Arsitektur Family Komputer IBM PC

A. ARSITEKTUR FAMILY IBM PC

IBM PC adalah sebutan untuk keluarga komputer pribadi buatan IBM, IBM PC diperkenalkan pada 12 Agustus 1981, dan (dipensiunkan) pada tanggal 2 April 1987.

IBM sendiri murpakan singkatan dari International Business Machines Corporation yang merupakan sebuah perusahaan Amerika Serikat yang memproduksi dan menjual perangkat keras dan perangkat lunak komputer. IBM didirikan pada 16 Juni 1911, beroperasi sejak 1888 dan berpusat di Armonk, New York, Amerika Serikat.

Sejak diluncurkan oleh IBM, IBM PC memiliki beberapa keluarga antara lain:

• IBM 4860 PCjr
• IBM 5140 Convertible Personal Computer (laptop)
• IBM 5150 Personal Computer (PC yang asli)
• IBM 5155 Portable PC (sebenarnya merupakan PC XT yang portabel)
• IBM 5160 Personal Computer/eXtended Technology
• IBM 5162 Personal Computer/eXtended Technology Model 286 (sebenarnya merupakan PC AT)
• IBM 5170 Personal Computer/Advanced Technology

FAMILI IBM PC DAN TURUNANNYA

Komputer personal pertama kali muncul setelah diperkenalkan mikroprosesor, yaitu chip tunggal   yang terdiri dari set register , ALU dan unit control komputer.

IBM PC merupakan arsitektur bus tunggal yang disebut PC I/O Channel BUS atau PC BUS

PC BUS melengkapi PC dengan 8 jalur data, 20 jalur alamat, sejumlah jalur kontrol dan ruang alamat fisik PC adalah 1 MB.

KOMPONEN IBM PC:

• Sistem Kontrol BUS
• Sistem Kontrol Intrerrupt
• Sistem Kontrol RAM dan ROM
• Sistem Kontrol DMA
• Timer
• SistemKontrol I/O

SISTEM SOFTWARE:

• Penetapan Alamat Port I/O
• Penetapan Vector Interrupt
• ROM BIOS
• Penetapan Alamat Memori

MANFAAT ARSITEKTURAL ARSITEKTUR PC:

• Kemudahaan penggunaan
• Daya Tempa
• Daya Kembang
• Expandibilitas

B. KONFIGURASI MIKROKOMPUTER DASAR

Chipset adalah set dari chip yang mendukung kompatibel yang mengimplementasikan berbagai fungsi tertentu seperti pengontrol interupt, pengontrol bus dan timer.

Chip khusus yang di sebut koprosesor yang beroperasi bersama dengan CPU guna meningkatkan fungsionalitasnya.

Komputer biasanya terdiri atas casis (rangka) yang berisi power supply dan system board (papan sistem), yang juga disebut mother board. Papan sistem biasanya menyagga CPU dan chip pendukung primernya, seperti jam (clock), buffer data dan alamat, pengontrol interrupt, dan beberapa memori utama. Papan sistem juga mempunyai slot, yaitu konektor yang di dalamnya berisi beberapa hubungan atau koneksi. Slot ini menyangga cards (atau daughter board) yang ia sendiri menyangga circuitry, seperti memori tambahan, hard disk, pengontrol untuk floppy disk (disket) dan hard disk, pengontrol monitor, pengontrol mouse, dan sejumlah opsion lain. Para perancang menstandarddisasi slot dan menghubungkannya secara parallel pada mother board.

C. KOMPONEN IBM PC

• Sistem Kontrol BUS: Pengontrol BUS, Buffer Data, dan Latches Alamat
• Sistem Kontrol Interrupt: Pengontrol Interrupt
• Sistem Kontrol RAM dan ROM: Chip RAM dan ROM, Decoder Alamat, dan Buffer
• Sistem Kontrol DMA: Pengontrol DMA
• Timer: Timer Interval Programmable
• Sistem Kontrol I/O: Interface Paralel Programmable

D. SISTEM SOFTWARE

System software adalah abstrak, tidak memiliki bentuk fisik. Software tidak dibatasi oleh material serta tunduk pada hukum-hukum fisika atau oleh proses-proses manufaktur. Pengembangan software serta pengelolaan proyek pengembangan software adalah sulit karena kenyataan-kenyataan sebagai berikut: 

• Kompleks, sehingga sulit untuk dipahami
• Tidak tampak, maka pengukuran kualitas software agak   sulit dilakukan dan sulit melacak kemajuan pengembangannya
• Mudah berubah, karena mudah untuk dimodifikasi namun kita sulit sekali melihat terlebih dahulu konsekuensi dari perubahan-perubahan yang dilakukan. 

Software komputer adalah produk yang dihasilkan melalui serangkaian aktivitas proses rekayasa atau pengembangan, yang menghasilkan aktivitas berupa:

• Dokumen-dokumen yang menspesifikasikan program yang hendak dibangun
• Program yang dieksekusi komputer
• Dokumen yang menjelaskan program dan cara kerjanya program

System software

• Penetapan Alamat Port I/O
• Penetapan Vector Interrupt
• ROM BIOS
• Penetapan Alamat Memori

E. MANFAAT ARSITEKTURAL ARSITEK KOMPUTER

Ada empat ukuran pokok yang menentukan keberhasilan arsitektur, yaitu manfaat arsitekturalnya yaitu:

• Aplicability
• Maleability
• Expandibility
• Comptible

Kinerja Sistem Untuk mengukur kinerja sistem, ada serangkaian program yang standard yang dijalankan yang biasa di sebut Benchmark pada komputer yang akan diuji.

Ukuran Kinerja CPU:

• MIPS (Million Instruction PerSecond)
• MFLOP (Million Floating Point PerSecond)
• VUP (VAX Unit of Performance)

Ukuran Kinerja I/O Sistem:

• Operasi Bandwith
• Operasi I/O Perdetik

Ukuran Kinerja Memori:

• Memoy Bandwith
• Waktu Akses Memori
• Ukuran Memori  

Biaya Sistem

Biaya dapat diukur dalam banyak cara diantaranya:

• Reliabilitas
• Kemudahan Perbaikan
• Konsumsi daya
• Berat
• Kekebalan
• Interface Sistem Software

Referensi :

• https://parahitadwikindra.wordpress.com/2019/01/04/arsitektur-family-komputer-ibm-pc-dan-turunannya-konfigurasi-dasar-mikro-komputer-komponen-ibm-pc-sistem-software/
• http://icikomputer.blogspot.com/2015/09/arsitektur-famili-komputer-ibm.html
• https://id.wikipedia.org/wiki/IBM

Pipelining dan RISC

A.    Pipelining

Pipeline adalah suatu cara yang digunakan untuk melakukan sejumlah kerja secara bersama tetapi dalam tahap yang berbeda yang dialirkan secara kontinu pada unit pemrosesor. Dengan cara ini, maka unit pemrosesan selalu bekerja.

Teknik pipeline ini dapat diterapkan pada berbagai tingkatan dalam sistemkomputer. Bisa pada level yang tinggi, misalnya program aplikasi, sampai pada tingkat yang rendah, seperti pada instruksi yang dijalankan oleh microprocessor.

Konsep Pipelining

Konsep pemrosesan pipeline dalam suatu komputer mirip dengan suatu baris pencucian dalam suatu laundry. Ambil contoh, suatu proses pencucian pada laundry: anggaplah bahwa langkah-langkah tertentu di jalur perakitan adalah sub proses 1 adalah pencucian, sub proses 2 adalah pengeriangan, dan sub proses 3 adalah pelipatan. Sebuah pakaian kotor di jalur pencucial hanya dapat memiliki salah satu dari tiga tahap yang dilakukan sekaligus.

1. Setelah pakaian A masuk pada tahap pencucian,
2. Setelah selesai pakaian A masuk ke tahap pengeringan disisi lain pakaian B masuk pada tahap pencucian.
3. Setelah selesai pakaian A masuk ke tahap pelipatan dan pakaian B masuk ke tahap pengeringan disisi lain pakaian C masuk pada tahap pencucian.
4. Dan begitu sampai selesai

Dengan adanya persyaratan bahwa setiap instuksi yang berdekatan harus tidak saling bergantung, maka ada kemungkinan terjadinya situasi dimana pipeline gagal dilaksanakan (instruksi berikutnya tidak bisa dilaksanakan). Situasi ini disebut Hazards. Hazards mengurangi performansi dari CPU dimana percepatan ideal tidak dapat dicapai.

Ada 3 kelompok Hazards :

1. Structural Hazards muncul dari konflik resource sistem yaitu ketika hardware tidak dapat mensuport semua kemungkinan kombinasi pelaksanaan instruksi.
2. Data Hazards muncul ketika data untuk suatu instruksi tergantung pada hasil instruksi sebelumnya.
3. Control Hazards muncul pada pelaksanaan instruksi yang mengubah PC (contoh : branch).

Adanya Hazards menyebabkan pipeline terhambat (stalled). Tidak ada instruksi baru yang dijemput sampai hambatan itu selesai. Ini berarti instruksi-instruksi selanjutnya akan ditunda pula penjemputannya.

Keuntungan dari Pipelining :

1. Waktu siklus prosesor berkurang, sehingga meningkatkan tingkat instruksi dalam kebanyakan kasus( lebih cepat selesai).
2. Beberapa combinational sirkuit seperti penambah atau pengganda dapat dibuat lebih cepat dengan menambahkan lebih banyak sirkuit. Jika pipelining digunakan sebagai pengganti, hal itu dapat menghemat sirkuit & combinational yang lebih kompleks.
3. Pemrosesan dapat dilakukan lebih cepat, dikarenakan beberapa proses dilakukan secara bersamaan dalam satu waktu.

Kekurangan dari Pipelining :

1. Pipelined prosesor menjalankan beberapa instruksi pada satu waktu. Jika ada beberapa cabang yang mengalami penundaan cabang (penundaan memproses data) dan akibatnya proses yang dilakukan cenderung lebih lama.
2. Instruksi latency di non-pipelined prosesor sedikit lebih rendah daripada dalam pipelined setara. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa intruksi ekstra harus ditambahkan ke jalur data dari prosesor pipeline.
3. Kinerja prosesor di pipeline jauh lebih sulit untuk meramalkan dan dapat bervariasi lebih luas di antara program yang berbeda.
4. Karena beberapa instruksi diproses secara bersamaan ada kemungkinan instruksi tersebut sama-sama memerlukan resource yang sama, sehingga diperlukan adanya pengaturan yang tepat agar proses tetap berjalan dengan benar.
5. Sedangkan ketergantungan terhadap data, bisa muncul, misalnya instruksi yang berurutan memerlukan data dari instruksi yang sebelumnya.
6. Kasus Jump, juga perlu perhatian, karena ketika sebuah instruksi meminta untuk melompat ke suatu lokasi memori tertentu, akan terjadi perubahan program counter, sedangkan instruksi yang sedang berada dalam salah satu tahap proses yang berikutnya mungkin tidak mengharapkan terjadinya perubahan program counter.

B.     RISC (Reduce Instruction Set Computer)

RISC (Reduce Instruction Set Computer) atau komputasi set instruksi yang disederhanakan merupakan sebuah arsitektur komputer atau arsitektur komputasi modern dengan instruksi-instruksi dan jenis eksekusi yang paling sederhana. Proyek RISC pertama dibuat oleh IBM, stanford dan UC –Berkeley pada akhir tahun 70 dan awal tahun 80an. IBM 801, Stanford MIPS, dan Barkeley RISC 1 dan 2 dibuat dengan konsep yang sama sehingga dikenal sebagai RISC.

Arsitektur ini digunakan pada komputer dengan kinerja tinggi, seperti komputer vector. Desain ini juga diimplementasikan pada prosesor komputer lain, seperti pada beberapa mikroprosesor intel 960, Itanium (IA64) dari Intel Coorporatoin. Selain itu RISC juga umum dipakai pada Advanced RUSC Machine (ARM) dan Strong ARM.

Beberapa elemen penting pada arsitektur RISC :

1.      Set instruksi yang terbatas dan sederhana

2.      Register general-purpose yang berjumlah banyak, atau penggunaan teknologi kompiler untuk mengoptimalkan pemakaian registernya.

3.      Penekanan pada pengoptimalan pipeline instruksi.

RISC mempunyai karakteristik :

1.      One cycle execution time : satu putaran eksekusi. Prosessor    RISC mempunyai CPI (clock per instruction) atau waktu per instruksi untuk setiap putaran. Hal ini dimaksud untuk mengoptimalkan setiap instruksi pada CPU.

2.      Large number of registers: Jumlah register yang sangat banyak. RISC di Desain dimaksudkan untuk dapat menampung jumlah register yang sangat banyak untuk mengantisipasi agar tidak terjadi interaksi yang berlebih dengan memory.

3.      Pipelining : adalah sebuah teknik yang memungkinkan dapat melakukan eksekusi secara simultan.Sehingga proses instruksi lebih efiisien.

Ciri – ciri RISC :

1.    Instruksi berukuran tunggal

2.    Ukuran yang umum adalah 4 byte

3.    Jumlah pengalamatan data sedikit,

4.    Tidak terdapat pengalamatan tak langsung

5.    Tidak terdapat operasi yang menggabungkan operasi load/store dengan operasi aritmatika

6.    Tidak terdapat lebih dari satu operand beralamat memori per instruksi

7.    Tidak mendukung perataan sembarang bagi data untuk operasi load/ store.

8.    Jumlah maksimum pemakaian memori manajemen bagi suatu alamat data adalah sebuah instruksi .

Ditinjau dari jenis set instruksinya, ada 2 jenis arsitektur komputer, yaitu:

·        Arsitektur komputer dengan kumpulan perintah yang rumit (Complex Instruction Set Computer = CISC)

·        Arsitektur komputer dengan kumpulan perintah yang sederhana (Reduced Instruction Set Computer = RISC)

Referensi   :

·         http://student.blog.dinus.ac.id/ardi/2015/06/10/penjelasan-tentang-pipelining/

·         http://fromengineering4you.blogspot.com/2015/12/pengertian-risc-reducet-instruction-set.html

Unit Input/Output (I/O)

            Pengertian Input pada Komputer

Pengertian input adalah (masukkan) unit/perangkat luar yang dipasang sesuai dengan slot atau portnya masing-masing untuk memasukkan atau mentransfer data dari luar ke dalam mikroprosesor untuk di proses dan diterjemahkan secara digital.

Perangkat input yang biasanya memberi masukkan pada komputer seperti mouse dan keyboard. Dengan adanya sistem input pada komputer ini membantu kita untuk melakukan pengetikan dan menggerakkan kursor dengan lancar.

Pengertian Output pada Komputer

Pengertian output adalah (keluaran) unit/perangkat luar yang digunakan untuk menampilkan atau menerjemahkan data yang keluar dari mikroprosesor komputer. Perangkat luar yang menangkap output dari sistem mikroprosesor ini misalnya data digital yang ditampilkan pada layar monitor, atau data script yang dicetak pada printer dan sebagainya.

A. Fungsi Input Devide

Fungsi input device pada komputer adalah untuk menerima masukkan data dari perangkat luar yang disambungkan menuju mikroprosesor dan diterjemahkan menjadi sebuah informasi. Data input device yang masuk ke mikroprosesor bisa berupa data signal input atau data maintance input. Signal input berupa data yang masuk ke mikroprosesor dan maintance input berupa program yang dipakai untuk menerjemahkan data signal input. 

Ada berbagai macam perangkat keras berjenis input yang diciptakan untuk komputer, berikut adalah contohnya:

1. Keyboard

Keyboard komputer merupakan salah satu perangkat berjenis input yang berfungsi untuk memasukkan data berupa teks, seperti huruf, angka, simbol, dan lain sebagainya. Keyboard menjadi perangkat yang penting pada komputer. Tanpa keyboard bisa dipastikan komputer tidak dapat bekerja dengan baik seperti semestinya. Dan sebagai perangkat input yang telah mengalami beberapa kali perkembangan, keyboard komputer memiliki berbagai varian port dari port serial, PS/2, USB, hingga wireless. Meskipun ada banyak jenis port keyboard, tetap saja keyboard tergolong sebagai perangkat input.

2. Mouse

Mouse merupakan alat penunjuk (pointer) pada perangkat komputer, biasanya penunjuk ini dapat dilihat di monitor saat kita mengoperasikan komputer. Selain itu, mouse juga umumnya dilengkapi dengan tombol klik kanan dan kiri yang gunanya sebagai pengganti tombol enter dan select pada keyboard.

3. Joystick

Perangkat input selanjutnya adalah Joystick, yang merupakan perangkat keras komputer dan biasanya digunakan untuk mengoperasikan objek-objek pada sebuah game. Joystick sendiri tidak berperan sebagai perangkat penting, namun hanya sebatas pelengkap saja.

4. Scanner

Adapun scanner juga termasuk sebagai perangkat input yang didesain untuk menyalin text maupun gambar grafis dan kemudian dapat disimpan dalam bentuk file.

Selain empat perangkat tersebut, sebenarnya masih banyak contoh perangkat input komputer yang lain seperti flashdisk, webcam, CD Rom, dan masih banyak lagi. Namun contoh di atas rasanya sudah cukup untuk mendefinisikan pengertian perangkat input.


B. Fungsi Output Devide

Fungsi output device pada komputer adalah untuk menerima keluaran data dari mikroprosesor CPU komputer yang telah diterjemahkan sehingga dapat berupa gambar, tulisan, suara dan sebagainya. Contoh perangkat output device yang biasanya digunakan untuk menerima hasil olahan komputer seperti printer, monitor, speaker, dan sebagainya.

Ada berbagai macam perangkat keras berjenis output yang diciptakan untuk komputer, berikut adalah contohnya:

1. Monitor

Monitor adalah perangkat keras berjenis output yang digunakan untuk menerjemahkan data digital sehingga menghasilkan informasi yang dibutuhkan oleh pengguna. Monitor adalah perangkat output yang sangat penting dari komputer, karena tanpa kehadirannya, pengguna tidak akan bisa mendapatkan informasi yang diinginkan.

2. Projector

Projector bekerja dengan mengintegrasikan sumber cahaya, sistem optic elektronik, dan display dengan tujuan memproyeksikan gambar atau video ke dinding atau layar. Perangkat ini juga tergolong sebagai perangkat output.

3. Speaker

Speaker pun termasuk sebagai perangkat output yang fungsinya untuk menghasilkan suara dari komputer. Dan sama halnya dengan monitor, speaker juga berperan penting untuk menunjang kinerja komputer itu sendiri.

4. Printer

Perangkat output selanjutnya adalah printer yang juga termasuk sebagai perangkat keras berjenis output untuk mencetak file misalnya foto digital menjadi foto kertas. Ataupun dokumen menjadi tulisan yang tertuang di media kertas.
Selain empat contoh tersbut, ada banyak perangkat output komputer lainnya seperti headset, VGA, Network Card, dan lain sebagainya.

Perbedaan Perangkat Input dan Output

Input ataupun output sebenarnya sama-sama berjenis perangkat keras, namun perbedaanya terletak pada fungsi perangkat tersebut. Perangkat input sendiri sesuai dengan namanya ‘masukkan’, artinya adalah perangkat keras yang digunakan untuk mengendalikan komputer seperti keyboard untuk menulis data di komputer, joystick untuk menggerakan objek-objek dalam game komputer, dan mouse digunakan sebagai penggerak penunjuk di komputer.
Sedangkan perangkat output adalah perangkat ‘keluaran’ yang artinya mengeluarkan data dari komputer. Seperti monitor mengeluarkan informasi, projector mengeluarkan video atau gambar, printer mengeluarkan data ke media kertas, dan headset mengeluarkan suara. Intinya, output ini adalah perangkat yang dapat menghasilkan sesuatu dari komputer, baik itu suara, informasi, atau pun yang lainnya.

Referensi  :

• https://www.indoworx.com/perangkat-input-dan-output/

• https://panduankomputer-laptop.blogspot.com/2016/10/pengertian-input-dan-output.html