DMA (Direct Memory Access)

DMA (Direct Memory Access) adalah suatu hardware spesial (chip) yang dapat mengontrol aliran bit data antara memory (RAM) dan beberapa controller dari I/O devices tanpa memerlukan interferensi dari CPU secara terus menerus. (Mengakses dan mengontrol memori sistem tanpa interferensi CPU secara terus menerus).

Fungsi dari DMA sendiri adalah agar CPU dapat melakukan pekerjaan atau instruksi yang berbeda ketika melakukan operasi baca tulis dari perangkat peripheral. Tanpa adanya  DMA CPU akan terus sibuk melakukan operasi baca tulis (transfer data) dan tidak dapat melakukan atau menyelesaikan instruksi yang lain. Dengan adanya DMA, CPU cukup mempersiapkan DMA chip dengan cara memberikan beberapa informasi seperti jumlah data bit yang ditransfer, alamat dari device dan memory yang diperlukan dan arah dari aliran data tersebut, setelah itu DMA chip sendiri yang akan menyelesaikannya. DMA chip akan melakukan interupt, ketika pekerjaannya sudah selesai. Selama DMA chip melakukan tugasnya hingga munculnya interupt, CPU dapat menyelesaikan instruksi yang lainnya.

Tiga langkah dalam transfer DMA:

1. Prosesor menyiapkan DMA transfer dengan menyedia kan data-data dari perangkat, operasi yang akan ditampilkan, alamat memori yang menjadi sumber dan tujuan data, dan banyaknya byte yang ditransfer.

2. Pengendali DMA memulai operasi (menyiapkan bus, menyediakan alamat, menulis dan membaca data), sampai seluruh blok sudah di transfer.

3. Pengendali DMA meng-interupsi prosesor, dimana selanjutnya akan ditentukan tindakan berikutnya.

Pada dasarnya, DMA mempunyai dua metode yang berbeda dalam mentransfer data. Metode yang pertama ialah metode yang sangat baku dan sederhana disebut HALT, atau Burst Mode DMA, karena pengendali DMA memegang kontrol dari sistem bus dan mentransfer semua blok data ke atau dari memori pada single burst. Selagi transfer masih
dalam prosres, sistem mikroprosessor diset idle, tidak melakukan instruksi operasi untuk menjaga internal register. Tipe operasi DMA seperti ini ada pada kebanyakan komputer.
Metode yang kedua, mengikutsertakan pengendali DMA untuk memegang kontrol dari sistem bus untuk jangka waktu yang lebih pendek pada periode dimana mikroprosessor sibuk dengan operasi internal dan tidak membutuhkan akses ke sistem bus. Metode DMA ini disebut cycle stealing mode. Cycle stealing DMA lebih kompleks untuk diimplementasikan dibandingkan HALT DMA, karena pengendali DMA harus mempunyai kepintaran untuk merasakan waktu pada saat sistem bus terbuka

Kelemahan I/O terprogram dan Interrupt- Driven I/O

Proses yang terjadi pada modul I/O masih melibatkan CPU secara langsung, berimplikasi pada :
• Kelajuan transfer I/O yang tergantung kecepatan operasi CPU.
• Kerja CPU terganggu karena adanya interupsi secara langsung

Prinsip kerja DMA
 
• CPU akan mendelegasikan kerja I/O kepada DMA
• CPU hanya akan terlibat pada awal proses untuk memberikan instruksi lengkap pada DMA dan akhir proses saja
• CPU dapat menjalankan proses lainnya tanpa banyak terganggu dengan interupsi
• Melaksanakan transfer data secara mandiri :
1. DMA memerlukan pengambilalihan kontrol bus dari CPU
2. DMA akan menggunakan bus bila CPU tidak menggunakannya atau DMA memaksa CPU untuk menghentikan sementara penggunaan bus
3. Teknik cyclestealing, modul DMA mengambil alih siklus bus

Klasifikasi perangkat eksternal
 
• Human Readable, yaitu perangkat yang berhubungan dengan manusia sebagai
• pengguna komputer. Contoh: monitor, keyboard, mouse, printer, joystick, disk drive.
• Machine readable, yaitu perangkat yang berhubungan dengan peralatan. Biasanya berupa modul sensor dan tranduser untuk monitoring dan kontrol suatu peralatan atau sistem.
• Communication, yatu perangkat yang berhubungan dengan komunikasi jarak jauh. Contoh: NIC dan modem

Klasifikasi berdasar arah data
1. Perangkat output
2. Perangkat input
3. Kombinasi output-input.
Contoh perangkat output: monitor, proyektor dan printer.
Contoh perangkat input : keyboard, mouse, joystick, scanner, mark reader, bar code reader

STANDARD INPUT / OUTPUT INTERFACE

I/O adalah suatu mekanisme pengiriman data secara bertahap dan terus menerus melalui suatu aliran data dari proses ke peranti (begitu pula sebaliknya). Fungsi :Fungsi i/o Pada dasarnya adalah mengimplementasikan algoritma I/O pada level aplikasi. Hal ini dikarenakan kode aplikasi sangat fleksible, dan bugs aplikasi tidak mudah menyebabkan sebuah sistem crash. Pada dasarnya, tugas utama komputer adalah processing dan I/O (Input danOutput). Bahkan, sebagian besar waktunya digunakan untuk mengolah I/O sedangkan processing hanya bersifat insidental. Jadi, pada konteks I/O, peranan sistem operasiadalah mengatur dan mengontrol perangkat I/O dan operasi I/O.Perangkat I/O sangat bervariasi. Oleh karena itu, bagaimana cara mengontrol perangkat-perangkat tersebut mendapat perhatian besar dalam organisasi komputer.Bayangkan, perangkat I/O yang sangat banyak jumlahnya dan setiap perangkat memilikifungsi dan kecepatan sendiri-sendiri, tentunya memerlukan metode yang berbeda pula.Oleh karena itu, dikenal klasifikasi perangkat I/O menjadi perangkat blok dan perangkatkarakter, walaupun ada perangkat yang tidak termasuk ke dalam satupun dari keduagolongan ini.Perangkat terhubung ke komputer melalui port, diatur oleh device controller dan berkomunikasi dengan prosesor dan perangkat lain melalui bus. Perangkat berkomunikasi dengan prosesor melalui dua pendekatan yaitu memory mapped daninstruksi I/O langsung.

I/O system terdiri dari beberapa again penting yaitu:

a. I/O Hardware
b. Application I/O Interface
c. Kernel I/O Subsystem
d. I/O Requests to Hardware Operations
e. Streams
f. Performance

A. I/O Hardware

Secara umum, I/O Hardware terdapat beberapa jenis seperti device penyimpanan
(disk,tape),transmission device (network card, modem), dan human-interface device (screen, keyboard, mouse). Device tersebut dikendalikan oleh instruksi I/O. Alamat-alamat yang dimiliki
oleh device akan digunakan oleh direct I/O instruction dan memory-mapped I/O.

Beberapa konsep yang umum digunakan ialah port, bus (daisy chain/ shared direct access), dan controller (host adapter).

Port adalah koneksi yang digunakan oleh device untuk berkomunikasi dengan mesin.
Bus adalah koneksi yang menghubungkan beberapa device menggunakan kabel-kabel.
Controller adalah alat-alat elektronik yang berfungsi untuk mengoperasikan port, bus, dan device.

B. Application I/O Interface

Merupakan suatu mekanisme untuk mempermudah pengaksesan, sehingga sistem operasi melakukan standarisasi cara pengaksesan peralatan I/O. Contoh : suatu aplikasi
ingin membuk data yang ada dalam suatu disk, aplikasi tersebut harus dapat
membedakan jenis disk apa yang akan diaksesnya. Interface aplikasi I/O melibatkan abstraksi, enkapsulasi, dan software layering. Device driver mengenkapsulasi tiap-tiap peralatan I/O ke dalam masing-masing 1 kelas yang umum (interface standar). Tujuan dari adanya lapisan device driver ini adalah untuk menyembunyikan perbedaan-perbedaan yang ada pada device controller dari subsistem I/O pada kernel. Karena hal ini, subsistem I/O dapat bersifat independen dari hardware.
Komponen Input/Output

Komponen input/ouput merupakan suatu rangkaian masukan atau keluaran dengan berbagai macam bentuk dan karakter yang berbeda-beda serta bekerja dengan level tegangan yang bervariasi. Komponen input/ouput agar dapat bekerja dan berhubungan dengan mikroprosesor dilengkapi dengan rangkaian antar muka (interface). Rangkaian interface dapat diartikan sebagai rangkaian penghubung yang menghubungkan antara komponen yang satu dengan komponen yang lainnya, sehingga dapat dilakukan transfer data antara komponen-komponen tersebut. Ini dapat dibangun atau dirancang dengan rangkaian perangkat keras dan perangkat lunak (program).

Dalam proses interfacing antara sistem mikroprosesor dengan piranti luar dibutuhkan beberapa fungsi seperti, data buffering, address decoding, command decoding, status decoding, dan sistem control dan timing. Semua ini dibutuhkan untuk mensinkronikasikan kerja sistem supaya sinergi. Karena tanpa pengendali dan sinkronisasi menyebabkan berbagai masalah akan timbul dalam proses input/output. Masalah-masalah ini disebabkan oleh perbedaan kecepatan operasi, perbedaan level sinyal atau tegangan yang dibutuhkan, keanekaragaman peripheral dan berbagai karakternya, dan stuktur sinyal yang kompleks. Oleh karena itu dibutuhkan suatu bagian input/output yang sesuai. Komunikasi antara komponen I/O dengan mikroprtosesor tidak jauh berbeda antara komunikasi memori dengan mikroprosesor, hanya pada I/O prosesnya lebih kompleks dari pada memori. Dibawah ini digambarkan hubungan antara mikroprosesor dengan komponen input/output dan peripheral.



Hardware terdiri dari :

Input Device
Process Device
Output Device

Macam-macam I/O:

1.Konektor RJ 45
Digunakan untuk koneksi Ethernet pada komputer dan perangkat jaringan Ethernet lainnya seperti router dan aktif dan juga modem dan juga perangakat lain yang mendukung interface Ethernet RJ45.Fungsi :Menyambungkan network antara komputer dengan komputer.

2. USB ( Universal Serial Bus )
Port standard yang ada di komputer saat ini.Konektor-konektor USB tersebut dapat ditancapi berbagai perangkat mulai dari mouse sampai printer secara mudah dan cepat. Fungsi :perangkat baru yang belum pernah terinstal di komputer anda sebelumnya, sistem operasi komputer anda secara otomatis akan mencoba mengenalinya dengan auto detect.

Struktur I/O
Bagian ini akan membahas struktur I/O, interupsi I/O, dan DMA, serta perbedaan dalam penanganan interupsi.

Interupsi I/O
Untuk memulai operasi I/O, CPU me-load register yang bersesuaian ke device controller. Sebaliknya device controller memeriksa isi register untuk kemudian menentukan operasi apa yang harus dilakukan. Pada saat operasi I/O dijalankan ada dua kemungkinan, yaitu synchronous I/O dan asynchronous I/O. Pada synchronous I/O, kendali dikembalikan ke proses pengguna setelah proses I/O selesai dikerjakan. Sedangkan pada asynchronous I/O, kendali dikembalikan ke proses pengguna tanpa menunggu proses I/O selesai. Sehingga proses I/O dan proses pengguna dapat dijalankan secara bersamaan.

Proteksi I/O
Pengguna bisa mengacaukan sistem operasi dengan melakukan instruksi I/O ilegal dengan mengakses lokasi memori untuk sistem operasi atau dengan cara hendak melepaskan diri dari prosesor. Untuk mencegahnya kita menganggap semua instruksi I/O sebagai privilidge instruction sehingga mereka tidak bisa mengerjakan instruksi I/O secara langsung ke memori tapi harus lewat sistem operasi terlebih dahulu. Proteksi I/O dikatakan selesai jika pengguna dapat dipastikan tidak akan menyentuh mode monitor. Jika hal ini terjadi proteksi I/O dapat dikompromikan.

Managemen Sistem I/O
Sering disebut device manager. Menyediakan “device driver” yang umum sehingga operasi I/O dapat seragam (membuka, membaca, menulis, menutup). Contoh: pengguna menggunakan operasi yang sama untuk membaca berkas pada hard-disk, CD-ROM dan floppy disk.
Komponen Sistem Operasi untuk sistem I/O:

· Buffer: menampung sementara data dari/ ke perangkat I/O.
· Spooling: melakukan penjadualan pemakaian I/O sistem supaya lebih efisien (antrian dsb.).
· Menyediakan driver untuk dapat melakukan operasi “rinci” untuk perangkat keras I/O tertentu.

CU (Control Unit)
Digunakan untuk mengatur dan menjalankani instruksi dalam urutan yang telah ditetapkan.

ALU(Arithmatic and Logic Unit)
Bagian perangkat keras yang berhubungan langsung dengan perhitungan arithmatic.

RAM (Random Access Memory)
Memori yang membaca dan menulis.

ROM (Read Only Memory
Memori yang dapat membaca saja

Peralatan Input

a. Keyboard
b. Mouse
c. Joystick
d. Scanner
e. Lightpen
f. Trackball
g. Touch Sreen
h. Magnetic Ink Character Reader (MICR)
i. Optical Character Reader (OCR)
j. Optical Mark Recognition (OMR) Reader
k. dll

Perangkat Output

a. Monitor
b. Printer dan Plotter
c. Proyektor
d. Microform

Peralatan Input / Output

a. Disk Drive
b. Tape Drive
c. Modem (Modulator Demudolator)
d. Ethernet
e. PCMCIA
f. Hub
g. Switch
h. Print Server
i. Input / Output Card (I / O Card)
j. SCII Card
k. Terminal
l. CD – Room (Compac Disk-Read Only memory)
m. CD-Read and writer
n. DVD-Room
o. DVD-Read and Writer

SISTEM BUS

  
Pengertian Sistem Bus 
 

Bus adalah Jalur komunikasi yang dibagi pemakai Suatu set kabel tunggal yang digunakan untuk menghubungkan berbagai subsistem. Karakteristik penting sebuah bus adalah bahwa bus merupakan media transmisi yang dapat digunakan bersama. Sistem komputer terdiri dari sejumlah bus yang berlainan yang menyediakan jalan antara dua buah komponen pada bermacam-macam tingkatan hirarki sistem komputer.

Suatu Komputer tersusun atas beberapa komponen penting seperti CPU, memori, perangkat Input/Output. setiap computer saling berhubungan membentuk kesatuan fungsi. Sistem bus adalah penghubung bagi keseluruhan komponen computer dalam menjalankan tugasnya. Transfer data antar komponen komputer sangatlah mendominasi kerja suatu computer. Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan dieksekusi CPU melalui perantara bus, begitu juga kita dapat melihat hasil eksekusi melalui monitor juga menggunakan system bus.

 

sistem komputer yang berfungsi untuk memindahkan data antar bagian- bagian d lam 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 Sistem Dapat Di bedakan menjadi :

• Data Bus (Saluran Data)
• Address Bus (Saluran Alamat)
• Control Bus (Saluran Kendali)

1. Saluran Data

Saluran data memberikan lintasan bagi perpindahan data antara dua modul sistem. Saluran ini secara kolektif disebut bus data. Umumnya bus data terdiri dari 8, 16, 32 saluran, jumlah saluran diakitakan denang lebar bus data. Karena pada suatu saat tertentu masing-masing saluran hanya dapat membawa 1 bit, maka jumlah saluran menentukan jumlah bit yang dapat dipindahkan pada suatu saat. Lebar bus data merupakan faktor penting dalam menentukan kinerja sistem secara keseluruhan. Misalnya, bila bus data lebarnya 8 bit, dan setiap instruksi panjangnya 16 bit, maka CPU harus dua kali mengakses modul memori dalam setiap siklus instruksinya.

 

2. Saluran Alamat

Saluran alamat digunakan untuk menandakan sumber atau tujuan data pada bus data. Misalnya, bila CPU akan membaca sebuah word data dari memori, maka CPU akan menaruh alamat word yang dimaksud pada saluran alamat. Lebar bus alamat akan menentukan kapasitas memori maksimum sistem. Selain itu, umumnya saluran alamat juga dipakai untuk mengalamati port-port input/outoput. Biasanya, bit-bit berorde lebih tinggi dipakai untuk memilih lokasi memori atau port I/O pada modul.

 

3. Saluran Kontrol

 

Saluran kontrol digunakan untuk mengntrol akses ke saluran alamat dan penggunaan data dan saluran alamat. Karena data dan saluran alamat dipakai bersama oleh seluruh komponen, maka harus ada alat untuk mengontrol penggunaannya. Sinyal-sinyal kontrol melakukan transmisi baik perintah maupun informasi pewaktuan diantara modul-modul sistem. Sinyal-sinyal pewaktuan menunjukkan validitas data dan informasi alamat. Sinyal-sinyal perintah mespesifikasikan operasi-operasi yang akan dibentuk. Umumnya saluran kontrol meliputi : memory write, memory read, I/O write, I/O read, transfer ACK, bus request, bus grant, interrupt request, interrupt ACK, clock, reset.

SEJARAH KOMPUTER

Nama           : Fariz Hadyan 

Kelas           : 4IB03B

NPM            : 13413263
Mata kuliah  : Organisasi & Arsitektur Komputer
Dosen          : Rhiyan edyal

Sejarah Awal Komputer

Sekarang , komputer sudah semakin canggih. hampir semua orang telah mengenal dengan alat canggih yang satu ini. Hampir di setiap sekolah, kantor bahkan rumah kita dapat temui dengan alat yang namanya komputer Tetapi, sebelumnya komputer tidak sekecil, secanggih
sekeren dan seringan sekarang. Dulu, ukuran komputer bisa menghabiskan satu ruangan penuh ....

Sejarah perkembangan dan generasi komputer dari dulu hingga kiniekeren dan seringan sekarang. Dulu, ukuran komputer bisa menghabiskan satu ruangan penuh ....

 terbagi dalam 5 kali perkembangan atau generasi komputer.

Sempoa atau Abacus adalah alat kuno untuk penghitungan yang terbuat dari rangka kayu dengan sederetan poros yang berisi manik – manik yang bisa di geser.

Alat ini digunakan untuk melakukan operasi aritmatika seperti penjumlahan, pengurangan, perkalian pembagian dan akar kuadrat. Muncul sekitar 5.000 Tahun yang lalu di cina dan masih digunakan di beberapa tempat hingga saat ini.

Menurut beberapa sumber, komputer pertama kali diciptakan oleh seorang yang bernama Charles Babbage. Berawal dari penemuannya, dia menciptakan suatu alat hitung sederhana yang merupakan cikal bakal adanya komputer hingga saat ini. Berkat penemuannya tersebut, menjadikan Charles Babbage menjadi orang yang sangat berpengaruh dalam sejarah perkembangan komputer.

Dari penemuan tersebut, Charles Babbage memberi nama alat tersebut Difference Engine no 1. Difference Engine no 1 adalah kalkulator otomatis pertama yang memudahkan dalam pekerjaan perhitungan. Pada saat itu, penemuan Charles Babbage adalah penemuan yang fenomenal di dunia yang memberikan pengaruh besar terhadap sejarah perkembangan komputer hingga sekarang. Atas penemuannya tersebut Charles pun dinobatkan sebagai Bapak Komputer atau orang yang menemukan komputer.

Berdasarkan sejarah perkembangannya, komputer dibagi kedalam lima generasi. Untuk lebih lengkapnya silahkan simak penjelasan dari kelima generasi komputer tersebut.

1. Komputer Generasi Pertama

Pada komputer generasi pertama bernama ENIAC.ENIAC merupakan kepanjangan dari Electronic Numerical Integrator and Computer. ENIAC merupakan komputer pertama yang diciptakan di dunia. Komputer ini memiliki berat kurang lebih 30 ton, panjang 30 meter dan tinggi 2,4 meter. Sedangkan daya listrik yang dibutuhkan komputer ini adalah 174 kilowatt. Pada komputer generasi pertama ini terdiri dari 18.000 tabung vakum, 70.000 resistor dan 5 juta titik solder.

Komputer Generasi Pertama ENIAC
Image by www.en.wikipedia.org

Bisa Anda bayangkan betapa rumitnya pembuatan komputer generasi pertama ini. Selain memiliki bobot yang berat, komputer ini juga  harus memiliki ruang yang cukup besar untuk menyimpannya.

Dalam perkembangannya, komputer generasi pertama ini memiliki karakter sebagai berikut

1. Pada komputer generasi pertama masih banyak mengeluarkan panas, sehingga dibutuhkan banyak pendingin.
2. Komponen elektronika yang digunakan pada komputer ini menggunakan tabung hampa udara (vacum tube).
3. Program dibuat dengan menggunakan Bahasa Mesin (Machine Language) dengan menggunakan kode angka 0 dan 1, yang tersimpan didalam memori komputer.
4. Untuk menyalakan komputer membutuhkan daya listrik yang besar yaitu kurang lebih 174 kW.
5. Kapasitas penyimpanan data sangat kecil.
6. Proses pengoperasian komputer relatif lambat.
7. Mempunyai kapasitas yang besar sehingga membutuhkan ruangan yang besar pula untuk menyimpannya.
8. Berorientasi pada aplikasi bisnis.
9. Menggunakan sistem luar magnetic tape dan magnetic disk.

2. Komputer Generasi Kedua

Pada tahun 1948, penemuan transistor mempengaruhi pada perkembangan komputer. Dengan penemuan transistor ini menggantikan peran tube vakum pada televisi, radio dan komputer. Sehingga ukuran alat elektronik berkurang drastis.

Penggunaan transistor didalam komputer mulai tahun 1956. Penemuan lain yang berupa memori inti magnetik, membantu pengembangan komputer generasi kedua ini memiliki ukuran lebih kecil, lebih cepat, lebih hemat energi dan lebih dapat diandalkan dibandingkan penedahulunya generasi komputer pertama.
Mesin pertama yang memanfaatkan teknologi baru ini adalah superkomputer. Pada komputer generasi kedua tidak lagi menggunakan bahasa mesin tetapi diganti dengan bahasa assembly. Bahasa assembly adalah bahasa yang terdiri dari singkatan-singkatan untuk menggantikan kode biner (angka 0 dan 1).

Pada awal tahun 1960-an, komputer generasi kedua mulai bermunculan dan banyak digunakan bidang bisnis, universitas dan pemerintahan. Pada komputer generasi kedua sepenuhnya menggunakan transistor. Adapun komponen-komponen yang dapat diasosiasikan dengan komputer pada saat ini seperti printer, penyimpanan data dalam disket, memory, sistem operasi dan program aplikasi.

Dalam perkembangannya, komputer generasi kedua ini memiliki ciri-ciri sebagai berikut :

1. Bahasa pemrograman tidak lagi menggunakan bahasa mesin yang rumit, tetapi diganti dengan bahasa yang mudah dimengerti oleh manusia seperti COBOL, FORTRAN, ALGOL
2. Sirkuit terbuat dari transistor
3. Ukuran lebih kecil dibandingkan generasi pertama.
4. Kapasitas memori penyimpan data lumayan besar.
5. Tidak membutuhkan daya listrik yang besar.
6. Berorientasi pada bisnis.
7. Pengoperasian komputer sudah cepat.

3. Komputer Generasi Ketiga

image by byte-note.com

Pada generasi sebelumnya, hampir seluruh komputer menggunakan transistor. Penggunaan Transistor memang mampu mengungguli tube vakum, namun penggunaan transistor dapat menghasilkan suhu panas yang cukup besar, sehingga berpotensi merusak bagian-bagian komputer.

Pada tahun 1958, Jack Kilby seorang insinyur di Texas Instrumen mengembangkan sirkuit terintegrasi (Integrated Circuit / IC). IC mengkombinasikan tiga komponen elektronik dalam sebuah silikon piringan kecil yang terbuat dari pasir kuarsa. Pengembangan IC yang terbuat dari pasir kuarsa mampu menangani masalah pada suhu panas.

Para ilmuwan kemudian berhasil memasukan lebih banyak komponen ke dalam suatu chip tunggal yang disebut semikonduktor. Hasil dari penemuan para ilmuwan tersebut membuat ukuran komputer menjadi lebih kecil karena komponen-komponen dapat dipadatkan kedalam sebuah chip.

Kemajuan lainnya dari komputer generasi ketiga adalah dalam penggunaan sistem operasi atau operating system. Yaitu memungkinkan mesin bekerja untuk menjalankan program yang berbeda dalam waktu yang bersamaan dengan sebuah program utama yang bertugas memonitor dan mengkoordinasi memori komputer.

4. Generasi Keempat

Pada tahun 1971, pembuatan Chip Intel 4004 membawa kemajuan pada IC. Yaitu mampu meletakan seluruh komponen dari komputer ( Central Processing Unit, Memory dan kendali inpu/output) ke dalam sebuah chip yang berukuran kecil yang kemudian disebut mikroprosesor. Dengan berkembangnya mikroprosesor memungkinkan orang-orang biasa dapat menggunakan komputer. Dengan demikian komputer tidak hanya dimiliki perusahaan besar atau lembaga pemerintahan.

Pada pertengahan tahun 1970-an, perakit komputer memperkenalkan produk mereka ke masyarakat umum. Komputer-komputer ini dikenal dengan nama mini komputer yang dijual satu paket dengan perangkat lunak yang mudah digunakan oleh orang awam.

Pada tahun 1981, IBM memperkenalkan Personal Komputer (PC) untuk penggunaan di kantor, sekolah dan rumah. Pada tahun pertamanya, PC telah digunakan 2 juta unit. Sepuluh tahun kemudian angka tersebut melonjak menjadi 65 juta unit. Dalam sejarah perkembangannya, komputer melanjutkan evolusinya menuju ukuran yang lebih kecil, dari komputer yang berada diatas meja (desktop komputer) menjadi komputer yang dapat dimasukan kedalam tas(laptop), bahkan ada komputer yang dapat digenggam (palmtop).

Pada masa sekarang, kita mengenal perjalanan IBM compatible dengan pemakaian CPU: IBM PC/486, Pentium, Pentium II, Pentium III, Pentium IV (Serial dari CPU buatan Intel). Juga kita kenal AMD k6, Athlon, dsb. Ini semua masuk dalam golongan komputer generasi keempat.

Seiring dengan bertambah kuatnya suatu komputer kecil, komputer-komputer tersebut dapat dihubungkan secara bersamaan dalam suatu jaringan untuk saling berbagi memori, piranti lunak, informasi, dan juga untuk dapat saling berkomunikasi satu dengan yang lainnya

5. Generasi kelima

Komputer generasi kelima adalah yang saat ini tengah dilakukan oleh berbagai vendor elektronik. Komputer generasi kelima kerap disebut sebagai komputer generasi masa depan.

Pada perkembangan selanjutnya perubahan besar terjadi bahwa sejak IBM-PC diperkenalkan dan bukan menjadi satu-satunya manufaktur PC-compatible, maka standar baru dalam dunia industri PC lebih dikembangkan oleh perusahaan lain seperti Intel dan Microsoft yang dipelopori oleh W. Bill Gates yang menjadi pionir standar hardware dan software dunia.

Beberapa bukti kecil adalah munculnya smartphone, tablet, phablet, netbook, ultrabook, dan banyak lagi.

Sejarah perkembangan komputer generasi kelima adalah komputer yang kita gunakan sekarang ini. Pada generasi ini ditandai dengan munculnya: LSI (Large Scale Integration) yang merupakan pemadatan ribuan microprocessor ke dalam sebuah microprocesor.

Selain itu, juga ditandai dengan munculnya microprocessor dan semi conductor.

Perusahaan-perusahaan yang membuat micro-processor di antaranya adalah Intel Corporation, Motorola, Zilog dan lainnya lagi. Di pasaran bisa kita lihat adanya microprocessor dari Intel dengan model 4004, 8088, 80286, 80386, 80486, dan Pentium.

Pentium-4 merupakan produksi terbaru dari Intel Corporation yang diharapkan dapat menutupi segala kelemahan yang ada pada produk sebelumnya. Di samping itu, kemampuan dan kecepatan yang dimiliki Pentium-4 juga bertambah menjadi 2 Ghz.

Tahun 2001 Intel mengumumkan prosesor Itanium yang merupakan prosesor dengan basis arsitektur 64 bit (IA-64) pertama.

Itanium merupakan prosesor pertama milik Intel dengan instruksi-instruksi 64 bit dan akan menelurkan satu generasi baru dari sistem operasi dan aplikasi, sementara masih mempertahankan backward compatibility dengan software 32 bit.

Perlu diketahui bahwa sejak dikeluarkannya prosesor 386, komputer beroperasi pada 32 bit per satuan waktu dalam mengeksekusi informasi hingga Pentium 4. Hingga sekarang komputer yang digunakan kebanyakan masih yang berbasis 32 bit.

Pada generasi pentium, selain ciri khas pada peningkatan kecepatan akses datanya juga tampilan gambar sudah beresolusi (kualitas gambar) bagus dan berwarna serta multimedia, dan yang lebih penting adalah fungsi komputer menjadi lebih cerdas.

Meskipun komputer pada generasi ini ukuran fisiknya menjadi lebih kecil dan sederhana namun memiliki kemampuan yang semakin canggih.

Pada generasi kelima ini, telah dilakukan pengembangan dengan apa yang dinamakan Josephson Junction, teknologi yang akan menggantikan chip yang mempunyai kemampuan memproses trilyunan operasi perdetik sementara teknologi chip hanya mampu memproses miliaran operasi perdetik.

Diagram Blok Komputer(PC) Dan CPU Beserta Fungsinya

Nama                : Fariz Hadyan
Kelas                : 4IB03B
NPM                 : 13413263
Mata Kuliah       : Organisasi & Arsitektur Komputer

Dosen                : Rhiyan edyal

• Diagram Blok Komputer

  
Untuk mewujudkan komputer dibuat untuk mempetakan proses kerja pada suatu komputer, hal ini bertujuan untuk memudahkan seseorang dalam mengenal komponen-komponen dalam CPU dan memahami alur kerja di dalamnya sebagai pengolah data untuk menghasilkan suatu informasi, diperlukan (computer system) . 

inilah alur Diagram blok pada komputer :

 Komponen-komponen yang terdapat dalam komputer :

1. Input Device

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

a. Keyboard
• Fungsi :

Fungsi 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.

• Jenis-jenis Keyboard :
Keyboard mengadopsi port PS / 2, menggunakan port USB. keyboard nirkabel.b. Mouse
• Fungsi :
Mouse adalah perangkat genggam yang digunakan untuk menunjuk posisi kursor pada layar komputer. Hal ini memungkinkan pengguna untuk memilih item yang disimpan pada komputer dan, kemudian, melakukan tindakan pada item-item.1) Mouse Mekanik 2) Mouse optomekanik3) Mouse optikc. Scanner
• Fungsi :
Scanner adalah suatu alat yang bekerja dengan memindahkan objek yang terdapat diatas lensa scanner ke dalam memory penyimpanan komputer.

2. Output Device

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.

a. Monitor
• Macam teknologi monitor
1) CRT (Cathode Rays Tube)
2) LCD (Liquid Crystal Display)
3) LED (Light Emitting Diode)
Pada intinya 3 jenis monitor ini mempunyai perbedaan pada bentuk fisik, pancaran cahaya, dan kekuatan resolusi, serta daya listrik yang dibutuhkan.
b. Printer
• Fungsi :
Printer adalah alat untuk mencetak hasil kerja dari komputer kedalam media kertas
• Jenis-jenis printer
1) Printer Daisy Wheel
Printer jenis ini menggunakan kumpulan huruf yang tersusun dalam sebuah piringan, piringan ini bisa diganti-ganti sesuai dengan jenis huruf yang diinginkan.2) Printer Dot Matrix
Head dari printer jenis ini, terdiri atas 7 atau 9 ataupun 24 jarum yang tersusun secara vertical dan membentuk sebuah kolom. 3) Printer Inkjet
Proses pencetakannya menggunakan semprotan tinta (dimana proses penyemprotannya diatur oleh komputer) ke media cetak guna menghasilkan character ataupun gambar yang sesuai.4) Printer Laser jet
Printer jenis ini memakai sistem yang hampir sama dengan sistem yang dipakai oleh mesin foto-copy, sehingga hasil cetakkannya jauh lebih rapi jika dibanding dengan printer-printer sebelumnya.c. Speaker
Berfungsi untuk output suara.

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.

4. CPU (Central Processing Unit)

Central Processing Unit (CPU) merupakan otak sistem komputer. CPU memiliki dua bagian fungsi operasional yaitu :
a. Arithmetical Logical Unit (ALU) sebagai pusat pengolah data.
b. Control Unit (CU) digunakan untuk mengontrol kerja komputer. Biasa disebut dengan nama processor saja.
Komponen-komponen yang terdapat dalam CPU adalah :
1) Mainboard
• Pengertian Mainboard
Motherboard atau mainboard merupakan papan utama dimana terdapat komponen-komponen serta chip controller yang bertugas mengatur lalu lintas data dalam sistem motherboard. • Fungsi Mainboard
1) Organisasi, mengatur dan menentukan alat ( peripheral ) yang bisa dipasang pada komputer
2) Kontrol, di dalam motherboard terdapat chipset dan program BIOS yang berfungsi mengatur data komponen komputer lain
3) Komunikasi, hampir semua komunikasi harus melalui motherboard.
2) Processor
• Fungsi
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.3) Memory
Terbagi menjadi beberapa macam yaitu :
a. ROM (Read-Only-Memory a.k.a firmware)
Memori yang isinya tidak hilang ketika tidak mendapat aliran listrik dan pada awalnya isinya hanya bisa dibaca. ROM pada komputer disediakan oleh vendor komputer dan berisi program atau data. Di dalam PC, ROM biasa disebut BIOS (Basic Input/Output System) atau ROM-BIOS. Instruksi dalam BIOS inilah yang akan dijalankan oleh mikroprosesor ketika komputer mulai dihidupkan.
b. RAM (Random-Access Memory)
Memori yang isinya dapat diganti-ganti selama komputer dihidupkan dan bersifat volatile. Selain itu, RAM mempunyai sifat yakni dapat menyimpan dan mengambil data dengan sangat cepat.
c. Memori Ekternal
Memori tambahan yang berfungsi untuk menyimpan data atau program.

5. Interkoneksi Antar Komponen

Disebut juga galur/jalur (bus) yang terdapat pada mainboard, bus ini terdiri dari 3 macam yaitu :

a. Data Bus
Adalah jalur-jalur perpindahan data antarmodul dalam sistem komputer. Biasanya terdiri dari 8, 16 , 32 atau 64 jalur data yang paralel. 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.
b. Address Bus
Digunakan untuk menandakan lokasi sumber ataupun tujuan pada proses transfer data. Pada jalur ini CPU akan mengirimkan alamat memory yang akan ditulis atau dibaca. Address Bus biasanya terdiri atas 16, 20, 24 atau 32 jalur paralel.
c. Control Bus
Digunakan untuk mengontrol penggunaan, serta akses ke Data Bus dan Address Bus. Control Bus terdiri dari 4 sampai 10 jalur paralel. CPU akan mengirimkan sinyal pada control bus ini bila akan meng-enable sebuah alamat yang ditunjuk, baik itu memory atau I/O port.

• Diagram Blok CPU 

Diagram Blok CPU, ALU, CU, Register dan penerapan pada PC

Komputer, sebuah mesin yang didalamnya terdapat banyak komponen dan merupakan sebuah sistem yang bisa memproses instruksi apa yang diberikan kepadanya. Didalam komputer ini terdapat 3 bagian utama dalam menjalankan instruksi tersebut, yaitu :

• Central Proccesing Unit (CPU).
• Input/Output Unit (I/O).
• Memory Unit 

Central Proccesing Unit adalah otak dari komputer yang mampu menangani segala hal yang diperintahkan oleh pengguna, apabila CPU ini tidak ada, maka komputer tidak akan berfungsi.
Input/Output Unit adalah peralatan – peralatan yang digunakan oleh pengguna yang berguna untuk mengoperasikan komputer atau bisa sebagai pemberi instruksi dari pengguna ke CPU.
Memory Unit adalah suatu komponen yang berguna untuk menyimpan data yang dapat dibagi menjadi 2 bagian, yaitu : Internal dan Eksternal.
Dari ketiga komponen utama tersebut dihubungkan dengan Data Bus, Address Bus dan Control Bus. Ketiga Bus tersebut biasa disebut System Bus yang mengontrol ketiga komponen utama.

• Control Bus adalah jalur yang digunakan untuk perpindahan data dalam sistem komputer, data bus ini terdiri atas 8, 16, atau 64 jalur parallel.
• Address Bus adalah untuk menandakan lokasi sumber atau tujuan pada proses transfer data, address bus ini terdiri atas 16, 20, 24, atau 32 jalur parallel.
• Control Bus adalah untuk mengidentifikasi alamat bus, control bus ini terdiri dari 4 – 10 jalur parallel.

Didalam CPU terdapat beberapa bagian yang sangat diperlukan, diantaranya :
Control Unit adalah bagian dari CPU yang bertugas untuk mengendalikan operasi yang dilakukan dibagian Input/Output dan Memory Unit. Pada Control Unit ini, mempunyai pemrosesan untuk mengambil instruksi – instruksi pada Memori Utama dan menentukan jenis instruksi yang diberikan. Lalu, apabila Control Unit menemukan instruksi perhitungan atau logika, maka instruksi tersebut akan dibawa kedalam ALU untuk di proses. Setelah selesai diproses, maka instruksi tersebut akan dikembalikan kedalam Memory Unit dan akan disajikan kealat output. Tugas dari Control Unit, sebagai berikut :

• Mengatur dan mengendalikan alat – alat input dan output.
• Mengambil instruksi dari memori utama.
• Mengambil data dari memori utama.

Arithmatic Logic Unit adalah bagian yang bertugas untuk melakukan operasi aritmetika dan operasi logika berdasarkan instruksi yang ditentukan. ALU melakukan semua operasi aritmmatika dengan dasar penjumlahan segingga sirkuit elektronik yang digunakan disebut adder. Contoh operasi logika, sebagai berikut : (sama dengan (=),tidak sama dengan (’),lebih kecil(<),kurang dari sama dengan(<=), lebih besar (>), dan lebih besar atau sama dengan(>=). Tugas dari ALU, sebagai berikut :

• Melakukan suatu proses data yang berbentuk angka dan logika.
• Melakukan keputusan dari operasi yang sesuai dengan instruksi program.
• Melakukan perhitungan aritmatika sesuai dengan instruksi program.
• Membantu Control Unit saat perhitungan aritmatika.

Control Logic Unit adalah bagian yang mengontrol operasi komputer. Tugas dari Control Logic Unit, sebagai berikut :

• Memberi suatu instruksi dari memori.
• Memberi kode pada instruksi untuk menentukan operasi yang akan dilaksanakan.
• Menentukan sumber dan tujuan data di dalam perpindahan data
• Mengeksekusi operasi yang dilakukan.

Dalam Control Logic Unit terdapat sebuah Operasi yang disebut dengan Operasi Mikro. Operasi Mikro yang bertugas sebagai mengatur seluruh aktifitas perangkat keras yang berada di dalam komputer dan juga bertugas untuk mengatur perpindahan data antar register. Untuk menggunakan Operasi Mikro ini harus dengan menggunakan Bahasa Transfer Register / Register Transfer Language (RTL). RTL adalah sebuah bahasa yang digunakan untuk menlaksanakan Operasi Mikro.
Contoh notas RTL :

• Notasi RTL mentransfer isi register B ke A.

A ← (B).

• Notas RTL menggambarkan beberapa macam operasi-mikro Aritmatika.

A3 ← (A1)+(A2).

• Notasi RTL menggambarkan berbagai macam operasi-mikro Logika.

C ← (A) OR (B).
Register adalah penyimpanan kecil yang mempunyai kecepatan akses yang cukup tinggi, yang berguna unutk menyimpan data instruksi yang sedang berlangsung. Memori register ini tidak permanen, dan biasa nya penyimpanan ini untuk data pengolahan selanjutnya. Register pun digolongkan menjadi beberapa bit, yaitu : 8-bit, 16-bit, 32-bit, 64-bit, dll. Register dibagi menjadi 2 macam, yaitu :

• Register yang terlihat oleh user

Register ini akan terlihat oleh user, maka dari itu register ini akan bisa dimodifikasi oleh user. Ada 2 register, yaitu :

• Data Register adalah penyimpanan yang hanya dalam bentuk bilangan bulat(integer).
• Address Register adalah penyimpanan alamat memori dan untuk mengakses memori.

• Register untuk kendali status

Register ini akan tidak terlihat oleh user yang artinya dapat diakses dengan instruksi mesing yang dieksekusi dalam mode kontrol atau kernel sistem operasi.
Pada pengaplikasian register pada jenis komputer terdapat pada SIC(Simplified Instructional Computer), berikut penjelasan register yang digunakan :

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.
Register SW = register yang berisi informasi status relatif terhadap instruksi sebelumnya.
Register C = register yang membangkitkan signal waktu t0, t1, t2, t3.
Register INT = register yang menentukan apakah signal interrupt telah diterima.
Register F = register yang digunakan dalam proses”siklus fetch’.
Register E = register khusus yang digunakan dalam proses “siklus eksekusi’.
Register S = register yang akan mengaktifkan register C.