SENI BINA KOMPUTER

Dalam bidang sains komputer, seni bina ialah reka bentuk konsep dan struktur pengendalian asas sesebuah sistem komputer. Seni bina ini merupakan rangka tindakan dan perihal fungsi keperluan dan pelaksanaan reka bentuk untuk setiap bahagian komputer, terutamanya cara unit pemprosesan pusat (CPU) berfungsi secara dalaman dan mencapai alamat dalam ingatan.

Seni bina komputer juga ditakrifkan sebagai sains dan kesenian pemilihan dan penyambungan komponen-komponen perkakas untuk menghasilkan komputer yang fungsinya memadai, prestasinya memuaskan dan kosnya berpatutan.

Seni bina komputer merangkumi sekurang-kurangnya tiga subkategori utama:

•     Seni bina set suruhan ialah imej abstrak sesebuah sistem pengkomputeran yang dilihat oleh pengaturcara bahasa mesin (atau bahasa himpunan), termasuk set arahan, saiz kata, mod alamat ingatan, daftar pemproses, dan format-format alamat dan data.

•     Seni bina mikro, juga dikenali sebagai organisasi komputer, ialah perihal sistem tahap rendah yang lebih konkrit dan terperinci, yang melibatkan cara setiap bahagian saling berhubung dalam sistem serta saling beroperasi untuk melaksanakan seni bina set suruhan.[2] Misalnya, saiz cache sesebuah komputer ialah isu organisasi yang biasanya tiada kena-mengena dengan seni bina set suruhan.

•     Reka bentuk sistem yang merangkumi segala komponen perkakas yang lain dalam sistem pengkomputeran seperti:

1.     saling sambung sistem seperti bas dan suis
2.     pengawal ingatan dan hierarki
3.     mekanisme mematikan litar CPU seperti capaian ingatan terus
4.     isu-isu seperti multipemprosesan.

FUNGSI DAN PERANAN KOMPUTER UNTUK MANUSIA

Fungsi dan Peranan komputer bagi kehidupan manusia sangat penting, bahkan boleh dikatakan  sebahagian besar kegiatan manusia  bertunjangkan komputer. Bermula dari kegiatan pendidikan, kegiatan bisnes dan komersial, pemerintahan, dunia hiburan, dan kegiatan peribadi dan lain-lain.

Melihat 30 tahun kebelakang, fungsi dari sebuah komputer hanya terbatas untuk pemprosesan sederhana (penghitungan, perkalian, pembahagian, dan ekseskusi sederhana dan lain-lain). Namun kini fungsi komputer sudah semakin kompleks, mulai dari kepentingan hiburan, keperluan kantor, hingga untuk mengawal sesuatu. Perkembangan fungsi dari sebuah komputer pastinya karena didukung oleh perkembangan dari komputer itu sendiri dan juga perangkat-perangkat lain.

Bentuk dan ukurannya pun mengalami perkembangan yang cukup signifikan dan mengalami penyusutan dimensi yang drastik. Ukuran komputer pada awalnya bisa mencapai ruangan 5×5 meter, namun sekarang ukurannya hanya  25×25 centimeter.

Melihat dari fungsi dan manfaat sebuah komputer bagi kehidupan manusia, fungsi dan manfaat itu antaranya ialah:

1. Fungsi Komputasi

Fungsi ini merupakan fungsi awal dari komputer, untuk melakukan komputasi dan pemrosesan data. Fungsi ini lebih banyak digunakan pada aplikasi-aplikasi sistem informasi. Meskipun fungsi yang lain juga memerlukan proses komputasi, namun fungsi komputasi disini lebih ditekankan pada pemrosesan data-data.

.2. Fungsi Bisnes

Komputer sudah banyak dipakai untuk keperluan bisnes dan komersial. Fungsi ini diantaranya adalah untuk keperluan promosi produk (iklan). Untuk mempromosikan produk-produk dari pelaku bisnis, adanya dunia internet memperluas area promosi mereka hingga keluar negeri dengan pembiayaan yang lebih murah.

Untuk transaksi bisnes. Seperti jual beli online, semakin banyaknya web-web e-commerce memudahkan manusia untuk melakukan transaksi belanja melalui internet. Selain itu, hampir semua perusahaan sudah menggunakan komputer untuk kemudahan dalam berbisnes, seperti perusahaan travel yang telah menyediakan layanan reservasi tiket online, bank-bank menggunakan komputer untuk keperluan transaksi perbankan, dan sebagainya.

3. Fungsi Hiburan

Fungsi hiburan merupakan fungsi paling menonjol daripada komputer saat ini. Lain dengan komputer zaman dulu yang belum memiliki fungsi hiburan, namun saat ini komputer sudah tidak lepas dari fungsi hiburan. Fungsi Gaming digunakan bagi orang-orang yang senang bermain game, mulai dari game balap, advanture, ketangkasan. Apalagi dengan dukungan banyaknya jenis-jenis game yang beredar, serta dukungan game multiplayer online semakin menambah  kecanduan dan keinginan orang untuk bermain game.

Fungsi Entertainment, seperti untuk menonton film dan mendengar muzik.  Adanya perangkat tambahan seperti speaker aktif dan juga viewer lebih memanjakan para pengguna komputer untuk mendapatkan hiburan dengan menggunakan komputer. Bagi yang sudah memiliki koneksi ke internet, dapat juga mendengarkan lagu-lagu secara online dan juga boleh membelinya secara online. Banyak juga penyedia layanan menonton film secara online.

.4. Fungsi Pendidikan

Fungsi komputer pada dunia pendidikan saat ini sangatlah penting. Komputer dapat digunakan untuk keperluan belajar mengajar, seperti laptop yang digunakan guru untuk menyampaikan pengajaran dikelas. . Untuk keperluan praktikum, komputer juga sangat diperlukan. Program internet untuk sekolah yang sedang dilaksanakan pemerintah juga akan lebih menambah intensitas penggunaan komputer di instansi pendidikan. Para pelajar dan mahasiswa saat ini untuk mengerjakan tugas juga menggunakan komputer. Untuk melakukan penelitian, komputer dapat digunakan untuk pemrosesan data yang lebih cepat dan tepat.

.5. Fungsi Pemerintahan

Pemerintah sudah mulai menerapkan sistem E-Government, dimana setiap daerah, instansi pemerintah sudah memiliki sistem informasinya masing-masing, atau yang lebih dikenal dengan E-Government. Kini, penggunaan komputer sudah menjadi kewajiban bagi setiap komponen-komponen pemerintahan. Penerapan E-government ini tentunya untuk meningkatkan pelayanan terhadapa masyarakat. Seperti pembuatan KTP online, investasi bisnis yang lebih menjanjikan, komunikasi antara daerah lebih meningkat, dan lain sebagainya. Badan pemerintah telah melakukan komputerisasi untuk semua kegiatan mereka, pemantauan cuaca dan lainnya dapat dengan mudah dilakukan dengan penggunaan komputer.

.

Kesimpulannya, adalah, komputer dibuat sebagai alat yang memberikan kemudahan bagi manusia. Kemudahan dalam segala aspek kehidupan manusia. Komputer dibuat untuk memanjakan manusia. Saat ini, bagi yang tidak mau mengenal komputer, atau belum mengenal komputer, baik untuk penggunaannya serta manfaatnya, bagaikan hidup di jaman batu. Sebenarnya masih banyak lagi fungsi dan kegunaan komputer bagi kehidupan kita, namun yang paling banyak dan utama adalah seperti yang saya sebutkan diatas.

10 FAKTA MENARIK TENTANG PROSESSOR

Antara fakta-fakta menarik tentang sebuah prosessor:.


1. Lebih panas dari kompor

    Thermal power loss prosesor modern mencapai 125 watt per cm kuadrat yang kemudian menghasilkan panas. Sementara itu, pelat pemanas kompor listrik cuma berkisar antara 7 dan 10 watt per cm kuadrat.

2. Prosesor Nomor Satu

    Intel 4004 merupakan mikroprosesor pertama. Prosesor ini dilempar ke pasaran pada tahun 1971 seharga 200dollar dan terdiri dari atas 2.300 transistor. Sebagai perbandingannya, Processor I7 dengan teknologi 45nm yang memiliki 731juta transistor.

3. Satu Milliar Transistor per Kepala

    Pada tahun 2010, industri semikonduktor dunia akan memproduksi satu milliar transistor untuk setiap penduduk dunia. Menurut data dari Semiconductor Industry Associaton (SIA), pada tahun 2005 angka ini sudah mencapai 90juta transistor per penduduk.

4. CPU buatan Sendiri

    Seorang Amerika, Steve Chamberlin, membangun sebuah cpu dengan mengguunakan Logic-Module dan sekitar 1.250 kabel untuk proyek "Big Mess of Wires" miliknya. Prosesor buatan sendiri dengan clock sebesar 2 MHz ini merupakan jantung dari sebuah komputer sederhana. Diperlukan 16 untuk menyelesaikannya.

5. Benda Bundar dengan Kelemahan yang mahal.

    Lantaran bentuknya bundar, seperlima bidang wafer silikon ini tidak dapat digunakan untuk produksi chip. Tidak ada alternative lain yang berbentuk segi empat. Piringan hanya setebal 775 mikrometer ini diiris dari kristal-kristal silikon besar, ditarik dengan sebuah smelter dan bentuknya sudah bundar.

6. Pionir Era Silikon

    Jack Kilby dinobatkan sebagai Bapak Prosesor. Insinyur dari perusahaan Texas Instrument ini membangun sebuah integrated circuit pertama pada tahun 1958, teridir atas sebuah oscilator pada sebuah pita germanium kecil. Sebagian pionir dalam mikroelektronik, Ia kemudia mendapat hadiah Nobel untuk Fisika pada tahun 2000.

7. Kontak ke Luar Angkasa

    Dalam Film E.T. (1983), alien membangun sebuah perangkat communicator antarplanet. Core dari perangkat mainan "Speak & Spell" yang digunakan untuk berkomunikasi ini adalah TMC 2081 dari Texas Instrument dan merupakan Voice Synthesier Chip pertama.

8. Venus : CPU tercepat didunia

    Saat ini, Venus menjadi prosesor tercepet didunia. Prosesor ini merupakan prototype dari Fujitsu yang dapat menyelesaikan 128 operasi komputer per detik. Kemampuan prototype ini kira-kira 2.5 lebih cepet daripada CPU intel terbaru.

9. Error Inside

    Pada 1994, prosesor pentium muncul di pasaran dan ternyata tidak berfungsi secara normal. Saat proses pembagian, terjadi kesalahan pembulatan (roundoff error) mulai dari 5 angka desimal. Sebagai akibatnya, Intel mengeluarkan uang sebesar 475 juta dollar atas klaim prosesor ini.

10. Kelangkaan Silikon Tidak Terlihat

    Silikon merupakan unsur kimia yang paling banyak digunakan setelah oksigen. Lantaran baik untuk pertumbuhan tulang, sebaiknya manusia paling tidak mengonsumsi silikon 30mg setiap hari.

LEBIH LANJUT TENTANG CPU

“Processor atau CPU (Central Processing Unit) adalah “otak”nya komputer. Intel adalah manufaktur CPU yang paling populer, diikuti oleh AMD (Advanced Micro Devices)”

Dulu ukuran kecepatan CPU adalah clock speed (GHz), contoh: 3GHz lebih cepat dari 2GHz CPU. Semakin tinggi clock speed berarti CPU mampu memproses instruksi komputer semakin cepat. Sekarang ukuran kecepatan tidak hanya tergantung dari clock speed saja. Faktor lain yang mempengaruhi kecepatan adalah:

•     Dual-Core mampu memproses beberapa aplikasi secara paralel. Dengan Hyper-Threading, beberapa tugas dijalankan melalui satu arus, tapi dengan dual-core, tugas-tugas ini dipisah menjadi dua arus dan tiap arus diproses sendiri-sendiri.

•     Hyper-Threading (HT) memungkinkan 2 pekerjaan untuk dijalankan pada saat yang sama (paralel). Dengan HT, anda bisa menjalankan beberapa aplikasi sekaligus tanpa merasakan lagging/lamban.

•     L2 Cache: memori kecepatan tinggi tempat menyimpan data yang sering dipakai oleh CPU. RAM juga memori tetapi aksesnya lebih lamban. PC dengan L2 Cache yang besar memungkinkan lebih banyak data yang bisa diakses dari memori ini sehingga keseluruhan sistem bekerja lebih cepat. Cache ini disebut juga secondary cache dan mempunyai chip sendiri; sedangkan primary cache biasanya didalam CPU itu sendiri. Ukurang cache ada yang 512Kb sampai 2Mb atau lebih.

•     Front Side Bus: Mempengaruhi kecepatan data transfer dari CPU ke RAM dan graphics card dan sebaliknya. PC dengan FSB yang tinggi cocok untuk games dan digital media.

•     Execute Disable Bit: Menurunkan ancaman sekuriti dari virus seperti memory buffer overflow dimana aplikasi anti-virus tidak bisa menanggulangi.

•     Enhanced Intel SpeedStep: Menyediakan kemampuan yang maksimal jika diperlukan dan mengurangi jika tidak. Lebih sering dipakai di laptop atau notebook untuk mengirit penggunaan listrik dari baterai.

•     Extended Memory 64 (64-bit): Sistem dengan 32-bit CPU mempunyai maksimum kapasitas 4GB untuk RAM. Untuk menjalankan aplikasi yang besar dan memerlukan memori lebih besar dari 4GB, data extra akan ditulis di hard-disk sehingga memperlamban prosesnya.

UNIVERSAL TURING MACHINE

Dalam sains komputer, Universal Turing Machine(UTM) adalah sebuah mesin Turing yang boleh mensimulasikan an arbitrary Turing machine on arbitrary input. Universal Turing Machine pada dasarnya mencapai ini dengan membaca kedua-dua jenis mesin diselakukan serta input daripadanya dari pita sendiri. Alan Turing memperkenalkan mesin ini pada tahun 1936-1937. Model ini adalah dianggap oleh sesetengah (sebagai contoh, Martin Davis (2000)) asal-usul program yang disimpan komputer-digunakan oleh John von Neumann (1946) bagi yang "Instrumen Pengkomputeran Elektronik" yang kini menanggung nama von Neumann: von Neumann seni bina. Ia juga dikenali sebagai mesin pengkomputeran sejagat, mesin sejagat, mesin U, U.

Dari segi kerumitan pengiraan, Uiversal Turing Machine yang multi-pita hanya perlu lebih perlahan dalam faktor logaritma berbanding kepada mesin yang distimulatekan.

MESIN TURING

Mesin Turing adalah model komputasi teoritis yang ditemukan oleh Alan Turing, berfungsi sebagai model ideal untuk melakukan perkiraan matematik. Walaupun model ideal ini diperkenalkan sebelum komputer nyata dibangun, model ini tetap diterima dalam kalangan ilmu komputer sebagai model komputer yang sesuai untuk menentukan apakah suatu fungsi dapat selesaikan oleh komputer atau tidak (menentukan computable function). Mesin Turing terkenal dengan ungkapan " Apapun yang boleh dilakukan oleh Mesin Turing pasti boleh dilakukan oleh komputer."

Sebuah mesin turing terdiri atas barisan sel tersusun berupa pita yang dapat bergerak maju mundur, komponen aktif baca/tulis pita yang memiliki status perhitungan serta dapat mengubah/menulisi sel aktif yang ada di pita tadi, dan suatu kumpulan instruksi bagaimana komponen baca/tulis ini melakukan modifikasi terhadap sel aktif pada pita, serta bagaimana menggerakkan pita tersebut. Pada setiap langkah dalam komputasi, mesin ini akan dapat mengubah isi dari sel yang aktif, mengubah status dari komponen baca/tulis, dan mengubah posisi pita kekiri atau kekanan

OPERASI SISTEM KOMPUTER DAN STRUKTUR PENYIMPANAN

Operasi Sistem Komputer

Sistem komputer modern terdiri dari satu atau lebih CPU dan sejumlah device controller yang terhubung melalui BUS dan menyediakan akses berbagi memori (shared memory). CPU dan semua device controller berjalan secara bersamaan sehingga dapat menimbulkan persaingan penggunaan memori. Untuk menjamin berbagi memori secara berurutan, pengontrol memori menyediakan fungsi akses sinkronisasi ke memori.

Pada saat komputer dinyalakan, komputer melakukan inisialisasi oleh program (bootstrap) yang tersimpan dalam ROM (Read Only Memory) atau EEPROM (Electrically Erasable Programable Read Only memory) yang biasa disebut firmware melalui perangkat keras komputer. Proses ini menginisialisasi semua aspek sistem, dari register-register CPU ke pengontrol peralatan (device controller) lalu ke pengontrol memori (memory controller). Program bootstrap harus mengetahui bagaimana meload sistem operasi dan meng-eksekusi sistem tersebut. Untuk mengerjakan tujuan ini, bootstrap harus melokasikan dan me-load kernel sistem operasi ke memori kemudian meng-eksekusi proses pertama (init) dan menunggu event-event yang akan terjadi. Kejadian-kejadian (events) biasanya disinyalkan oleh sebuah interupsi (interrupt) yang berasal dari perangkat keras (hardware) atau perangkat lunak (software). Hardware dapat memicu interrupt setiap saat dengan mengirim sinyal ke CPU, biasanya melalui system bus. Sedangkan software memicu interrupt dengan meng-eksekusi operasi khusus (system call atau monitor call). Ketika CPU ter-interrupt, CPU menghentikan proses yang dilakukan dan secara langsung mengeksekusi ke lokasi yang ditentukan, kemudian akan kembali ke proses semula jika proses interupsi sudah diselesaikan.

Struktur Penyimpanan

Program-program komputer harus tersimpan ke dalam memori utama (RAM Random Access Memory) untuk dieksekusi. CPU secara otomatis akan memanggil intruksi-intruksi dari memori utama untuk dieksekusi.

Kelemahan dari memori utama adalah sebagai berikut:

a. memori utama umumnya terlalu kecil untuk memuat semua data dan program secara permanen

b. memori utama merupakan media penyimpan volatile ( kehilangan data ketika komputer dimatikan).

Untuk mengatasi kelemahan tersebut, sistem komputer menyediakan media penyimpan sekunder (secondary storage) misalnya Magnetic Disk, Tape dan media lainnya.