memori; dan mengalokasikan dan mendealokasikan memoryspace sesuai kebutuhan. Main memory dapat
dibayangkan sebagai kumpulan kotak-kotak yang masing dapat menyimpan
suatu penggal informasi baik berupa data maupun instruksi. Umumnya
1 byte memory terdiri dari 8 bit
dan tiap bit diwakili oleh 1 atau 0. Kombinasi bit dalam1 byte tersebut
membentuk suatu kode yang mewakili isi dari lokasimemory. Kode yang digunakan untuk mewakilinya tergantung dari komputer yang digunakan,dapat membentuk sistem kode BCD (Binary-Coded Decimal), sistem kode SBCDIC (Standard Binary Coded Decimal Interchange Code), sistem kode EBCDIC (Extended Binary Coded Decimal Interchange Code) atau sistem kode ASCII (American Standard Code for Information Interchange).
- Memori dikelompokkan menjadi 2 yaitu:
Ø RAM (Random Access Memory)
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.
Struktur dari RAM, dibagi menjadi:
1. Input Storage, digunakan untuk menampung input yang dimasukkan lewat
alat input;
2. Program Storage, digunakan untuk menyimpan semua instruksi program
yang akan diproses;
3. Working Storage, digunakan untuk menyimpan data yang akan diolah dan
hasil dari pengolahan;
4. Output Storage, digunakan untuk menampung hasil akhir dari pengolahan datayang akan ditampilkan ke alat output.
Ø ROM (Read Only Memory)
Memori ini hanya dapat dibaca saja,
programer tidak bisa mengisi sesuatu ke dalam ROM. Isi ROM sudah diisi
oleh pabrik pembuatnya berupa sistem operasi yang terdiri dari
program-program pokok yang diperlukan oleh sistem komputer, seperti
program untuk mengatur penampilan karakter, pengisian tombol kunci dan bootstrap program.
Bootstrap program diperlukan pada waktu pertama kali sistem komputer diaktifkan, yang proses ini disebut dengan istilah booting, yang terdiri dari:
1. Cold booting, yaitu proses mengaktifkan sistem komputer pertama kali untuk
mengambil bootsrap program dari keadaan listrik komputer mati.
2. Warm booting, yaitu proses pengulangan pengambilan bootstrapprogram
dalam keadaan komputer masih hidup.
Instruksi yang tersimpan di ROM disebut dengan microinstruction atau microcodeatau disebut juga firmware. Isi dari ROM tidak boleh hilang atau rusak, karena dapat menyebabkan sistem komputer tidak berfungsi. ROM bersifat non volatile, artinya isinya tidak hilang bila listrik komputer dimatikan.
Jenis-jenis ROM:
1. PROM (Programmable Read Only Memory), yaitu ROM yang dapat diprogram
sekali saja dan tidak dapat diubah kembali
2. EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory), yaitu ROM yang dapat
dihapus dengan sinar ultra violet serta dapat diprogram kembali berulang-ulang
3. EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), yaitu
ROM yang dapat dihapus secara elektronik dan dapat diprogram kembali.
E. I/O Port
Alat-alat input/output tidak dilekatkan langsung dengan bus tetapi melalui suatu I/O port atau I/O interface.
Alat-alat input/output dapat berkomunikasi dengan CPU dengan cara
mengirimkan informasi yang akan dikomunikasikan lewat bus. Informasi
yang dikirim dari alat input/output (peripheral device) kemain memory atau ke register di CPU diletakan di I/O port dan dikirimkan lewat data bus. Demikian juga bila informasi dari main memory akan dikirimkan ke peripheral device juga melalui data bus dan diterima di I/O port. Cara ini disebut juga dengan program-controlled I/O.
Cara ini banyak diterapkan pada alat I/O yang hanya dapat menangani
satu karakter atau 1 byte atau 1 word saja tiap saat misalnya keyboard.
F. Instruksi
Perintah yang dibicarakan di atas bukan
perintah seperti bahasa manusiawi. Komputer hanya mempunyai perintah
sederhana dalam jumlah terbatas yang dirumuskan dengan baik. Perintah
biasa yang dipahami kebanyakan komputer ialah “menyalin isi sel 123, dan
tempat tiruan di sel 456″, “menambahkan isi sel 666 ke sel 042, dan
tempat akibat di sel 013″, dan “jika isi sel 999 adalah 0, perintah
berikutnya anda di sel 345″.
Instruksi diwakili 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 praktiknya, 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).
G. Pengalamatan
Pengalamatan adalah bagaimana cara menunjuk dan mengalamati suatu lokasi memori pada sebuah alamat di mana operand akan diambil. Mode pengalamatan diterapkan pada set instruksi, dimana pada umumnya instruksi terdiri dari opcode (kode
operasi) dan alamat. Setiap mode pengalamatan memberikan fleksibilitas
khusus yang sangat penting. Mode pengalamatan ini meliputi direct addressing, indirect addressing, dan immediate addressing.
1. Direct Addresing
Dalam mode pengalamatan direct addressing,
harga yang akan dipakai diambil langsung dalam alamat memori lain.
Contohnya: MOV A,30h. Dalam instruksi ini akan dibaca data dari RAM
internal dengan alamat 30h dan kemudian disimpan dalam akumulator. Mode
pengalamatan ini cukup cepat, meskipun harga yang didapat tidak langsung
seperti immediate, namun cukup cepat karena disimpan dalam RAM
internal. Demikian pula akan lebih mudah menggunakan mode ini daripada
mode immediate karena harga yang didapat bisa dari lokasi memori yang
mungkin variabel.
Kelebihan dan kekurangan dari Direct Addresing antara lain :
Kelebihan
· Field alamat berisi alamat efektif sebuah operand.
Kelemahan
· Keterbatasan field alamat karena panjang field alamat biasanya lebih kecil dibandingkan panjang word.
2. Indirect Addresing
Mode pengalamatan indirect addressing sangat berguna karena dapat memberikan fleksibilitas tinggi dalam mengalamati suatu harga.Mode ini pula satu-satunya cara untuk mengakses 128 byte lebih dari RAM internal pada keluarga 8052. Contoh:
MOV A,@R0. Dalam instruksi tersebut, 89C51 akan mengambil harga yang
berada pada alamat memori yang ditunjukkan oleh isi dari R0 dan kemudian
mengisikannya ke akumulator. Mode pengalamatan indirect addressing selalu
merujuk pada RAM internal dan tidak pernah merujuk pada SFR. Karena
itu, menggunakan mode ini untuk mengalamati alamat lebih dari 7Fh hanya
digunakan untuk keluarga 8052 yang memiliki 256 byte spasi RAM internal.
Kelebihan dan kekurangan dari Indirect Addresing antara lain :
Kelebihan
· Ruang bagi alamat menjadi besar sehingga semakin banyak alamat yang dapat referensi.
Kekurangan
· Diperlukan referensi memori ganda dalam satu fetch sehingga memperlambat preoses operasi.
3. Immediate Addresing
Mode pengalamatan immediate addressing sangat
umum dipakai karena harga yang akan disimpan dalam memori langsung
mengikuti kode operasi dalam memori. Dengan kata lain, tidak diperlukan
pengambilan harga dari alamat lain untuk disimpan. Contohnya: MOV
A,#20h. Dalam instruksi tersebut, akumulator akan diisi dengan harga
yang langsung mengikutinya, dalam hal ini 20h. Mode ini sangatlah cepat
karena harga yang dipakai langsung tersedia.
Kelebihan dan kekurangan dari Immedieate Addresing antara lain :
Keuntungan
· Tidak adanya referensi memori selain dari instruksi yang diperlukan untuk memperoleh operand.
· Menghemat siklus instruksi sehingga proses keseluruhan akan cepat.
Kekurangan
- Ukuran bilangan dibatasi oleh ukuran field alamat
Sumber : http://id.wikipedia.org/wiki/Komputer
