Pengertian Arsitektur Komputer

Pengertian Arsitektur komputer adalah konsep perencanaan dalam sebuah sistem komputer. Di dalam arsitektur komputer juga terdapat struktur pengoprasian dasar dari perangkat komputer itu sendiri. Bagaimana nantinya komputer yang akan dirancang dapat beroperasi secara semestinya.Jadi, arsitektur komputer merupakan bahan dasar untuk merancang komputer. Selebihnya, ada beberapa macam dalam arsitektur komputer.

Arsitektur komputer tidak hanya mempelajari tata letak perangkat komputer, namun juga mencakup atribut-atribut dalam sebuah perangkat komputer. Beberapa atribut komputer yang dirancang dalam arsitektur komputer antara lain: set intruksi, jumlah bit yang dipakai untuk mengoperasikan beberapa jenis data, jenis aritmetika yang dipakai, mekanisme I/O, teknik pengalamatan dan masih banyak lagi.

Kategori dalam arsitektur komputer terbagi menjadi 3 bagian, yaitu set intruksi (ISA), arsitektur mikro oleh ISA, serta sistem desain untuk seluruh komponen dalam sebuah perangkat komputer.

Selain itu, bagian pokok dari sebuah arsitektur komputer terbagi menjadi 2 bagian, yaitu:

Arsitektur Set Instruktur (Instructure Set Architecture) – Menentukan pemrograman komputer yang berkaitan dengan perangkat lunak komputer.

Arsitektur Sistem Perangkat Keras (Hardware System Architecture) – Menentukan beberapa perangkat komputer yang berbasiskan hardware (perangkat keras).

Skema Arsitektur Komputer

Pada sistem komputer yang lebih maju, arsitekturnya lebih kompleks. Untuk meningkatkan performa, digunakan beberapa buah bus. Tiap bus merupakan jalur data antara beberapa device yang berbeda. Dengan cara ini RAM Processor, GPU (VGA AGP) dihubungkan oleh bus utama berkecepatan tinggi yang lebih dikenal dengan nama FSB (Front Side Bus). Sementara perangkat lain yang lebih lambat dihubungkan oleh bus yang berkecepatan lebih rendah yang terhubung dengan bus lain yang lebih cepat sampai ke bus utama. Untuk komunikasi antar bus ini digunakan sebuah bridge.

Tanggung jawab sinkronisasi bus yang secara tak langsung juga mempengaruhi sinkronisasi memori dilakukan oleh sebuah bus controller atau dikenal sebagai bus master. Bus master akan mengendalikan aliran data hingga pada satu waktu, bus hanya berisi data dari satu buah device. Pada prakteknya bridge dan bus master inidisatukan dalam sebuah chipset.

Keterangan: GPU = Graphics Processing Unit; AGP = Accelerated Graphics Port; HDD = Hard Disk Drive; FDD = Floppy Disk Drive; FSB = Front Side Bus USB.

Bootstrap program utama kemudian akan mencari dan meload kernel sistem operasi ke memori lalu dilanjutkan dengan inisialisasi sistem operasi. Dari sini program sistem operasi akan menunggu kejadian tertentu. Kejadian ini akan menentukan apa yang akan dilakukan sistem operasi berikutnya (event-driven).

Penjelasan Arsitektur Komputer

Kejadian ini pada komputer modern biasanya ditandai dengan munculnya interrupt dari software atau sehingga sistem operasi ini disebut Interrupt-driven. Interrupt dari hardware biasanya dikirimkan melalui suatu signal tertentu, sedangkan software mengirim interrupt dengan cara menjalankan system call atau juga dikenal dengan istilah monitor call.

System/Monitor call ini akan menyebabkan trap yaitu interrupt khusus yang dihasilkan oleh software karena adanya masalah atau permintaan terhadap layanan sistem operasi Trap ini juga sering disebut sebagai exception.

Setiap interrupt terjadi, sekumpulan kode yang dikenal sebagai ISR (Interrupt Service Routine) akan menentukan tindakan yang akan diambil. Untuk menentukan tindakan yang harus dilakukan, dapat dilakukan dengan dua cara yaitu polling yang membuat komputer memeriksa satu demi satu perangkat yang ada untuk menyelidiki sumber interrupt dan dengan cara menggunakan alamat-alamat ISR yang disimpan dalam array yang dikenal sebagai interrupt vector di mana sistem akan memeriksa Interrupt Vector setiap kali interrupt terjadi.

Arsitektur interrupt harus mampu untuk menyimpan alamat instruksi yang di- interrupt. Pada komputer lama, alamat ini disimpan di tempat tertentu yang tetap, sedangkan pada komputer baru, alamat itu disimpan di stack bersama-sama dengan informasi state saat itu.

Jenis Arsitektur Komputer

Arsitek-tur komputer tidak hanya ada satu jenis saja, melainkan ada beberapa jenis arsitek komputer yang ada di dunia ini. Berikut jenis arsitek-tur komputer adalah:

1. Komputer MISD

MISD adalah kepanjangan dari Multiple Instruction Single Data merupakan jenis arsitek komputer dimana memiliki fungsi dalam melakukan eksekusi data yang bisa diproses oleh processor yang berbeda-beda. Jika dilihat secara struktur, komputer MISD tidak ada beda jauh dengan komputer SISD, hanya saja perbedaanya dari processor yang digunakan lebih dari satu unit.

2. Komputer MIMD

Jenis arsitek komputer yang kedua adalah MIMD, MIMD adalah kepanjangan dari Multiple Instruction Multiple Data. Komputer MIMD adalah komputer yang memiliki beberapa processor yang diatur secara parallel dengan menggunakan unit pengontrol. Selain itu dalam menjalankan perintah bisa dijalankan meskipun berbeda-beda perintahnya.MIMD ini termasuk komputer yang bisa menjalankan aplikasi yang membutuhkan kinerja processor yang tinggi.

3. Komputer SISD

SISD (Single Instruction Single Data) adalah jenis arsitek komputer buatan dari Von Neumann dengan ciri khas processor yang digunakan hanya satu buah saja. Komputer ini bekerja dengan skema aritmatika dan logika, dimana semua dilakukan dengan satu perhitungan saja. Sebab saat terjadi instruksi, sistem yang ada di komputer akan membaca sekali saja kemudian melakukan apa instruksi tersebut. Contohnya bisa ditemui pada komputer mini dan PC.

4. Komputer SIMD

Jenis komputer yang terakhir adalah SIMD atau Single Intruction Multiple Data yaitu jenis komputer yang dibuat secara parallel. Jadi komputer ini bisa mengendalikan banyak processor dari satu sistem kendali saja. Contohnya adalah ILC, Star-100, DRAY-1.

Klasifikasi Arsitektur Komputer

Pada komputer, arsitekturnya dibagi lagi klasifikasinya, disini kami akan membahas klasifikasi arsitek komputer menurut Von Neumann dan Flyyn. Apa saja klasifikasinya?

Klasifikasi Komputer Menurut Von Neumann

• Memiliki hardware dasar yaitu CPU, Memori dan Input Output sistem.
• Komputer merupakan stored program.
• Bisa menjalankan instruksi secara berurutan.
• Memiliki jalur (bus) yang letaknya diantara memory dan CPU.

Klasifikasi Komputer Menurut Flyyn

• Jumlah prosesor yang digunakan.
• Struktur memory.
• Jumlah program yang bisa dijalankan.

Klasifikasi arsitektur komputer lainnya

• Mesin Von Neumann.
• Standar Mesin Von Neumann.

1. Memiliki subsistem perangkat keras dasar, yaitu CPU, memori dan sistem I / O
2. Merupakan komputer yang menyimpan program
3. Instruksi dalam urutan
4. Ada jalur bus antara memori dan CPU

Menurut penelitian Flyyn pada tahun 1966, arsitek-tur komputer pada dasarnya diklasifikasikan:

• Jumlah prosesor.
• Jumlah program yang bisa dijalankan.
• Struktur memori.

Ada beberapa faktor yang mempengaruhi keberhasilan arsitek-tur komputer, diantaranya:

• Manfaat konstruksi.
• Performa sistem.
• Biaya sistem.

Terdapat empat metode utama untuk mengetahui keberhasilan struktur sistem, yaitu manfaat struktur sistem, yaitu:

1. Aplicability.
2. Maleability.
3. Expandibility.
4. Comptible.

Klasifikasi Arsitektur Von Neumann

Arsitektur von Neumann adalah arsitektur yang digunakan oleh kebanyakan komputer saat ini. Penemu model ini adalah matematikawan John Von Neumann (John Von Neumann, 1903-1957). Ciri-ciri mesin Von Neumann adalah sebagai berikut:

Terdiri dari beberapa komponen, antara lain: memori utama (digunakan untuk menyimpan data atau instruksi), unit logika aritmatika (digunakan untuk mengolah data), unit kontrol, peralatan I / O (digunakan untuk berinteraksi dengan lingkungan luar)

Sebuah jalur bus dibuat di antara berbagai komponen mesin von Neumann.

Mesin menjalankan instruksi secara berurutan.

Stored-Program komputer atau program tersimpan yang menyimpan instruksi program dalam memori elektronik.

Bagian utama dari arsitektur komputer

Ada dua bagian utama dari arsitek-tur komputer yaitu:

• Arsitektur Set Instruktur adalah spesifikasi yang menentukan bagaimana pemrogram bahasa mesin berinteraksi dengan komputer.

• Arsitektur sistem perangkat keras merupakan subsistem perangkat keras dasar, yaitu: CPU, memori dan OS.

Faktor Yang Memengaruhi Arsitek Komputer

Dalam membuat arsitek komputer yang handal, terdapat beberapa faktor yang berpengaruh besar terhadap arsitek komputer. Apa saja itu? Berikut pembahasannya.

1. Manfaat dari arsitektur komputer

Ada 4 manfaat besar dari arsitek komputer yaitu applicability, malleability, expandability dan compatible.

2. Kinerja sistem

Untuk mengukur seberapa bagus kinerja sistem, ada beberapa program yang dijadikan standart dalam pengukuran kinerja komputer, seperti berikut ini:

MIPS (Million Instruction Per Second)

MFLOP (Million Floating Point Per Second)

VUP (VAZ Unit of Performance)

Ukuran kinerja untuk Input Output sistem:

Sistem Operasi Bandwidth

Operasi Input Output perdetik

Ukuran kinerja untuk memory komputer:

Memory bandwidth

Waktu akses memory

Ukuran besar memory

3. Biaya sistem

Faktor yang ketiga adalah mengenai biaya sistem yang bisa diukur dengan beberapa cara berikut:

bilitas komputer

Kemudahan dalam perbaikan

Komsumsi daya listrik

Berat hardware

Kekebalan

Interface 

Bagian Pokok Arsitek Komputer

Ada dua bagian pokok pada arsitek komputer, yakni:

Instructure Set Arhitecture adalah spesifikasi yang menjadi penentu bagaimana programmer bahasa mesin berinteraksi terhadap komputer

Hardware System Architecture adalah subsistem perangkat keras dasar yaitu: CPU, memori dan OS.