Evolusi Arsitektur Komputer

Komputer adalah barang yang umum dan sering kita temui saat ini. Bahkan sekarang sudah hampir setiap orang, khususnya pelajar, mahasiswa dan praktisi pendidikan sudah memiliki komputer sendiri. Komputer yang pada awalnya dibuat sebagai alat bantu hitung kini berkembang dengan sangat pesat. Game, software dan aplikasi – aplikasi digital kini dapat dilakukan dengan alat yang disebut komputer ini. Bahkan sekarang ini dengan perkembangan internet, komputer bisa menjadi alat mencari uang, transfer uang, media bisnis, komunitas dan lain sebagainya. Dengan fungsinya yang begitu banyak dan penting, maka kini komputer merupakan salah satu barang yang sangat dibutuhkan oleh sebagian besar orang.
Persfektif Historis
Secara historis komputer mengalami beberapa perkembangan sejak pertama kali diciptakan, yaitu :
  1. Komputer Generasi Pertama (1946 – 1959)
  • Program hanya dapat dibuat dengan bahasa mesin (Machine Language).
  • Menggunakan konsep stored-program dengan memori utamanya adalah magnetic core storage .
Contoh dari komputer generasi pertama, adalah :
  • ENIAC (Elektronic Numerical Integrator And Calculator) dimulai tahun 1942.
  • HARDVARD MARK II dibuat pada bulan juli tahun 1947 dan mempunyai kemampuan 12 kali lebih besar daripada HARDVARD MARK II.
  1. Komputer Generasi Kedua (1959 – 1964)
  • Komponen yang digunakan adalah transistor untuk sirkuitnya, dikembangkan di Bell Laboratories  oleh John Bordeen, William Shockley dan Wolther Brattain pada tahun 1947.
Contoh dari komputer generasi kedua, adalah : IBM model 1620, IBM model 1401, dll.
  1. Komputer Generasi Ketiga (1946 – 1970)
  • Komponen yang digunakan adalah IC (Integrated Circuit) yang berbentuk Hybrid Integrated Circuit dan Monolithic Integrated Circuit.
Contoh dari komputer generasi ketiga, adalah : IBM S/370 dan UNIVAC 1106
  1. Komputer Generasi Keempat (1970 – 1990)
  • Penggunaan Large Scale Integration (LSI) disebut juga dengan nama Bipolar Large Scale Integration.
  • Dikembangkan komputer Mikro yang menggunakan Micro Processor dan Semi Conductor yang berbentuk Chip untuk memori komputer generasi sebelumnya masih menggunakan Magnetic Core Storage.
  1. Komputer Generasi Kelima (mulai 1990-an)
  • Komputer ini sedang dalam pengembangan komponen yang digunakan adalah VLSI (Very Large Scale Integration)
  • Teknologi yang kemungkinan bisa menggantikan Chips
  • Dapat menterjemahkan bahasa manusia dan manusia dapat bercakap-cakap langsung dengan komputer.
Klasifikasi Arsitektur Komputer
Pada komputer terdapat berbagai klasifikasinya dalam hal apapun. Setiap komputer tentunya memilik klasifikasi masing-masing. Disini membahas mengenai klasifikasi arsitekturnya menurut Von Neumann dan Non Von Neumann.
Kriteria mesin Von Neumann :
  1. Mempunyai subsistem hardware dasar yaitu sebuah CPU, sebuah memori dan sebuah
    I/O sistem.
  2. Merupakan stored-program computer
  3. Menjalankan instruksi secara berurutan
  4. Mempunyai jalur (path) bus antara memori dan CPU
Pada tahun 1966, Flyyn mengklasifikasikan arsitektur komputer berdasarkan sifatnya yaitu :
  1. Jumlah prosesor
  2. Jumlah program yang dapat dijalankan
  3. Struktur memori
Menurut Flyyn ada 4 klasifikasi komputer :
  1. SISD (Single Instruction Stream, Single Data Stream)
Satu CPU yang mengeksekusi instruksi satu persatu dan menjemput atau menyimpan data satu persatu.
  1. SIMD (Single Instruction Stream, Multiple Data Stream)
Satu unit kontrol yang mengeksekusi aliran tunggal instruksi, tetapi lebih dari satu Elemen Pemroses.
  1. MISD (Multiple Instruction Stream, Single Data Stream)
Mengeksekusi beberapa program yang berbeda terhadap data yang sama. Ada dua kategori :
  • Mesin dengan Unit pemroses berbeda dengan instruksi yang berbeda dengan data yang sama (sampai sekarang tidak ada mesin yang seperti ini).
  • Mesin, dimana data akan mengalir ke elemen pemroses serial.
  1. MIMD (Multiple Instruction Stream, Multiple Data Stream)
Juga disebut multiprocessors, dimana lebih dari satu proses dapat dieksekusi berikut terhadap dengan datanya masing-masing,
Kualitas Arsitektur Komputer
Kualitas arsitektur komputer merupakan suatu yang menentukan komputer itu baik atau tidak. Komputer dikatakan baik jika memiliki kualitas yang baik dalam hal apapun. Begitu juga komputer dikatakan tidak baik jika komputer tersebut tidak dapat memenuhi apa yg diperintahkan atau diinginkan pengguna. Hal yang dipenuhi inilah yang disebut dengan kualitas. Adapun kualitas arsitektur komputer yaitu :
  1. Generalitas
Generalitas adalah ukuran besarnya jangkauan aplikasi yang bisa cocok dengan arsitektur. dan komputer yang terutama digunakan untuk aplikasi bisnis menggunakan aritmetik decimal. Sistem umum memberikan dua jenis aritmetik. Salah satu pembahasan utama oleh kalangan peneliti komputer selama tahun 1980-an adalah persoalan bagusnya generalitas. Salah satu argumen komersial dalam menerapkan generalitas adalah bahwa, karena ia menyebabkan perancangan komputer menjadi sulit, perusahaan yang melakukan perancangan tersebut bisa mengurangi peniruan rancangan oleh perusahaan lain.
  1. Daya Terap
Daya terap (applicability) adalah pemanfaatan arsitektur untuk penggunaan yang telah direncanakannya. Buku ini membahas komputer yang terutama dirancang untuk satu dari dua area aplikasi utama : (1) aplikasi ilmiah dan teknis dan (2) aplikasi komersil biasa. Aplikasi ilmiah dan teknis adalah aplikasi yang biasanya untuk memecahkan persamaan kompleks dan untuk penggunaan aritmetik floating point ekstensif.
  1. Efisiensi
Efisiensi adalah ukuran rata-rata jumlah hardware dalam komputer yang selalu sibuk selama penggunaannya biasa. Arsitektur yang efisien memungkinkan (namun tidak memastikan) terjadinya implementasi yang efisien. Salah satu sifat arsitektur yang efisien adalah bahwa ia secara relatif cenderung sederhana. Karena untuk merancang sistem yang kompleks secara benar begitu sulit, maka kebanyakan komputer mempunyai sebuah komputer inti (core computer) efisien yang sederhana, yaitu CU.
  1. Kemudahan Penggunaan
Kemudahan penggunaan arsitektur adalah ukuran kesederhanan bagi programmer sistem untuk mengembangkan atau membuat software untuk arsitektur tersebut, misalnya sistem pengoperasiannya atau compilernya. Oleh karena itu, kemudahan penggunaan ini merupakan fungsi ISA dan berkaitan erat dengan generalitas.
  1. Daya Terap
Dua ukuran yang terakhir daya tempa dan daya kembang umumnya berlaku untuk implementasi komputer dalam satu rumpun. Daya terap arsitektur adalah ukuran kemudahan bagi perancang untuk mengimplementasikan komputer (yang mempunyai arsitektur itu) dalam jangkauan yang luas. Pada Apple Macintosh atau IBM PC AT, spesifIkasi arsitekturnya jauh lebih lengkap, sehingga semua implementasi hampir sama.
  1. Daya Kembang
Daya kembang (expandability) adalah ukuran kemudahan bagi perancang untuk meningkatkan kemampuan arsitektur, misalnya kemampuan ukuran memori maksimumnya atau kemampuan aritmetiknya. Dalam hal ini, daya kembang juga berkaitan dengan jumlah CPU yang dapat digunakan oleh system secara efektif. Barrier (penyangga) pada komputer yang mempunyai CPU lebih dari satu umumnya tidak jelas. Jika programmer sistem mendapatkan kesulitan untuk menyinkronkan CPU-CPU, rnisalnya, maka sinkronisasi ini secara efektif akan membatasi jumlah CPU yang dapat digunakan sistem.
Keberhasilan Arsitektur Komputer
1 . Manfaat Arsitektural
Ada empat ukuran pokok yang menentukan keberhasilan arsitektur, yaitu manfaat arsitekturalnya (architectural merit) :
  • Daya terap Sebaiknya, arsitektur ditujukan untuk aplikasi yang telah ditentukan.
  • Daya tempa. Bila arsitekturlebih mudah membangunsistem yang kecil, maka  ia akan lebih baik.
  • Daya kembang. Lebih besar daya kembang arsitektur dalam daya komputasi,     ukuran memori, kapasitasI/O, dan jumlah prosesor,maka ia kan lebih baik.
  • Kompatibilitas (daya serasi-pasang).
2. Keterbukaan Arsitektur
Arsitektur dikatakan open (terbuka) bila perancangnya mempublikasikan spesifikasinya.
3. Keberadaan model pemrograman yang kompatibel don bisa dipahami.
Beberapa komputer yang berparalel tinggi begitu sulit untuk digunakan, sehingga ia hanya menjadi daya tarik bagi para analis untuk menemukan cara baru untuk menggunakannya.
4. Kualitas implementasi awal.
Ada beberapa komputer yang nampaknya merupakan mesin yang baik, yang mempunyai software dan sifat operasional yang baik.
5. Kinerja Sistem
Kinerja sistem sebagian ditentukan oleh kecepatan komputer. Untuk mengukur kinerja komputer, para arsitek menjalankan serangakian program yang standart, yang disebut benchmark,pada komputer. Benchmark ini memungkinkan arsitek untuk menentukan kecepatan relatif dari semua komputer yang menjalankan benchmark tersebut dan menentukan kecepatan absolute dari tiap komputer. Hasilnya bermanfaat bagi arsitek untuk melaporkan kinerja sistem dengan menggunakan berbagai performance metrics (metrik kinerja).
6. Biaya Sistem
Bagian pokok dari biaya sistem computer adalah biaya peralatan logika dasarnya, yang sangat bervariasi dari peralatan satu dengan yang lainnya.  beberapa aplikasi dengan metrik tersebut diperlukan adalah :
  • Reliabilitas (keandalan) adalah sangat diperlukan oleh computer yang digunakan untuk mengontrol penerbangan, mengontrol kearnanan instalasi nuklir, atau kegiatan apa saja yang mempertaruhkan keselarnatan manusia.
  • Kemudahan perbaikan khususnya penting bagi komputer yang mempunyai jumlah komponen yang besar.
Sumber :

Komentar

Posting Komentar

Postingan Populer