Pengertian,Struktur dan Fungsi Organisasi dan Arsitektur Komputer

        Pada dasarnya dalam sebuah komputer terdapat struktur yang harus dipertimbangkan dalam proses rangkaiannya. Apalagi  jika seseorang memang paham mengenai komponen-komponennya maka akan lebih memudahkan seseorang dalam memahami hal-hal yang ada dan terjadi pada komputer. Oleh karena itu, adanya mata kuliah mengenai Organisasi dan Arsitektur Komputer semoga bisa menambah wawasan dan pengetahuan kita mengenani hal-hal yang berhubungan dengan software ataupun hardware komputer.

A. Pengertian Organisasi dan Arsitektur Komputer 

        Arsitektur komputer merujuk pada atribut sistem yang visible untuk programmer atau, dengan kata lain, atribut-atribut yang memiliki dampak langsung pada eksekusi logis suatu program. 

Contoh dari atribut meliputi set instruksi, jumlah bit yang digunakan untuk mewakili berbagai jenis data (misal : angka, karakter), mekanisme I/O(Input/output), dan teknik untuk pengalamatan memori. 

        Organisasi Komputer merujuk pada unit-unit operasional beserta interkoneksi antar komponen penyusun komputer yang menyatakan spesifikasi arsitektur tertentu. Atribut organisasi meliputi detail hardware yang transparan terhadap programmer, seperti sinyal kontrol, interface (antarmuka) serta teknologi memoriyang digunakan Perbedaan pengertian antara arsitektur dan organisasi menjadi penting karena banyak dari pabrikan komputer menawarkan family (keluarga) dari model komputer. Sebagai contoh semua keluarga Intel x86 memiliki arsitektur dasar yang sama dan keluarga IBM System/370 memiliki arsitektur dasar yang sama karena hal tersebut berkaitan dengan kompatibilitas kode yang dibuat. Kode-kode komputer dari keluarga yang sama memiliki fitur “backwards compatibility mode” yaitu kemampuan kode untuk mengadaptasi sistem sebelumnya. Meskipun demikian, family computer yang memiliki persamaan arsitektur tidak berarti memiliki persamaan organisasi. Komputer yang diproduksi dengan versi yang berbeda memiliki organisasi yang tidak sama antara satu dengan lainnya. Perkembangan teknologi tidak hanya mempengaruhi organisasi sebuah komputer tetapi juga menghasilkan pengenalan arsitektur yang lebih powerful dan kompleks.

 B. Pengertian Struktur dan Fungsi Komputer 

Komputer merupakan sebuah sistem yang kompleks dan terdiri atas jutaan komponen dasar elektronik. Oleh karena itu untuk memudahkan dalam pendeskripsian perlu dikenali sifat hirarkis dari sistem tersebut. 

  

Sebuah sistem hirarkis adalah seperangkat subsistem yang saling terkait, yang masing-masing akan berakhir, pada gilirannya, hirarki dalam struktur akan mencapai beberapa tingkat terendah dari subsistem dasar. Perilaku pada setiap level hierarki hanya bergantung pada sistem di tingkat yang lebih rendah berikutnya dan telah disederhanakan. Pada setiap tingkatan tersebut, desainer menghubungkan antara struktur dan fungsi sebuah komputer. 

        Struktur adalah cara di mana komponen saling berhubungan satu sama lain dan fungsi merupakan operasi dari masing- masing komponen sebagai bagian dari struktur. 

1. Fungsi 

    Semua fungsi komputer meliputi 4 hal yaitu : 

    • Data processing (Pengolahan data) 

    • Data storage ( Penyimapanan data) 

    • Data movement ( Pergerakan data) 

    • Control ( Kontrol) 

Dalam mendeskripsikan sebuah fungsi komputer ada dua pendekatan yaitu dari level paling rendah ke level tertinggi atau sebaiknya dari gambaran paling umum kemudian mengerucut ke bagian-bagian sub sistem. Pada pembelajaran ini akan digunakan pendekatan yang kedua. Gambaran fungsional dari sebuah komputer tampak pada gambar 1 berikut. 

Gambar 1.1 Gambaran fungsional dari sebuah komputer

Jika gambar 1 tersebut diatas dipilah sesuai dengan masing-masing fungsi komputer, maka akan tampak sebagai berikut. 

Gambar 1.2 Fungsi Operasi Komputer

(a) Perpindahan Data 

(b) Penyimpanan Data 

(c) Pemrosesan dari dan menuju storage (media penyimpanan) 

(d) Pemrosesan dari storage ke perangkat I/O 

    Sebuah komputer harus mampu melakukan pemrosesan data dalam format yang beragam dan cakupan pemrosesan yang sangat luas. Lokasi data yang diproses oleh unit pemrosesan tidak selalu sama oleh karena itu salah satu fungsi dasar dari komputer adalah kemampuanya untuk memindahkan data dari satu tempat ke tempat lain yang dibutuhkan sebagai contoh perpindahan katakter dari keyboard ke screen. Meskipun pemrosesan data dilakukan dengan sangat cepat namun kenyataanya butuh satu tempat penyimpanan sementara selama proses berlangsung. Data-data komputer yang dibutuhkan dan data hasil pemrosesan disimpan dalam storage atau media penyimpanan untuk selanjutnya dilakukan pemrosesan ulang dari storage ke perangkat I/O atau sebaliknya sebagai contoh adalah perpindahan data pada saat men-download ataupun meng-upload dari/ke internet. Ketiga operasi komputer tersebut yakni pemrosesan, penyimpanan dan perpindahan data membutuhkan kendali yang dapat mengatur kinerja sistem sehingga bisa harmonis, disinilah operasi kontrol bekerja. 

2. Struktur 

    Dalam pemanfaatanya di kehidupan sehari-hari, komputer digunakan secara bersamasama dengan berbagai perangkat dari lingkungan eksternal. Secara general perangkat lingkungan terbagi menjadi dua bagian yaitu perangkat peripheral dan jalur komunikasi. Sebagaimana tampak pada gambar 1.3 berikut

 Gambar 1.3 Interaksi computer dengan lingkungan eksternal

        Struktur internal computer terdiri empat bagian utama yaitu unit pemrosesan terpusat (central processing unit - CPU), memory utama, I/O dan system interkoneksi. Gambar 1.4 menunjukkan struktur top level dari sebuah komputer. 

Gambar 1.4 Struktur - Top Level Komputer

         CPU bertugas dalam mengontrol operasi komputer dan melakukan fungsi pemrosesan data sehingga biasa disebut processor. Main memory digunakan untuk menyimpan data dan I/O berfungsi sebagai media penghubung antara bagian dalam computer (internal system) dengan lingkungan eksternal. Melalui I/O data bisa dipindahkan dari storage di dalam 4 komputer ke media penyimpanan lain di luar computer. Sistem interkoneksi berfungsi untuk menghubungkan semua bagian yang ada pada komputer. Sistem bus ini pula yang menyediakan komunikasi antara CPU, main memory dan I/O. Salah satu sistem interkoneksi yang sangat terkenal adalah sistem bus, yang terdiri dari sejumlah kabel yang terhubung ke komponen- komponen computer. Maing-masing bagian dari komputer masih terbagi menjadi sub sistem yang lebih kecil. Sebagai contoh pada gambar 1.5 diatas adalah komponen penyusun CPU. Struktur dari CPU terdiri dari banyak register, ALU (arithmetic and logic unit), control unit, serta internal CPU interconnection. Register berfungsi untuk menyediakan storage internal pada CPU, ALU melaksanakan fungsi pemrosesan data, control unit bertugas dalam mengontrol operasi CPU termasuk operasi computer sedangkan CPU interconnection menyediakan meekanisme komunikasi antara register, ALU (arithmetic and logic unit) dan control unit. 

Gambar 1.5 Struktur – CPU

        Setiap bagian sub sistem dari CPU memiliki hieraki yang lebih rendah lagi. Misalnya control unit merupakan integrase dari sequencing logic, control unit registers and decoders serta control memory. Demikian seterusnya hingga sistem komputer yang kompleks mencapai hierarki pada level yang paling rendah dan sederhana. 

Gambar 1.6 Struktur - Control Unit

C. Ringkasan Eksekutif  

        Komputer adalah sebuah mesin elektronik yang secara cepat menerima informasi masukan digital dan mengolah informasi tersebut menurut seperangkat instruksi yang tersimpan dalam komputer dan menghasilkan keluaran informasi yang dihasilkan setelah diolah. Organisasi Komputer adalah bagian yang terkait erat dengan unit–unit operasional dan interkoneksi antar komponen penyusun sistem komputer dalam merealisasikan aspek arsitekturalnya. 

    Arsitektur Komputer lebih cenderung pada kajian atribut–atribut sistem komputer yang terkait dengan seorang programmer. 

Fungsi dasar sistem komputer adalah Fungsi Operasi Pengolahan Data, Penyimpanan Data, Fungsi Operasi Pemindahan Data, Fungsi Operasi Kontrol. Struktur internal komputer meliputi: Central Processing Unit(CPU), Memori Utama, I/O, Sistem Interkoneksi. ∙ Struktur internal CPU meliputi: Control Unit, Aritmetic And Logic Unit(ALU), Register, CPU Interkoneksi.

        Demikianlah materi mengenai Organisasi dan Arsitektur Komputer pada pembahasan awal ini, nantikan materi mengenai EVOLUSI DAN PERFORMA (KINERJA) KOMPUTER pada pembahasan berikutnya.