Skip to content

Arsitektur dan Organisasi Komputer

  • by

Mata kuliah Arsitektur dan Organisasi Komputer membahas bagaimana komputer bekerja secara internal, mulai dari desain perangkat keras hingga bagaimana berbagai komponen saling berinteraksi untuk menjalankan program. Berikut adalah beberapa topik utama yang biasanya dipelajari:

1. Pengenalan Arsitektur Komputer

  • Arsitektur Von Neumann: Model dasar komputer, yang meliputi unit kontrol, unit aritmatika dan logika (ALU), memori, dan perangkat input/output.
  • Organisasi vs Arsitektur: Perbedaan antara bagaimana komputer dirancang (arsitektur) dan bagaimana komponennya diimplementasikan (organisasi).

2. Unit Pemroses Sentral (CPU)

  • Struktur dan Fungsi CPU: Bagian-bagian CPU, seperti register, ALU, dan unit kontrol.
  • Siklus Mesin (Fetch, Decode, Execute): Tahapan CPU dalam mengeksekusi instruksi.
  • Set Instruksi: Bahasa mesin dan cara CPU memahami perintah.
  • Pipeline: Teknik untuk meningkatkan kinerja dengan menjalankan banyak instruksi secara paralel.

3. Memori Komputer

  • Hierarki Memori: Register, cache, RAM, dan penyimpanan sekunder (hard disk, SSD).
  • Cache Memori: Prinsip kerja cache dan dampaknya pada kinerja.
  • Memori Virtual: Cara sistem operasi menggunakan hard disk sebagai perpanjangan RAM.
  • Teknik Pengalamatan: Cara CPU mengakses data di memori (pengalamatan langsung, tidak langsung, dll.).

4. Sistem Input/Output (I/O)

  • Perangkat I/O: Jenis-jenis perangkat input/output (keyboard, mouse, printer, dll.).
  • Teknik I/O: Polling, interrupt, dan direct memory access (DMA).
  • I/O Bus: Komunikasi antara CPU, memori, dan perangkat input/output melalui bus (seperti PCI, USB).

5. Sistem Bus

  • Arsitektur Bus: Cara komponen-komponen komputer terhubung melalui bus sistem.
  • Jenis Bus: Bus data, bus alamat, bus kontrol.
  • Kecepatan Bus: Faktor yang mempengaruhi kecepatan transfer data.

6. Pengolahan Paralel

  • Multiprosesor: Sistem dengan lebih dari satu CPU.
  • Pipeline dan Superskalaritas: Teknik untuk menjalankan instruksi secara bersamaan.
  • Arsitektur SIMD dan MIMD: Desain komputer untuk pemrosesan paralel.

7. Arsitektur RISC vs CISC

  • RISC (Reduced Instruction Set Computer): Desain CPU dengan set instruksi yang lebih sederhana dan eksekusi lebih cepat.
  • CISC (Complex Instruction Set Computer): Desain CPU dengan set instruksi yang lebih kompleks dan beragam.
  • Perbandingan Kinerja: Keuntungan dan kerugian dari masing-masing arsitektur.

8. Pengendalian Mikro (Microprogramming)

  • Micro-operations: Langkah-langkah kecil yang diambil CPU untuk mengeksekusi instruksi.
  • Microprogramming: Desain unit kontrol menggunakan micro-instruksi untuk mengeksekusi instruksi mesin.

9. Sistem Penyimpanan

  • Jenis Penyimpanan: Penyimpanan primer (RAM, cache) dan sekunder (HDD, SSD).
  • Teknologi Penyimpanan: Perbedaan antara magnetic storage, optical storage, dan solid-state storage.
  • Organisasi File dan Sistem File: Cara data disimpan dan diakses di media penyimpanan.

10. Kinerja Komputer

  • Benchmarking dan Evaluasi Kinerja: Teknik mengukur kinerja komputer.
  • Faktor Kinerja: Clock speed, jumlah core, ukuran cache, dan bandwidth memori.
  • Optimasi Kinerja: Teknik untuk meningkatkan efisiensi komputasi, seperti overclocking dan perancangan pipeline yang efisien.

11. Aritmatika Komputer

  • Aritmatika Biner: Operasi aritmatika dasar dalam sistem biner.
  • Representasi Bilangan: Sistem bilangan biner, oktal, desimal, dan heksadesimal.
  • Floating Point: Cara komputer merepresentasikan angka desimal dengan presisi tinggi.

12. Perangkat Keras dan Sistem Operasi

  • Interaksi Perangkat Keras dengan Sistem Operasi: Bagaimana sistem operasi mengelola perangkat keras.
  • Manajemen Prosesor dan Memori: Scheduling prosesor dan alokasi memori.

13. Tren Arsitektur Komputer Modern

  • Komputasi Awan (Cloud Computing): Penggunaan server jarak jauh untuk menyimpan dan memproses data.
  • Komputasi Mobile dan Embedded Systems: Arsitektur yang digunakan dalam perangkat mobile dan embedded.
  • Kecerdasan Buatan dan Komputasi Neuromorphic: Tren modern dalam arsitektur komputer yang berfokus pada AI dan komputasi yang meniru otak manusia.

Materi ini memberikan dasar untuk memahami cara kerja internal komputer, pengoptimalan kinerja, dan bagaimana perangkat keras berinteraksi dengan perangkat lunak.