Arsitektur Komputer

DEFINISI ARSITEKTUR KOMPUTER

arsitektur komputer adalah dapat dikategorikan sebagai ilmu dan sekaligus sebagai suatu seni mengenai cara interkoneksi antara berbagai komponen perangkat keras atau hardware untuk dapat menciptakan sebuah komputer yang dapat memenuhi kebutuhan fungsional, kinerja, dan juga target biayanya.

Dalam bidang teknik komputer, definisi arsitektur komputer adalah suatu konsep perencanaan dan juga struktur pengoperasian dasar dari suatu sistem komputer atau ilmu yang bertujuan untuk perancangan sistem komputer.

Arsitektur von Neumann (atau Mesin Von Neumann) adalah arsitektur yang diciptakan oleh John von Neumann [1903 – 1957]. Arsitektur ini digunakan oleh hampir pada semua komputer pada saat ini. Arsitektur Von Neumann ini menggambarkan komputer dengan 4 (empat) bagian utama, yaitu: Unit Aritmatika & Logis (ALU), unit kontrol, memori, & alat masukan & hasil (secara kolektif dinamakan I/O). Bagian tersebut dihubungkan oleh berkas kawat, “bus”.

3 sub-kategori arsitektur komputer

Arsitektur komputer ini mengandung 3 (tiga) sub-kategori, diantaranya meliputi:

  • Set intruksi (ISA).
  • Arsitektur mikro dari ISA, dan juga
  • Sistem desain dari semua atau seluruh komponen dalam perangkat keras (hardware) komputer ini.

Arsitektur Komputer yaitu desain komputer yang meliputi:

  • Set instruksi.
  • Komponen hardware (perangkat keras).
  • Organisasi atau susunan sistemnya.

2 bagian utama arsitektur komputer

Terdapat 2 (dua) bagian pokok arsitektur komputer:

  • Instructure Set Architecture, adalah spesifikasi yang menentukan bagaimana programmer bahasa mesin berinteraksi dengan komputer.
  • Hardware System Architacture yaitu subsistem hardware (perangkat keras) dasar yaitu CPU, Memori, serta OS.

TINGKATAN DALAM ARSITEKTUR KOMPUTER

Ada sejumlah tingkatan dalam konstruksi dan organisasi sistem komputer. Perbedaan paling sederhana diantara tingkatan tersebut adalah perbedaan antara hardware dan software.

  1. Tingkatan Dasar Arsitektur Komputer

Pada tingkatan ini Hardware sebagai tingkatan komputer yang paling bawah dan paling dasar, dimana pada hardware ini “layer” software ditambahkan. Software tersebut berada di atas hardware, menggunakannya dan mengontrolnya. Hardarwe ini mendukung software dengan memberikan atau menyediakan operasi yang diperlukan software.

 

Software Level

Hardware Level

Tingkatan dasar arsitektur komputer

 

 

  1. Multilayerd Machine

Tingkatan dasar arsitektur komputer kemudian dikembangkan dengan memandang sistem komputer keseluruhan sebagai “multilayered machine” yang terdiri dari beberapa layer software di atas beberapa layer hardware.

Berikut tingkatan layer tersebut :

 

7.

6.

5.

 

SOFTWARE LEVEL

Applications Layer
Higher Order Software Layer
Operating System Layer
4.

3.

2.

1.

 

HARDWARE LEVEL

 

Machine Layer
Microprogrammed Layer
Digital Logic Layer
Physical Device Layer

 

Keterangan :

  1. Physical Device Layer

Merupakan komponen elektrik dan elektronik yang sangat penting

  1. Digital Logic Layer

Elemen pada tingkatan ini dapat menyimpan,memanipulasi, dan mentransmisi data dalam bentuk represeotasi biner sederhana.

  1. Microprogrammed Layer

Menginterprestasikan instruksi bahasa mesin dari layer mesin dan secaa langsung menyebabkan elemen logika digital menjalankan operasi yang dikehendaki. Maka sebenarnya ia adalah prosesor inner yang sangat mendasar dan dikendalikan oleh instruksi program kontrol primitifnya sendiri  yang disangga dalam ROM innernya sendiri. Instruksi program ini disebut mikrokode dan program kontrolnya disebut mikroprogram.

  1. Machine Layer

Adalah tingkatam yang paling bawah dimana program dapat dituliskan dan memang hanya instruksi  bahasa mesin yang dapat diinterprestasikan secara langsung oleh hardware.

  1. Operating System Layer

Mengontrol cara yang dilakukan oleh semua software dalam menggunakan hardware yang mendasari (underlying) dan juga menyembunyikan kompleksitas hardware dari software lain dengan cara memberikan fasilitasnya sendiri yang memungkinkan software menggunakan hardware tersebut secara lebih mudah.

  1. Higher Order Software Layer

Mencakup semua program dalam bahasa selain bahasa mesin yang memerlukan penerjemahan ke dalam kode mesin sebelum mereka dapat dijalankan. Ketika diterjemahkan program seperti itu akan mengandalkan pada fasilitas sistem operasi yang mendasari maupun instruksi-instruksi mesin mereka sendiri.

  1. Applications Layer

Adalah bahasa komputer seperti yang dilihat oleh end-user.

 

Sumber:

http://www.pengertianku.net/2014/12/pengertian-arsitektur-komputer-secara-lebih-jelas.html

ftp://ftp.gunadarma.ac.id/handouts/S1_Sistem%20Informasi/ARSITEKTUR%20%20KOMPUTER1.doc.

 

Iklan

MicroController

DEFINISI MICROCONTROLLER
          Mikrokontroler adalah sebuah chip yang berfungsi sebagai pengontrol rangkaian elektronik dan umunya dapat menyimpan program didalamnya. Mikrokontroler umumnya terdiri dari CPU (Central Processing Unit), memori, I/O tertentu dan unit pendukung seperti Analog-to-Digital Converter (ADC) yang sudah terintegrasi di dalamnya.

PERKEMBANGAN MICROCONTROLLER

Mikrokontroler pertama kali dikenalkan oleh Texas Instrument dengan seri TMS 1000 pada tahun 1974 yang merupakan mikrokontroler 4 bit pertama. Mikrokontroler ini mulai dibuat sejak 1971. Merupakan mikrokomputer dalam sebuah chip, lengkap dengan RAM dan ROM. Kemudian, pada tahun 1976 Intel mengeluarkan mikrokontroler yang kelak menjadi populer dengan nama 8748 yang merupakan mikrokontroler 8 bit, yang merupakan mikrokontroler dari keluarga MCS 48. Sekarang di pasaran banyak sekali ditemui mikrokontroler mulai dari 8 bit sampai dengan 64 bit, sehingga perbedaan antara mikrokontroler dan mikroprosesor sangat tipis. Masing2 vendor mengeluarkan mikrokontroler dengan dilengkapi fasilitas2 yang cenderung memudahkan user untuk merancang sebuah sistem dengan komponen luar yang relatif lebih sedikit.

Saat ini mikrokontroler yang banyak beredar dipasaran adalah mikrokontroler 8 bit varian keluarga MCS51(CISC) yang dikeluarkan oleh Atmel dengan seri AT89Sxx, dan mikrokontroler AVR yang merupakan mikrokontroler RISC dengan seri ATMEGA8535 (walaupun varian dari mikrokontroler AVR sangatlah banyak, dengan masing2 memiliki fitur yang berbeda2). Dengan mikrokontroler tersebut pengguna (pemula) sudah bisa membuat sebuah sistem untuk keperluan sehari-hari, seperti pengendali peralatan rumah tangga jarak jauh yang menggunakan remote control televisi, radio frekuensi, maupun menggunakan ponsel, membuat jam digital, termometer digital dan sebagainya.

 

PRINSIP MICROCONTROLLER
          Pada dasarnya, mikrokontroler adalah suatu perangkat yang mengintegrasikan sejumlah komponen dari sistem mikroprosesor ke dalam sebuah microchip tunggal. Ada tiga komponen utama dari mikrokontroler, yaitu: processor CPU, memory dan input/output (I/O).
1.1

Selain itu, kebanyakan mikrokontroler pada umumnya juga dilengkapi oleh fitur-fitur lain, seperti:

Modul Timer berfungsi untuk melakukan proses dari fungsi-fungsi yang berhubungan dengan “jangka waktu atau range waktu”.

Sebuah “Serial Port” yang berfungsi untuk melakukan komunikasi data dengan mikrokontroler yang lainnya atau PC computer.

Modul ADC berfungsi untuk menerima input data analog

Berikut penjelasan mengenai komponen utama microcontroler:

  1. CPU

CPU merupakan otak dari mikrokontroler. CPU ini memiliki beberapa fungsi, yaitu: mengoordiansikan seluruh operasi komputasi, melakukan operasi aritmatika, melakukan operasi logika dan mengendalikan kerja system tersebut secara keseluruhan.

CPU terdiri atas dua bagian, yaitu: unit pengendali (control unit) dan unit aritmatika dan logika (ALU). Fungsi utama unit pengendali adalah mengambil, mengkodekan dan melaksanakan urutan instruksi dari sebuah program yang tersimpan di dalam memory. Sedangkan, unit aritmatika dan logika (ALU) berfungsi untuk melakukan proses perhitungan matematis yang diperlukan selama program dijalankan serta mempertimbangkan suatu kondisi untuk pengambilan keputusan yang dibutuhkan pada instruksi-instruksi berikutnya.

  1. MEMORY MICROCONTROLLER

“Memory” pada mikrokontroler terdiri dari ROM dan RAM:

  • ROM (Read-only memory)

Read Only Memory (ROM) adalah jenis memori yang digunakan untuk menyimpan program secara permanen yang sedang dieksekusi. Ukuran program yang dapat ditulis tergantung pada ukuran memori. Memory ROM ini berjenis non-volatile momory, yang berarti data yang tersimpan tidak akan menguap (hilang) ketika catu daya nya dimatikan. Oleh sebab itu, memory ini digunakan untuk menympan program utama dari suatu sistem. ROM ini bisa terletak di dalam unit mikrokontroler atau juga bisa ditambahkan sebagai memory eksternal. Ukuran ROM berkisar dari 512 Bytes hingga 64 KB.

Memory Room ini dibagi lagi menjadi beberapa jenis, yaitu: EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory) dan EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory). Memory EEPROM dapat menyimpan data secara permanen, tetapi isinya masih bisa dihapus secara elektris memlaui program. Salah satu jenis EEPROM ini adalah Flash Memory.

  • RAM (Random-access memory)

Random Access Memory (RAM) adalah jenis memory yang digunakan untuk menyimpan data sementara dan hasil antara yang diciptakan dan digunakan selama mikrokontroler bekerja. Isi memory ini akan terhapus secara otomatis jika catu daya dimatikan. Oleh sebab itu, program utama tidak pernah disimpan di dalam RAM. Memory RAM ini memproses data yang tersimpan secara acak atau random.

  1. I/O MICROCONTROLLER

Unit input output I/O bekerja sebagai penghubung antara CPU dengan alat-alat input seperti sensor atau tranducer dan juga sebagai penghubung dengan alat output seperti actuator. Unit I/O ini juga bekerja sebagai saluran komunikasi antara sistem CPU dengan sistem di luar. Biasanya untuk berkomunikasi keluar, unit I/O yang digunakan adalah I/O serial

JENIS-JENIS MIKROKONTROLLER

Secara teknis, hanya ada 2 macam mikrokontroller. Pembagian ini didasarkan pada kompleksitas instruksi-instruksi yang dapat diterapkan pada mikrokontroler tersebut. Pembagian itu yaitu RISC dan CISC.

  • RISC merupakan kependekan dari Reduced Instruction Set Computer. Instruksi yang dimiliki terbatas, tetapi memiliki fasilitas yang lebih banyak.
  • Sebaliknya, CISC kependekan dari Complex Instruction Set Computer. Instruksi bisa dikatakan lebih lengkap tapi dengan fasilitas secukupnya.

Masing-masing mempunyai keturunan atau keluarga sendiri-sendiri.

Sekarang kita akan membahas pembagian jenis-jenis mikrokonktroler yang telah umum digunakan.

  1. Keluarga MCS51

Mikrokonktroler ini termasuk dalam keluarga mikrokonktroler CISC. Sebagian besar instruksinya dieksekusi dalam 12 siklus clock.

Mikrokontroler ini berdasarkan arsitektur Harvard dan meskipun awalnya dirancang untuk aplikasi mikrokontroler chip tunggal, sebuah mode perluasan telah mengizinkan sebuah ROM luar 64KB dan RAM luar 64KB diberikan alamat dengan cara jalur pemilihan chip yang terpisah untuk akses program dan memori data.

Salah satu kemampuan dari mikrokontroler 8051 adalah pemasukan sebuah mesin pemroses boolean yang mengijikan operasi logika boolean tingkatan-bit dapat dilakukan secara langsung dan secara efisien dalam register internal dan RAM. Karena itulah MCS51 digunakan dalam rancangan awal PLC (programmable Logic Control).

  1. AVR

Mikrokonktroler Alv and Vegard’s Risc processor atau sering disingkat AVR merupakan mikrokonktroler RISC 8 bit. Karena RISC inilah sebagian besar kode instruksinya dikemas dalam satu siklus clock. AVR adalah jenis mikrokontroler yang paling sering dipakai dalam bidang elektronika dan instrumentasi.

Secara umum, AVR dapat dikelompokkan dalam 4 kelas. Pada dasarnya yang membedakan masing-masing kelas adalah memori, peripheral dan fungsinya. Keempat kelas tersebut adalah keluarga ATTiny, keluarga AT90Sxx, keluarga ATMega dan AT86RFxx.

  1. PIC

Pada awalnya, PIC merupakan kependekan dari Programmable Interface Controller. Tetapi pada perkembangannya berubah menjadi Programmable Intelligent Computer.

PIC termasuk keluarga mikrokonktroler berarsitektur Harvard yang dibuat oleh Microchip Technology. Awalnya dikembangkan oleh Divisi Mikroelektronik General Instruments dengan nama PIC1640. Sekarang Microhip telah mengumumkan pembuatan PIC-nya yang keenam

PIC cukup popular digunakan oleh para developer dan para penghobi ngoprek karena biayanya yang rendah, ktersediaan dan penggunaan yang luas, database aplikasi yang besar, serta pemrograman (dan pemrograman ulang) melalui hubungan serial pada komputer

KELEBIHAN MICROCONTROLLER

Kelebihan Sistem Dengan Mikrokontroler yaitu

  • 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.
  • 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.
  • Sistem running bersifat 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.
  • Pada mikrokontroler tersedia fasilitas tambahan untuk pengembangan memori dan I/O yang disesuaikan dengan kebutuhan sistem.
  • Harga untuk memperoleh alat ini lebih murah dan mudah didapat.

SUMBER :

http://www.insinyoer.com/prinsip-kerja-mikrokontroler/

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

http://ionozer.blogspot.co.id/2010/10/sejarah-mikrokontroler-dan-jenisnya.html