Prosesor Paralel

Paralel Prosesor adalah suatu prosesor dimana pelaksanaan instruksinya secara bersamaan waktunya.

Sehingga menyebabkan pelaksanaan suatu kejadian :

1. Dlam interval waktu yang sama

2. Dalam dalam waktu yang bersamaan

3. Dalam waktu yang saling tumpang tindih

Pemrosesan paralel (parallel processing) adalah penggunaaan lebih dari satu CPU untuk menjalankan sebuah program secara simultan. Idealnya, parallel processing membuat program berjalan lebih cepat karena semakin banyak CPU yang digunakan. Tetapi dalam praktek, seringkali sulit membagi program sehingga dapat dieksekusi oleh CPU yang berbea-beda tanpa berkaitan di antaranya.

Komputasi paralel adalah salah satu teknik melakukan komputasi secara bersamaan dengan memanfaatkan beberapa komputer secara bersamaan. Biasanya diperlukan saat kapasitas yang diperlukan sangat besar, baik karena harus mengolah data dalam jumlah besar ataupun karena tuntutan proses komputasi yang banyak. Untuk melakukan aneka jenis komputasi paralel ini diperlukan infrastruktur mesin paralel yang terdiri dari banyak komputer yang dihubungkan dengan jaringan dan mampu bekerja secara paralel untuk menyelesaikan satu masalah. Untuk itu diperlukan aneka perangkat lunak pendukung yang biasa disebut sebagai middleware yang berperan untuk mengatur distribusi pekerjaan antar node dalam satu mesin paralel. Selanjutnya pemakai harus membuat pemrograman paralel untuk merealisasikan komputasi.

Pemrograman paralel adalah teknik pemrograman komputer yang memungkinkan eksekusi perintah/operasi secara bersamaan baik dalam komputer dengan satu (prosesor tunggal) ataupun banyak (prosesor ganda dengan mesin paralel) CPU. Tujuan utama dari pemrograman paralel adalah untuk meningkatkan performa komputasi. Semakin banyak hal yang bisa dilakukan secara bersamaan (dalam waktu yang sama), semakin banyak pekerjaan yang bisa diselesaikan. Komputasi paralel membutuhkan:
1. algoritma
2. bahasa pemrograman
3. compiler
   
Sebagaian besar komputer hanya mempunyai satu CPU, namun ada yang mempunyai lebih dari satu. Bahkan juga ada komputer dengan ribuan CPU. Komputer dengan satu CPU dapat melakukan parallel processing dengan menghubungkannya dengan komputer lain pada jaringan. Namun, parallel processing ini memerlukan software canggih yang disebut distributed processing software. Parallel processing berbeda dengan multitasking, yaitu satu CPU mengeksekusi beberapa program sekaligus. Parallel processing disebut juga parallel computing.

•  Jaringan Interkoneksi

Ada 5 komponen, yaitu:

 

1. CPU

2. Memori

3. Interface : peralatan yang yangnmembawa pesanmasuk dan keluar dari CPU danMemori

4. Penghubung : saluran fisik yang dilalui bit-bituntuk berpindah tempat

5. Switch : peralatan yang memiliki banyak portinput dan port output

Komunikasi diantara terminal-terminal yang berbeda harus dapat dilakukan dengan suatu media tertentu. Interkoneksi yang efektif antara prosesor dan modul memorisangat penting dalam lingkungan komputer. Menggunakan arsitektur bertopologi  busbukan merupakan solusi yang praktis karena bus hanya sebuah pilihan yang baik ketika digunakan untuk menghubungkan komponen-komponen dengan jumlah yang sedikit. Jumlah komponen dalam sebuah modul IC bertambah seiring waktu. Oleh karena itu, topologi  bus bukan topologi yang cocok untuk kebutuhan interkoneksi komponenkomponen di dalam modul IC. Selain itu juga tidak dapat diskalakan, diuji, dan kurang dapat disesuaikan, serta menghasilkan kinerja toleransi kesalahan yang kecil. Di sisi lain, sebuah  crossbar menyediakan interkoneksi penuh diantara semua terminal dari  suatu  sistem  tetapi  dianggap sangat kompleks, mahal untuk membuatnya, dan sulit untuk dikendalikan. Untuk alasan ini jaringan interkoneksi merupakan solusi media komunikasi yang baik untuk sistem komputer dan telekomunikasi. Jaringan ini membatasi jalur-jalur diantara terminal komunikasi yang berbeda untuk mengurangi kerumitan dalam menyusun elemen switching .

• Mesin SIMD & Mesin MMID

Mesin SIMD

Pada komputer SIMD terdapat lebih dari satu elemen pemrosesan yang dikendalikan oleh sebuah unit pengendali yang sama. Seluruh elemen pemrosesan menerima dan menjalankan instruksi yang sama yang dikirimkan unit pengendali, namun melakukan operasi terhadap himpunan data yang berbeda yang berasal dari aliran data yang berbeda pula.

Contoh aplikasi yang dapat mengambil keuntungan dari SIMD adalah aplikasi yang memiliki nilai yang sama yang ditambahkan ke banyak titik data (data point), yang umum terjadi dalam aplikasi multimedia. Salah satu contoh operasinya adalah mengubah brightness dari sebuah gambar. Setiap  dari sebuah gambar 24-bit berisi tiga buah nilai berukuran 8-bit brightness dari porsi warna merah (red), hijau (green), dan biru (blue). Untuk melakukan perubahan brightness, nilai R, G, dan B akan dibaca dari memori, dan sebuah nilai baru ditambahkan (atau dikurangkan) terhadap nilai-nilai R, G, B tersebut dan nilai akhirnya akan dikembalikan (ditulis kembali) ke memori.

Prosesor yang memiliki SIMD menawarkan dua keunggulan, yakni:

Data langsung dapat dipahami dalam bentuk blok data, dibandingkan dengan beberapa data yang terpisah secara sendiri-sendiri. Dengan menggunakan blok data, prosesor dapat memuat data secara keseluruhan pada waktu yang sama. Daripada melakukan beberapa instruksi "ambil pixel ini, lalu ambil pixel itu, dst", sebuah prosesor SIMD akan melakukannya dalam sebuah instruksi saja, yaitu "ambil semua pixel itu!" (istilah "semua" adalah nilai yang berbeda dari satu desain ke desain lainnya). Jelas, hal ini dapat mengurangi banyak waktu pemrosesan (akibat instruksi yang dikeluarkan hanya satu untuk sekumpulan data), jika dibandingkan dengan desain prosesor tradisional yang tidak memiliki SIMD (yang memberikan satu instruksi untuk satu data saja). Sistem SIMD umumnya hanya mencakup instruksi-instruksi yang dapat diaplikasikan terhadap semua data dalam satu operasi. Dengan kata lain, sistem SIMD dapat bekerja dengan memuat beberapa titik data secara sekaligus, dan melakukan operasi terhadap titik data secara sekaligus.

Mesin MMID

MIMD adalah sebuah singkatan dari, "Multiple Instruction Stream-Multiple Data Stream" yaitu sebuah komputer yang memiliki beberapa prosesor yang bersifat otonomus yang mampu melakukan instruksi yang berbeda pada data yang berbeda. Sistem terdistribusi umumnya dikenal sebagai MIMD, entah itu menggunakan satu ruangan memori secara bersama-sama atau sebuah ruangan memori yang terdistribusi. Pada sistem komputer MIMD murni terdapat interaksi di antara pemrosesan. Hal ini disebabkan seluruh aliran dari dan ke memori berasal dari space data yang sama bagi semua pemroses. Komputer MIMD bersifat tightly coupled jika tingkat interaksi antara pemroses tinggi dan disebut loosely coupled jika tingkat interaksi antara pemroses rendah.

• Arsitektur Pengganti

Dalam bidang teknik computer, arsitektur pengganti merupakan konsep perencanaan atau struktur pengoperasian dasar dalam computer atau bisa dikatakan rencana cetak biru dari deskripsi fungsional kebutuhan dari perangkat keras yang didesain, implementasi perencanaan dari masing-masing bagian seperti CPU, RAM, ROM, Memory Cache, dll.

Sumber:

http://www.explainthatstuff.com/how-supercomputers-work.html

https://www.academia.edu/7424831/Parallel_PROCESSING_Pemrosesan_paralel

http://fahdahrlna.blogspot.co.id/2015/06/prosesor-paralel-maklah-arkom.html

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

http://organkomputer.blogspot.co.id/2013/04/prosesor-paralel.html

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

Pipelining & RISC (Reduced Instruction Set Computer)

• Pipelining

Pipelining yaitu suatu cara yang digunakan untuk melakukan sejumlah kerja secara bersama tetapi dalam tahap yang berbeda yang dialirkan secara kontinu pada unit pemrosesan. 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.
Struktur lain yang menggunakan penyelesaian deteksi atau selain penundaan yang tepat dari pengaturan waktu pusat tetapi karena masalah waktu yang Syncronization, Pipelines memaksakan sebuah penurunan kinerja. Misalnya counterflow pipeline prosesor yang dirancang sekitar dua arah, pipa membawa petunjuk dan argumen dalam satu arah dan hasil yang lainnya b ini dapat menyebabkan Syncronization masalah antara prosesor.
Pipeline yang berputar menghindari masalah yang hanya melewati data dalam satu arah. Pada prinsipnya, prosesor dari register terus beredar di sekitar cincin yang berhubungan dengan berbagai fungsi ALU, akses memori dan sebagainya .ada tiap tahap, nilai-nilai yang memeriksa dan disampaikan, kemungkinan setelah perubahan, tidak signifikan dengan pengeluaran tambahan untuk sinkronisasi. Dispatched adalah instruksi dari pusat ke fungsi unit yang memungkinkan beberapa masalah instruksi .

Gambar. Pipelined

• Tahapan Pipeline 

1. Mengambil instruksi dan membuffferkannya
2. Ketika tahapan kedua bebas tahapan pertama mengirimkan instruksi yang dibufferkan tersebut.
3. Pada saat tahapan kedua sedang mengeksekusi instruksi, tahapan pertama memanfaatkan siklus memori yang tidak dipakai untuk mengambil dan membuffferkan instruksi berikutnya .

• Instruksi Pipeline

Karena untuk setiap tahap pengerjaan instruksi, komponen yang bekerja berbeda, maka dimungkinkan untuk mengisi kekosongan kerja di komponen tersebut.Sebagai contoh :
Instruksi 1: ADD  AX, AX
Instruksi 2: ADD EX, CX
Setelah CU menjemput instruksi 1 dari memori (IF), CU akan menerjemahkan instruksi tersebut(ID). Pada menerjemahkan instruksi  1 tersebut, komponen IF tidak bekerja. Adanya teknologi pipeline menyebabkan IF akan menjemput instruksi 2 pada saat ID menerjemahkan instruksi 1. Demikian seterusnya pada saat CU menjalankan instruksi 1 (EX), instruksi 2 diterjemahkan (ID).

• Keuntungan Pipeline

- Waktu siklus prosesor berkurang, sehingga meningkatkan tingkat instruksi dalam kebanyakan  kasus( lebih cepat selesai).

- 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.

- Pemrosesan dapat dilakukan lebih cepat, dikarenakan beberapa proses dilakukan secara bersamaan dalam satu waktu.

• Kerugian Pipeline

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.

• RISC (Reduced Instruction Set Computer)

Pada tahun 1980, John Cocke di IBM menghasilkan minikomputer eksperimental, yaitu IBM 801 dengan prosesor komersial pertama yang menggunakan RISC. Pada tahun itu juga, Kelompok Barkeley yang dipimpin David Patterson mulai meneliti rancangan RISC dengan menghasilkan RISC-1 dan RISC-2.
RISC merupakan komputasi kumpulan instruksi yang disederhanakan. RISC 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, R4x00dari 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.

Ada beberapa elemen penting dalam arsitektur RISC, yaitu :
-  Set instruksi yang terbatas dan sederhana
-  Register general-purpose yang berjumlah banyak, atau pengguanaan teknologi kompiler untuk mengoptimalkan pemakaian regsiternya.
-  Penekanan pada pengoptimalan pipeline instruksi.

Gambar. RISC 

• Ciri-ciri Karakteristik RISC 

-  Instruksi berukuran tunggal.

-  Ukuran yang umum adalah 4 byte.

-  Jumlah mode pengalamatan data yang sedikit, biasanya kurang dari lima buah.

-  Tidak terdapat pengalamatan tak langsung.

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

Sumber:
http://www.digitalinternals.com/hardware/how-pipelining-improves-cpu-performance/113/
http://elib.unikom.ac.id/files/disk1/390/jbptunikompp-gdl-sindrianil-19458-10-9-pipeli-g.pdf
http://iranwaysqorni.blogspot.co.id/2015/01/penjelasan-risc-dan-pipelining-risc.html

Arsitektur Family Komputer

IBM PC adalah sebutan untuk keluarga komputer pribadi buatan IBM. IBM PC diperkenalkan pada 12 Agustus 1981, dan "dipensiunkan" pada tanggal 2 April 1987. Sejak diluncurkan oleh IBM,

• IBM PC memiliki beberapa keluarga, yakni:

·    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
·    IBM 5170 Personal Computer/Advanced Technology

Gambar. IBM PC

• 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.

Berdasarkan ukurannya, komputer digolongkan ke dalam micro computer (komputer mikro), mini computer (komputer mini), small computer (komputer kecil), medium computer (komputer menengah), large computer (komputer besar) dan super computer (komputer super).1.Micro ComputerMicro Computer (Mikro Komputer) disebut juga dengan nama personal computer (komputer personal) . ukuran main memory komputer mikro sekarang berkisar dari 16 MB sampai lebih dari 128 MB, dengan konfigurasi operand register 8 bit, 16 bit, atau 32 bit. Kecepatan komputer mikro sekarang berkisar 200 Mhz sampai dengan 500 Mhz.Komputer mikro umumnya adalah single-user (pemakainya tunggal), yaitu satu komputer hanya dapat digunakan untuk satu pemakai saja untuk tiap saat.

• Komponen IBM PC

   - Sistem kontrol BUS : Pengontrol BUS, Buffer Data, dan Latches Alamat
   - Sistem kontrol interuppt : Pengontrol Interuppt
   - Sistem kontrol RAM & ROM : Chip RAM & ROM, Decoder Alamat, dan Buffer
   - Sistem kontrol DMA : Pengontrol DMA
   - Timer : Timer Interval Programmable
   - Sistem kontrol I/O : Interface Paralel Programmable

Sumber:

https://www.extremetech.com/computing/92640-ibm-personal-computer-its-30-year-legacy-slideshow

https://www.academia.edu/28409476/arsitektur_famili_komputer

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

Unit Input/Output

• SISTEM BUS

Sistem bus dalam arsitektur komputer merujuk pada bus yang digunakan oleh sistem komputer untuk menghubungkan semua komponennya dalam menjalankan tugasnya. Sebuah bus adalah sebutan untuk jalur di mana data dapat mengalir dalam komputer. Jalur –jalur ini digunakan untuk komunikasi dan dapat dibuat antara dua elemen atau lebih. Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan dieksekusi oleh CPU melalui perantara sistem bus.

Gambar. Sistem BUS

JENIS-JENIS SISTEM BUS

a. Data bus (Saluran Data)

Saluran data memberikan lintasan bagi perpindahan data antara dua modul sistem. Saluran ini secara kolektif disebut bus data. Umunya bus data terdiri dari 8, 16, 32 saluran.

b. Address Bus (Saluran Alamat) 

1. Saluran alamat digunakan untuk menandakan sumber atau tujuan data pada bus data. Misalnya, bila CPU akan membaca sebuah word dat adari memroi, maka CPU akan menaruh alamt word yang dimaksud pada saluran alamat.

2. Digunakan untuk mengirinkan alamat word pada memori yang akan diakses CPU.

3. Digunakan untuk saluran alamat perangkat modul komputer saat CPU mengakses suatu modul.

4. Semua peralatan yang terhubung dengan sistem komputer, agar dapat diakses harus memiliki alamat.

c. Control Bus (Saluran Control)

Saluran kontrol digunakan untuk mengontrol akses ke saluran alamat dan penggunaan data. Karena data dan saluran alamat dipakai bersama oleh seluruh komponen, maka harus ada alat unruk mengontrol penggunaanya. Berikut ini adalah fungsi-fungsi yang terdapat pada control bus (saluran control):

1. Digunkan untuk menspesifikasi sumber dan tujuan data pada bus data.

2. Digunakan untuk mengirim alamat word pada memori yang akan diakses CPU.

3. Digunakan untuk saluran almat perangkat modul komputer saat CPU mengakses suatu modul.

4. Semua peralatan yang terhubung dengan sistem komputer, agak dapat diakses harus memiliki alamat. Contoh : mengakses port I/O, maka port I/O harus memiliki alamat hardware-nya.

• Standar Input/Output Interface

Interface atau antarmuka adalah Penghubung antara dua sistem atau alat media penghubung antara satu subsistem dengan subsistem lainnya. Melalui penghubung ini memungkinkan sumber daya mengalir dari satu subsistem ke subsistem yang lainnya. Keluaran (output) dari suatu subsistem akan menjadi masukan (input) untuk subsistem lainnya dengan melalui penghubung.
I/O interface adalah peralatan yang dimana informasi dapat masuk dan keluar dari perangkat seperti komputer. Dalam istilah komputasi, input output adalah komunikasi antara system pengolahan informasi dan dunia luar. Input adalah sinyal atau data yang diterima oleh system dan output adalah sinyal atau data yang dikirim dari itu. Contoh alat input yaitu keyboard, mouse, scanner, joystick, dan lain-lain. Dan contoh dari alat output adalah monitor, printer, proyektor, dan speaker.

Spesifikasi-spesifikasi interface harus memiliki :
1. Mekanik, yaitu bentuk fisik dari port, jumlah pin dan lain-lain.
2. Tegangan Listrik, yaitu karateristik dari tegangan listrik yang diperlukan untuk pengenal data.
3. Fungsi, yaitu signal-signal yang diguna atau fungsi pin-pin yang ada. Fungsi-fungsi tersebut dapat dibagi menjadi 4 bagian, yaitu :
·    Data
·    Pengontrol
·    Penguat
·    Penetral (ground).
4. Prosedur, yaitu prosedur atau langkah-langkah penggunaan signal untuk komunikasi data yang berlaku.

• Pengaksesan Peralatan Input/Output

Pengaksesan peralatan(I/O) bergantung pada perspektif mengubah sinyal-sinyal bahwa pengguna manusia bisa melihat atau membaca. Untuk pengguna proses membaca atau melihat representasi ini adalah menerima masukan. Interaksi antara komputer dan manusia dipelajari dalam bidang yang disebut interaksi manusia-komputer. CPU dan memori utama dianggap sebagai otak dari komputer, dan dari sudut pandang adanya transfer informasi dari atau ke kombinasi itu, misalnya untuk atau dari disk drive, dianggap Input / Output. CPU dan sirkuit pendukungnya menyediakan memori-mapping Input / Output yang digunakan dalam pemrograman komputer tingkat rendah dalam pelaksanaan driver perangkat. Sebuah Input / Output merupakan salah satu algoritma yang dirancang untuk mengeksploitasi lokalitas dan melakukan efisien bila berada pada penyimpanan data sekunder, seperti disk drive. Input / Output Interface diperlukan setiap kali Input / Output device didorong oleh prosesor. Antarmuka harus memiliki logika yang diperlukan untuk menafsirkan perangkat alamat yang dihasilkan oleh prosesor. Handshaking harus dilaksanakan oleh antarmuka menggunakan perintah yang sesuai seperti (Sibuk, SIAP, WAIT), dan prosesor dapat berkomunikasi dengan Input / Output device melalui antarmuka. Khusus Input / Output monad, yang memungkinkan program untuk hanya menguraikan Input / Output, dan tindakan yang dilakukan diluar program. Hal ini penting karena Input / Output fungsi akan memperkenalkan efek samping untuk setiap bahasa pemrograman, tapi sekarang pemrograman fungsional murni praktis. Berikut alamat yang dapat disimpan dalam register. Instruksi akan memiliki register yang memiliki alamat tersebut. Jadi untuk mengambil data, instruksi harus mendaftar didekode sesuai dipilih. Isi register akan diperlakukan sebagai alamat menggunakan alamat lokasi memori yang sesuai dipilih dan data dibaca / ditulis. Port-mapping Input / Output biasanya memerlukan penggunaan instruksi yang secara khusus dirancang untuk melakukan Input / Output operasi.

Pengaksesan I/O terdiri dari dua cara yaitu :

1. Memory mapped I/O

Dimana piranti I/O dihubungkan sebagai lokasi memory virtual dimana port I/O tergantung pada memori utama. Karakteristik memory mapped I/O antara lain :

• Port I/O dihubungkan ke bus alamat

• Piranti input sebagai bagian memory yang memberikan data ke bus data. Piranti output ssebagai bagian memori yang memiliki data tersimpan di dalamnya.

2. I/O mapped I/O

Piranti I/O dihubungkan sebagai lokasi terpisah dengan lokasi memori, dimana port I/O tidak tergantung pada memori utama. Karakteristik I/O mapped I/O adalah:

• Port I/O tidak tergantung memori utama

• Transfer informasi dilakukan di bawah kendali sinyal control yang menggunakan instruksi INPUT dan OUTPUT

• Operasi I/O tergantung sinyal kendali dari CPU

• Intruksi I/O mengaktifkan baris kendali read/write pada port I/O, sedangkan instruksi memori akan mengaktifkan baris kendali read/write pada memori

• Ruang memory dan ruang alamat I/O menyatu, sehingga dapat memiliki alamat yang sama.

Sumber:

margono.staff.uns.ac.id/files/2009/06/sistem-bus.ppt 

dosen.narotama.ac.id/wp-content/uploads/2012/12/BUS-SISTEM1.doc

CPU (Central Processing Unit)

• Central Processing Unit (CPU)

CPU Merupakan bagian utama dari komputer karena processor berfungsi untuk mengatur semua aktifitas yang ada pada komputer. CPU berfungsi seperti kalkulator, hanya saja CPU jauh lebih kuat daya pemrosesannya. Fungsi utama dari CPU adalah melakukan operasi aritmetika dan logika terhadap data yang diambil dari memori atau dari informasi yang dimasukkan.

Gambar 1. Komputer & CPU

• SISTEM BUS

Sistem bus dalam arsitektur komputer merujuk pada bus yang digunakan oleh sistem komputer untuk menghubungkan semua komponennya dalam menjalankan tugasnya. Sebuah bus adalah sebutan untuk jalur di mana data dapat mengalir dalam komputer. Jalur –jalur ini digunakan untuk komunikasi dan dapat dibuat antara dua elemen atau lebih. Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan dieksekusi oleh CPU melalui perantara sistem bus. 

Gambar 2. Sistem BUS

• BUS

Pengertian bus adalah bagian dari sistem komputer yang berfungsi untuk memindahkan data antar bagian- bagian dalam sistem komputer. Data dipindahkan dari piranti masukan ke CPU, CPU ke memori, atau dari memori ke piranti keluaran. Bus meruppakan jalur komunikasi yang dibagi pemakai suatu set kabel tunggal yang digunakan untuk menghubungkan berbagai subsistem. Sistem bus adalah sebuah bus yang menghubungkan komponen-komponen utama komputer (CPU, Memori, I/O). Sistem bus adalah penghubung bagi keseluruhan komponen komputer dalam menjalankan tugasnya.

Bus pada CPU dapat dibedakan atas :

1. Data Bus ( Saluran Data )

2. Address Bus ( Saluran Alamat )

3. Control Bus ( Saluran Kendali )

• JENIS-JENIS SISTEM BUS

a. Data bus (Saluran Data)

Saluran data memberikan lintasan bagi perpindahan data antara dua modul sistem. Saluran ini secara kolektif disebut bus data. Umunya bus data terdiri dari 8, 16, 32 saluran.

b. Address Bus (Saluran Alamat) 

1. Saluran alamat digunakan untuk menandakan sumber atau tujuan data pada bus data. Misalnya , bila CPU akan membaca sebuah word dat adari memroi, maka CPU akan menaruh alamt word yang dimaksud pada saluran alamat.

2. Digunakan untuk mengirinkan alamat word pada memori yang akan diakses CPU.

3. Digunakan untuk saluran alamat perangkat modul komputer saat CPU mengakses suatu modul.

4. Semua peralatan yang terhubung dengan sistem komputer, agar dapat diakses harus memiliki alamat.

c. Control Bus (Saluran Control)

Saluran kontrol digunakan untuk mengontrol akses ke saluran alamat dan penggunaan data. Karena data dan saluran alamat dipakai bersama oleh seluruh komponen, maka harus ada alat unruk mengontrol penggunaanya. Berikut ini adalah fungsi-fungsi yang terdapat pada control bus (saluran control):

1. Digunkan untuk menspesifikasi sumber dan tujuan data pada bus data.

2. Digunakan untuk mengirim alamat word pada memori yang akan diakses CPU.

3. Digunakan untuk saluran almat perangkat modul komputer saat CPU mengakses suatu modul.

4. Semua peralatan yang terhubung dengan sistem komputer, agak dapat diakses harus memiliki alamat. Contoh : mengakses port I/O, maka port I/O harus memiliki alamat hardware-nya.

• ARITHMATICAL LOGICAL UNIT (ALU)

Gambar 3. ALU

Adalah salah satu bagian dalam dari sebuah mikroprosesor yang berfungsi untuk melakukan operasi hitungan aritmetika dan logika. Contoh operasi aritmetika 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 aritmetika atau matematika yang terjadi sesuai dengan instruksi program. 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 lalin dari ALU adalah melakukan keputusan dari operasi logika sesuai dengan instruksi program. Operasi 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 (>=) (sumber: Buku Pengenalan Komputer, Hal 154-155, karangan Prof.Dr.Jogiyanto H.M, M.B.A.,Akt.)

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.

• Central Logic Unit

Bertugas mengatur dan mengendalikan semua peralatan yang ada di sistem komputer, yaitu :
- mengatur dan mengendalikan alat-alat input dan output
- mengambil instruksi-instruksi dari memori utama
- mengambil data dari memori utama untuk diproses
- mengirim instruksi ke ALU bila ada perhitungan aritmatika atau perbandingan logika serta
mengawasi kerja dari ALU
- mengirim hasil proses ke memori utama untuk disimpan dan pada saatnya disajikan ke alat
output.

• Set Register

Salah satu perbedaan pokok antara satu komputer dengan komputer lainnya adalah pada sifat set registernya.
Set register dapat dibedakan menjadi dua:
- set register tujuan khusus (special purpose)
- set register tujuan umum (general purpose)
Instruction Register (IR) atau Program Counter (PC) – untuk menyimpan alamat instruksi yang sedang dijalankan. Memory Address Register (MAR) untuk menyimpan alamat memori yang akan diakses. Memory Buffer Register (MBR) untuk menampung data pada saat operasi pemuatan maupun penyimpanan data. Indexs Register (IR) untuk menyimpan indeks, misalnya untuk mengakses elemen dalam array. Flag Register atau Processor-Status Bits, misalnya untuk menyimpan indikasi hasil operasi aritmatika dan logika,
seperti:
- P (hasil Positif)
- Z (hasil Zero/Nol)
- N (hasil Negatif)
- C (Carry out)
- V (Over Flow)
- Dan lainnya

Referensi:

http://jamilah.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/35151/ARKOM.pdf 
http://aguspri.dosen.st3telkom.ac.id/wp-content/uploads/sites/19/2015/12/4.2-Struktur-CPU.pdf
https://id.wikipedia.org/wiki/Bus_sistem

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

Arsitektur Set Instruksi

• Karakteristik Dan Fungsi Set Instruksi

Set Instruksi (bahasa Inggris: Instruction Set, atau Instruction Set Architecture (ISA)) didefinisikan sebagai suatu aspek dalam arsitektur komputer yang dapat dilihat oleh para pemrogram, atau dengan kata lain Kumpulan dari instruksi-instruksi yang berbeda yang dapat dijalankan oleh CPU disebut set Instruksi (Instruction Set). Operasi dari CPU ditentukan oleh instruksi-instruksi yang dilaksanakan atau dijalankannya. Instruksi ini sering disebut sebagai instruksi mesin (mechine instructions) atau instruksi komputer (computer instructions)Secara umum, ISA ini mencakup jenis data yang didukung, jenis instruksi yang dipakai, jenis register, mode pengalamatan, arsitektur memori, penanganan interupsi, eksepsi, dan operasi I/O eksternalnya (jika ada).

Gambar. 1. Diagram Siklus Instruksi Komputer

ISA merupakan sebuah spesifikasi dari Pullman semua kode-kode biner (opcode) yang diimplementasikan dalam bentuk aslinya (native form) dalam sebuah desain prosesor tertentu. Kumpulan opcode tersebut, umumnya disebut sebagai bahasa mesin (machine language) untuk ISA yang bersangkutan. ISA yang populer digunakan adalah set instruksi untuk chip Intel x86, IA-64, IBM PowerPC, Motorola 68000, Sun SPARC, DEC Alpha, dan lain-lain.

• ELEMEN - ELEMEN DARI SET INSTRUKSI

1. Operation Code (opcode)     : menentukan operasi yang akan dilaksanakan.
2. Source Operand Reference   : merupakan input bagi operasi yang akan dilaksanakan.
3. Result Operand Reference   : merupakan hasil dari operasi yang dilaksanakan.
4. Next Instruction Reference : memberitahu CPU untuk mengambil instruksi berikutnya setelah instruksi yang dijalankan selesai.

• FORMAT INSTRUKSI

Suatu instruksi terdiri dari beberapa field yang sesuai dengan elemen dalam instruksi tersebut. Layout dari suatu instruksi sering disebut sebagai Format Instruksi.

Gambar. 2. Format Instruksi.

• Desain Set Instruksi

Desain set instruksi merupakan masalah yang sangat komplek yang melibatkan banyak aspek, diantaranya adalah:

1. Kelengkapan set instruksi

2. Ortogonalitas (sifat independensi instruksi)

3. Kompatibilitas 

• Tipe Atau Jenis-Jenis Instruksi

1. Data procecessing: Arithmetic dan Logic Instructions
Data processing adalah jenis pemrosesan yang dapat mengubah data menjadi informasi atau pengetahuan.Setelah diolah, data ini biasanya mempunyai nilai yang informative, maka istilah pemrosesan data sering dikatakan sebagai sistem informasi.

2. Data storage: Memory instructions
Sering disebut sebagai memori komputer, merujuk kepada komponen komputer, perangkat komputer, dan media perekaman yang mempertahankan data digital yang digunakan untuk beberapa interval waktu. Dalam penggunaan kontemporer, memori komputer merujuk kepada bentuk media penyimpanan berbahan semikonduktor, yang dikenal dengan sebutan Random Access Memory (RAM).Akan tetapi, istilah "computer storage" sekarang secara umum merujuk kepada media penyimpanan massal seperti halnya hard disk.

3. Data Movement: I/O instructions

Proses data movement ini adalah memindahkan (dapat dikatakan membackup juga) data – data dari database yang berupa data, indeks, grand, schema, dan lain – lain ketempat baru. Data movement terdiri dari 2 bagian besar yaitu: Load & Upload dan Export & Import. Load berfungsi untuk memasukan data / transaksi ke sebuah table. Sedangkan upload berfungsi untuk membuat dari data table ke fisik / file. 

4. Control: Test and branch instructions
CU diimplementasikan sebagai sebuah microprogram yang disimpan di dalam tempat penyimpanan kontrol (control store).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.

• Desain Set Instruksi

Desain set instruksi merupakan masalah yang sangat komplek yang melibatkan banyak aspek, diantaranya adalah:

1. Kelengkapan set instruksi

2. Ortogonalitas (sifat independensi instruksi)

3. Kompatibilitas 

• Selain ketiga aspek tersebut juga melibatkan hal-hal sebagai berikut:

1. Operation Repertoire: Berapa banyak dan operasi apa saja yang disediakan, dan berapa sulit operasinya
2. Data Types: tipe/jenis data yang dapat olah Instruction Format: panjangnya, banyaknya alamat, dsb.
3. Register: Banyaknya register yang dapat digunakan
4. Addressing: Mode pengalamatan untuk operand

• Jenis-Jenis Operand

a. Addresses

b. Numbers:
Integer or fixed point
Floating point
Decimal (BCD)

c. Characters:
ASCII
EBCDIC

d. Logical Data: Bila data berbentuk binary “0” dan “1” 

• Rancangan Set Instruksi

a. Aspek paling menarik dalam arsitektur komputer adalah perancangan set instruksi, karena rancangan ini berpengaruh banyak pada aspek lainnya.
b. Set instruksi menentukan banyak fungsi yang harus dilakukan CPU.
c. Set instruksi merupakan alat bagi para pemrogram untuk mengontrol kerja CPU.
d. Pertimbangan kebutuhan pemrogram menjadi bahan pertimbangan dalam merancang set instruksi.

• Teknik Pengalamatan

1. Immediate Addressing
2. Direct Addressing
3. Indirect Addressing
4. Register addressing
5. Register indirect addressing
6. Displacement addressing
7. Stack addressing

Metode pengalamatan merupakan aspek dari set instruksi arsitektur disebagian unit pengolah pusat (CPU) desain yang didefinisikan dalam set instruksi arsitektur dan menentukan bagaimana bahasa mesin petunjuk dalam arsitektur untuk mengidentifikasi operan dari setiap instruksi. Sebuah mode pengalamatan menentukan bagaimana menghitung alamat memori yang efektif dari operand dengan menggunakan informasi yang diadakan di register dan / atau konstanta yang terkandung dalam instruksi mesin atau di tempat lain.

Jenis-jenis metode pengalamatan diantaranya :

1. Immediate Addressing Mode

Gambar. 3. Immediate Addressing Mode

2. Register Addressing Mode

Gambar. 4. Register Addressing Mode

3. Direct Addressing Mode

Gambar. 5. Direct Addressing Mode

4. Indirect Addressing Mode

Gambar. 6. Indirect Addressing Mode

R0 atau R1 digunakan untuk menunjukkan Destination Address

MOV A,#30h   ; salin immediate data 30h ke Akumulator

MOV R0,#7Fh   ; salin immediate data 7Fh ke register R0

MOV @R0,A   ; salin the data in A ke alamat di R0

R0 atau R1 digunakan untuk menunjukkan Source Address

MOV R0,#7Fh   ; salin immediate data 7Fh ke register R0

MOV @R0,#30h  ; salin immediate data 30 ke alamat di R0

MOV A,@R0   ; salin isi dari alamat di R0 ke Akumulator

Referensi:
- Puspanda Hatta dan Agus Tri Haryanto. 2014. Sistem Komputer. Jakarta: Politeknik Negeri Media Kreatif.
- Diagram siklus Instruksi Komputer (Stallings, W.1990, hal. 293)
- http://eprints.binadarma.ac.id/883/1/ARSITEK%20KOMPUTER%205.pdf

- http://irfan-abet.blogspot.co.id/2015/01/arsitektur-set-instruksi.html 

Organisasi Komputer Dasar

• Organisasi Komputer

Organisasi komputer adalah bagian yang terkait erat dengan unit – unit operasional dan interkoneksi antar komponen penyusun sistem komputer dalam merealisasikan aspek arsitekturalnya. Contoh aspek organisasional adalah teknologi hardware, perangkat antarmuka, teknologi memori, dan sinyal – sinyal kontrol.

Arsitektur komputer lebih cenderung pada kajian atribut – atribut sistem komputer yang terkait dengan seorang programmer. Contohnya, set instruksi, aritmetika yang digunakan, teknik pengalamatan, mekanisme I/O.

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 cache adalah kajian organisasional.

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 I/

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:

I/O Ports

      a.       I/O Ports

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

      b.      Unit masukan (Input Device)

Berfungsi untuk menerima masukan kemudian membacanya dan diteruskan ke memory/penyimpanan. Contoh unit masukan : keyboard, mouse, joystick, mic, scanner.

      c.       Unit keluaran (Output Unit)

Berfungsi untuk menerima hasil pengolahan data dari CPU melalui memory. Seperti halnya pada unit masukan maka unit keluaran dikenal juga istilah peralatan keluaran (output device) dan media keluaran (output media).

CPU

Control Unit dan ALU membentuk suatu unit tersendiri yang disebut Central Processing Unit (CPU). Didalam CPU inilah semua kerja komputer dilakukan. Maka CPU sangatlah penting didalam sebuah perangkat komputer. 

Gambar. Struktur Internal CPU

a.    Unit kontrol (Control Unit)

Berfungsi untuk melaksanakan tugas pengawasan dan pengendalian seluruh sistem komputer. CU disebut juga sebagai pengatur rumah tangga pada suatu komputer. Tugas dari kontrol unit adalah:

-          Mengatur dan mengendalikan alat-alat input dan output

-          Mengambil instruksi-instruksi dari main memory

-          Mengirim instruksi ke aritmatika dan logic unit

-          Menyimpan hasil proses ke main memory 

Gambar. Control Unit

b.     Unit logika dan aritmatika (Arithmetic & Logical Unit /ALU) 

Berfungsi untuk melaksanakan pekerjaan perhitungan atau aritmatika dan 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.

Gambar. ALU

c.     Registers 

Fungsi :

-          Media penyimpan internal CPU yang digunakan saat proses pengolahan data.

-          Memori ini bersifat sementara, biasanya digunakan untuk menyimpan data saat diolah ataupun data untuk menyimpan data saat diolah ataupun data untuk pengolahan selanjutnya.

-          Mempercepat Proses operasi intruksi pada CPU.

d.    CPU Interconnection 

Fungsi :

-          Sistem koneksi dan bus yang menghubungkan komponen internal dan bus – bus

eksternal CPU

-          Komponen internal CPU yaitu ALU, unit kontrol dan register.

-          Komponen eksternal CPU :sistem lainnya, seperti main memori, piranti

masukan/keluaran (I/O)

Memori 

Unit memori/penyimpanan (Memory/Storage Unit) berfungsi untuk menampung data/program yang ditrerima dari unit masukan sebelum diolah oleh CPU dan juga menerima data setelah diolah oleh CPU yang selanjutnya diteruskan kesuatu unit keluaran. Pada bagian ini terdapat dua buah memory yaitu RAM (Random Access Memory) yaitu bagian memory yang dapat melaksanakan membaca dan menulis, sedangkan ROM (Read Only Memory) yaitu bagian memory yang hanya dapat membaca tanpa bisa menulis. Memory dibagi dalam dua bagian yaitu memory utama dan cadangan.

Data Bus

Adalah jalur-jalur perpindahan data dalam sistem komputer. Sifatnya dua arah, artinya CPU dapat membaca dan menirma data melalui data bus ini.

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.Address bus biasanya terdiri atas 16, 20, 24, atau 32 jalur paralel.

Control Bus

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

Sumber:

http://debyo.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/31390/handout4Organisasi+Komputer+Dasar.pdf 

http://adiputra17.it.student.pens.ac.id/kelas1smt1/organ_dan_arsitektur_komputer/Buku.pdf

EVOLUSI ARSITEKTUR KOMPUTER

Sekarang ini penggunaan komputer sudah menjadi hal yang biasa digunakan untuk kalangan umum, dibandingkan dengan tahun-tahun awal dalam pembuatan komputer yang masih dalam bentuk besar dan belum bisa dibawa kemana-mana (portable). Dibandingkan dengan era dahulu dimana penggunaan komputer hanya terbatas pada instansi-instansi besar yang dalam penggunannyapun kebanyakan hanya digunakan sebatas untuk mengetik laporan dan semisalnya saja. Namun pada era sekarang ini komputer sudah berkembang lebih jauh lagi, khususnya pada urusan teknologi dan bentuk fisik dari komputer itu sendiri yang cukup signifikan perubahannya. Untuk itulah tugas kali ini akan membahas tentang ``Evolusi Arsitektur Komputer`` 

A.Struktur Dasar Komputer.

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

• Unit masukan (Input Unit) yaitu dimana terdapat perintah atau instruksi yang dilakukan kepada komputer oleh pengguna
• Unit kontrol (Control Unit) merupakan suatu unit yang berfungsi untuk mengontrol atau mengendalikan semua yang terdapat dalam komputer
• Unit logika dan aritmatika (Arithmetic & Logical Unit / ALU) adalah suatu unit dimana berisi fungsi-fungsi logika dan matematika atau perhitungan
• Unit memori/penyimpanan (Memory / Storage Unit) yaitu unit penyimpanan dana yang dilakukan komputer
• Unit keluaran (Output Unit) merupakan suatu hasil yang diharapkan dari suatu inputan yang telah dimasukkan

        Arsitektur komputer mempelajari atribut-atribut sistem komputer yang terkait dengan seorang programmer dan memiliki dampak langsung pada eksekusi logis sebuah program, contoh : set instruksi, jumlah bit yang digunakan untuk merepresentasikan bermacam-macam jenis data (misal bilangan, karakter), aritmetika yang digunakan, teknik pengalamatan, mekanisme I/O. Arsitektur komputer dapat bertahan bertahun-tahun tapi 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.

        Arsitektur Komputer lebih cenderung pada kajian atribut–atribut sistem komputer yang terkait dengan seorang programmer. Contohnya, set instruksi, aritmetika yang digunakan, teknik pengalamatan, mekanisme I/O.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 cache adalah kajian organisasional.

Perspektif Historis

        Historis/sejarah arsitektur komputer yaitu :

1. 1940 – 1956 : Relay dan Tabung Vakum
2. 1956 – 1963 : Dioda dan Transistor
3. 1964 – 1971 : Integrated Circuit (SSI/MSI)
4. 1971 – Sekarang : Mikroprosesor (LSI/VLSI)
5. Sekarang – Masa depan : Kecerdasan Buatan

• Generasi I (1940 – 1956)

>Menggunakan tabung vakum

>Menimbulkan suhu panas yang tinggi

>Membutuhkan tempat yang luas

>Lebih cepat daripada komputer mekanik

>Kapasitas penyimpanan terbatas (1000-4000 byte)

>Menggunakan punched card untuk memasukkan data

>Informasi bahasa mesin disimpan dalam magnetic drum

>Hasil operasi ditulis dalam kartu kosong

• Generasi II (1956 – 1963)

>Menggunakan transistor

>Magnetic core sebagai penyimpanan internal

>Kapasitas penyimpanan (4 – 32Kbyte)

>I/O lebih cepat (berorientasi pita)

>Bahasa pemrograman tingkat tinggi (COBOL,FORTRAN, ALGOL)

>Ukuran lebih kecil dari komputer generasi I

>Penurunan suhu dibandingkan komputer generasi I

• Generasi III (1964-1971)

>Menggunakan Integrated Circuit

>Magnetic Core dan penyimpanan yang padat (solidstate) berkapasitas 32Kb – 3Mb

>Lebih fleksibel dengan I/O. Berorientasi disk

>Ukuran lebih kecil dibandingkan dengan komputer generasi II

>Penggunaan bahasa pemrograman tingkat tinggi lebih luas

>Munculnya komputer mini

• Generasi IV (1971 – Sekarang)

>Menggunakan mikroprosesor

>Kapasitas penyimpanan lebih besar dari 3Mb

>Peningkatan dalam rancangan modular dan kompabilitas antara peralatan yang disediakan oleh pabrik yang berbeda

>Tersedianya program yang canggih untuk aplikasi tertentu

>Kecanggihan peralatan I/O yang meningkat

• Generasi V (sekarang – masa depan)

>Implementasi mekanisme dasar untuk kesimpulan, asosiasi dan pembelajaran dalam perangkat lunak

>Intelegensi buatan dasar

>Implementasi mekanisme dasar untuk mengambil dan mengatur dasar pengetahuan

>Pemanfaatan pengenalan pola

Referensi:

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

http://deky.students.uii.ac.id/2012/01/08/organisasi-dan-arsitektur-komputer/