ORGANISASI DAN ARSITEKTR KOMPUTER

ORGANISASI DAN  ARSITEKTUR KOMPUTER

Pengertian Computer

Komputer merupakan sebuah perangkat  elektronik yang memiliki fungsi berlimpah, saat ini komputer telah masuk ditengah-tengah masyarakat umum yang membuat segala hal dapat dikerjakan hanya dengan melakukannya di depan computer. Komputer memiliki perangkat  keras (hardware)  dan perangkat lunak atau Software.

Komputer adalah sebuah mesin hitung elektronik yang secara cepat menerima informasi masukan digital dan mengolah informasi tersebut menurut seperangkat instruksi yang tersimpan dalam komputer tersebut dan menghasilkan keluaran informasi yang dihasilkan setelah diolah. Daftar perintah tersebut dinamakan program komputer dan unit penyimpanannya adalah memori komputer.

Pengertian Organisasi Computer

Organisasi Komputer adalah bagian yang terkait erat dengan unit–unit operasional dan interkoneksi antar komponen penyusun sistem komputer dalam merealisasikan aspek arsitekturalnya. organisasi komputer merupakan bagian-bagian yang mempunyai hubungan erat antar unit operasional serta mempunyai interkoneksi yang terjadi antar komponen dengan tujuan memuwujudkan sistem dari jenis arsitektur yang telah dibangun. Contoh aspek organisasional adalah teknologi hardware, perangkat antarmuka, teknologi memori, sistem memori, dan sinyal–sinyal kontrol. Organisasi Komputer juga terdiri dari bagian yang terkait dengan unit‑unit operasional komputer serta hubungan antara komponen sistem komputer.

Fungsi dari organisasi komputer adalah sebagai berikut.

Fasilitas Pekerjaan

Di dalam organisasi komputer, terbubung berbagai jenis komponen baik itu software serta hardware yang sangat berguna dalam mendukung banyak jenis pekerjaan. Misalnya melalui Microsoft excel seseorang dapat mengolah data dengan sistem yang jauh lebih cepat, kemudian dengan adanya software pengedit video maka seorang vide maker mampu menciptakan kombinasi video yang indah dan layak untuk ditonton.

Komunikasi

Dengan adanya komputer, seseorang bisa berhubungan dengan orang lain melalui sebuah jaringan. Penggunaan komputer sebagai alat telekomunikasi erat kaitannya dengan internet. Penggunaan jaringan internet memungkinkan seseorang untuk berkomunikasi dalam rentang jarak yang begitu jauh.

Komunikasi yang terjadi di dalam organisasi komputer tidak hanya sebatas komunikasi biasa, namun juga bisa melakukan perpindahan data. Contohnya berbagai komputer yang tergabung dalam duatu jaringan LAN atau local area network dapat melakukan transfer data satu sama lain.

Hiburan

Fungsi hiburan sangat erat kaitannya dengan game. Di dalam organisasi komputer, seseorang bisa mengandalkan jaringan untuk bermain game secara bersama-sama. Jika dulu hanya mengandalkan LAN dan jenis jaringan lain ketika ingin bermain game secara bersama-sama, kini jaringan internet lah yang menjadi acuan dimana seseorang bisa bermain game secara bersama-sama meskipun jarak terpisah antara Negara bahkan benua.

Kontrol

Berbagai fasilitas dalam organisasi komputer salah satunya adalah sebagai sarana control. Menggunakan organisasi komputer, seseorang dapat dengan mudah melakukan control misalnya control keamanan terhadap suatau gedung menggunakan organisasi komputer yang terhubung dengan CCTV.

Sebagai contoh apakah suatu komputer perlu memiliki instruksi pengalamatan pada memori merupakan masalah rancangan arsitektural. Apakah instruksi pengalamatan tersebut akan diimplementasikan secara langsung ataukah melalui mekanisme cacheadalah kajian organisasional.

Jika organisasi komputer mempelajari bagian yang terkait dengan unit-unit operasional komputer dan hubungan antara komponen sistem computer,dan interkoneksinya yang merealisasikan spesifikasi arsitektural. Contoh: teknologi hardware, perangkat antarmuka (interface), teknologi memori, sistem memori, dan sinyal–sinyal kontrol.

Pengertian Arsitektur Computer

Arsitektur Komputer adalah  ilmu yang ber tujuan merancang sistem komputer. Tujuan seorang arsitek komputer adalah merancang sebuah sistem dengan kinerja yang tinggi dengan biaya yang layak, memenuhi persyaratan-persyaratan lainnya. Arsitektur Komputer lebih cenderung pada kajian atribut–atribut sistem komputer yang
terkait dengan seorang programmer, karena “Arsitektur Komputer” memberikan berbagai atribut pada sistem komputer yang dibutuhkan oleh seorang perancang software sistem untuk mengembangkan suatu progaram. Model konseptual arsitektur komputer memberikan informasi sebagai berikut. contoh: set instruksi, aritmetilka yang digunakan, teknik pengalamatan, mekanisme I/0.

Arsitektur komputer ini paling tidak mengandung 3 sub-kategori:
1.    Set instruksi (ISA)
2.    Arsitektur mikro dari ISA, dan
3.    Sistem desain dari seluruh komponen dalam perangkat keras komputer ini.

PRINSIP KERJA ORGANISASI DAN ARSITEKTUR KOMPUTER

Komputer mempunyai bagian-bagian yang mempunyai fungsi berbeda-beda. Susunan letak dan hubungan antar bagian-bagian hingga membentuk tubuh komputer disebut sebagai arsitektur komputer. Atau dengan kata lain arsitektur komputer merupakan pengorganisasian bagian-bagian fungsional sebuah komputer.

Perbedaan Antara Organisasi Computer Dengan Arsitektur Computer

Organisasi Computer :

Perbedaaan Utamanya dengan arsitektur computer adalah :

Organisasi Komputer merupakan Bagian yang terkait dengan erat dengan unit – unit operasional, sebagai contoh : teknologi hardware, perangkat antarmuka, teknologi memori, sistem memori, dan sinyal – sinyal control

Yang kedua : Organisasi komputer memberikan gambar yang lebih dalam mengenai struktur fungsional dan interkoneksi logika antara unit-unit (blok fungsional). Biasanya termasuk rincian atau detail hardware yang dapat diketahui oleh pemrogram, seperti sinyal-sinyal kontrol, antarmuka komputer dan peripheral serta teknologi memori yang digunakan.

Yang ketiga : Di dalam organisasi komputer, kita akan menemukan ilmu yang mempelajari bagian-bagian terkait di dalam hubungan tersebut, kemudian kita juga dapat menjalankan operasional sistem kerja dari semua komponen yang terhubung.

Yang keempat : Organisasi komputer merupakan sekumpulan  unit unit operasional pada komputer yang bekerja bersama-sama demi satu tujuan.

Yang kelima : Organisasi komputer dapat berbeda, maksudnya kita di berikan berberapa software yang berbeda tetapi pada akhirnya pembuatan ataupun proses perencanaannya  (arsitekturnya) sama.

Yang keenam : Organisasi komputer harus menyesuaikan perkembangan teknologi artinya  organisasi komputer dapat berubah sesuai dengan perkembangan teknologi.
Pabrik komputer memproduksi sekelompok model komputer, yang memiliki arsitektur sama tapi berbeda dari segi organisasinya yang mengakibatkan harga dan karakteristik unjuk kerja yang berbeda. contoh :

      1. Semua intel family x86 memiliki arsitektur dasar yang sama
      2. Family IBM system/ 370 memiliki arsitektur dasar yang sama
      3. Organisasi antar versi memiliki perbedaan.

Yang ketujuh : Organisasi Komputer berkaitan erat dengan unit-unit operasional dan interkoneksinya yang merealisasikan spesifikasi arsitektural. Contoh Atribut Organisasional Adalah :rincian hardware yang dapat diketahui oleh pemrogram, seperti sinyal kontrol, interface komputer, dan teknologi memori yang digunakan.

Yang terakhir : dapat di simpulkan bahwa organisasi itu sebagai penyedianya atau di ibaratkan sebagai software - softwarenya.

Arsitektur Computer :

Perbedaaan Utamanya dengan organisasi computer adalah :

Arsitektur Komputer merupakan Atribut – atribut sistem komputer yang terkait dengan seorang programmer, sebagai contoh : Set instruksi, aritmetika yang dipergunakan, teknik pengalamatan, mekanisme I/O

Yang kedua : Arsitektur komputer adalah dapat dikategorikan sebagai ilmu dan sekaligus sebagai suatu seni mengenai cara interkoneksi antara berbagai komponen perangkat keras atau hardware untuk dapat menciptakan sebuah komputer yang dapat memenuhi kebutuhan fungsional, kinerja, dan juga target biayanya.

Yang ketiga : Dalam bidang teknik komputer, definisi arsitektur komputer adalah suatu konsep perencanaan dan juga struktur pengoperasian dasar dari suatu sistem komputer atau ilmu yang bertujuan untuk perancangan sistem komputer. Arsitektur komputer adalah     konsep perencanaan dan struktur pengoperasian dasar dari suatu sistemkomputer. Arsitektur komputer ini merupakan rencana cetak-biru dan 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, dll). Beberapa contoh dari arsitektur komputer ini adalah arsitektur von Neumann, CISC, RISC, blue Gene, dll.

Yang keempat : Arsitektur komputer merupakan teknik yang digunakan dalam perancangan suatu organisasi komputer agar dapat berjalan sebagai mana mestinya.

Yang kelima : Arsitektur harus sama, maksudnya kita akan membuat sebuah aplikasi dari beberapa software yang berbeda tetapi pada intinya proses perancangannya nanti sama.

Yang keenam : Arsitektur komputer itu bertahan lama artinya Arsitektur komputer dapat bertahan bertahun-tahun. Sebuah Pabrik komputer memproduksi sekelompok model komputer, yang memiliki arsitektur sama tapi berbeda dari segi organisasinya yang mengakibatkan harga dan karakteristik unjuk kerja yang berbeda. Jika organisasi komputer harus mengikuti perkembangan zaman tetapi arsitektur itu dapat bertahan hingga bertahun – tahun lamanya.

Yang ketujuh : Arsitektur Komputer berkaitan erat dengan atribut-atribut sebuah sistem yang tampak (Visible) bagi seorang program. Contoh Atribut Arsitektural Adalah :set instruksi, jumlah bit utk representasi bermacam jenis data, mekanisme I/O, dan teknik-teknik pengalamatan memory.

Yang terakhir : Dapat di simpulkan bahwa arsitektur itu sebagai perancangnya atau yang akan merancang software tersebut supaya menjadi sebuah aplikasi yang dapat berfungsi dengan baik.

Tujuan Belajar Organisasi Dan Asitektur Computer

~ Untuk Mengetahui tentang organisasi komputer.

~ Untuk mengetahui tentang arstektur komputer.

~ Untuk mengetahui perbedaan antara organisasi dan arsitektur komputer.

~ Untuk mengetahui konsep dasar operasi komputer.

~ Untuk menegtahui berbagai fungsi – fungsi komputer.

~ Materi kuliah Arsitektur dan Organisasi Komputer diselenggarakan dalam rangka memberikan bekal agar mahasiswa memiliki kompetensi terkait dengan perancangan Central Processing Unit dari sebuah komputer serta komponen perangkat keras digital yang membentuknya beserta perangkat disekitarnya.

~ Untuk mengetahui tentang cara kerja organisasi dan arsitektur komputer.

~ Untuk mengetahui struktur dasar komputer.

~ Untuk mengetahui tentang unit fungsional dasar komputer.

Fungsi – Fungsi Komputer

Fungsi adalah operasi dari masing-masing komponen yang merupakan bagian dari struktur.

Sedangkan Fungsi dari komputer, adalah :

          ~ Fungsi Operasi Pengolahan Data

          ~ Fungsi Operasi Penyimpanan Data

          ~ Fungsi Operasi Pemindahan Data

          ~ Fungsi Operasi Kontrol 

Berikut ini penjelasan dari masing – masing fungsi komputer tersebut, adalah :

Komputer Sebagai Pengolah Data

 Komputer sebagai alat untuk mengolah data yaitu untuk mengolah data yang telah kita buat dan akan dip roses di CPU. Jika kita ingin membuka kembali program yang kita buat. Computer akan mengolah dan membuka program yang telah kita buat. Contoh: updating bank statement.

Setiap komputer adalah entri data dirancang sebagai fungsi pertama. yaitu sebelum data ini dapat diteruskan ke prosesor untuk pengolahan ke informasi. Entri data pada dasarnya melibatkan apa yang sering disebut sebagai data input, dan dicapai melalui perangkat input. Tanpa bantuan dari perangkat input maka data tidak bisa di inputkan ke dalam komputer. Aplikasi yang digunakan dalam komputer juga akan menentukan bagaimana data masukan. Ini dapat dilakukan secara manual, secara otomatis atau kombinasi keduanya.Entri manual data berarti bahwa pengguna, operator, atau teknisi akan secara manual memasukkan data ke dalam sistem komputer melalui add-on aksesoris.

Fungsi komputer itu sendiri tidak bisa dipisahkan dalam kehidupan manusia. Manusia menggunakan komputer untuk mengolah kumpulan data yang menghasilkan suatu informasi. Data yang diolah biasanya berupa dokumen, surat, kata, grafik, kondisi, ide, objek, dan lain-lain tergantung kebutuhan dari pengguna komputer tersebut. Dan proses pengolahan data tersebut dilakukan oleh suatu software.

Fungsi komputer yang ini akan selalu berkaitan dengan input device. Berikut beberapa contoh perangkat input komputer adalah keyboard, mouse, scanner, joystik, trackball, digitizer, touchpad, barcode reader, dan masih banyak lagi. Yang termasuk perangkat input dasar adalah keyboard, mouse dan perangkat penyimpanan eksternal: pita magnetik dan kertas unit tape biasanya digunakan di masa lalu.

Sebagai contoh, operator akan input data melalui keyboard untuk komputer dan perangkat pengolahan akan memanipulasi data untuk tampilan atau penyimpanan, tergantung pada fungsi dimaksudkan dan/atau menggunakan. Hari ini, data dapat juga masukan melalui aplikasi dikte vokal dan gerakan tubuh. Otomatis aplikasi dan Robotika dapat juga digunakan untuk cerdas feed komputer. Sebagai contoh, menghitung-hitung proses pemilihan dapat dilakukan jarak jauh dan secara otomatis dengan tepat hardware dan software.

Komputer Sebagai Penyimpan Data

Komputer sebagai alat untuk penimpanan data yaitu untuk menyimpan data yang telah dibuat dan akan bisa membuka kembali file yang telah kita buat. Contoh: download dari internet. Fungsi komputer ini akan selalu berkaitan dengan media penyimpanan, contohnya seperti RAM, ROM, Hardisk, CD/DVD, Flashdisk, dan lain sebagainya.

Fungsi komputer sebagai penyimpan data adalah untuk mengamankan banyak data yang suatu saat nanti data tersebut akan di gunakan kembali untuk diolah. Semua data di dalam komputer disimpan dalam sebuah Harddisk. Hardisk itu sendiri juga memiliki kapasitas memori yang berbeda-beda.

Pengolahan data adalah fungsi utama dan tujuan dari sistem komputer. Ini adalah alasan utama mengapa komputer adalah benar-benar sebuah komputer: yaitu perangkat komputasi. Yang lain aksesoris dan peralatan yang bekerja dengan komputer untuk mengumpulkan, menyimpan dan output data. Fungsinya murni gratis tapi tentu diperlukan dalam rangka untuk menyelesaikan siklus komputasi penuh.
            Pengolahan data dan informasi adalah fungsi langsung dari komputer. Otak dari komputer di mana data diproses disebut unit pemroses Sentral (CPU). Itu adalah sebuah chip yang biasanya mengukur setengah inci dan dimasukkan ke soket motherboard komputer.

Hal ini penting untuk dicatat bahwa unit pengolahan perangkat komputasi pribadi modern terus berevolusi dan mengungguli pendahulunya. Salah satu daerah tertentu adalah penggabungan CPU dan unit pengolahan grafis (GPU) ke dalam apa yang sekarang dikenal sebagai unit pengolahan dipercepat (APU). Penggabungan memungkinkan prosesor baru untuk mengintegrasikan kemampuan pengolahan grafis yang kuat di atas yang tradisional perhitungan aritmatika dan logis. Setelah data diproses ke informasi, itu dapat disimpan atau ditampilkan sesuai kebutuhan pengguna.

Komputer Sebagai Pemindahan Data

Fungsi komputer sebagai pemindahan data adalah untuk mengirim atau menerima data dari komputer satu ke komputer lainnya, agar proses pengolahan data agar lebih mudah.

Komputer sebagai alat untuk pemindahan data yaitu untuk  pemindahan data yang telah dibuat dan akan bisa membuka kembali file yang telah kita buat dengan cara mengcopy paste file yang telah kita buat. Contoh: dari keyboard ke layar monitor.   

Ketika data komputer telah dimanipulasi ke informasi itu sekarang mendapatkan disebarkan untuk berbagai tujuan. Setelah komputer telah diproses data yang diberi makan itu selama fase masukan, itu mengirimkan informasi yang dihasilkan untuk perangkat output untuk penyebaran dipilih. Pada tingkat lokal, olahan data dan informasi dapat sekarang dilihat melalui layar monitor atau dikonsumsi sebagai file audio, atau mana yang berlaku, dicetak sebagai hard copy ke kertas, atau dicetak sebagai 3D model.

Pekerjaan untuk dicetak mungkin laporan bisnis atau hanya berupa huruf; Informasi untuk dilihat pada monitor dapat produksi video selesai pesta keluarga; Audio file dapat menjadi suatu file mp3 yang direkam dan diedit melalui beberapa aplikasi.

Komputer Sebagai Control

Fungsi komputer sebagai kendali adalah di kerjakan oleh seseorang dengan memasukkan perintah-perintah ke dalam sistem komputer, lalu komputer akan mengerjakan sesuai dengan perintah-perintah yang telah di input oleh manusia.

Komputer sebagai alat kendali data yaitu untuk mengatur data yang telah dibuat maupun yang akan dibuat dan akan bisa membuka kembali file yang telah kita buat. Dan bisa mengendalikan apa yang kita perintahkan melalui keyboard dan lain lain.

Unit Fungsional Dasar Komputer

Unit Fungsional Dasar Komputer terdiri dari :

Unit Input (Input Device)

Yaitu perangkat keras komputer yang berfungsi sebagai alat untuk memasukkan data dan perintah ke dalam komputer. Setiap komputer mempunyai input device dasar seperti keyboard dan mouse. Selain itu input device tambahan seperti scanner, microphone, joystick, dan webcam.

Informasi yang diinputkan pengguna dapat berupa data atau instruksi. Instruksi, atau biasanya disebut machine instruction, adalah perintah eksplisit yang:

- mengatur transfer informasi, baik di dalam komputer maupun antara komputer dengan alat I/O (Input Output).
- menentukan operasi aritmatika dan logic mana yang akan dipakai untuk mengolah data.

Daftar instruksi yang menyelesaikan suatu proses tertentu disebutprogram. Biasanya, program disimpan di memori. Data adalah angka/ huruf/ karakter yang tersandi, yang akan menjadi objek operasi dari instruksi. Namun kadang "data" juga digunakan untuk mewakili semua informasi digital yang akan diolah di komputer.

Unit input adalah (masukan) unit luar yang digunakan untuk memasukkan data dari luar ke dalam mikroprosesor ini, contohnya data yang berasal dari keyboard atau mouse. Unit input ini selalu berkaitan dengan perangkat keras atau input device, contohnya seperti keyboard, mouse, joystick, scanner, dan masih banyak lagi yang lainnya.

Input (Masukan)Adalah perangkat keras komputer yang berfungsi sebagai alat untuk memasukan data atau perintah ke dalam komputer yang berupa signal input atau maintenance input. Terminal dapat dihubungkan ke sistem komputer dengan menggunakan kabel langsung atau lewat alat komunikasi. Terminal dapat digolongkan menjadi

1. non intelligent terminal

2. smart terminal, dan

3. intelligent terminal.

Non Intelligent

Non intelligent terminal hanya berfungsi sebagai alat memasukkan input dan penampil output, dan tidak bisa diprogram karena tidak mempunyai alat pemroses. Peralatan seperti ini  disebut sebagai dumb terminal.

Smart Terminal

Smart terminal mempunyai alat pemroses dan memori di dalamnya sehingga input yang terlanjur dimasukkan dapat dikoreksi kembali. Walaupun demikian, terminal jenis ini tidak dapat diprogram oleh pemakai, kecuali oleh pabrik pembuatnya.

Intelligent

Intelligent terminal dapat diprogram oleh pemakai. Peralatan yang hanya berfungsi sebagai alat input langsung dan tidak langsung :

Alat input langsung dan tidak langsung

Alat input langsung yaitu input yang dimasukkan langsung diproses oleh alat pemroses. Alat input langsung dapat berupa papan ketik (keyboard), pointing device (misalnya mouse, touch screen, light pen, digitizer graphics tablet), scanner (misalnya magnetic ink character recognition, optical data reader atau optical character recognition reader), sensor (misalnya digitizing camera), voice recognizer (misalnya microphone).

Alat input tidak langsung

Alat input tidak langsung melalui media tertentu sebelum suatu input diproses oleh alat pemroses. Alat input tidak langsung misalnya keypunch yang dilakukan melalui media punched card (kartu plong), key-to-tape yang merekam data ke media berbentuk pita (tape) sebelum diproses oleh alat pemroses, dan key-to-disk yang merekam data ke media magnetic disk (misalnya disket atau harddisk) sebelum diproses lebih lanjut.

Unit Output

Output adalah lawan dari input. Fungsinya adalah untuk mengirim informasi ke dunia luar/ ke pengguna yang membutuhkan. Output adalah data yang telah diproses menjadi bentuk yang dapat digunakan. Artinya komputer memproses data-data yang diinputkan menjadi sebuah informasi. Yang disebut sebagai perangkat output adalah semua komponen piranti keras yang menyampaikan informasi kepada orang-orang yang menggunakannya.

 Unit output (keluaran) biasanya digunakan untuk menampilkan data, atau dengan kata lain untuk menangkap data yang dikirimkan oleh mikroprosesor, contohnya data yang akan ditampilkan pada layar monitor atau printer.

Output device Yaitu perangkat keras komputer yang berfungsi untuk menampilkan keluaran sebagai hasil pengolahan data. Unit output ii akan selalu berhubungan dengan output device atau perangkat keluaran, Misalnya seperti : monitor, printer, hasil scanner, speaker, dan lain sebagainya.

Komputer akan memproses informasi dari peralatan input komputer kemudian menampilkan hasil proses dalam bentuk informasi ke pengguna komputer (manusia). Peralatan output sendiri sangat penting karena akan memberikan informasi secara langsung ke pengguna. Perangkat output juga menjadi suatu keharusan dalam sistem komputer meskipun beberapa peralatan output komputer tersebut dalam kategori periperal komputer / perangkat tambahan.

Unit Memory

Unit memori ini berfungsi untuk menyimpan program dan data, terbagi menjadi 2 yaitu Random Access Memory (RAM) untuk menyimpan data sementara dan Read Only Memory (ROM) yaitu memori yang hanya bisa dibaca sebagai penyedia informasi saat komputer pertama kali dihidupkan.

Memori komputer bertanggung jawab untuk menyimpan data dan aplikasi sementara atau secara permanen. Hal ini memungkinkan seseorang untuk menyimpan informasi yang tersimpan di komputer. Tanpa memori, prosesor tidak akan dapat menemukan tempat yang diperlukan untuk menyimpan perhitungan dan proses. Ada berbagai jenis memori komputer yang dapat diinstal, tergantung pada kebutuhan, fungsi dan spesifikasi dari sistem.

Memori merupakan bagian dari komputer yang berfungsi sebagai tempat penyimpanan informasi yang harus diatur dan dijaga sebaik-baiknya. Memori biasanya disebut juga dengan istilah : computer storage, computer memory atau memory, merupakan piranti komputer yang digunakan sebagai media penyimpan data dan informasi saat menggunakan komputer. Memory merupakan bagian yang penting dalam komputer modern dan letaknya di dalam CPU (Central Processing Unit). Sebagian besar komputer memiliki hirarki memori yang terdiri atas tiga level, yaitu: physical Register di CPU, berada di level teratas. Informasi yang berada di register dapat diakses dalam satu clock cycle CPU. Memori itu ada dua macam, yaitu :

Primary Memory (executable memory), berada di level tengah. Contohnya, RAM. Primary Memory diukur dengan satu byte dalam satu waktu, secara relatif dapat diakses dengan cepat, dan bersifat volatile (informasi bisa hilang ketika komputer dimatikan). CPU mengakses memori ini dengan instruksi single load dan store dalam beberapa clock cycle.

Secondary Memory, berada di level bawah. Contohnya, disk atau tape. Secondary Memory diukur sebagai kumpulan dari bytes (block of bytes), waktu aksesnya lambat, dan bersifat non-volatile (informasi tetap tersimpan ketika komputer dimatikan). Memori ini diterapkan di storage device, jadi akses meliputi aksi oleh driver dan device.

JENIS MEMORI (MEDIA PENYIMPANAN) :

Memori merupakan media penyimpanan data pada komputer, yang mana media penyimpanan data dalam computer dibagi menjadi 2 jenis yaitu :

A. MEMORI INTERNAL

Memori jenis ini dapat diakses secara langsung oleh prosesor. Memori internal memiliki fungsi sebagai pengingat. Dalam hal ini yang disimpan di dalam memori utama dapat berupa data atau program. Memori biasa terbagi dibedakan menjadi dua macam: ROM dan RAM. Selain itu, terdapat pula memori yang disebut CACHE MEMORI, CMOS, DRAM, SDRAM, DIMM.

1. ROM (Read-Only-Memory a.k.a firmware)
   Adalah jenis memori yang isinya tidak hilang ketika tidak mendapat aliran listrik dan pada awalnya isinya hanya bisa dibaca. ROM pada komputer disediakan oleh vendor komputer dan berisi program atau data. Di dalam PC, ROM biasa disebut BIOS (Basic Input/Output System) atau ROM-BIOS.
2. CMOS (Compmentary Meta-Oxyde Semiconductor).
   Adalah jenis cip yang memerlukan daya listrik dari baterai. Cip ini berisi memori 64-byte yang isinya dapat diganti. Pada CMOS inilah berbagai pengaturan dasar komputer dilakukan, misalnya peranti yang digunakan untuk memuat sistem operasi dan termasuk pula tanggal dan jam sistem. CMOS merupukan bagian dari ROM.
3. RAM (Random-Access Memory).
   Adalah jenis memori yang isinya dapat diganti-ganti selama komputer dihidupkan dan bersifat volatile. Selain itu, RAM mempunyai sifat yakni dapat menyimpan dan mengambil data dengan sangat cepat.
4. DRAM (Dynamic RAM).
   Adalah jenis RAM yang secara berkala harus disegarkan oleh CPU agar data yang terkandung di dalamnya tidak hilang. DRAM merupakan salah satu tipe RAM yang terdapat dalam PC.
5. SDRAM (Sychronous Dynamic RAM).
   Adalah jenis RAM yang merupakan kelanjutan dari DRAM namun telah disnkronisasi oleh clock sistem dan memiliki kecepatan lebih tinggi daripada DRAM. Cocok untuk sistem dengan bus yang memiliki kecepatan sampai 100 MHz.
6. DIMM (dual in-line memory module)
   Berkapasitas 168 pin, kedua belah modul memori ini aktif, setiap permukaan adalah 84 pin. Ini berbeda daripada SIMM yang hanya berfungsi pada sebelah modul saja. Mensuport 64 bit penghantaran data. SDRAM (synchronous DRAM) menggunakan DIMM. Merupakan penganti dari DRAM, FPM (fast page memory) dan EDO. SDRAM pengatur (synchronizes) memori supaya sama dengan CPU clock untuk pemindahan data yang lebih cepat. Terdapat dalam dua kecepatan yaitu 100MHz (PC100) dan 133MHz (PC133). DIMM 168 PIN. DIMM adalah jenis RAM yang terdapat di pasaran.
7. CACHE MEMORY.
   Memori berkapasitas terbatas, memori ini berkecepatan tinggi dan lebih mahal dibandingkan memory utama. Berada diantara memori utama dan register pemroses, berfungsi agar pemroses tidak langsung mengacu kepada memori utama tetapi di cache memory yang kecepatan aksesnya yang lebih tinggi, metode menggunakan cache memory ini akan meningkatkan kinerja sistem. Cache memory adalah tipe RAM tercepat yang ada, dan digunakan oleh CPU, hard drive, dan beberapa komponen lainnya.

B. MEMORI EKSTERNAL

Merupakan memori tambahan yang berfungsi untuk menyimpan data atau program.Contoh: Hardisk, Floppy Disk dll. Hubungan antara Chace Memori, Memori Utama dan Konsep dasar memori eksternal adalah : Menyimpan data bersifat tetap (non volatile), baik pada saat komputer aktif atau tidak. Memori eksternal biasa disebut juga memori eksternal yaitu perangkat keras untuk melakukan operasi penulisan, pembacaan dan penyimpanan data, di luar memori utama. Memori eksternal mempunyai dua tujuan utama yaitu sebagai penyimpan permanen untuk membantu fungsi RAM dan yang untuk mendapatkan memori murah yang berkapasitas tinggi bagi penggunaan jangka panjang.

Arithmetic dan Logic Unit

Central Processing Unit (CPU) merupakan otak dari sistem komputer yang memiliki dua bagian fungsi operasional yaitu: Arithmetical and Logic Unit (ALU) sebagai pusat pengolahan data dan Control Unit (CU) sebagai pengendali kerja komputer.

Aritmetic dan Logic Unit disebut juga ALU, adalah bagian dari prosesor, yang bertugas melakukan operasi aritmatika (penjumlahan, pengurangan, dll) dan operasi logika (lebih besar, lebih kecil, dll). Meskipun yang dilakukan sangat sangat sederhana, bahkan anak SD sekalipun bisa melakukannya, namun prosesor melakukan operasi ini dengan sangat sangat cepat, bisa berjuta operasi per detik. Hal inilah yang membedakan komputer dengan manusia, yaitu kecepatannya, yang membuat komputer seolah terlihat lebih pintar, padahal yang dilakukannya hanyalah melakukan perhitungan simpel ala anak SD.

Yang penting dari ALU adalah adanya memori tambahan yang disebutregister yang terletak di sirkuit prosesor. Meskipun kapasitasnya kecil, register memiliki waktu akses yang sangat cepat, bahkan paling cepat diantara jenis-jenis memori lainnya. Hal ini penting untuk mendukung fungsi prosesor dalam mengolah data, yang membutuhkan waktu secepat mungkin.

ALU, singkatan dari Arithmetic And Logic Unit ( unit aritmatika dan logika), adalah salah satu bagian dalam dari sebuah mikroprosesor yang berfungsi untuk melakukan operasi hitungan aritmatika dan logika. Contoh operasi aritmatika adalah operasi penjumlahan dan pengurangan, sedangkan contoh operasi logika adalah logika AND dan OR.

Tugas utama dari ALU (Arithmetic And Logic Unit) adalah melakukan semua perhitungan aritmatika atau matematika yang terjadi sesuai dengan instruksi program. ALU melakukan operasi aritmatika yang lainnya. Seperti pengurangan – pengurangan, dan pembagian dilakukan dengan dasar penjumlahan. Sehingga sirkuit elektronik di ALU yang digunakan untuk melaksanakan operasi aritmatika ini disebut adder. ALU melakukan operasi arithmatika dengan dasar pertambahan, sedang operasi arithmatika yang lainnya, seperti pengurangan, perkalian, dan pembagian dilakukan dengan dasar penjumlahan. sehingga sirkuit elektronik di ALU yang digunakan untuk melaksanakan operasi arithmatika ini disebut adder.

Tugas lain dari ALU adalah melakukan keputusan dari operasi logika sesuai dengan instruksi program. logika (logical operation) meliputi perbandingan dua buah elemen logika dengan menggunakan operator logika, yaitu:

a. sama dengan (=)

b. tidak sama dengan (<>)

c. kurang dari (<)

d. kurang atau sama dengan dari (<=)

e. lebih besar dari (>)

f. lebih besar atau sama dengan dari (>=)

Fungsi-fungsi yang didefinisikan pada ALU adalah Add (penjumlahan), Addu (penjumlahan tidak bertanda), Sub (pengurangan), Subu (pengurangan tidak bertanda), and, or, xor, sll (shift left logical), srl (shift right logical), sra (shift right arithmetic), dan lain-lain. 

ALU merupakan bagian pengolah bilangan biner dari sebuah prosesor. ALU bertugas melakukan operasi-operasi aritmatika dan logika sesuai dengan instruksi yang diberikan. ALU juga merupakan salah satu bagian yang terpenting. Unit aritmetik logika (ALU) terdiri dari sirkuit elektronik yang membuatnya mampu melaksanakan operasi aritmatika dan logika. Ia mengeksekusi instruksi dan melakukan perhitungan (tambah, kali, kurang, dan bagi) dan perbandingan. ALU bekerja dengan register yang berbeda untuk menyimpan data atau informasi tentang tindakan terakhir yang dilakukan oleh unit logika. ALU mampu membandingkan huruf, angka, atau karakter khusus. Komponen dari rangkaian logika pada ALU adalah gerbanggerbang logika AND, OR, XOR, dan NOT yang dihubungkan pada multiplexer. Selain itu juga terdapat juga operasi shifter yang komponen dasarnya adalah multiplexer. Komponen ALU mendapatkan masukan data dari register dan sinyal kontrol dari CU. Untuk operasi ALU dengan dua masukan, diperlukan dua register 8-bit: ACC (accumulator) untuk masukan pertama dan temp (register sementara) untuk masukan kedua. Hasil dari operasi ALU ini adalah data 8-bit yang kemudian diteruskan ke register untuk menyimpan hasil operasi ini. Selain itu juga dihasilkan flag atau bit status. Flag ini akan diteruskan ke register yang menyimpan flag hasil dari operasi ALU. Untuk mempercepat pemrosesan data di dalam prosesor, selain CU dan ALU, prosesor juga membutuhkan memori dengan kecepatan yang sama dengan prosesor. Memori khusus yang diimplementasikan pada prosesor ini disebut register. Komponen utama penyusun register adalah flip-flop.

Control Unit

Unit Kontrol secara efektif merupakan syaraf yang mengirim sinyal kontrol ke unit lain dan mengetahui keadaan unit tersebut. Secara ringkas, struktur operasi satu komputer adalah sebagai berikut:

1.      Komputer menerima informasi dalam bentuk program dan data melalui unit input dan menyimpannya dalam memori.

2.      Informasi yang disimpan dalam memori diambil, dibawa Control Program ke unit aritmetika dan logika dimana informasi tersebut akan diproses.

3.      Informasi yang telah diolah ditampilkan melalui output device.

4.      Semua kegiatan dalam komputer tersebut diarahkan oleh Unit Kontrol.

Unit control mengkoordinasikan semua unit lainnya, bagaikan sistem saraf yang mengendalikan pergerakan manusia dengan mengirim sinyal perintah dan mendeteksi rangsangan/ keadaan alatnya. Wujud dari kontrol unit itu sendiri kadang BUKANLAH berupa suatu alat mandiri yang secara fisik terpisah dari alat lainnya di dalam komputer, namun control unit tersebar di seluruh komponen komputer. Misalnya adalah kontrol unit dalam kabel-kabel, atau jalur kontrol, yang membawa sinyal yang diperlukan untuk timing dan sinkronisasi event-event di semua unit.

Unit kontrol (bahasa Inggris: Control Unit – CU) adalah salah satu bagian dari CPU yang bertugas untuk memberikan arahan / kendali / kontrol terhadap operasi yang dilakukan di bagian ALU (Arithmetic Logical Unit) di dalam CPU tersebut. Output dari CU ini akan mengatur aktivitas dari bagian lainnya dari perangkat CPU tersebut. Pada awal-awal desain komputer, CU diimplementasikan sebagai ad-hoc logic
yang susah untuk didesain. Sekarang, CU diimplementasikan sebagai sebuah microprogram yang disimpan di dalam tempat penyimpanan kontrol (control store).

Tugas dari CU adalah sebagai berikut:
1. Mengatur dan mengendalikan alat-alat input dan output.
2. Mengambil instruksi-instruksi dari memori utama.
3. Mengambil data dari memori utama kalau diperlukan oleh proses.
4. Mengirim instruksi ke ALU bila ada perhitungan aritmatika atau perbandingan
logika serta mengawasi kerja.
5. Menyimpan hasil proses ke memori utama.

Proses tiga langkah karakteristik unit control:
1. Menentukan elemen dasar prosesor
2. Menjelaskan operasi mikro yang akan dilakukan prosesor
3. Menentukan fungsi-fungsi yang harus dilakukan unit control agar menyebabkan
pembentukan operasi mikro

Masukan-masukan unit control:
1. Clock / pewaktu
Pewaktu adalah cara unit control dalam menjaga waktunya. Unit control menyebabkan sebuah operasi mikro (atau sejumlah operasi mikro yang bersamaan) dibentuk bagi setiap pulsa waktu. Pulsa ini dikenal sebagai waktu siklus prosesor.
2. Register instruksi
Opcode instruksi saat itu digunakan untuk menentukan operasi mikro mana yang akan dilakukan selama siklus eksekusi.
3. Flag
Flag ini diperlukan oleh unit control untuk menentukan status prosesor dan hasil operasi ALU sebelumnya.
4. Sinyal control untuk mengontrol bus
Bagian bus control bus system memberikan sinyal-sinyal ke unit control, seperti sinyal-sinyal interupsi dan acknowledgement.
Keluaran-keluaran unit control:
• Sinyal control didalam prosesor: terdiri dari dua macam: sinyal-sinyal yang menyebabkan data dipindahkan dari register yang satu
keregister yang lainnya, dan sinyal-sinyal yang dapat mengaktifasi fungsi-fungsi ALU tertentu.

Macam-macam CU, yaitu :

1.      Single-Cycle CU     

Proses di CUl ini hanya terjadi dalam satu clock cycle, artinya setiap instruksi ada pada satu cycle, maka dari itu tidak memerlukan state. Dengan demikian fungsi boolean masing-masing control line hanya merupakan fungsi dari opcode saja. Clock cycle harus mempunyai panjang yang sama untuk setiap jenis instruksi. Ada dua bagian pada unit kontrol ini, yaitu proses men-decode opcode untuk mengelompokkannya menjadi 4 macam instruksi (yaitu di gerbang AND), dan pemberian sinyal kontrol berdasarkan jenis instruksinya (yaitu gerbang OR). Keempat jenis instruksi adalah “R-format” (berhubungan dengan register), “lw” (membaca memori), “sw” (menulis ke memori), dan “beq” (branching). Sinyal kontrol yang dihasilkan bergantung pada jenis instruksinya.      Misalnya jika melibatkan memori ”R-format” atau ”lw” maka akan sinyal ”Regwrite” akan aktif. Hal lain jika melibatkan memori “lw” atau “sw” maka akan diberi sinyal kontrol ke ALU, yaitu “ALUSrc”. Desain single-cycle ini lebih dapat bekerja dengan baik dan benar tetapi cycle ini tidak efisien.

2.      Multi-Cycle CU    

Berbeda dengan unit kontrol yang single-cycle, unit kontrol yang multi-cycle lebih memiliki banyak fungsi. Dengan memperhatikan state dan opcode, fungsi boolean dari masing-masing output control line dapat ditentukan. Masing-masingnya akan menjadi fungsi dari 10 buah input logic. Jadi akan terdapat banyak fungsi boolean, dan masing-masingnya tidak sederhana. Pada cycle ini, sinyal kontrol tidak lagi ditentukan dengan melihat pada bit-bit instruksinya. Bit-bit opcode memberitahukan operasi apa yang selanjutnya akan dijalankan CPU; bukan instruksi cycle selanjutnya.

Struktur Dasar Komputer

Suatu komputer terdiri dari lima bagian utama yang mandiri secara fungsional: unit input, memori, aritmatika dan logika, output, dan kontrol. Unit input menerima informasi terkode dari operator manusia, dari peralatan elektromekanik seperti keyboard, atau dari komputer lain melalui jalur komunikasi digital. Informasi yang diterima disimpan dalam memori komputer untuk referensi selanjutnya atau segera digunakan oleh sirkuit aritmatika dan logika untuk melakukan operasi yang diinginkan. Langkah pengolahan ditentukan oleh program yang tersimpan dalam memori. Akhirnya, hasil dikirim kembali ke dunia luar melalui unit output. Semua langkah ini dikoordinasikan oleh unit kontrol.

Suatu sistem komputer terdiri dari lima unit struktur dasar, yaitu:

# Unit masukan (Input Unit)

# Unit kontrol (Control Unit)

# Unit logika dan aritmatika (Arithmetic & Logical Unit / ALU)

# Unit memori/penyimpanan (Memory / Storage Unit)

# Unit keluaran (Output Unit)

Control Unit dan ALU membentuk suatu unit tersendiri yang disebutCentral Processing Unit (CPU). Hubungan antar masing-masing unit yang membentuk suatu sistem komputer dapat dilihat pada gambar berikut:

Data diterima melalui Input Device dan dikirim ke Memory. Di dalam Memory data disimpan dan selanjutnya diproses di ALU. Hasil proses disimpan kembali ke Memory sebelum dikeluarkan melalui Output Device. Kendali dan koordinasi terhadap sistem ini dilakukan oleh Control Unit. Secara ringkas prinsip kerja komputer adalah Input – Proses – Output, yang dikenal dengan singkatan IPO.

Fungsi Utama dari masing-masing Unit akan dijelaskan berikut ini:

Unit Masukan (Input Unit)

Berfungsi untuk menerima masukan (input) kemudian membacanya dan diteruskan ke Memory / penyimpanan. Dalam hubungan ini dikenal istilah peralatan masukan (input device) yaitu alat penerima dan pembaca masukan serta media masukan yaitu perantaranya. Unit ini akan selalu berkaitan dengan input device (Perangkat Masukkan), misalnya seperti keyboard, mouse, joystik, scanner, dan lain sebagainya.

Unit Kontrol (Control Unit)

Berfungsi untuk melaksanakan tugas pengawasan dan pengendalian seluruh sistem komputer. Ia berfungsi seperti pengatur rumah tangga komputer, memutuskan urutan operasi untuk seluruh sistem, membangkitkan dan mengendalikan sinyal-sinyal kontrol untuk menyesuaikan operasi-operasi dan arus data dari bus alamat (address bus) dan bus data (data bus), serta mengendalikan dan menafsirkan sinyal-sinyal kontrol pada bus kontrol (control bus) dari sistem komputer. Pengertian mengenai bus dapat dilihat di bagian bawah halaman ini.

Unit Logika & Aritmatika (Arithmetical & Logical Unit)

Berfungsi untuk melaksanakan pekerjaan perhitungan atau aritmatika & logika seperti menambah, mengurangi, mengalikan, membagi dan memangkatkan. Selain itu juga melaksanakan pekerjaan seperti pemindahan data, penyatuan data, pemilihan data, membandingkan data, dll, sehingga ALU merupakan bagian inti dari suatu sistem komputer. Pada beberapa sistem komputer untuk memperingan dan membantu tugas ALU dari CPU ini diberi suatu peralatan tambahan yang disebut coprocessorsehingga khususnya proses perhitungan serta pelaksanaan pekerjaan pada umumnya menjadi lebih cepat. Pengertian mengenai coprocessor dapat dilihat di bagian bawah halaman ini.

Unit Memori / Penyimpan (Memory / Storage unit)

Berfungsi untuk menampung data/program yang diterima dari unit masukan sebelum diolah oleh CPU dan juga menerima data setelah diolah oleh CPU yang selanjutnya diteruskan ke unit keluaran. Pada suatu sistem komputer terdapat dua macam memori, yang penamaannya tergantung pada apakah alat tersebut hanya dapat membaca atau dapat membaca dan menulis padanya. Bagian memori yang hanya dapat membaca tanpa bisa menulis padanya disebut ROM (Read Only Memory), sedangkan bagian memori yang dapat melaksanakan membaca dan menulis disebut RAM (Random Access Memory).

Unit Keluaran (Output Unit)

Berfungsi untuk menerima hasil pengolahan data dari CPU melalui memori. Seperti halnya pada unit masukan maka pada unit keluaran dikenal juga istilah peralatan keluaran (Output device) dan media keluaran (Output media). Unit ini akan selalu berkaitan dengan output device (perangkat keluaran), contohnya seperti : printer, monitor, speaker, dan masih banyak lagi.