Arsitektur Komputer adalah suatu ilmu yang mempelajari tentang tata cara untuk menghubungkan berbagai komponen perangkat keras agar tercipta sebuah sistem komputer yang dapat bekerja sesuai dengan fungsinya.
Arsitektur komputer akan menghasilkan sebuah konsep perencanaan berupa rencana cetak biru dan hubungannya dengan berbagai perangkat yang didesain.
Arsitektur komputer lebih menekankan pada konsep dari sebuah sistem komputer, dan implementasi dari perencanaan akan fokus pada tiap bagian terutama pada kerja CPU, cara untuk mengakses data dan alamat dari dan ke RAM, memori cache, dll.
Pada arsitektur komputer dipelajari atribut sistem komputer dan berdampak langsung pada eksekusi logis sebuah program.
Salah satu jenis arsitektur yang paling populer adalah arsitektur Von Neumann yang telah diciptakan oleh John Von Neumann tahun 1930 – 1957.
Pada arsitektur mesin Von Neumann dijelaskan bahwa komputer memiliki 4 bagian utama yaitu Unit Aritmatika & logis, Alat masukan, Memori, Unit control, dan hasil I/O yang selanjutnya semua bagian dihubungkan dengan kawat “bus”.
Baca juga: Topologi Mesh dan Contoh Penggunaan Topologi Jaringan pada Kehidupan Sehari-hari
Evolusi Pengertian Arsitektur Komputer
- Tahun 1950 – 1960 : Arsitektur komputer didefinisikan sebagai komputer aritmatik atau kalkulator yang dibuat untuk menghitung persamaan matematis pada masa itu.
- Tahun 1970 – pertengahan 1980 : Arsitektur komputer merupakan suatu desain instruksi untuk suatu compiler
- Tahun 1990 : Arsitektur komputer yakni bentuk desain CPU, sistem memori, sistem I/O, multiprocessor dan network komputer
- Tahun 2010 : Pengertian Arsitektur Komputer yakni sebuah sistem yang mampu beradaptasi secara mandiri dengan struktur yang secara mandiri pula dapat mengorganisasi.
Fungsi Arsitektur Komputer
Berikut beberapa fungsi dari arsitektur komputer, antara lain :
1. Memudahkan untuk perbaikan komputer
Ilmu arsitektur komputer akan memudahkan seorang programmer untuk memperbaiki kerusakan sebuah komputer. Rancangan awal yang diketahui oleh programmer akan memberi informasi bagian yang rusak tanpa harus membongkar lebih jauh.
2. Memperbanyak penggunaan processor
Biasanya pada satu komputer dibutuhkan hanya satu processor, Namun, dengan arsitektur komputer, sebuah komputer dapat menggunakan 3 processor. Dengan demikian, akan meningkatkan kerja komputer.
3. Memperbanyak User
Umumnya, satu komputer hanya bisa digunakan oleh satu pengguna saja. Arsitektur komputer akan berfungi untuk memperbanyak pengguna komputer. Salah satu konsep arsitektur komputer yang terus digunakan adalah server-client.
4. Memastikan komponen berjalan dengan lancar
Sebuah arsitektur komputer merupakan keseluruhan komponen yang saling berhubungan. Untuk itu, arsitektur komputer dapat memastikan seluruh komponen dapat berfungsi dengan benar.
5. Memberikan gambaran aplikasi yang akan dibuat
Perkembangan sebuah aplikasi dipengaruhi oleh arsitektur komputer. Para programmer (sebutan untuk pembuat program) sangat dibantu oleh arsitektur komputer dalam menciptakan aplikasi atau software baru yang dibutuhkan.
Baca juga: Pengertian Perangkat Lunak dan Sistem Operasi pada Komputer Beserta Contohnya
Jenis Arsitektur Komputer
Manurut Flyyn terdapat 4 jenis arsitektur komputer, antara lain:
1. Komputer MISD
MISD kepanjangan dari Multiple Instruction Single Data. Salah satu jenis arsitektur data yang menggunakan lebih dari satu processor. Pada komputer MISD dalam mengolah satu data, setiap processor menggunakan instruksi yang berbeda.
2. Komputer MMID
MMID kepanjangan dari Multiple Instruction Multiple Data. Sama seperti komputer MISD yang menggunakan lebih dari saru processor danpada setiap processor memiliki instruksi yang berbeda dalam pengolahan data.
Namun, yang membedakan dengan komputer MMID adalah data yang diolah berbeda untuk tiap proessor. Contoh komputer yang menggunakan model MIMD antara lain: IBM Power5, AlphaServer. Dan Cray XT3.
3. Komputer SISD
SISD singkatan dari Single Instruction Single Data. Jenis arsitektur ini menggunakan arsitektur Von Neumann karena hanya menggunakan satu processor saja.
Sebutan lain untuk model ini adalah komputasi tunggal. Sebagai contoh, ketika mengolah skema aritmatika atau logika hanya dapat dilakukan sebanyak satu kali.
Jadi ketika ada satu instruksi yang masuk, komputer hanya dapat membaca data satu kali saja. Contoh dari komputer yang menggunakan model SISD yakni komputer mini
4. Komputer SIMD
SMID singkatan dari Single Instruction Multiple Data. Model ini dibangan dengan sistem pararel dan dalam satu unit control dapat mengendalikan semua processor.
Komputer SIMD menggunakan banyak processor, setiap processor mengolah data yang berbeda – beda tetapi dengan instruksi yang sama. Model SIMD dibagi kedalam beberapa bentuk, antara lain:
- Exclusive-Read, Concurrent – Write (ERCW) SM SIMD
- Concurrent-Read, Concurrent – Write (CRCW) SM SIMD
- Exclusive-Read, Exclusive – Write (EREW) SM SIMD
- Concurrent – Read, Exclusive-Write (CREW) SM SIMD
Klasifikasi Arsitektur Von Neumann
Arsitektur Von Neumann menjadi arsitektur yang digunakan oleh kebanyakan komputer hingga saat ini.
Penemu dari model ini adalah John Von Neumann (1903 – 1957) yang seorang ahli matemarika. Adapun karakteristik dari Mesin Von Neumann sebagai berikut:
- Terdiri dari beberapa komponen, antara lain: Memori utama (untuk menyimpan data atau instruksi), Arithmetic Logic Unit (untuk mengolah data), Control unit , perangkat I/O (untuk interaksi dengan lingkungan luar
- Memiliki jalur bus sebagai penghubung antara beberapa komponen dalam mesin Von Neumann
- Mesin ini menjalankan instruksi secara berurutan
- Stored-program computer atau program tersimpan yang menyimpan instruksi program dalam memori elektronik.
Kualitas Arsitektur Komputer
- Generalitas yakni pengukuran terhadap jumlah jangkauan aplikasi yang dapat sesuai dengan arsitektur dan komputer, khususnya untuk aplikasi bisnis dalam perhitungan dengan decimal.
- Efisiensi yakni rata – rata jumlah hardware pada komputer yang terus bekerja pada saat penggunaan biasa. Sifat dari arsitektur yang efisien adalah cenderung sederhana secara relative. Merancang sebuah sistem yang kompleks pasti sangat sulit, sehingga kebanyakan komputer memiliki komputer inti yang efisien dan sederhana yaitu CPU
- Kemudahan pengguna menjadi ukuran bagi programer dalam mengembangkan atau membuat software untuk arsitektur tersebut, misalnya pada saat sistem pengoperasiannya.
- Daya tempa yakni ukuran bagi perancang aplikasi untuk mengimplementasikan arsitektur komputer dalam jangkauan luas.
- Daya kembang yaitu ukuran bagi programmer untuk mengembangkan kemampuan dalam membuat arsitektur seperti kemampuan ukuran memori maksimum atau bisa juga pada kemampuan aritmetiknya.
Faktor yang Mempengaruhi Keberhasilan Arsitektur Komputer
Ada beberapa faktor yang mempengaruhi keberhasilan pada suatu arsitektur komputer, antara lain:
- Manfaat dari arsitektur komputer yang dapat diukur dengan beberapa aspek, antara lain : Aplicability (penerapan), compatible (cocok), Meability (Kelenturan), dan Expandibility (dapat diperluas)
- Kinerja dari sistem yakni mengukur kinerja sistem yang memiliki serangkaian program standar yang dijalan pada komputer dengan pengukuran kinerja CPU, meliputi : Million Floating Point PerSecond, Million Instruction PerSecond, VAX Unit of Performanca.
- Ukuran kinerja I/O sistem yang meliputi operasi I/O per detik dan sistem operasi bandwith
- Ukuran kinerja memori yang meliputi memori bandwith, ukuran memori, waktu akses memori
- Biaya sistem yang dapat diukur dengan reabilitas, pemakaian daya, interface sistem software.
Keberdaan arsitektur komputer sangatlah penting dalam sebuah komputer. Banyak fungsi pada arsitektur komputer yang memberikan atribut pada sistem komputer yang membantu programmer dalam pengembangan sebuah program.