Organisasi komputer dasar

Organisasi komputer dasar

I.                               ORGANISASI KOMPUTER DASAR

Organisasi komputer dasar adalah sebuah perangkat yang berkaitan dengan unit-unit yang terinterkoneksi antara komponen penyusun sistem komputer untuk merealisasikan aspek. Contoh aspek dari organisasi komputer adalah teknologi hardware, perangkat antarmuka, teknologi memori, sistem memori, dan sinyal-sinyal kontrol. Dibawah ini terdapat blok diagram tentang organisasi komputer dasar.

Penjelasan gambar :

Central Processing Unit ( CPU ) merupakan komponen penting dalam komputer dasar karena CPU merupakan perangkat pengendali urutan dari semua informasi dalam komputer dengan dunia luar melalui unit I/O. Sedangkan untuk unit memori terdiri dari sejumlah besar lokasi yang menyimpan program ataupun data yang sedang aktif digunakan dalam CPU. Ketiga unit diatas dihubungkan melalui berbagai macam BUS.

II.           Fungsi komputer didefinisikan sebagai operasi masing-masing komponen sebagai bagian dari struktur sebagai berikut:

1.     Input Device (Alat Masukan)

Adalah perangkat keras komputer yang berfungsi sebagai alat untuk memasukan data atau perintah ke dalam komputer.

Contohnya :

a.     Keyboard
Keyboard digunakan untuk mengetik teks dan angka ke dalam pengolah kata, editor   teks atau program lainnya. Sebuah keyboard komputer membedakan setiap tombol fisik dari setiap lain dan laporan semua penekanan tombol pada software.

b.     Mouse
Mouse adalah perangkat yang digunakan untuk menunjuk posisi kursor pada layar komputer. Hal ini memungkinkan pengguna untuk memilih item yang disimpan pada komputer dan melakukan sebuah tindakan untuk menjalankan komputer.

c.      Scanner
Scanner adalah suatu untuk memindahkan objek yang terdapat diatas lensa scanner ke dalam memori penyimpanan pada komputer. Jadi jika diatas lensa scanner terdapat sebuah kertas yang berisi teks ataupun gambar, nantinya isi yang ada pada kertas yang bersangkutan ini akan dipindahkan secara keseluruhan ke dalam komputer.

2.     Output Device (Alat Keluaran)

Adalah perangkat keras komputer yang berfungsi untuk menampilkan keluaran sebagai hasil pengolahan data. Keluaran dapat berupa hard-copy (ke kertas), soft-copy (ke monitor), ataupun berupa suara.

Contohnya :

a.      Monitor

Sebuah layar pada komputer yang digunakan untuk menampilkan tampilan berupa soft-copy atau software yang ada pada komputer. Terdapat 3 jenis monitor, yaitu :

- CRT (Cathode Rays Tube)

-  LCD (Liquid Crystal Display)

-  LED (Light Emitting Diode).

b.      Printer

Sebuah alat yang digunakan untuk mencetak atau mengeluarkan hasil output dalam bentuk hard-copy atau kertas.

c.       Speaker

Sebuah alat yang digunakan untuk mengeluarkan hasil output berupa suara atau voice.

3.     I/O Ports

Bagian ini digunakan untuk menerima ataupun mengirim data ke luar sistem. Peralatan input dan output di atas terhubung melalui port ini.

Central Processing Unit (CPU) merupakan otak dari sebuah sistem komputerCPU memiliki dua bagian fungsi operasional, yaitu :

Ø  Arithmetical Logical Unit (ALU) sebagai pusat sebuah pengolah data.

Ø  Control Unit (CU) digunakan untuk mengontrol kerja dari komputer. Biasa disebut dengan processor.

Komponen-komponen yang terdapatdalam CPU adalah :

a.       Mainboard

Motherboard atau mainboard merupakan papan utama dimana terdapat komponen-komponen serta chip controller yang bertugas mengatur lalu lintas data dalam sistem motherboard

b.      Processor

Processor berfungsi untuk mengontrol keseluruhan jalannya sebuah sistem komputer dan digunakan sebagai pusat atau otak dari komputer yang berfungsi untuk melakukan perhitungan dan menjalankan tugas.

4.     CPU (Central Processing Unit)

CPU merupakan otak sistem komputer, dan memiliki dua bagian fungsi operasional, yaitu: ALU (Arithmetical Logical Unit) sebagai pusat pengolah data, dan CU (Control Unit) sebagai pengontrol kerja komputer.

5.     Memori

Memori terbagi menjadi dua bagian yaitu memori internal dan memori eksternal. Memori internal berupa RAM (Random Access Memory) yang berfungsi untuk menyimpan program yang kita olah untuk sementara waktu, dan ROM (Read Only Memory) yaitu memori yang hanya bisa dibaca dan berguna sebagai penyedia informasi pada saat komputer pertama kali dinyalakan.

6.     Data Bus

Adalah jalur-jalur perpindahan data antar modul dalam sistem komputer. Karena pada suatu saat tertentu masing-masing saluran hanya dapat membawa 1 bit data, maka jumlah saluran menentukan jumlah bit yang dapat ditransfer pada suatu saat. Lebar data bus ini menentukan kinerja sistem secara keseluruhan. Sifatnya bidirectional, artinya CPU dapat membaca dan menerima data melalui data bus ini. Data bus biasanya terdiri atas 8, 16, 32, atau 64 jalur paralel.

Terbagi menjadi beberapa macam yaitu :

a.     ROM (Read-Only-Memory)

Memori yang digunakan hanya untuk membaca isinya dan tidak dapat merubah atau mengedit data yang telah tersedia. ROM pada komputer disediakan oleh vendor komputer dan berisi program atau data.

b.     RAM (Random-Access Memory)

Memori yang isinya dapat diubah atau diedit selama komputer masih dalam kondisi menyala dan bersifat volatile.

c.      MemoriEksternal

Sebuah memori tambahan yang berfungsi untuk menyimpan data.

7.     Address Bus

Digunakan untuk menandakan lokasi sumber ataupun tujuan pada proses transfer data. Pada jalur ini, CPU akan mengirimkan alamat memori yang akan ditulis atau dibaca.

8.     Control Bus

Control Bus digunakan untuk mengontrol penggunaan serta akses ke Data Bus dan Address Bus. Terdiri atas 4 sampai 10 jalur paralel.

Dua Perbedaaan Utama Organisasi Komputer:

a. Bagian yang terkait dengan erat dengan unit – unit operasional
Contoh : teknologi hardware, perangkat antarmuka, teknologi memori, sistem memori, dan sinyal – sinyal kontrol

b. Arsitektur Komputer
Atribut – atribut sistem komputer yang terkait dengan seorang programmer.
Contoh : Set instruksi, aritmetika yang dipergunakan, teknik pengalamatan, mekanisme

Sebuah komputer moderen/digital dengan program yang tersimpan di dalamnya merupakan sebuah sistem yang memanipulasi dan memproses informasi menurut kumpulan instruksi yang diberikan. Sistem tersebut dirancang dari modul-modul hardware seperti :

1. Register
2. Elemen aritmatika dan logika
3. Unit pengendali
4. Unit memori
5. Unit masukan/keluaran (I/O)

Komputer dapat dibagi menjadi 3 bagian utama, yaitu :
1. Unit pengolahan pusat (CPU)
2. Unit masukan/keluaran (I/O)
3. Unit memori

Gambar. Organisasi Dasar Dari Sebuah Komputer

·                Struktur Dasar Komputer

Fungsi komputer didefinisikan sebagai operasi masing-masing komponen sebagai bagian dari struktur. Adapun fungsi dari masing-masing komponen dalam struktur di atas adalah sebagai berikut:

III.        OPERASI MIKRO

Adalah operasi tingkat rendah yang dapat dilakukan oleh komputer atau CPU sehingga fungsi-fungsi operasi akan dihasilkan untuk memindahkan data antar register. Salah satu cara dalam melakukan operasi mikro tersebut dengan menggunakan bahasa transfer register / Register transfer Language (RTL). RTL adalah sebuah bahasa yang digunakan untuk menjabarkan atau melaksanakan operasi mikro.Untuk mengungkapkan bahasa RTL ini dapat digunakan notasi RTL yang merupakan aturan penulisan pemberian instruksi RTL. Contoh notasi tersebut antara lain :

• Notasi RTL untuk mentransfer isi register A ke B

• Notasi RTL untuk mentransfer bagian-bagian dari register (field). Sebuah field pada sebuah register dinotasikan dengan menggunakan tanda kurung. Field AD di register IR ditransfer ke register PC

• Notasi RTL untuk mentransfer field AD dari register IR ke register PC

Isi register X ditransfer ke bit 0 sampai 3 pada register R1, yang berari X mempeunyai panjang bit adalah 4 Selain itu, dapat juga dipakai konstanta pada sisi sebelah kanan tanda panah.

Artinya simpan nilai 5 pada register L

• Notasi RTL untuk menggambarkan berbagai macam operasi-mikro Aritmatika.

Artinya isi register A1 dan A2 dijumlahkan dengan menggunakan sirkuit adder biner dan hasil jumlahnya ditransfer ke register A3. Namum apabila dilakukan pengulangan penjumlahan akan menyebabkan overflow dan untuk menampung overflow tersebut digunakan register 1-bit yaitu V sebagai register overflow serta pelengkap A3.

• Notasi RTL untuk menggambarkan berbagai macam operasi-mikro Logika.

Artinya bahwa logika OR dari sis register A dan B ditransfer ke register C. Begitu juga dengan operasi AND

• Notasi RTL untuk menggambarkan transfer data ke dan dari word memori.
Dalam RTL, unit memori utama pada komputer dianggap sebagai M dan menulis word ke-i dalam memori menjadi M[i].Proses pembacaan memori (memory read) adalah :

Proses penulisan memori (memory write) adalah :

artinya word memori yang alamatnya ditunjukkan oleh register A ditransfer ke atau dari register B dalam CPU.

• Notasi RTL digunakan untuk transfer register hanya pada kondisi tertentu, hal tersebut dilakukan dengan 2 cara :

1.      Menggunakan pernyataan kondisi logika (logical condition)

2.      Men-set 0 ke register Q hanya jika nilai register V lebih besar dari nilai register W.

Note :

Pernyataan kondisi logikal hanya didefinisikan untuk IF

– THEN dan tidak untuk ELSE.

Ø  Menggunakan pernyataan kondisi pengendalian (control condition)

Dengan metode ini, kondisinya merupakan fungsi logikal dari variabel biner yang mengatur input register. Fungsi-fungsi ini dijabarkan disebelah kiri dari operasi transfer register dan diikuti oleh tanda titik dua. Keterangan contoh di atas Isi Y dipindahkan ke X hanya jika t0 bernilai 1 dan salah satu c1 atau c2 juga bernilai 1.Namun jika kondisi tertentu adalah 0, simbol utama (‘) harus digunakan sehingga pernyataan RTL – nya adalah maka transfer hanya akan terjadi jika t0 bernilai 0 dan salah satu c1 atau c2 juga bernilai 1.

IV .      SIC (SIMPLIFIED INSTRUCTIONAL COMPUTER)

Komputer yang didasarkan pada SIC ini merupakan komputer yang termasuk dalam perancangan arsitektur yang sangat sederhana dan komputer ini dipersembahkan oleh BECK (1985).

Struktur Mesin SIC terdiri dari :

1. CPU

2. Unit memori

3. Minimal satu unit prinati I/O

Untuk CPU yang digunakan terdiri dari 13 register khusus, seperti yang ada pada table di bawah ini. Format instruksi pada mesin SIC :

Keterangan :

OP       = OPCODE 8 bit yang menerangkan operasi-mikro yang akan dijalankan
IX        = flag indeks yang menunujukkan mode pengalamatan yang harus digunakan
AD      = alamat untuk memori operand 15 bit

• Pengalamatan langsung (direct addressing) yaitu operand disimpan di dalam M[AD]
• Pengalamatan berindeks (index addressing) yaitu operand disimpan di dalam M[AD = (X)] dengan bit IX bernilai 1

Penggunaan register-register pada SIC

·          Register A      = register yang digunakan untuk proses perhitungan

·          Register X      = register yang digunakan untuk mode pengalamatan berindex

·          Register PC    = register yang menyimpan alamat instruksi berikutnya

·          Register L      = register yang menyimpan alamat asal sebelum melakukan subroutines

·          Register IR     = register yang menyimpan instruksi yang sedang dikerjakan

·          Register MBR = register yang digunakan untuk proses masukan atau keluaran data dari memori

·         Register MAR = register yang menyimpan alamat memori untuk proses pembacaan atau penulisan

·         SW = register yang berisi informasi status relatif terhadap instruksi sebelumnya

·         C = register yang membangkitkan signal waktu t0, t1, t2, t3

·         INT = register yang menentukan apakah signal interrupt telah diterima

·         F = register yang digunakan dalam proses”siklus fetch’

·         E = register khusus yang digunakan dalam proses “siklus eksekusi’

·         S = register yang akan mengaktifkan register C

Kumpulan Instruksi SIC

Ada 21 instruksi SIC yang digunakan, dimana pada instruksi ini m menunjukkan address memori dari operand dan (m) menunjukkan nilai yang disimpan pada address memori tersebut. Opcode instruksinya ditulis dalam notasi heksadesimal.

• JSUB dan RSUB merupakan dua instruksi yang berhubungan dengan subrutin. JSUB menyimpan PC saat ini ke L dan kemudian melompat ke subrutin dengan menyimpan operand ke PC. RSUB kembali dari subrutin dengan melompat ke lokasi yang dinyatakan oleh L.

• Instruksi TD digunakan untuk menguji piranti I/O sebelum berusaha untuk membaca dari atau menulis ke piranti tersebut.Hasil pengujian tersebut disimpan di dalam kode kondisi (condition code), field CC, pada SW. Panjang field ini 2 bit dan digunakan untuk mewakili salah satu dari tiga nilai. Jika instruksi TD dijalankan, nilai field CC aka di-set menurut kode berikut :

menunjukkan bahwa piranti tidak beroperasi.

• Instruksi COMP digunakan juga untuk men-set field CC. Nilai yang disimpan field CC setelah sebuah instruksi COMP setelah sebuah instruksi COMP menggambarkan hubungan antara A dan operand instruksi

• Instruksi IRT digunakan oleh interrupt handler agar menyebabkan lompatan kembali ke tempat dimana CPU berada sebelum intrupsi terjadi. Jika interupsi terjadi, CPU akan menyimpan PC saat ini ke dalam memori pada address 0.

 Untuk kembali dari sebuah interupsi , isi dari alamat memori ini harus di-load kembali ke

 dalam PC.

• Instruksi-instruksi lainnya adalah operasi aritmatika dan logika, transfer dari pengendalian(jump), loading register, storing register atau membaca dan menulis ke piranti I/O.

KESIMPULAN

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. 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. Fungsi dasar sistem komputer adalah Fungsi Operasi Pengolahan Data, Penyimpanan Data, Fungsi Operasi Pemindahan Data Fungsi Operasi Kontrol.

Referensi;

http://dimaswibisono23.blogspot.com/2016/10/organisasi-komputer-dasar.html

http://www.academia.edu/6818662/ORGANISASI_and_ARSITEKTUR_KOMPUTER

https://iambigsmart.wordpress.com/2012/11/11/organisasi-komputer-dasar-dan-arsitektur-komputer

http://rhadenfatul.blogspot.co.id/2014/10/struktur-dasar-komputer-dan-organisasi.html

http://www.dautic.com/definisi-komputer-menurut-para-ahli/

http://murni_rk.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/27811/Organisasi+Komputer+Dasar.pdf

Evolusi Arsitektur Komputer

Evolusi Arsitektur Komputer

1.               Perkembangan Arsitektur Komputer

Arsitektur komputer  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. Dalam bidang teknik komputer, arsitektur komputer adalah konsep perencanaan dan struktur pengoperasian dasar dari suatu sistem komputer. 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).

Di antara demikian banyak pemahaman tentang arsitektur, arsitektur dikenal juga sebagai suatu tradisi yang berkembang. Dari waktu ke waktu wajah arsitektur selalu mengalami perubahan. Hal-hal yang mempengaruhi perkembangan dan pengembangan arsitektur tidak hanya berupa keadaan eksternal, tetapi juga keadaan internal. Disini kita membahas mengenai evolusi arsitektur pada komputer. Arsitektur dari komputer sendiri merupakan suatu susunan atau rancangan dari komputer tersebut sehingga membentuk suatu kesatuan yang dinamakan komputer. Komputer sendiri berevolusi dengan cepat mulai dari generasi pertama hingga sekarang. Evolusi sendiri didasarkan pada fungsi atau kegunaanya dalam kehidupan. Evolusi pada komputer sendiri ada karena keinginan atau hal yang dibutuhkan manusia itu sendiri. Sekarang ini komputer sudah dapat melakaukan perintah yang sulit sekalipun tidak seperti dulu yang hanya bisa melakukan yang sederhana saja. Itulah yang dinamakan evolusi arsitektur yaitu perubahan bentuk juga fungsi dan kemampuannya.

2.      Pengertian Komputer

Komputer adalah alat yang dipakai untuk mengolah data menurut prosedur yang telah dirumuskan. Kata computer pada awalnya dipergunakan untuk menggambarkan orang yang perkerjaannya melakukan perhitungan aritmetika, dengan atau tanpa alat bantu, tetapi arti kata ini kemudian dipindahkan kepada mesin itu sendiri. Asal mulanya, pengolahan informasi hampir eksklusif berhubungan dengan masalah aritmetika, tetapi komputer modern dipakai untuk banyak tugas yang tidak berhubungan dengan matematika.

Dalam arti seperti itu terdapat alat seperti slide rule, jenis kalkulator mekanik mulai dari abakus dan seterusnya, sampai semua komputer elektronik yang kontemporer. Istilah lebih baik yang cocok untuk arti luas seperti "komputer" adalah "yang mengolah informasi" atau "sistem pengolah informasi." Selama bertahun-tahun sudah ada beberapa arti yang berbeda dalam kata "komputer", dan beberapa kata yang berbeda tersebut sekarang disebut sebagai komputer.

Kata komputer secara umum pernah dipergunakan untuk mendefiniskan orang yang melakukan perhitungan aritmetika, dengan atau tanpa mesin pembantu. Menurut Barnhart Concise Dictionary of Etymology, kata tersebut digunakan dalam bahasa Inggris pada tahun 1646 sebagai kata untuk "orang yang menghitung" kemudian menjelang 1897 juga digunakan sebagai "alat hitung mekanis". Selama Perang Dunia II kata tersebut menunjuk kepada para pekerja wanita Amerika Serikatdan Inggris yang pekerjaannya menghitung jalan artileri perang dengan mesin hitung.

Dalam bentuk yang paling sederhana komputer terdiri dari lima bagian utama yang mempunyai fungsi sendiri-sendiri. Unit-unit tersebut adalah: masukan, memori, aritmetika dan logika, keluaran dan kontrol.

2.1         Fungsi dasar sistem komputer adalah sederhana, yaitu:

·                     Fungsi Operasi Pengolahan Data

·                     Fungsi Operasi Penyimpanan Data

·                     Fungsi Operasi Pemindahan Data

·                     Fungsi Operasi Kontrol

2.2        Lima generasi komputer :

·                     Generasi 1 = 1940 – 1956 menggunakan relay dan tabung vakum

·                     Generasi 2 = 1956 – 1963 menggunakan dioda dan transistor.

·                     Generasi 3 = 1964 – 1971 menggunakan Intergrated Circuit (SSI/MSI).

·                     Generasi 4 = 1971 – sekarang menggunakan mikroprosesor (LSI/VLSI)

·                     Generasi 5 = sekarang – masa depan menggunakan kecerdasan buatan.

2.2.1        Kelebihan dan kekurangan generasi computer

A.        Generasi 1 (1940 – 1956)

Kelebihan :                                                                                         

-Menimbulkan suhu panas yang tinggi.

-Membutuhkan tempat yg sangat luas.

-Informasi bahasa mesin disimpan dalam magnetic drum.

Kekurangan :

-Operasi Kontrol I/O tidak efisien.

-Skema modifikasi pengamatan tidak efisien.

-Tidak ada fasilitas linking program.

B.            Generasi 2 (1956 – 1963)

-Menggunakan transistor.

-Magnetic core sebagai tempat penyimpanan internal.

-I/O lebih cepat (berorientasi pita)

C.      Generasi 3 (1964 – 1971)

-Menggunakan Intergrated Circuit.

-Munculnya komputer mini.

-Tersedianya perangkat lunak untuk mengontrol I/O

D.      Generasi 4 (1971 – sekarang )

-Menggunakan Mikroprosessor.

-Kecanggihan peraltan I/O meningkat.

-Kapasita penyimpanan lebih besar dari 3 MB.

E.       Generasi 5 (sekarang – masadepan)

-Intelegensi buatan dasar.

-Pemanfaatan pengenalan pola.

-Implementasi mekanisme dasar untuk mengambil dan mengatur dasar pengetahuan.

Di bawah ini merupakan urutan pekembangan komputer dari generasi ke generasi :

§  Komputer Komersial (Commersial Computer)

 Pada tahun 1950-an mulai bermunculan industri komputer, antara lain:
-1947 – Eckert-Mauchly Computer Corporation mengembangkan UNIVAC I (Universal Automatic Computer) yang digunakan untuk perhitungan sensus di USA, UNIVAC II keluar pada tahun 1950.
-1950 – Sperry dan IBM. Produk  IBM : IBM seri 701 tahun 1953, IBM seri 702 tahun 1955.

§  Komputer Generasi Kedua

 Penggantian Vacuum Tube dengan transistor. Dimana transistor memiliki spesifikasi sebagai berikut:
-Lebih kecil
-Lebih ringan
-Disipasi daya lebih rendah
-Solid State device
-Terbuat dari silikon Silicon (Sand)
-Transistor ditemukan 1947 di Lab.Bell oleh William Shockley .

Yang termasuk dalam komputer generasi kedua antara lain:
-IBM 7094
-DEC PDP 1

§  Komputer Generasi Ketiga

-Penggantian transistor dengan microelectronics.
-Microelectronics lebih dikenal dengan nama chip.

Yang termasuk dalam komputer generasi ketiga antara lain:

-IBM 360
-IBM 360 diluncurkan pada tahun 1964

Spesifikasi:
            Set Instruksi Mirip atau Identik, dalam kelompok komputer ini berbagai model yang dikeluarkanmenggunakan set instruksi yangsama sehingga mendukung kompabilitas sistem maupun perangkat kerasnya. Sistem Operasi Mirip atau Identik, ini merupakan feature yang menguntungkan konsumen sehingga apabila kebutuhan menuntut penggantian komputer tidak kesulitan dalam sistem operasinya karena sama. Kecepatan yang meningkat, model odel yang ditawarkan mulai ari kecepatan rendah sampai kecepatan tinggi untuk penggunaan yang dapat disesuaikan konsumen sendiri. Ukuran Memori yang lebih besar, semakin tinggi modelnya akan diperoleh semakin besar memori yang digunakan. Harga yang meningkat, semakin tinggi modelnya maka harganya semakin mahal.

§  Komputer Generasi Terakhir

Pada komputer generasi terakhir ini sudah memanfaatkan mikroprocessors.

2.3       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.

RISC, yang jika diterjemahkan berarti “Komputasi Kumpulan Instruksi yang Disederhanakan”, merupakan sebuah arsitektur komputer atau arsitektur komputasi modern dengan instruksi-instruksi dan jenis eksekusi yang paling sederhana. Arsitektur ini digunakan pada komputer dengan kinerja tinggi, seperti komputer vektor.

Selain digunakan dalam komputer vektor, desain ini juga diimplementasikan pada prosesor komputer lain, seperti pada beberapa mikroprosesor Intel 960, Itanium (IA64) dari Intel Corporation, Alpha AXP dari DEC, R4x00 dari MIPS Corporation, PowerPC dan Arsitektur POWER dari International Business Machine. Selain itu, RISC juga umum dipakai pada Advanced RISC Machine (ARM) dan StrongARM (termasuk di antaranya adalah Intel XScale), SPARC dan UltraSPARC dari Sun Microsystems, serta PA-RISC dari Hewlett-Packard.

3. Arsitektur CISC

Complex instruction-set computing atau Complex Instruction-Set Computer (CISC) “Kumpulan instruksi komputasi kompleks”) 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.

Memang setelah itu banyak desain yang memberikan hasil yang lebih baik dengan biaya yang lebih rendah, dan juga mengakibatkan pemrograman level tinggi menjadi lebih sederhana, tetapi pada kenyataannya tidaklah selalu demikian. Contohnya, arsitektur kompleks yang didesain dengan kurang baik (yang menggunakan kode-kode mikro untuk mengakses fungsi-fungsi hardware), akan berada pada situasi di mana akan lebih mudah untuk meningkatkan performansi dengan tidak menggunakan instruksi yang kompleks (seperti instruksi pemanggilan procedure), tetapi dengan menggunakan urutan instruksi yang sederhana.

Istilah RISC dan CISC saat ini kurang dikenal, setelah melihat perkembangan lebih lanjut dari desain dan implementasi baik CISC dan CISC. Implementasi CISC paralel untuk pertama kalinya, seperti 486 dari Intel, AMD, Cyrix, dan IBM telah mendukung setiap instruksi yang digunakan oleh prosesor-prosesor sebelumnya, meskipun efisiensi tertingginya hanya saat digunakan pada subset x86 yang sederhana (mirip dengan set instruksi RISC, tetapi tanpa batasan penyimpanan/pengambilan data dari RISC). Prosesor-prosesor modern x86 juga telah menyandikan dan membagi lebih banyak lagi instruksi-instruksi kompleks menjadi beberapa “operasi-mikro” internal yang lebih kecil sehingga dapat instruksi-instruksi tersebut dapat dilakukan secara paralel, sehingga mencapai performansi tinggi pada subset instruksi yang lebih besar.

4. Arsitektur Harvard

Arsitektur Havard menggunakan memori terpisah untuk program dan data dengan alamat dan bus data yang berdiri sendiri. Karena dua perbedaan aliran data dan alamat, maka tidak  diperlukan multiplexing  alamat dan bus data. Arsitektur ini tidak hanya didukung dengan bus paralel untuk alamat dan data, tetapi juga menyediakanorganisasiinternal yang  berbeda sedemikian rupa instruksi dapat diambil dan dikodekan ketika dan data, tetapi juga menyediakan organisasi internal yang  berbeda sedemikian rupa instruksi dapaLebih lanjut lagi, bus data bisa saja memiliki ukuran yang berbeda  dari bus alamat. Hal ini memungkinkan pengoptimalan bus data dan bus alamat dalam pengeksekusian instruksi yang cepat.t diambil dan dikodekan ketika berbagai data sedang diambil dan dioperasikan. Sebagai contoh, mikrokontroler Intel keluarga MCS-51 menggunakan arsitektur Havard karena ada perbedaan kapasitas memori untuk program dan data, dan bus terpisah (internal) untuk alamat dan data.  Begitu juga dengan keluarga PIC dari Microchip yang menggunakan arsitektur Havard.

5. Arsitektur 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.

Komputer pertama dalam seri Blue Gene. Blue Gene/L dikembangkan melalui sebuah “partnership” dengan Lawrence Livermore National Laboratory menghabiskan biaya AS$100 juta dan direncanakan dapat mencapai kecepatan ratusan TFLOPS, dengan kecepatan puncak teoritis 360 TFLOPS. Ini hampir sepuluh kali lebih cepat dari Earth Simulator, superkomputer tercepat di dunia sebelum Blue Gene. Pada Juni 2004, dua prototipe Blue Gene/L masuk dalam peringkat 500 besar superkomputer berada dalam posisi ke-4 dan ke-8.

Pada 29 September 2004 IBM mengumumkan bahwa sebuah prototipe Blue Gene/L di IBM Rochester (Minnesota) telah menyusul Earth Simulator NEC sebagai komputer tercepat di dunia, dengan kecepatan 36,01 TFLOPS, mengalahkan Earth Simulator yang memiliki kecepatan 35,86 TFLOPS. Mesin ini kemudian mencapai kecepatan 70,72.

Pada 24 Maret 2005, Departemen Energi AS mengumumkan bahwa Blue Gene/L memecahkan rekor komputer tercepat mencapai 135,5 TFLOPS. Hal ini dimungkinkan karena menambah jumlah rak menjadi 32 dengan setiap rak berisi 1.024 node komputasi. Ini masih merupakan setengah dari konfigurasi final yang direncanakan mencapai 65.536 node.

Pada 27 Oktober, 2005, Lawrence Livermore National Laboratory dan IBM mengumumkan bahwa Blue Gene/L sekali lagi telah menciptakan rekor dengan mengalahkan rekornya sendiri setelah mencapai kecepatan 280.6 TFLOPS.

Referensi :

http://nelly_sofi.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/35635/Arsitektur+Komputer.pdf

https://id.wikipedia.org/wiki/Komputer

http://sharkamestory.blogspot.com/2017/09/evolusi-arsitektur-komputer.html

https://id.scribd.com/doc/52467855/DEFINISI-ORGANISASI-KOMPUTER?campaign=SkimbitLtd&ad_group=725X175Xcbbea5dcc6ac9b2dc4a90b1773ab1064&keyword=660149026&source=hp_affiliate&medium=affiliate

http://siezwoyouye.blogspot.co.id/2012/10/evolusi-arsitektur-komputer.html