Arsitektur Komputer

Arsitektur Komputer

A.   Definisi Arsitektur Komputer

Dalam ilmu komputer dan teknik , arsitektur komputer adalah seperangkat disiplin yang menggambarkan sistem komputer dengan menentukan bagian-bagiannya dan hubungan mereka.

Sebagai contoh, pada tingkat tinggi, arsitektur komputer mungkin prihatin dengan bagaimana central processing unit (CPU) bertindak dan bagaimana menggunakan memori komputer . Beberapa modis (2011) arsitektur komputer termasuk cluster komputasi dan Non-Uniform Memory Access .

Arsitek komputer menggunakan komputer untuk merancang komputer baru. Emulation software dapat menjalankan program yang ditulis dalam satu set instruksi yang diusulkan. Sedangkan desain sangat mudah untuk mengubah pada tahap ini, compiler desainer sering berkolaborasi dengan arsitek, menunjukkan perbaikan dalam set instruksi. Emulator modern mungkin mengukur waktu dalam siklus clock: memperkirakan konsumsi energi dalam joule, dan memberikan perkiraan yang realistis dari ukuran kode dalam bytes. Ini mempengaruhi kenyamanan pengguna, kehidupan baterai, dan ukuran dan biaya terbesar komputer bagian fisik: memorinya. Artinya, mereka membantu untuk memperkirakan nilai dari sebuah desain komputer.

Tujuannya adalah untuk merancang sebuah komputer yang memaksimalkan kinerja sambil menjaga konsumsi daya di cek, biaya relatif rendah untuk jumlah kinerja yang diharapkan, dan juga sangat handal. Untuk ini, banyak aspek yang harus dipertimbangkan yang mencakup Instruction Set Desain, Organisasi Fungsional, Logic Desain, dan Implementasi. Implementasi melibatkan Desain Sirkuit Terpadu, Packaging, Power, dan Cooling. Optimasi desain membutuhkan keakraban dengan Compiler, Sistem Operasi Logika Desain dan Kemasan.

Secara sederhana Arsitektur sebuah komputer terdiri dari:

1.      Input device

2.       Output device

3.      I/O ports

4.      Central processing unit (CPU)

5.      Memori

6.      Data bus

7.      Addres bus

8.      Control bus

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

Fungsi dasar sistem komputer adalah sederhana, prinsipnya terdapat empat buah fungsi operasi, yaitu :

1.      Fungsi Operasi Pengolahan Data

2.      Fungsi Operasi Penyimpanan Data

3.      Fungsi Operasi Pemindahan Data

4.      Fungsi Operasi Kontrol

Organisasi Komputer

Organisasi komputer membantu mengoptimalkan produk berbasis kinerja. Sebagai contoh, perangkat lunak insinyur perlu mengetahui kemampuan pengolahan prosesor. Mereka mungkin perlu mengoptimalkan software untuk mendapatkan kinerja yang paling dengan mengorbankan setidaknya. Hal ini dapat memerlukan analisis yang cukup rinci dari organisasi komputer. Sebagai contoh, dalam sebuah decoder multimedia, para desainer mungkin perlu untuk mengatur data yang paling untuk diproses di jalur data tercepat dan berbagai komponen diasumsikan berada di tempat dan tugas adalah untuk menyelidiki struktur organisasi untuk memverifikasi bagian komputer beroperasi.

B.   Bagian Pokok Arsitektur Komputer

·         Instructure Set Architecture

Spesifikasi yang menentukan bagaimana programmer bahasa mesin berinteraksi dengan komputer

·         Hardware System Architacture

Meliputi subsistem hardware dasar yaitu  CPU, Memor dan I/O system

C.   Kelebihan dan Kekurangan Arsitektur Komputer

1.      Kelebihan

Komputer dapat melakukan operasi matematika dan logika dengan sangat cepat, yang pada umumnya tidak mampu dilakukan manusia dengan baik. contohnya saja manusia diminta untuk menghitung pangkat dari 2,35 maka akan diperlukan waktu eerapa menit untuk mengetahui hasilnya tetapi beda dengan komputer yang bisa memberi jawaban dengan hitungan detik.

2.      Kekurangan

Komputer tidak mampu melakukan apa yang manusia lakukan seperti menyusun generalisasi, membuat kesimpulan, memahami pola-pola yang kompleks, dan tidak mempunyai emosi. Contoh manusia lebih unggul daripada komputer dalam mengenali wajah, komputer dapat mengenali wajah jika wajah itu telah diprogramkan ke dalam databasenya apabila belum memasukkan data ke dalam database maka komputer tidak dapat mengenali wajah.

Sumber :

1.      http://oscarvilalba.blogspot.co.id/2015/06/artikel-tentang-arsitektur-komputer.html

2.      http://www.it-jurnal.com/2015/06/arsitektur-komputer.html

3.      https://kikireisyah.wordpress.com/artikel-arsitektur-komputer/

Apa Itu Microcontroller ??

MicroController

A.   Definisi Microcontroller

Dengan  berkembangnya teknologi mikroprosesor 8 bit dan 16 bit, seiring dengan itu muncul pula kebutuhan agar perangkat elektronika dapat dikemas sekecil mungkin.  Seperti Atari, Nintendo, Sega, dan peralatan hiburan serta peralatan rumah tangga seperti AC dan Audio/Video.

Untuk mendukung hal tersebut,  tidak dapat dilakukan oleh mikroprosesor standar.  Hal ini dikarenakan mikroprosesor membutuhkan komponen eksternal tambahan seperti Memori, pengolah analog ke digital dan perangkat komunikasi serial misalnya.  Oleh karena itu dikembangkanlah chip yang di dalam kemasan tersebut sudah terdapat mikroprosesor, I/O Pendukung, Memori, bahkan ADC yang dikenal dengan istilah mikrokontroler. mikrokontroler adalah pengembangan dari mikropro­sesor untuk keperluan instrumentasi ‘sederhana’, misalnya untuk pengaturan motor, pengaturan permukaan cairan, pengukuran suhu, pH, konduktifitas, aplikasi PLC sederhana dan semacamnya.

Bentuk Fisik Microcontroller MCS51 40 Pin

 Mikrokontroler adalah suatu chip yang dibuat dengan ciri-ciri kekhasannya, biasanya adalah ;

·         Memiliki memory internal relatif sedikit.

·         Memiliki unit I/O langsung

·         Pemroses bit, selain byte

·         Memiliki perintah / program yang langsung berhubungan dengan I/O

·         Program relatif sederhana.

·         Beberapa varian memiliki memori yang tidak hilang bila catu padam didalamnya untuk me­nyimpan program

Sedangkan dalam hal aplikasi, sistem mikokontroler memiliki karakteristik sebagai berikut;

·         Memiliki program khusus yang disimpan dalam memori untuk aplikasi tertentu, tidak seperti PC yang multifungsi karena mudahnya memasukan program. Program mikrokontroler relatif lebih kecil daripada program-program pada PC.

·         Konsumsi daya kecil.

·         Rangkaian sederhana dan kompak

·         Murah, karena komponen sedikit

·         Unit I/O yang sederhana, misalnya keypad, LCD, LED, Latch.Lebih tahan terhadap kondisi lingkungan ekstrem misalnya temperatur, tekanan, kelembaban dan sebagainya.

B.   Komponen Microcontroller

Mikrokontroler dapat disebut sebagai “one chip solution” karena terdiri dari :

Komponen Microcontroller

·         CPU (central processing unit)

CPU ialah bagian yang paling penting dari suatu mikroprosesor, ia melakukan pemrosesan data.

·         RAM (Random Access Memory)

RAM digunakan Untuk menimpan data sementara

·         EPROM/PROM/ROM (Erasable Programmable Read Only Memory)

ROM digunakan untuk menyimpan program yang bersifat permanent

·         I/O (input/output) - serial and parallel

Unit ini berfungsi agar mikrokontroler dapat berkomunikasi dalam format serial atau paralel, sehingga dapat berkomunikasi dengan mudah dengan PC dan devais standar digital  lainnya.

·         Timers

·         Timer berguna untuk mengatur pwaktuan  pada system berbasis mikrokontroler, misal untuk delay atau pencacah.

C.   Jenis – jenis Microcontroller

1.        AMCC

Hingga Mei 2004, mikrokontroler ini masih dikembangkan dan dipasarkan oleh IBM, hingga kemudian keluarga 4xx dijual ke Applied Micro Circuits Corporation.

·      403 PowerPC CPU (PPC 403GCX).

·      405 PowerPC CPU (PPC 405EP, PPC 405GP/CR, PPC 405GPr, PPC NPe405H/L).

·      440 PowerPC Book-E CPU (PPC 440GP, PPC 440GX, PPC 440EP/EPx/GRx    PPC440SP/SPe).

2.    Atmel      

·Atmel AT91 series (ARM THUMB architecture)

·Atmel AVR32

·AT90, Tiny & Mega series – AVR (Atmel Norway design)

·Atmel AT89 series (Intel 8051/MCS51 architecture)

·MARC4

3. Freescale Semiconductor

       Hingga 2004, mikrokontroler ini dikembangkan dan dipasarkan olehMotorola, yang divisi semikonduktornya dilepas untuk mempermudah pengembangan Freescale Semiconductor.

·         8-bit (68HC05 (CPU05), 68HC08 (CPU08), 68HC11 (CPU11))

·         16-bit (68HC12 (CPU12), 68HC16 (CPU16), Freescale DSP56800 (DSPcontroller))

·         32-bit (Freescale 683XX (CPU32), MPC500, MPC 860 (PowerQUICC), MPC 8240/8250

4.    Fujitsu

·         F²MC Family (8/16 bit)

·         FR Family (32 bit)

·         FR-V Family (32 bit RISC)

5.    Microchip

·         Low End, Mikrokontroler PIC 12-bit

·         Mid Range, Mikrokontroler PIC 14-bit (PIC16F84, PIC16F877)

·         16-bit instruction PIC

·         High End, Mikrokontroler PIC 16-bit

D.   Kelebihan Microcontroller

Adapun kelebihan dari mikrokontroller adalah sebagai berikut :

Ø  Penggerak pada mikrokontoler menggunakan bahasa pemograman assembly dengan berpatokan pada kaidah digital dasar sehingga pengoperasian sistem menjadi sangat mudah dikerjakan sesuai dengan logika sistem (bahasa assembly ini mudah dimengerti karena menggunakan bahasa assembly aplikasi dimana parameter input dan output langsung bisa diakses tanpa menggunakan banyak perintah). Desain bahasa assembly ini tidak menggunakan begitu banyak syarat penulisan bahasa pemrograman seperti huruf besar dan huruf kecil untuk bahasa assembly tetap diwajarkan.

Ø  Mikrokontroler tersusun dalam satu chip dimana prosesor, memori, dan I/O terintegrasi menjadi satu kesatuan kontrol sistem sehingga mikrokontroler dapat dikatakan sebagai komputer mini yang dapat bekerja secara inovatif sesuai dengan kebutuhan sistem.

Ø  Sistem running microcontroller berdiri sendiri tanpa tergantung dengan komputer sedangkan parameter komputer hanya digunakan untuk download perintah instruksi atau program. Langkah-langkah untuk download komputer dengan mikrokontroler sangat mudah digunakan karena tidak menggunakan banyak perintah.

Ø  Pada mikrokontroler tersedia fasilitas tambahan untuk pengembangan memori dan I/O yang disesuaikan dengan kebutuhan sistem.

Ø  Harga microcontroller lebih murah dan mudah didapat.

Sumber :

1.      http://elektronika-dasar.web.id/pengertian-dan-kelebihan-microcontroller/

2.      http://lenniforever.blogspot.co.id/2012/10/perkembangan-mikrokontroller.html

3.      http://musaone.blogspot.co.id/2013/01/makalah-mikrokontroller.html