Arsitektur komputer merujuk pada organisasi internal dari suatu komputer, yang mencakup struktur, organisasi, implementasi, dan performa komputer tersebut. Ini adalah konsep abstrak yang mendefinisikan kemampuan dan model pemrograman komputer. Struktur komputer melibatkan penataan bagian- bagian statis dari komputer, seperti unit pemrosesan, memori, dan unit input/output. Organisasi komputer mengacu pada interaksi dinamis antara bagian-bagian komputer dan sistem kontrolnya. Implementasi berkaitan dengan desain dan perancangan bagian- bagian komputer secara spesifik. Sementara itu, performa komputer melibatkan evaluasi kemampuan sistem secara keseluruhan maupun komponen individunya.
Ada banyak jenis arsitektur komputer yang telah dikembangkan seiring waktu, dengan arsitektur Von Neumann menjadi salah satu yang paling terkenal dan berpengaruh. Arsitektur Von Neumann, yang pertama kali diusulkan oleh John von Neumann pada tahun 1945, mendefinisikan struktur dasar komputer moderen. Arsitektur ini melibatkan penggunaan memori tunggal untuk menyimpan instruksi dan data, dengan CPU yang bertanggung jawab untuk mengambil instruksi dari memori, menjalankannya, dan menyimpan hasilnya kembali ke memori.
Selain arsitektur Von Neumann, ada juga arsitektur komputer lainnya, seperti arsitektur Harvard, arsitektur RISC (Reduced Instruction Set Computer), arsitektur CISC (Complex Instruction Set Computer), dan banyak lagi. Setiap arsitektur memiliki karakteristik dan pendekatan yang berbeda dalam hal struktur, organisasi, dan performa.
Source: Rima Rizqi Wijayanti, S.ST., MMSI, Chairul Anwar, S.Kom., M.Kom., CITPM, Indra, S.Kom., M.Kom, Muzaki, S.Kom, M.M, Adi Heri, S.Kom., M.Kom, Arie Linarta, M.Kom, Alim Hardiansyah, S.T., M.Kom, ARSITEKTUR DAN ORGANISASI KOMPUTER (2023)
ARSITEKTUR CPU
Unit pemrosesan pusat (CPU) melakukan komputasi yang sebenarnya atau “penghitungan angka” di dalam komputer mana pun. CPU adalah mikroprosesor (misalnya, chip Intel Core i3, i5, dan i7 dengan lebih banyak lagi yang akan datang) yang terdiri dari jutaan transistor mikroskopis yang tertanam dalam sirkuit pada wafer atau chip silikon. Karena alasan ini, mikroprosesor biasanya disebut sebagai chip. mikroprosesor memiliki bagian yang berbeda, yang menjalankan fungsi yang berbeda. Unit kontrol secara berurutan mengakses instruksi program, menerjemahkannya, dan mengontrol aliran data ke dan dari unit aritmatika-logika, register, cache, penyimpanan primer, penyimpanan sekunder, dan berbagai perangkat output. Unit aritmatika-logika (ALU) melakukan perhitungan matematika dan membuat perbandingan logis. ALU menyediakan sirkuit yang dibutuhkan untuk melakukan operasi aritmatika, logika, dan pergeseran yang diminta oleh set instruksi.
Register adalah area penyimpanan berkecepatan tinggi yang menyimpan data dan instruksi dalam jumlah yang sangat kecil untuk waktu yang singkat. Kumpulan register berbeda dari satu arsitektur komputer ke arsitektur komputer lainnya. Biasanya merupakan kombinasi dari register tujuan umum dan tujuan khusus. Register tujuan umum digunakan untuk tujuan apa pun, oleh karena itu dinamakan tujuan umum. Register tujuan khusus memiliki fungsi khusus di dalam CPU. Sebagai contoh, penghitung program (PC) adalah register tujuan khusus yang digunakan untuk menyimpan alamat instruksi yang akan dieksekusi selanjutnya. Contoh lain dari register tujuan khusus adalah register instruksi (IR), yang digunakan untuk menampung instruksi yang sedang dieksekusi.
Unit kontrol adalah entitas yang bertanggung jawab untuk mengambil instruksi yang akan dieksekusi dari memori utama dan menguraikannya, lalu mengeksekusinya.
Source : R. Kelly Rainer, B.Prince, C. G. Cegielski-Introduction to Information Systems Supporting & Transforming Business, Wiley (2013)
Mostafa abd el barr, Fundamentals of computer organization and architecture (2004)
CONTROL UNIT
Unit kontrol adalah komponen utama yang mengarahkan operasi sistem dengan mengirimkan sinyal kontrol ke datapath. Sinyal-sinyal ini mengontrol aliran data di dalam CPU dan antara CPU dan unit eksternal seperti memori dan I/O. Bus kontrol umumnya membawa sinyal antara unit kontrol dan komponen komputer lainnya dengan cara yang digerakkan oleh jam. Jam sistem menghasilkan urutan pulsa yang terus menerus dalam durasi dan frekuensi tertentu. Urutan langkah t0 , t1 , t2 , … (t0 , t1 , t2 , …) digunakan untuk menjalankan instruksi tertentu. Bidang op-code dari instruksi yang diambil diterjemahkan untuk memberikan informasi kepada generator sinyal kontrol tentang instruksi yang akan dieksekusi. Informasi langkah yang dihasilkan oleh modul sirkuit logika digunakan dengan input lain untuk menghasilkan sinyal kontrol. Generator sinyal dapat ditentukan secara sederhana dengan satu set persamaan Boolean untuk outputnya dalam hal inputnya.
Terdapat dua jenis unit kontrol yang berbeda: diprogram mikro dan terprogram. Pada kontrol terprogram mikro, sinyal kontrol yang terkait dengan operasi disimpan dalam unit memori khusus yang tidak dapat diakses oleh pemrogram sebagai kata kontrol. Kata kontrol adalah instruksi mikro yang menentukan satu atau lebih operasi mikro. Urutan instruksi mikro disebut program mikro, yang disimpan dalam ROM atau RAM yang disebut memori kontrol CM.
Source: Mostafa abd el barr, Fundamentals of computer organization and architecture (2004)
