Organisasi Komputer & Arsitektur Komputer

Arsitektur Komputer mempelajari atribut ‑ atribut sistem komputer yang terkait dengan seorang programmer. contoh: set instruksi, aritmetilka yang digunakan, teknik pengalamatan, mekanisme I/0.

Jenis-Jenis Memori Komputer

Memori, sebagaimana yang telah dipahami oleh kebanyakan orang, adalah istilah yang digunakan untuk alat yang berfungsi sebagai media penyimpanan (storage). Terdapat berbagai jenis memori yang digunakan pada perangkat-perangkat elektronik seperti telepon seluler dan—terutama—komputer.

Secara umum, memori terbagi ke dalam 2 jenis, yaitu memori utama/primer (Primary Memory) dan memori sekunder (Secondary Memory).

1. Memori Utama (Primary Memory)

Memori primer adalah memori yang mutlak harus dipenuhi untuk keberlangsungan sistem komputer. Tanpa memori utama, komputer tidak mampu bekerja sesuai tugas dan fungsi atau perintah yang diberikan. Hal ini disebabkan karena memori utama ini merupakan media yang digunakan oleh komputer untuk menyimpan instruksi-instruksi yang nantinya akan dieksekusi oleh prosesor. Saya sering mengilustrasikan sebagai “ruang kerja” untuk prosesor. Karena bila ruang kerja untuk prosesor tidak disediakan, maka sudah pasti prosesor tidak dapat bekerja.

Memori primer memiliki kecepatan akses yang tinggi. Termasuk dalam memori primer adalah Register dan RAM (Random Access Memory).

Memori primer bersifat volatile, artinya membutuhkan arus listrik menetap untuk mengelola data. Jika arus listrik terputus, maka data yang tersimpan di dalamnya akan hilang.

RAM (Random Access Memory) secara umum dikelompokkan kepada dua, yaitu:

1. DIMM (Dual In-Line Memory Module)

• SRAM (Static RAM)


• DRAM (Dynamic RAM)


• EDODRAM (Extended Data Out Dynamic RAM)


• SDRAM (Static Dynamic RAM)

1. DDR (Double Data Rate) SDRAM


2. DDR 2 SDRAM


3. DDR 3 SDRAM

• RDRAM (Rambus Dynamic RAM)

2. SODIMM (Small Outline DIMM)

• SODIMM DDR


• SODIMM DDR 2


• SODIMM DDR 3

3. SIMM (Single In-Line Memory Module)

• FPMRAM (Fast Page Mode RAM)


• EDORAM (Extended Data Output RAM)


• BEDORAM (Burst Extended Data Output RAM)

SRAM

2 K x 8 bit SRAM dari NES clone

DRAM

MT4C1024 1 mebibit DRAM Micron Technology

EDO DRAM

32 MB EDO DRAM

SDRAM

DDR 1 = 184 pin DDR 2 = 240 pin DDR 3 = 240 pin

RDRAM

RDRAM yang dilengkapi dengan heat spreader.

SODIMM

SIMM

Atari STE 256 kB (30 pin SIMM)

FPMRAM (disebut juga FPRAM)

8 bit FPMRAM

EDORAM

16 MB EDO RAM SIMM

BEDORAM

Cache Memory

Cache adalah penyimpanan sementara (buffer) untuk data/instruksi yang sering dibutuhkan oleh CPU. Kecepatan akses terhadap memori cache ini jauh lebih cepat dibandingkan akses terhadap RAM. Hal ini disebabkan karena lokasi memori cache ini berada di dalam modul prosesor itu sendiri.

Saat ini telah ada 3 jenis memori cache yang telah berkembang, yaitu:

• First-Level(L1) Cache


• Second-Level (L2)Cache


• Third-Level (L3) Cache

“Semakin besar ukuran cache memory, maka instruksi yang dapat disimpan oleh prosesor juga semakin banyak, sehingga prosesor dapat bekerja lebih cepat.

Memori Sekunder (Secondary Memory)

Memori sekunder lebih banyak mengarah pada penyimpanan data-data pribadi seperti dokumen, audio, video, gambar, dan sebagainya. Memori utama adalah media untuk menyimpan instruksi, sedangkan memori sekunder berfungsi sebagai storage device (media penyimpanan).

Bentuk dari memori sekunder ini seperti: ROM, Disket, CD/DVD, Hardisk Drive, USB Flash Drive. Termasuk juga virtual disk, swap memory.

Dari segi kecepatan akses, memori sekunder lebih lambat dibanding memori utama.
Memori sekunder ini bersifat Non-Volatile, yaitu tidak membutuhkan arus listrik menetap untuk mengelola/ menyimpan data. Artinya meskipun komputer dipadamkan, atau memori sekunder ini dicabut dari komputer, data yang tersimpan di dalamnya tidak akan hilang.

ROM (Read-Only Memory)

ROM bertugas untuk menyimpan perintah-perintah BIOS (Basic Input/Output System) yang diperlukan saat komputer melakukan boot-up.

Berikut ini adalah jenis-jenis memori ROM:

•          ROM               : Read Only Memory


•          PROM             : Programmable ROM


•          EPROM          : Erasable Programable ROM


•          EEPROM        : Electrically Erasable Programable ROM


•          Flash Memory : Seperti USB Flash Drive, Memory Card, dll.

PROM

Data hanya dapat disimpan ke dalam PROM sekali saja. Sekali data tersimpan, maka data tersebut akan tetap tersimpan selamanya. Jika ingin menghilangkan datanya, caranya hanyalah dengan memusnahkan/ menghancurkan chip memori tersebut.

EPROM

Intel C2708 1KB EPROM

Data yang tersimpan di dalam EPROM dapat dihapus dengan memaparkan sinar Ultraviolet ke arah lubang yang ada pada memori tersebut.

Setelah isinya terhapus, maka memori tersebut dapat diprogram ulang. Untuk menulis dan menghapus isi EPROM, diperlukan perangkat khusus bernama PROM Programmer atau PROM Burner.

EEPROM & Flash Memory

ST M24C02 EEPROM

Merupakan sejenis chip memori tidak-terhapus yang digunakan dalam komputer dan peralatan elektronik lain untuk menyimpan sejumlah konfigurasi data pada alat elektronik tersebut yang tetap harus terjaga meskipun sumber daya diputuskan, seperti tabel kalibrasi atau konfigurasi perangkat.

Pengembangan EEPROM lebih lanjut menghasilkan bentuk yang lebih spesifik, seperti memori kilat (flash memory). Memori kilat lebih ekonomis daripada perangkat EEPROM tradisional, sehingga banyak dipakai dalam perangkat keras yang mampu menyimpan data statis yang lebih banyak (seperti USB flash drive).

Bagian dalam sebuah USB Flash Drive secara umum

Ukuran USB Flash Drive yang semakin minimalis dengan ukuran maksimalis

Kelebihan utama dari EEPROM dibandingkan EPROM adalah ia dapat dihapus per blok data tergantung alamat yang diinginkan untuk dihapus secara elektrik. Sementara EPROM tidak bisa dihapus per blok data tetapi harus menghapus data keseluruhannya dan caranya hanya dengan sinar ultraviolet.

Jika RAM tidak memiliki batasan tulis-hapus memori, maka EEPROM sebaliknya. Beberapa jenis EEPROM keluaran pertama hanya dapat dihapus dan ditulis ulang (erase-rewrite) sebanyak 100 kali, sedangkan model terbaru bisa sampai 100.000 kali bahkan lebih.

Sistem BUS

Sistem BUS

1. Penghubung bagi keseluruhan komponen komputer dalam menjalankan tugasnya


2. Komponen komputer :

1. CPU


2. Memori


3. Perangkat I/O

Transfer data antar komponen komputer.

1. Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan dieksekusi CPU melalui perantara bus


2.  Melihat hasil eksekusi melalui monitor juga menggunakan sistem bus


3. Kecepatan komponen penyusun komputer harus diimbangi kecepatan dan manajemen busyang baik

Mikroprosesor

• Melakukan pekerjaan secara paralel


• Program dijalankan secara multitasking


• Sistem bus tidak hanya lebar tapi juga cepat

Interkoneksi komponen sistem komputer dalam menjalankan fungsinya

• Interkoneksi bus


• Pertimbangan–pertimbangan perancangan bus

Struktur Interkoneksi adalah Kompulan lintasan atau saluran berbagai modul  (CPU,Memori,I/O)

Struktur interkoneksi bergantung pada

1. Jenis data


2. Karakteristik pertukaran data

Jenis Data

Memori :

Memori umumnya terdiri atas N word memori dengan panjang yang sama. Masing–masing word diberi alamat numerik yang unik (0, 1, 2, …N-1). Word dapat dibaca maupun ditulis pada memori dengan kontrol Read dan Write. Lokasi bagi operasi dispesifikasikan oleh sebuah alamat.

Modul I/O :

Operasi modul I/O adalah pertukaran data dari dan ke dalam komputer. Berdasakan pandangan internal, modul I/O dipandang sebagai sebuah memori dengan operasi pembacaan dan penulisan. Seperti telah dijelaskan pada bab 6 bahwa modul I/O dapat mengontrol lebih dari sebuah perangkat peripheral. Modul I/O juga dapat mengirimkan sinyal interrupt.

CPU :

CPU berfungsi sebagai pusat pengolahan dan eksekusi data berdasarkan routine–routine program yang diberikan padanya. CPU mengendalikan seluruh sistem komputer sehingga sebagai konsekuensinya memiliki koneksi ke seluruh modul yang menjadi bagian sistem komputer.

Gambar 1. Modul Komputer

Dari jenis pertukaran data yang diperlukan modul–modul komputer, maka struktur interkoneksi harus mendukung perpindahan data.

• Memori ke CPU : CPU melakukan pembacaan data maupun instruksi dari memori.


• CPU ke Memori : CPU melakukan penyimpanan atau penulisan data ke memori.


• I/O ke CPU : CPU membaca data dari peripheral melalui modul I/O.


• CPU ke I/O : CPU mengirimkan data ke perangkat peripheral melalui modul I/O.


• I/O ke Memori atau dari Memori : digunakan pada sistem DMA

Sampai saat ini terjadi perkembangan struktur interkoneksi, namun yang banyak digunakan saat ini adalah sistem bus.

Sistem bus

1. Digunakan secara tunggal


2. Digunakan secara jamak,

Hal ini Tergantung karakteristik sistemnya

Interkoneksi Bus – Struktur Bus

Sebuah bus biasanya terdiri atas beberapa saluran. Sebagai contoh bus data terdiri atas 8 saluran sehingga dalam satu waktu dapat mentransfer data 8 bit. Secara umum fungsi saluran busdikatagorikan dalam tiga bagian, yaitu :

• Saluran data


• Saluran alamat


• Saluran kontrol

Gambar 2. Pola Interkoneksi

Saluran Data

Lintasan bagi perpindahan data antar modul. Secara kolektif lintasan ini disebut bus data. Umumnya jumlah saluran terkait dengan panjang word, misalnya 8, 16, 32 saluran.

Tujuan : agar mentransfer word dalam sekali waktu.

Jumlah saluran dalam bus data dikatakan lebar bus, dengan satuan bit, misal lebar bus 16 bit

Saluran Alamat (Address Bus)

• Digunakan untuk menspesifikasi sumber dan tujuan data pada bus data.


• Digunakan untuk mengirim alamat word pada memori yang akan diakses CPU.


• Digunakan untuk saluran alamat perangkat modul komputer saat CPU mengakses suatu modul.


• Semua peralatan yang terhubung dengan sistem komputer, agar dapat diakses harus memiliki alamat.

Contoh : mengakses port I/O, maka port I/O harus memiliki alamat hardware-nya

Saluran kontrol (Control Bus)

Digunakan untuk mengontrol bus data, bus alamat dan seluruh modul yang ada.

Karena bus data dan bus alamat digunakan oleh semua komponen maka diperlukan suatu mekanisme kerja yang dikontrol melalui bus kontrol ini.

Sinyal – sinyal kontrol terdiri atas

• Sinyal pewaktuan adalah Sinyal pewaktuan menandakan validitas data dan alamat


• Sinyal–sinyal perintah adalah Sinyal perintah berfungsi membentuk suatu operasi

Prinsip Operasi Bus

1. Meminta penggunaan bus.


2. Apabila telah disetujui, modul akan memindahkan data yang diinginkan ke modul yang dituju

Hierarki Multiple Bus

Bila terlalu banyak modul atau perangkat dihubungkan pada bus maka akan terjadi penurunan kinerja

Faktor – faktor :

1. Semakin besar delay propagasi untuk mengkoordinasikan penggunaan bus.


2. Antrian penggunaan bus semakin panjang.


3. Dimungkinkan habisnya kapasitas transfer bus sehingga memperlambat data.

Gambar 3. Arsitektur bus jamak tradisional

Arsitektur bus jamak

Prosesor, cache memori dan memori utama terletak pada bus tersendiri pada level tertinggi karena modul – modul tersebut memiliki karakteristik pertukaran data yang tinggi.

Pada arsitektur berkinerja tinggi, modul – modul I/O diklasifikasikan menjadi dua,

• Memerlukan transfer data berkecepatan tinggi


• Memerlukan transfer data berkecepatan rendah.

Modul dengan transfer data berkecepatan tinggi disambungkan dengan bus berkecepatan tinggi pula,

Modul yang tidak memerlukan transfer data cepat disambungkan pada bus ekspansi

Gambar 4. Arsitektur bus jamak kinerja tinggi

Keuntungan hierarki bus jamak kinerja tinggi

1. Bus berkecepatan tinggi lebih terintegrasi dengan prosesor.


2. Perubahan pada arsitektur prosesor tidak begitu mempengaruhi kinerja bus

Pengantar Organisasi Komputer

Mari kita bahas tentang struktur dan fungsi komputer. Setelah mempelajari  diharapkan dapat memahami sifat dan karakteristik sistem-sistem komputer yang berkembang saat ini. Tantangan yang dihadapi adalah adanya bermacam-macam komputer dan perkembangan  yang  pesat  dibidang  komputer,  namun   demikian  konsep  dasar  organisasi  komputer  telah digunakan secara konsisten secara  menyeluruh. Buku ini bermaksud untuk memberikan bahasan lengkap dan mudah tentang dasar-dasar organisasi komputer.

 

Komputer

Komputer adalah sebuah mesin hitung elektronik yang secara cepat menerima informasi masukan digital dan mengolah informasi tersebut menurut seperangkat instruksi yang tersimpan  dalam komputer tersebut dan menghasilkan keluaran informasi yang dihasilkan setelah diolah.  Daftar perintah tersebut dinamakan program komputer dan unit penyimpanannya adalah memori komputer. Dalam bentuk yang paling sederhana komputer terdiri dari lima bagian utama yang mempunyai fungsi sendiri-sendiri.

Organisasi komputer

Organisasi Komputer adalah bagian yang terkait erat dengan unit-unit operasional dan interkoneksi  antar  komponen penyusun   sistem  komputer  dalam  merealisasikan  aspek arsitekturalnya. Contoh aspek organisasional adalah teknologi hardware, perangkat antarmuka, teknologi memori, sistem memori, dan sinyal-sinyal kontrol.

Arsitektur Komputer lebih cenderung pada kajian atribut-atribut sistem komputer yang terkait dengan seorang programmer. Contohnya, set instruksi, aritmetika yang digunakan, teknik pengalamatan, mekanisme I/O.

Sebagai contoh apakah suatu komputer perlu memiliki instruksi pengalamatan pada memori merupakan masalah rancangan arsitektural. Apakah instruksi pengalamatan tersebut akan  diimplementasikan   secara   langsung   ataukah  melalui  mekanisme   cache   adalah  kajian organisasional.

perbedaan utama

• Organisasi Komputer

Bagian yang terkait erat dengan unit-unit operasional

Contoh: teknologi hardware, perangkat antarmuka, teknologi memori, sistem memori, dan sinyal-sinyal kontrol

• Arsitektur Komputer

atribut-atribut sistem komputer yang terkait dengan seorang programmer

Contoh: set instruksi, aritmetika yang digunakan, teknik pengalamatan, mekanisme I/O

 

Struktur dan fungsi utama komputer

Komputer adalah sebuah sistem yang berinteraksi dengan cara tertentu dengan dunia luar. Interaksi dengan dunia luar dilakukan melalui perangkat peripheral dan saluran komunikasi. Dalam buku ini akan banyak dikaji seputar struktur internal komputer. Perhatikan gambar 1.2, terdapat empat struktur utama:

• Central Processing Unit  (CPU), berfungsi sebagai pengontrol operasi komputer dan pusat pengolahan fungsi - fungsi komputer. Kesepakatan, CPU cukup disebut sebagai processor (prosesor) saja.


• Memori Utama, berfungsi sebagai penyimpan data.


• /O, berfungsi memindahkan data ke lingkungan luar atau perangkat lainnya.


• System Interconnection, merupakan sistem yang menghubungkan CPU, memori utama dan I/O.

EVOLUASI DAN KINERJA KOMPUTER

Dalam bab ini mula-mula akan dibahas tentang sejarah singkat komputer karena beberapa diantaranya merupakan dasar dari perkembangan komputer saat ini. Kemudian dibahas mengenai bermacam-macam   teknik  dan  strategi   yang  digunakan  untuk mencapai  unjuk  kerja  yang seimbang dan efisien. Terakhir akan dibahas evolusi dua system yang sangat penting pada komputer saat ini yaitu Pentium dan PowerPC.

1. Sejarah Singkat Komputer


2. Generasi Pertama : Tabung Vakum (1945 - 1955) ENIAC

ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer), pada tahun 1946 dirancang dan dibuat oleh John Mauchly dan John Presper Eckert di Universitas Pennsylvania merupakan komputer digital elektronik untuk kebutuhan umum pertama di dunia. ENIAC dibuat di bawah lembaga Army’s Ballistics Research Laboratory (BRL). Sebuah badan yang bertanggung jawab dalam pembuatan jarak dan tabel lintasan peluru kendali senjata baru. Sebelumnya tugas ini dilakukan oleh kurang lebih 200 personil dengan menggunakan kalkulator untuk menyelesaikan persamaan matematis peluru kendali yang memakan waktu lama.

ENIAC mempunyai berat 30 ton, bervolume 15.000 kaki persegi, dan berisi lebih dari  18.000  tabung  vakum.  Daya listrik  yang  dibutuhkan  sebesar   140  KW.  Kecepatan  operasi mencapai        5.000  operasi  penambahan  per  detik.  ENIAC masih  merupakan  mesin  desimal, representasi data bilangan dalam bentuk desimal dan arimetiknya dibuat dalam bentuk desimal. Memorinya  terdiri  atas 20  akumulator,  yang  masing -  masing  akumulatornya  mampu menampung 10 digit desimal. Setiap digit direpresentasikan oleh cincin yang terdiri atas 10 buah tabung  vakum.  Kekurangan  utama  mesin  ini  adalah  masih manual  pemrogramannya,  yaitu dengan menyetel switch  - switch, memasang dan menanggalkan kabel  - kabelnya. ENIACselesai pada tahun 1946 sejak proposal diajukan tahun 1943, sehingga tahun 1946 merupakan gerbang bagi zaman baru komputer elektronik.

1. Generasi Kedua : Transistor (1955 - 1965)

Sejak  pesatnya  teknologi  semikonduktor  hingga  menghasilkan  komponen  transistor membawa perubahan besar pada dunia komputer. Komputer era ini tidak lagi menggunakan tabung  vakum  yang   memerlukan   daya  operasional   besar,  tabung  - tabung  itu  digantikan  komponen kecil bernama transistor. Konsumsi daya listrik amat kecil dan bentuknyapun relatif kecil.

Transistor ditemukan di Bell Labs pada tahun 1947 dan tahun 1950 telah meluncurkan revolusi  elektronika   modern. IBM  sebagai  perusahaan  pertama  yang  meluncurkan  produk komputer dengan transistor sehingga tetap mendominasi pangsa pasar komputer. NCR dan RCA adalah perusahaan yang mengembangkan komputer berukuran kecil saat itu, kemudian diikutiIBM dengan mengeluarkan seri 7000-nya.

Dengan adanya transistor membuat hardware komputer saat itu makin cepat prosesnya, lihat Tabel 2.1. Memori makin besar kapasitasnya namun makin kecil bentuknya. Generasi dua ini juga terdapat perubahan perkembangan pada ALU yang makin kompleks, lahirnya bahasa pemrograman tingkat tinggi maupun tersedianya software sistem operasi.

Generasi kedua juga ditandai munculnya Digital Equipment Corporation (DEC) tahun 1957 dan meluncurkan komputer pertamanya, yaitu PDP 1. Komputer ini sangat penting bagi perkembangan komputer generasi ketiga.

 

1. Generasi Ketiga : Integrated Circuits (1965 - 1980)

Pada tahun  1958 terjadi revolusi elektronika kembali, yaitu ditemukannya integrated circuit (IC) yang merupakan penggabungan komponen  - komponen elektronika dalam suatu paket. Dengan ditemukan IC ini semakin mempercepat proses komputer, kapasitas memori makin besar dan bentuknya semakin kecil.

IBM System/360

Tahun 1964 dikeluarkan IBM System/360 yang telah menggunakan teknologi IC. Dalam satu dekade IBM menguasai 70% pasaran komputer.

Sistem  360 merupakan kelompok komputer pertama yang terencana. Banyak model dalam arsitektur 360 ini dan saling kompatibel. Hal ini sangat menguntungkan konsumen, karena konsumen dapat menyesuaikan dengan kebutuhan maupun harganya. Pengembangan (upgrading) dimungkinkan dalam komputer ini. Karakteristik komputer kelompok ini adalah :

• Set  Instruksi  Mirip  atau  Identik,  dalam  kelompok  komputer  ini  berbagai  model  yang dikeluarkan menggunakan set instruksi yang sama sehingga mendukung kompabilitas sistem maupun perangkat kerasnya.


•  Sistem Operasi Mirip atau Identik, ini merupakan feature yang menguntungkan konsumen sehingga apabila kebutuhan menuntut penggantian komputer tidak kesulitan dalam sistem operasinya karena sama.


• Kecepatan yang meningkat, model  - model yang ditawarkan mulai dari kecepatan rendah sampai kecepatan tinggi untuk penggunaan yang dapat disesuaikan konsumen sendiri.


• Ukuran Memori yang lebih besar, semakin tinggi modelnya akan diperoleh semakin besar memori yang digunakan.


• Harga yang meningkat, semakin tinggi modelnya maka harganya semakin mahal.

1. Generasi Keempat : Very Large Scale Integration (1980 - ????)

Era keempat perkembangan genarasi komputer ditandai adanya VLSI. Paket VLSI dapat menampung 10.000 komponen lebih per kepingnya dengan kecepatan operasi mencapai 100juta operasi  per  detiknya.  Gambar 2.7  mengilustrasikan perkembangan  mikroprosesor  Pentium terhadap jumlah transistor per kepingnya.

 

Masa - masa ini diawali peluncuran mikroprosesor Intel seri 4004. Mikroprosesor 4004 dapat menambahkan dua bilangan 4 bit dan hanya dapat mengalikan dengan cara pengulangan penambahan.  Memang   masih  primitif,  namun  mikroprosesor  ini tonggak  perkembangan mikroprosesor -  mikroprosesor  canggih  saat  ini.  Tidak  ada  ukuran  pasti  dalam   melihatmikroprosesor, namun ukuran terbaik adalah lebar bus data : jumlah bit data yang dapat dikirim -diterima mikroprosesor. Ukuran lain adalah jumlah bit dalam register.

Tahun 1972  diperkenalkan dengan mikroprosesor 8008 yang merupakan mikroprosesor 8 bit.   Mikroprosesor  ini  lebih kompleks  instruksinya  tetapi  lebih  cepat  prosesnya  dari pendahulunya. Kemudian Bells dan HP menciptakan mikroprosesor 32 bit pada 1981, sedangkan Intel baru mengeluarkan tahun 1985 dengan mikroprosesor 80386.

 

1. UNIK MASUKAN DAN KELUARAN

Sistem komputer memiliki tiga komponen utama, yaitu  : CPU, memori  (primer dan sekunder), dan peralatan masukan/keluaran  (I/O devices) seperti printer, monitor, keyboard, mouse, dan modem. Beberapa bab sebelumnya telah membahas CPU dan memori, sekarang akan kita jelaskan tentang peralatan atau modul I/O pada bab ini.

Modul I/O merupakan peralatan antarmuka (interface) bagi sistem bus atau switch sentral dan mengontrol satu atau lebih perangkat peripheral. Modul I/O tidak hanya sekedar modul penghubung, tetapi sebuah piranti yang berisi logika dalam melakukan fungsi komunikasi antara peripheral dan bus komputer.

Ada beberapa alasan kenapa piranti - piranti tidak langsung dihubungkan dengan bus sistem komputer, yaitu :

• Bervariasinya metode operasi piranti peripheral, sehingga tidak praktis apabila sistem komputer herus menangani berbagai macam sisem operasi piranti peripheral tersebut.


• Kecepatan transfer data piranti peripheral umumnya lebih lambat dari pada laju transfer data pada CPU maupun memori.


• Format data dan panjang data pada piranti peripheral seringkali berbeda dengan CPU, sehingga perlu modul untuk menselaraskannya.

Dari beberapa alasan diatas, modul I/O memiliki dua buah fungsi utama, yaitu :

ü Sebagai piranti antarmuka ke CPU dan memori melalui bus sistem.

ü Sebagai piranti antarmuka dengan peralatan peripheral lainnya dengan menggunakan link data terten tu.

1.  Sistem Masukan & Keluaran Komputer

Bagaimana  modul  I/O  dapat  menjalankan  tugasnya,  yaitu  menjembatani  CPU  dan memori dengan dunia luar merupakan hal yang terpenting untuk kita ketahui. Inti mempelajari sistem I/O suatu komputer adalah mengetahui fungsi dan struktur modul I/O.

2.  Fungsi Modul I/O

Modul I/O adalah suatu komponen dalam sistem komputer yang bertanggung jawab atas pengontrolan sebuah perangkat luar atau lebih dan bertanggung jawab pula dalam pertukaran data antara perangkat luar tersebut dengan memori utama ataupun dengan register - register CPU. Dalam mewujudkan hal ini, diperlukan antarmuka internal dengan komputer (CPU dan memori utama) dan  antarmuka  dengan  perangkat  eksternalnya  untuk  menjalankan  fungsi -  fungsi pengontrolan.

Fungsi dalam menjalankan tugas bagi modul I/O dapat dibagi menjadi beberapa katagori, yaitu:

• Kontrol dan pewaktuan.


• Komunikasi CPU.


• Komunikasi perangkat eksternal.


• Pem-buffer-an data.


• Deteksi kesalahan.

Fungsi kontrol dan pewaktuan (control & timing) merupakan hal yang penting untuk mensinkronkan kerja masing - masing komponen penyusun komputer. Dalam sekali waktu CPU berkomunikasi dengan satu atau lebih perangkat dengan pola tidak menentu dan kecepatan transfer komunikasi data yang beragam, baik dengan perangkat internal seperti register - register, memori utama, memori sekunder, perangkat peripheral. Proses tersebut bisa berjalan apabila ada fungsi  kontrol  dan  pewaktuan  yang mengatur  sistem  secara  keseluruhan.  Contoh  kontrol pemindahan data dari peripheral ke CPU melalui sebuah modul I/O dapat meliputi langkah -langkah berikut ini :

1.  Permintaan dan pemeriksaan status perangkat dari CPU ke modul I/O.


2.   Modul I/O memberi jawaban atas permintaan CPU.


3.  Apabila  perangkat  eksternal  telah  siap  untuk  transfer  data,  maka  CPU  akan mengirimkan perintah ke modul I/O.


4. Modul I/O akan menerima paket data dengan panjang tertentu dari peripheral.


5. Selanjutnya data dikirim ke CPU setelah diadakan sinkronisasi panjang data dan kecepatan transfer oleh modul I/O sehingga paket - paket data dapat diterima CPU dengan baik.

Transfer data tidak akan lepas dari penggunaan sistem bus, maka interaksi CPU dan modul I/O akan melibatkan kontrol dan pewaktuan sebuah arbitrasi bus atau lebih.
Adapun fungsi komunikasi antara CPU dan modul I/O meliputi proses - proses berikut

• Command Decoding, yaitu modul I/O menerima perintah - perintah dari CPU yang dikirimkan sebagai sinyal bagi bus kontrol. Misalnya, sebuah modul I/O untuk disk dapat menerima perintah: Read sector, Scan record ID, Format disk.


• Data, pertukaran data antara CPU dan modul I/O melalui bus data.


• Status  Reporting,  yaitu  pelaporan  kondisi  status  modul  I/O  maupun  perangkat peripheral, umumnya berupa status kondisi Busy atau Ready. Juga status bermacam -
  macam kondisi kesalahan (error).


• Address  Recognition,  bahwa  peralatan  atau  komponen  penyusun  komputer  dapat
  dihubungi atau dipanggil maka harus memiliki alamat yang unik, begitu pula pada
  perangkat peripheral, sehingga setiap modul I/O harus mengetahui alamat peripheral yang dikontrolnya.

Pada sisi modul I/O ke perangkat peripheral juga terdapat komunikasi yang  meliputi komunikasi data, kontrol maupun status. Perhatikan gambar 6.2 berikut.

1. MEMORI

Memori  adalah  bagian  dari  komputer  tempat  program  -  program dan  data-data disimpan. Bebarapa pakar komputer (terutama dari Inggris) menggunakan istilah store atau storage untuk memori, meskipun kata storage sering digunakan untuk menunjuk ke penyimpanan disket. Tanpa sebuah memori sebagai tempat untuk mendapatkan informasi guna dibaca dan ditulis  oleh prosesor  maka  tidak  akan  ada  komputer -  komputer  digital  dengan  sistem penyimpanan program.

Walaupun  konsepnya  sederhana,  memori  komputer  memiliki  aneka  ragam  jenis, teknologi, organisasi, unjuk kerja dan harganya. Dalam bab ini akan  dibahas mengenai memori internal  dan  bab  selanjutnya  membahas  memori   eksternal.

Perlu dijelaskan  sebelumnya perbedaan keduanya yang sebenarnya fungsinya sama untuk penyimpanan program maupun data. Memori internal adalah memori yang dapat diakses langsung oleh prosesor. Sebenarnya terdapat beberapa macam memori internal, yaitu register yang terdapat di dalam prosesor, cache memori dan memori utama berada di luar prosesor. Sedangkan memori eksternal adalah memori yang diakses prosesor melalui piranti I/O, seperti disket dan hardisk.

 

1. Operasi sel memori

Elemen dasar memori adalah sel memori. Walaupun digunakan digunakan sejumlah teknologi elektronik, seluruh sel memori memiliki sifat - sifat tertentu :

• Sel  memori  memiliki dua keadaan stabil  (atau semi-stabil), yang dapat digunakan untuk merepresentasikan bilangan biner 1 atau 0.


• Sel memori mempunyai kemampuan untuk ditulisi (sedikitnya satu kali).


• Sel memori mempunyai kemampuan untuk dibaca.

2. Memori Utama Semikonduktor

Pada komputer lama, bentuk umum random access memory untuk memori utama adalah sebuah  piringan  ferromagnetik berlubang  yang  dikenal  sebagai  core,  istilah  yang  tetap dipertahankan hingga saat ini.

3. Jenis Memori Random Akses

Semua jenis memori yang dibahas pada bagian ini adalah berjenis random akses, yaitu data secara langsung diakses melalui logik pengalamatan wired-in. Tabel 4.4 adalah daftar jenis memori semikonduktor utama. Hal  yang  membedakan  karakteristik RAM    (Random  Access  Memory)  adalah dimungkinkannya pembacaan dan penulisan data ke memori secara cepat dan mudah. Aspek lain adalah RAM bersifat volatile, sehingga RAM hanya menyimpan data sementara. Teknologi yang berkembang saat ini adalah statik dan dinamik. RAM dinamik disusun oleh sel  - sel yang menyimpan data sebagai muatan listrik pada kapasitor. Karena kapasitor memiliki kecenderungan alami untuk mengosongkan muatan, maka RAM dinamik memerlukan pengisian muatan listriksecara periodik untuk memelihara penyimpanan data. Pada RAM statik, nilai biner disimpan dengan menggunakan konfigurasi gate logika flipflop tradisional. RAM statik akan menyimpan data selama ada daya listriknya.

RAM statik maupun dinamik adalah volatile, tetapi RAM dinamik lebih sederhana dan rapat sehingga lebih murah. RAM dinamik lebih cocok untuk kapasitas memori besar, namun RAM statik umumnya lebih cepat.  Read only memory (ROM) sangat berbeda dengan RAM, seperti namanya, ROM berisi pola  data  permanen  yang  tidak  dapat  diubah.  Data  yang  tidak  bisa diubah  menimbulkan keuntungan dan juga kerugian. Keuntungannya  untuk data yang permanen dan sering digunakan pada  sistem operasi  maupun  sistem   perangkat  keras  akan  aman  diletakkan  dalam  ROM.

Kerugiaannya apabila ada kesalahan data atau adanya perubahan data sehingga perlu penyisipan -penyisipan. Kerugian tersebut bisa diantisipasi dengan jenis programmable ROM, disingkat PROM. ROM dan PROM bersifat non-volatile. Proses penulisan PROm secara elektris dengan peralatan khusus.

Variasi ROM lainnya adalah read mostly memory, yang sangat berguna untuk aplikasi operasi pembacaan jauh lebih sering daripada operasi penulisan. Terdapat tiga macam jenis, yaitu: EPROM, EEPROM dan flash memory.

EEPROM (electrically erasable programmable read only memory) merupakan memori yang dapat ditulisi kapan saja tanpa menghapus isi sebelumnya. EEPROM menggabungkan kelebihan non-volatile dengan fleksibilitas dapat di-update.

Bentuk memori semikonduktor terbaru adalah flash memory. Memori ini dikenalkan tahun 1980-an  dengan  keunggulan pada  kecepatan  penulisan  programnya.  Flash  memory  menggunakan  teknologi  penghapusan  dan penulisan elektrik. Seperti halnya EPROM, flash

4. Cache Memori

Cache memori difungsikan mempercepat kerja memori sehingga mendekati kecepatan prosesor. Konsepnya dijelaskan pada gambar 4.6 dan gambar 4.7. Dalam organisasi komputer, memori utama lebih besar kapasitasnya namun lambat operasinya, sedangkan cache memori berukuran kecil namun lebih cepat. Cache memori berisi salinan memori utama.

Pada saat CPU membaca sebuah word memori, maka dilakukan pemeriksaan untuk mengetahui apakah word tersebut berada dalam cache memori. Bila ada dalam cache memori maka dilakukan pengiriman ke CPU, bila tidak dijumpai maka dicari dalam memori utama,selanjutnya blok yang berisi sejumlah word tersebut dikirim ke cache memori dan word yang diminta CPU dikirimkan ke CPU dari cache memori. Karena fenomena lokalitas referensi, ketika
blok data diberikan ke dalam cache memori, terdapat kemungkinan bahwa word-word berikutnya yang berada dalam satu blok akan diakses oleh CPU. Konsep ini yang menjadikan kinerja memori lebih baik.

5. Kapasitas Cache

Menentukan  ukuran  memori  cache  sangatlah  penting  untuk  mendongkrak  kinerja komputer. Dari segi harga cache sangatlah mahal tidak seperti memori utama. Semakin besar kapasitas cache tidak berarti semakin cepat prosesnya, dengan ukuran besar akan terlalu banya gate pengalamatannya sehingga akan memperlambat proses. Kita  bisa  melihat  beberapa  merek prosesor  di  pasaran beberapa  waktu  lalu.  AMD mengeluarkan prosesor K5 dan K6 dengan cache yang besar (1MB) tetapi kinerjanya tidak bagus. Kemudian Intel pernah mengeluarkan prosesor tanpa cache untuk alasan harga yang murah, yaitu seri Intel Celeron pada tahun 1998-an hasil kinerjanya sangat buruk terutama untuk operasi data besar, floating point, 3D. Intel Celeron versi berikutnya sudah ditambah cache sekitar 128KB.

Lalu berapa idealnya kapasitas cache? Sejumlah penelitian telah menganjurkan bahwa ukuran cache antara 1KB dan 512KB akan lebih optimum [STA96].

1. SISTEM BILANGAN

Sistem Bilangan atau Number System adalah Suatu cara untuk mewakili besaran dari suatu item fisik. Sistem Bilangan menggunakan suatu bilangan dasar atau basis (base / radix) yang tertentu. Dalam hubungannya dengan komputer, ada 4 Jenis Sistem Bilangan yang dikenal yaitu :

• Desimal (Basis 10),


•  Biner (Basis 2),


•  Oktal (Basis 8)


•  Hexadesimal (Basis 16). Berikut penjelesan mengenai 4 Sistem Bilangan ini

Pengertian Gerbang Logika Dasar

Gerbang Logika atau dalam bahasa Inggris disebut dengan Logic Gate adalah dasar pembentuk Sistem Elektronika Digital yang berfungsi untuk mengubah satu atau beberapa Input (masukan) menjadi sebuah sinyal Output (Keluaran) Logis. Gerbang Logika beroperasi berdasarkan sistem bilangan biner yaitu bilangan yang hanya memiliki 2 kode simbol yakni 0 dan 1 dengan menggunakan Teori Aljabar Boolean.

Baca juga : Pengertian Aljabar Boolean dan Hukumnya.

Gerbang Logika yang diterapkan dalam Sistem Elektronika Digital pada dasarnya menggunakan Komponen-komponen Elektronika seperti Integrated Circuit (IC), Dioda, Transistor, Relay, Optik maupun Elemen Mekanikal.

Jenis-jenis Gerbang Logika Dasar dan Simbolnya

Terdapat 7 jenis Gerbang Logika Dasar yang membentuk sebuah Sistem Elektronika Digital, yaitu :

1. Gerbang AND


2. Gerbang OR


3. Gerbang NOT


4. Gerbang NAND


5. Gerbang NOR


6. Gerbang X-OR (Exclusive OR)


7. Gerbang X-NOR (Exlusive NOR)

Tabel yang berisikan kombinasi-kombinasi Variabel Input (Masukan) yang menghasilkan Output (Keluaran) Logis disebut dengan “Tabel Kebenaran” atau “Truth Table”.

Input dan Output pada Gerbang Logika hanya memiliki 2 level. Kedua Level tersebut pada umumnya dapat dilambangkan dengan :

• HIGH (tinggi) dan LOW (rendah)


• TRUE (benar) dan FALSE (salah)


• ON (Hidup) dan OFF (Mati)


• 1 dan 0

Contoh Penerapannya ke dalam Rangkaian Elektronika yang memakai Transistor TTL (Transistor-transistor Logic),  maka 0V dalam Rangkaian akan diasumsikan sebagai “LOW” atau “0” sedangkan 5V akan diasumsikan sebagai “HIGH” atau “1”.

Berikut ini adalah Penjelasan singkat mengenai 7 jenis Gerbang Logika Dasar beserta Simbol dan Tabel Kebenarannya.

Gerbang AND (AND Gate)

Gerbang AND memerlukan 2 atau lebih Masukan (Input) untuk menghasilkan hanya 1 Keluaran (Output). Gerbang AND akan menghasilkan Keluaran (Output) Logika 1 jika semua masukan (Input) bernilai Logika 1 dan akan menghasilkan Keluaran (Output) Logika 0 jika salah satu dari masukan (Input) bernilai Logika 0. Simbol yang menandakan Operasi Gerbang Logika AND adalah tanda titik (“.”) atau tidak memakai tanda sama sekali. Contohnya : Z = X.Y atau Z = XY.

Simbol dan Tabel Kebenaran Gerbang AND (AND Gate)

 

Gerbang OR (OR Gate)

Gerbang OR memerlukan 2 atau lebih Masukan (Input) untuk menghasilkan hanya 1 Keluaran (Output). Gerbang OR akan menghasilkan Keluaran (Output) 1 jika salah satu dari Masukan (Input) bernilai Logika 1 dan jika ingin menghasilkan Keluaran (Output) Logika 0, maka semua Masukan (Input) harus bernilai Logika 0.

Simbol yang menandakan Operasi Logika OR adalah tanda Plus (“+”). Contohnya : Z = X + Y.

Simbol dan Tabel Kebenaran Gerbang OR (OR Gate)

 Gerbang NOT (NOT Gate)

Gerbang NOT hanya memerlukan sebuah Masukan (Input) untuk menghasilkan hanya 1 Keluaran (Output). Gerbang NOT disebut juga dengan Inverter (Pembalik) karena menghasilkan Keluaran (Output) yang berlawanan (kebalikan) dengan Masukan atau Inputnya. Berarti jika kita ingin mendapatkan Keluaran (Output) dengan nilai Logika 0 maka Input atau Masukannya harus bernilai Logika 1. Gerbang NOT biasanya dilambangkan dengan simbol minus (“-“) di atas Variabel Inputnya.

Simbol dan Tabel Kebenaran Gerbang NOT (NOT Gate)  

Gerbang NAND (NAND Gate)

Arti NAND adalah NOT AND atau BUKAN AND, Gerbang NAND merupakan kombinasi dari Gerbang AND dan Gerbang NOT yang menghasilkan kebalikan dari Keluaran (Output) Gerbang AND. Gerbang NAND akan menghasilkan Keluaran Logika 0 apabila semua Masukan (Input) pada Logika 1 dan jika terdapat sebuah Input yang bernilai Logika 0 maka akan menghasilkan Keluaran (Output) Logika 1.

Simbol dan Tabel Kebenaran Gerbang NAND (NAND Gate) 

Gerbang NOR (NOR Gate)

Arti NOR adalah NOT OR atau BUKAN OR, Gerbang NOR merupakan kombinasi dari Gerbang OR dan Gerbang NOT yang menghasilkan kebalikan dari Keluaran (Output) Gerbang OR. Gerbang NOR akan menghasilkan Keluaran Logika 0 jika salah satu dari Masukan (Input) bernilai Logika 1 dan jika ingin mendapatkan Keluaran Logika 1, maka semua Masukan (Input) harus bernilai Logika 0.

Simbol dan Tabel Kebenaran Gerbang NOR (NOR Gate) 

 

Gerbang X-OR (X-OR Gate)

X-OR adalah singkatan dari Exclusive OR yang terdiri dari 2 Masukan (Input) dan 1 Keluaran (Output) Logika. Gerbang X-OR akan menghasilkan Keluaran (Output) Logika 1 jika semua Masukan-masukannya (Input) mempunyai nilai Logika yang berbeda. Jika nilai Logika Inputnya sama, maka akan memberikan hasil Keluaran Logika 0.

Simbol dan Tabel Kebenaran Gerbang X-OR (X-OR Gate) 

 Gerbang X-NOR (X-NOR Gate)

Seperti Gerbang X-OR,  Gerban X-NOR juga terdiri dari 2 Masukan (Input) dan 1 Keluaran (Output). X-NOR adalah singkatan dari Exclusive NOR dan merupakan kombinasi dari Gerbang X-OR dan Gerbang NOT. Gerbang X-NOR akan menghasilkan Keluaran (Output) Logika 1 jika semua Masukan atau Inputnya bernilai Logika yang sama dan akan menghasilkan Keluaran (Output) Logika 0 jika semua Masukan atau Inputnya bernilai Logika yang berbeda. Hal ini merupakan kebalikan dari Gerbang X-OR (Exclusive OR).

Simbol dan Tabel Kebenaran Gerbang X-NOR (X-NOR Gate) 

Sumber: teknikelektronika.com

Evolusi dan Kinerja Komputer

Perkembangan komputer meliputi peningkatan kecepatan processor, penyusutan ukuran komponen, peningkatan ukuran memori dan peningkatan kapasitas serta kecepatan I/O.

SEJARAH PERKEMBANGAN KOMPUTER

Berdasarkan perkembangan teknologi komputer, maka perkembangannya dapat kita begi menjadi 2 bagian yaitu :
a . Sebelum tahun 1940.
b. Setelah tahun 1940.

Sebelum tahun 1940
Sejak dahulu kala, proses pengolahan data telah dilakukan oleh manusia. Manusia menggunakan jari untuk mengenali dan membilang nomor satu hingga sepuluh. Selepas itu mereka mulaI mengenali nomor-nomor yang lebih besar tetapi masih menggunakan digit-digit dari 0 hingga 9. Ahli-ahli perniagaan dari negeri China, Turki dan Yunani menggunakan abakus (sempoa) untuk melakukan perhitungan. Pada tahun 1617, John Napier mengemukakan perhitungan logaritma dan menemukan alat yang disebut tulang Napier (Napier’s bones).

Manusia juga menemukan alat-alat mekanik dan elektronik untuk membantu manusia dalam penghitungan dan pengolahan data supaya bisa mendapatkan hasil lebih cepat. Blaise Pascal mencipta mesin perhitungan mekanikal pertama pada tahun 1642. Mesin ini beroperasi dengan menggerakkan gear pada roda. Pascal juga telah banyak menyumbang ide dalam bidang matematika.

Dan awal mula komputer yang sebenarnya dibentuk oleh seorang professor matematika Inggris, Charles Babbage (1791-1871). Tahun 1812, Babbage memperhatikan kesesuaian alam antara mesin mekanik dan matematika, mesin mekanik sangat baik dalam mengerjakan tugas yang sama berulangkali tanpa kesalahan, sedang matematika membutuhkan repetisi sederhana dari suatu langkah-langkah tertentu. Masalah tersebut kemudian berkembang hingga menempatkan mesin mekanik sebagai alat untuk menjawab kebutuhan mekanik.

Usaha Babbage yang pertama untuk menjawab masalah ini muncul pada tahun 1822 ketika ia mengusulkan suatu mesin untuk melakukan perhitungan persamaan differensil. Mesin tersebut dinamakan Mesin Differensial. Dengan menggunakan tenaga uap, mesin tersebut dapat menyimpan program, dapat melakukan kalkulasi serta mencetak hasilnya secara otomatis, bisa menyelesaikan masalah perhitungan matematika seperti logaritma secara mekanikal dengan tepat sampai dua puluh digit. Setelah bekerja dengan Mesin Differensial selama sepuluh tahun, Babbage tiba-tiba terinspirasi untuk memulai membuat komputer general-purpose yang pertama, yang disebut Analytical Engine.

Asisten Babbage, Augusta Ada King (1815-1842) memiliki peran penting dalam pembuatan mesin ini. Ia membantu merevisi rencana, mencari pendanaan dari pemerintah Inggris, dan mengkomunikasikan spesifikasi Anlytical Engine kepada publik. Selain itu, pemahaman Augusta yang baik tentang mesin ini memungkinkannya membuat instruksi untuk dimasukkan ke dlam mesin dan juga membuatnya menjadi programmer wanita yang pertama. Pada tahun 1980, 4 Departemen Pertahanan Amerika Serikat menamakan sebuah bahasa pemrograman dengan nama ADA sebagai penghormatan kepadanya. Pada 1889, Herman Hollerith (1860-1929) juga menerapkan prinsip kartu perforasi untuk melakukan penghitungan.

Tugas pertamanya adalah menemukan cara yang lebih cepat untuk melakukan perhitungan bagi Biro Sensus Amerika Serikat. Sensus sebelumnya yang dilakukan di tahun 1880 membutuhkan waktu tujuh tahun untuk menyelesaikan perhitungan. Dengan berkembangnya populasi, Biro tersebut memperkirakan bahwa dibutuhkan waktu sepuluh tahun untuk menyelesaikan perhitungan sensus. Pada masa berikutnya, beberapa insinyur membuat p enemuan baru lainnya. Vannevar Bush (1890-1974) membuat sebuah kalkulator untuk menyelesaikan persamaan differensial di tahun 1931. Mesin tersebut dapat menyelesaikan persamaan differensial kompleks yang selama ini dianggap rumit oleh kalangan akademisi. Mesin tersebut sangat besar dan berat karena ratusan gerigi dan poros yang dibutuhkan untuk melakukan perhitungan.

Pada tahun 1903, John V. Atanasoff dan Clifford Berry mencoba membuat komputer elektrik yang menerapkan aljabar Boolean pada sirkuit elektrik. Pendekatan ini didasarkan pada hasil kerja George Boole (1815-1864) berupa sistem biner aljabar, yang menyatakan bahwa setiap persamaan matematik dapat dinyatakan sebagai benar atau salah. Howard Aiken memperkenalkan penggunaan mesin elektromakenikal yang disebut dengan nama Mark I pada tahun 1937. Bentuknya besar dan berat serta mengandungi kabel wayer yang panjang. Semua operasi di dalam komputer dijalankan oleh tenaga elektromagnetik.

Dengan mengaplikasikan kondisi benar-salah ke dalam sirkuit listrik dalam bentuk terhubung-terputus, Atanasoff dan Berry membuat komputer elektrik pertama di tahun 1940. Namun proyek mereka terhenti karena kehilangan sumber pendanaan.

Bagaimanapun juga alat pengolah data dari sejak jaman purba sampai saat ini bisa kita golongkan ke dalam 4 golongan besar.
1. Peralatan manual: yaitu peralatan pengolahan data yang sangat sederhana, dan faktor terpenting dalam pemakaian alat adalah menggunakan tenaga tangan manusia
2. Peralatan Mekanik: yaitu peralatan yang sudah berbentuk mekanik yang digerakkan dengan tangan secara manual
3. Peralatan Mekanik Elektronik: Peralatan mekanik yang digerakkan oleh secara otomatis oleh motor elektronik
4. Peralatan Elektronik: Peralatan yang bekerjanya secara elektronik penuh

Komputer yang kita temui saat ini adalah suatu evolusi panjang dari penemuan-penemuan manusia sejah dahulu kala berupa alat mekanik maupun elektronik. Saat ini komputer dan piranti pendukungnya telah masuk dalam setiap aspek kehidupan dan pekerjaan. Komputer yang ada sekarang memiliki kemampuan yang lebih dari sekedar perhitungan matematik biasa. Diantaranya adalah sistem komputer di kassa supermarketyang mampu membaca kode barang belanjaan, sentral telepon yang menangani jutaanpanggilan dan komunikasi, jaringan komputer dan internet yang menghubungkan berbagai tempat di dunia.

Setelah tahun 1940
Perkembangan komputer setelah tahun 1940 dibagi lagi menjadi 5 generasi.

1. Komputer generasi pertama

Komputer generasi pertama ini menggunakan tabung vakum untuk memproses dan menyimpan data. Ia menjadi cepat panas dan mudah terbakar, oleh karena itu beribu-ribu tabung vakum diperlukan untuk menjalankan operasi keseluruhan komputer. Ia juga memerlukan banyak tenaga elektrik yang menyebabkan gangguan elektrik di kawasan sekitarnya dan ukuran komputer generasi pertama ini sangat besar . Komputer generasi pertama ini 100% elektronik dan membantu para ahli dalam menyelesaikan masalah perhitungan dengan cepat dan tepat.

Beberapa computer generasi pertama :
ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Calculator )
ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer), pada tahun 1946 dirancang dan dibuat oleh John Mauchly dan John Presper Eckert di Universitas Pennsylvania merupakan komputer digital elektronik untuk kebutuhan umum pertama di dunia.

ENIAC dibuat di bawah lembaga Army’s Ballistics Research Laboratory (BRL). Sebuah badan yang bertanggung jawab dalam pembuatan jarak dan tabel lintasan peluru kendali senjata baru. Sebelumnya tugas ini dilakukan oleh kurang lebih 200 personil dengan menggunakan kalkulator untuk menyelesaikan persamaan matematis peluru kendali yang memakan waktu lama. ENIAC mempunyai berat 30 ton, bervolume 15.000 kaki persegi, dan berisi lebih dari 18.000 tabung vakum.

Daya listrik yang dibutuhkan sebesar 140 KW. Kecepatan operasi mencapai 5.000 operasi penambahan per detik. ENIAC masih merupakan mesin desimal, representasi data bilangan dalam bentuk desimal dan arimetiknya dibuat dalam bentuk desimal. Memorinya terdiri atas 20 akumulator, yang masing – masing akumulatornya mampu menampung 10 digit desimal.

Setiap digit direpresentasikan oleh cincin yang terdiri atas 10 buah tabung vakum. Kekurangan utama mesin ini adalah masih manual pemrogramannya, yaitu dengan menyetel switch – switch, memasang dan menanggalkan kabel - kabelnya. ENIAC selesai pada tahun 1946 sejak proposal diajukan tahun 1943, sehingga tahun 1946 merupakan gerbang bagi zaman baru komputer elektronik. ENIAC digunakan oleh BRL untuk kepentingan perang sampai dengan tahun1955. Setelah itu, ENIAC tidak lagi digunakan. Komputer generasi ini sudah mulai menyimpan data yang dikenal sebagai konsep penyimpanan data (stored program concept) yang dikemukakan oleh John Von Neuman.

EDVAC Computer.
Von Neumann mencetuskan ide mengenai konsep stored-program (program penyimpanan) sebagai pengembangan dari ENIAC. Idenya tersebut dipublikasikan dalam bentuk proposal pada tahun 1945 dengan nama EDVAC (Electronic Discrete Variable Computer). Pada tahun 1946 Von Neumann bersama koleganya mulai mendesain komputer baru dengan konsep program penyimpanan, dimana kemudian dikenal dengan sebutan komputer IAS (Computer of Institute for Advanced Studies) karena dikembangkan di Computer of Institute for Advanced Studies. Pada tahun 1952 IAS computer meskipun belum lengkap namun sudah memenuhi kegunaannya sebagai komputer yang berbasis konsep stored-program.

Secara umum, struktur dari komputer IAS adalah sebagai berikut:
1. Memori utama, untuk menyimpan data dan intruksi.
2. Arithmetic Logic Unit (ALU), untuk mengolah data binner
3. Control Unit, untuk melakukan interpretasi instruksi - instruksi di dalam memori sehingga adanya eksekusi instruksi tersebut
4. I/0, untuk berinteraksi dengan lingkungan luar

Struktur IAS Computer
Secara detail IAS computer memiliki 1000 lokasi penyimpanan x 40 bit words, dengan rincian:

1. Binary number
2. 2 x 20 bit instructions

Format Memory IAS
Struktur dari IAS secara detail adalah :
ALU-IAS

• Memory Buffer Register (MBR), berisi sebuah word yang akan disimpan di dalam memori atau digunakan untuk menerima word dari memori.


• Memory Address Register (MAR), untuk menentukan alamat word di memori untuk dituliskan dari MBR atau dibaca oleh MBR.


• Instruction Register (IR), berisi instruksi 8 bit kode operasi yang akan dieksekusi.


• Instruction Buffer Register (IBR), digunakan untuk penyimpanan sementara instruksi sebelah kanan word di dalam memori.


• Program Counter (PC), berisi alamat pasangan instruksi berikutnya yang akan diambil dari memori.


• Accumulator (AC) dan Multiplier Quotient (MQ), digunakan untuk penyimpanan sementar operand dan hasil ALU. Misalnya, hasil perkalian 2 buah bilangan 40 bit adalah sebuah bilangan 80 bit; 40 bit yang paling berarti (most significant bit) disimpan dalam AC dan 40 bit lainnya (least significant bit) disimpan dalam MQ.


• IAS beroperasi secara berulang membentuk siklus instruksi. Komputer IAS memiliki 21 instruksi, yang dapat dikelompokkan seperti berikut ini :
  1. Data tranfer, memindahkan data di antara memori dengan register – register ALU atau antara dua register ALU sendiri.
  2. Unconditional branch, perintah- perintah eksekusi perca-bangan tanpa syarat tertentu.
  3. Conditional branch, perintah- perintah eksekusi percabangan yang memerlukan syarat tertentu agar dihasilkan suatu nilai dari percabangan tersebut.
  4. Arithmetic, kumpulan operasi – operasi yang dibentuk oleh ALU.
  5. Address Modify, instruksi – instruksi yang memungkinkan pengubahan alamat saat di komputasi sehingga memungkinkan fleksibilitas alamat yang tinggi pada program. Penggunaan tabung vakum juga telah dikurangi di dalam perancangan computer EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer) di mana proses perhitungan menjadi lebih cepat dibandingkan ENIAC.6

 

EDSAC COMPUTER
EDSAC (Electonic Delay Storage Automatic Calculator) memperkenalkan penggunaan raksa (merkuri) dalam tabung untuk menyimpan data.

Komputer Komersial (Commersial Computer)

Tahun 1950 dianggap sebagai tahun kelahiran industri komputer dengan munculnya 2 buahperusahaan yang saat itu mendominasi pasar, yaitu Sperry dan IBM. Tahun 1947, Eckert dan Mauchly mendirikan Eckert-Mauchly Computer Corporation untuk memproduksi komputer secara komersial. Komputer pertama yang mereka hasilkan adalah UNIVAC I (Universal Automatic Computer). UNIVAC I menjadi tulang punggung penghitungan sensus tahun 1950 di USA. UNIVAC II yang memiliki kapasitas memori lebih besar dan kinerja yang lebih baik diluncurkan tahun 1950. Mulai saat itu perusahaan telah mengembangkan produk – produk baru yang kompatibel dengan produk sebelumnya sehingga pangsa pasar konsumen mereka tetap terjaga menggunakan produknya. IBM pun tidak mau kalah dengan mengeluarkan produk mereka yang akhirnya mendominasi pangsa pasar bisnis saat ini. Seri IBM pertama adalah seri 701 tahun 1953 dan terus berkembang menjadi lebih baik hingga sekarang.

2. Komputer Generasi Kedua
Pada tahun 1947, Transistor ditemukan di Lab. Bell oleh William Shockley . Penemuan transistor sangat mempengaruhi perkembangan komputer. Transistor menggantikan tabung vakum di televisi, radio, dan komputer. Akibatnya, ukuran mesin-mesin elektrik berkurang drastis. Transistor mulai digunakan di dalam komputer mulai pada tahun 1956. Penemuan lain yang berupa pengembangan memori inti-magnetik membantu pengembangan komputer generasi kedua yang lebih kecil, lebih cepat, lebih dapat diandalkan, dan lebih hemat energi dibanding para pendahulunya.

Dimana transistor memiliki spesifikasi sebagai berikut:

1. Lebih kecil


2. Lebih ringan


3. Disipasi daya lebih rendah


4.  Solid State device


5. Terbuat dari silikon Silicon (Sand)

Yang termasuk dalam komputer generasi kedua antara lain:

1. IBM 7094 ,  IBM 7094 memiliki konfigurasi sebagai berikut: IBM 7094 dibuat dengan tujuan kemampuannya semakin meningkat, kapasitasnya semakin besar, dan biayanya semakin kecil.


2. DEC PDP 1, Digital Equipment Corporation (DEC) tahun 1957 meluncurkan komputer pertamanya yaitu PDP 1

 

3. Komputer Generasi Ketiga

Walaupun transistor dalam banyak hal mengungguli tube vakum, namun transistor menghasilkan panas yang cukup besar, yang dapat berpotensi merusak bagian-bagian internal komputer. Batu kuarsa (quartz rock) menghilangkan masalah ini. Jack Kilby, seorang insinyur di Texas Instrument, mengembangkan sirkuit terintegrasi (IC : integrated circuit) di tahun 1958.

IC mengkombinasikan tiga komponen elektronik dalam sebuah piringan silikon kecil yang terbuat dari pasir kuarsa. Pada ilmuwan kemudian berhasil memasukkan lebih banyak komponen-komponen ke dalam suatu chip tunggal yang disebut semikonduktor. Hasilnya, komputer menjadi semakin kecil karena komponen-komponen dapat dipadatkan dalam chip. Kemajuan computer generasi ketiga lainnya adalah penggunaan sistem operasi (operating system) yang memungkinkan mesin untuk menjalankan berbagai program yang berbeda secara serentak dengan sebuah program utama yang memonitor dan mengkoordinasi memori komputer.

MICROELECTRONICS
Microelectronics merupakan benar -benar “ small-electronics” yang dapt dibuat dengan semikonduktor.

Contoh: silicon wafer (wafer silikon). Microelec-tronics lebih dikenal dengan nama chip.
MOORE’S LAW

• Kepadatan komponen dalam sebuah chip meningkat


•  Gordon Moore - cofounder of Intel


• Jumlah transistor dalam chip menjadi dua kali lipat tiap tahun


• Sejak 1970 perkembangan agak lambat


• Jumlah transitor menjadi 2 kali dalam sebuah chip berkembang tiap 18 bulan


• Harga dari chip rata-rata tetap / tidak berubah


• Higher packing density berarti jalur elektronik lebih pendek, kemampuan makin meningkat


• Ukuran yang mengecil meningkatkan flexebilitas


• Mengurangi daya dan membutuhkan pendinginan


• Beberapa Interkoneksi meningkatkan reliabilitas

Yang termasuk dalam komputer generasi ketiga antara lain:

IBM 360

1. IBM 360 diluncurkan pada tahun 1964 dan memiliki spesifikasi sebagai berikut:
   a. Set Instruksi Mirip atau Identik, dalam kelompok komputer ini berbagai model yang dikeluarkan menggunakan set instruksi yang sama sehingga mendukung 4 kompabilitas sistem maupun perangkat kerasnya.
   b. Sistem Operasi Mirip atau Identik, ini merupakan feature yang menguntungkan konsumen sehingga apabila kebutuhan menuntut penggantian komputer tidak kesulitan dalam sistem operasinya karena sama.
   c. Kecepatan yang meningkat, model – model yang ditawarkan mulai dari kecepatan rendah sampai kecepatan tinggi untuk penggunaan yang dapat disesuaikan konsumen sendiri.
   d. Ukuran Memori yang lebih besar, semakin tinggi modelnya akan diperoleh semakin besar memori yang digunakan.
   e. Harga yang meningkat, semakin tinggi modelnya maka harganya semakin mahal.

 

DEC PDP-8

PDP-8 diluncurkan pada tahun 1964 dan memiliki spesifikasi sebagai berikut:

1. Minicomputer pertama kali (setelah miniskirt)


2. Tidak memerlukan air conditioned room


3. Embedded applications & OEM


4.  Arsitektur PDP-8 sangat berbeda dengan IBM terutama bagian sistem bus. Pada komputer ini menggunakan omnibus system.


5. Sistem ini terdiri atas 96 buah lintasan sinyal yang terpisah, yang digunakan untuk membawa sinyal – sinyal kontrol, alamat maupun data.


6. Arsitektur bus seperti PDP-8 ini nantinya digunakan oleh komputer – komputer modern

4. Komputer Generasi Keempat

Setelah IC, tujuan pengembangan menjadi lebih jelas: mengecilkan ukuran sirkuit dan komponenkomponen elektrik. Large Scale Integration (LSI) dapat memuat ratusan komponen dalam sebuah chip.

Pada tahun 1980-an, Very Large Scale Integration (VLSI) memuat ribuan komponen dalam sebuah chip tunggal. Ultra-Large Scale Integration (ULSI) meningkatkan jumlah tersebut menjadi jutaan. Kemampuan untuk memasang sedemikian banyak komponen dalam suatu keping yang berukurang setengah keping uang logam mendorong turunnya harga dan ukuran komputer.

Hal tersebut juga meningkatkan daya kerja, efisiensi dan keterandalan komputer. Chip Intel 4004 yang dibuat pada tahun 1971 membawa kemajuan pada IC dengan meletakkan seluruh komponen dari sebuah komputer (central processing unit, memori, dan kendali input/output) dalam sebuah chip yang sangat kecil. Sebelumnya, IC dibuat untuk mengerjakan suatu tugas tertentu yang spesifik.Sekarang, sebuah mikroprosesor dapat diproduksi dan kemudian diprogram untuk memenuhi seluruh kebutuhan yang diinginkan. Tidak lama kemudian, setiap perangkat rumah tangga seperti microwave oven, televisi, dn mobil dengan electronic fuel injection dilengkapi dengan mikroprosesor.

Perkembangan yang demikian memungkinkan orang-orang biasa untuk menggunakan komputer biasa. Komputer tidak lagi menjadi dominasi perusahaan- perusahaan besar atau lembaga pemerintah. Pada pertengahan tahun 1970-an, perakit komputer menawarkan produk komputer mereka ke masyarakat umum. Komputer- komputer ini, yang disebut minikomputer, dijual dengan paket piranti lunak yang mudah digunakan oleh kalangan awam. Piranti lunak yang paling populer pada saat itu adalah program word processing dan spreadsheet.

Pada awal 1980-an, video game seperti Atari 2600 menarik perhatian konsumen pada komputer rumahan yang lebih canggih dan dapat diprogram. Pada tahun 1981, IBM memperkenalkan penggunaan Personal Computer (PC) untuk penggunaan di rumah, kantor, dan sekolah. Jumlah PC yang digunakan melonjak dari 2 juta unit di tahun 1981 menjadi 5,5 juta unit di tahun 1982. Sepuluh tahun kemudian, 65 juta PC digunakan. Komputer melanjutkan evolusinya menuju ukuran yang lebih kecil, dari komputer yang berada di atas meja (desktop computer) menjadi komputer yang dapat dimasukkan ke dalam tas (laptop), atau bahkan komputer yang dapat digenggam (palmtop). IBM PC bersaing dengan Apple Macintosh dalam memperebutkan pasar komputer. Apple Macintosh menjadi terkenal karena mempopulerkan sistem grafis pada10 komputernya, sementara saingannya masih menggunakan komputer yang berbasis teks.

Macintosh juga mempopulerkan penggunaan piranti mouse. Pada masa sekarang, kita mengenal perjalanan IBM compatible dengan pemakaian CPU: IBM PC/486, Pentium, Pentium II, Pentium III, Pentium IV (Serial dari CPU buatan Intel). Juga kita kenal AMD k6, Athlon, dsb. Ini semua masuk dalam golongan komputer generasi keempat. Seiring dengan menjamurnya penggunaan komputer di tempat kerja, cara-cara baru untuk menggali potensial terus dikembangkan. Seiring dengan bertambah kuatnya suatu komputer kecil, komputer-komputer tersebut dapat dihubungkan secara bersamaan dalam suatu jaringan untuk saling berbagi memori, piranti lunak, informasi, dan juga untuk dapat saling berkomunikasi satu dengan yang lainnya. Komputer jaringan memungkinkan komputer tunggal untuk membentuk kerjasama elektronik untuk menyelesaikan suatu proses tugas. Dengan menggunakan perkabelan langsung (disebut juga local area network, LAN), atau kabel telepon, jaringan ini dapat berkembang menjadi sangat besar.

Pada komputer generasi ini sudah memanfaatkan mikroprocessors.
PERKEMBANGAN MICROPROCESSOR
1971 - 4004
1. Microprocessor pertama
-  Semua komponen CPU adalah single chip
- 4bit

2. Diikuti dengan munculnya 8008 tahun 1972
- 8bit
3. 1974 – 8080
- Intel adalah mikroprosessor dengan kegunaan umum

5. Komputer generasi kelima ( masa depan )

Banyak kemajuan di bidang desain komputer dan teknologi semakin memungkinkan pembuatan komputer generasi kelima. Dua kemajuan rekayasa yang terutama adalah kemampuan pemrosesan paralel, yang akan menggantikan model non Neumann. Model non Neumann akan digantikan dengan sistem yang mampu mengkoordinasikan banyak CPU untuk bekerja secara serempak. Kemajuan lain adalah teknologi superkonduktor yang memungkinkan aliran elektrik tanpa ada hambatan apapun, yang nantinya dapat mempercepat kecepatan informasi. Jepang adalah negara yang terkenal dalam sosialisasi jargon dan proyek komputer generasi kelima. Lembaga ICOT (Institute for new Computer Technology) juga dibentuk untuk merealisasikannya. Banyak kabar yang menyatakan bahwa proyek ini telah gagal, namun beberapa informasi lain bahwa keberhasilan proyek computer generasi kelima ini akan membawa perubahan baru paradigma komputerisasi di dunia.

 

PERANCANGAN KINERJA
Kinerja sebuah sistem komputer merupakan hasil proses dari seluruh komponen komputer, yang melibatkan CPU, memori utama, memori sekunder, bus, peripheral. Dari segi perkembangan program aplikasipun sangat menakjubkan. Aplikasi dekstop yang hampir dimiliki semua sistem komputer saat ini meliputi :
· Pengolahan citra
· Pengenalan voice atau pembicaraan
· Video conference
· Mulitimedia
· Transfer data

Yang menakjubkan lagi adalah dari sudut pandang organisasi dan arsitektur komputer saat ini adalah mirip dengan komputer IAS yang dibuat sekitar 50 tahun lalu, namun perkembangan dan kecanggihannya dapat kita rasakan sekarang ini.

Peningkatan kinerja mikroprosesor ini terus berlanjut tidak kenal henti dengan berbagai teknik yang telah dikembangkan, diantaranya :

• Branch Prediction, teknik dimana prosesor memungkinkan mengamati terlebih dahulu di dalam software dan melakukan prediksi percabangan atau kelompok instruksi yang akan dieksekusi berikutnya.


• Data Flow Analysis, prosesor akan menganalisa instruksi – instruksi yang tidak tergantung pada hasil atau data lainnya untuk membuat penjadwalan yang optimum dalam eksekusi.


• Speculative Execution, dengan modal prediksi cabang dan analisis data, maka prosesor dapat melakukan eksekusi spekulatif terlebih dahulu sebelum waktunya.

Perkembangan mikroprosesor, dilihat dari kapasitas operasi dan kecepatannya sangatlah pesat. Perkembangan mikroprosesor ini sulit diimbangi oleh komponen lainnya semisal memori.

Hal ini menimbulkan masalah kesenjangan dan kurang sinkronnya operasi antar komponen. Organisasi dan arsitektur komputer yang handal sangat diperlukan untuk mengatasi persoalan seperti ini.
Terdapat beberapa metode untuk mengatasi masalah perbedaan kecepatan operasi antara mikroprosesor dengan komponen lainnya, diantaranya :

• Meningkatkan jumlah bit yang dicari pada suatu saat tertentu dengan melebarkan DRAM dan melebarkan lintasa sistem busnya.


• Mengubah antarmuka DRAM sehingga lebih efisien dengan menggunakan teknik cache atau pola buffer lainnya pada keping DRAM.


• Meningkatkan bandwidth interkoneksi prosesor dan memori dengan penggunakan hierarki bus – bus yang lebih cepat untuk buffering dan membuat struktur aliran data.

Bidang lain yang menjadi fokus kajian peningkatan kinerja sistem komputer adalah penanganan perangkat – perangkat I/O. Masalah yang terjadi hampir sama dengan memori. Teknik penyelesaian yang digunakan umumnya adalah teknik buffering dan caching. Target yang ingin dicapai dalam peningkatan kinerja adalah tercapainya keseimbangan proses operasi antar komponen – komponen penyusun komputer sehingga menghasilkan kinerja komputer yang tinggi.

Contoh Evolusi Komputer

Evolusi komputer yang akan dijelaskan adalah kelompok komputer Pentium Intel dan PowerPC. Alasannya adalah komputer Pentium Intel mampu mendominasi pasaran dan secara teknologi menggunakan rancangan CISC (complex instruction set computers) dalam arsitekturnya. Sedangkan PowerPC merupakan kelompok komputer yang menerapkan teknologi RISC (reduced instruction set computers). Detail tentang CISC dan RISC akan dijelaskan dalam matakuliah Arsitektur CPU.

Pentium
Pentium merupakan produk Intel yang mampu mendominasi pasaran prosesor hingga saat ini. Generasi demi generasi diluncurkan ke pasaran dengan kenaikan unjuk kerja yang menakjubkan dalam memenuhi kebutuhan konsumennya.

Berikut evolusi prosesor keluaran Intel dari prosesor sederhana sampai prosesor keluaran saat ini:

• 8080, keluar tahun 1972 merupakan mikroprosesor pertama keluaran Intel dengan mesin 8 bit dan bus data ke memori juga 8 bit. Jumlah instruksinya 66 instruksi dengan kemampuan pengalamatan 16KB.


• 8086, dikenalkan tahun 1974 adalah mikroprosesor 16 bit dengan teknologi cache instruksi. Jumlah instruksi mencapai 111 dan kemampuan pengalamatan ke memori 64KB.


• 80286, keluar tahun 1982 merupakan pengembangan dari 8086, kemampuan pengalamatan mencapai 1MB dengan 133 instruksi.


• 80386, keluar tahun 1985 dengan mesin 32 bit. Sudah mendukung sistem multitasking. Dengan mesin 32 bitnya, produk ini mampu menjadi terunggul pada masa itu.


• 80486, dikenalkan tahun 1989. Kemajuannya pada teknologi cache memori dan pipelining instruksi. Sudah dilengkapi dengan math co-processor.


• Pentium, dikeluarkan tahun 1993, menggunakan teknologi superscalar sehingga memungkinkan eksekusi instruksi secara paralel.


• Pentium Pro, keluar tahun 1995. Kemajuannya pada peningkatan organisasi superscalar untuk proses paralel, ditemukan sistem prediksi cabang, analisa aliran data dan sistem cache memori yang makin canggih.


• Pentium II, keluar sekitar tahun 1997 dengan teknologi MMX sehingga mampu menangani kebutuhan multimedia. Mulai Pentium II telah menggunakan teknologi RISC.


• Pentium III, terdapat kemampuan instruksi floating point untuk menangani grafis 3D.


• Pentium IV, kemampuan floating point dan multimedia semakin canggih.


• Itanium, memiliki kemampuan 2 unit floating point, 4 unit integer, 3 unit pencabangan, internet streaming, 128 interger register.

PowerPC

Proyek sistem RISC diawali tahun 1975 oleh IBM pada komputer muni seri 801. Seri pertama ini hanyalah prototipe, seri komersialnya adalah PC RT yang dikenalkan tahun 1986. Tahun 1990 IBM mengeluarkan generasi berikutnya yaitu IBM RISC System/6000 yang merupakan mesin RISC superskalar workstation. Setelah ini arsitektur IBM lebih dikenal sebagai arsitektur POWER.

IBM menjalin kerja sama dengan Motorola menghasilkan mikroprosesor seri 6800, kemudian Apple menggunakan keping Motorola dalam Macintoshnya. Saat ini terdapat 4 kelompok PowerPC, yaitu :

· 601, adalah mesin 32 bit merupakan produksi masal arsitektur PowerPC untuk lebih dikenal masyarakat.
· 603, merupakan komputer desktop dan komputer portabel. Kelompok ini sama dengan seri 601 namun lebih murah untuk keperluan efisien.
· 604, seri komputer PowerPC untuk kegunaan komputer low-end server dan komputer desktop.
· 620, ditujukan untuk penggunaan high-end server. Mesin dengan arsitektur 64 bit.
· 740/750, seri dengan cache L2.
· G4, seperti seri 750 tetapi lebih cepat dan menggunakan 8 instruksi paralel.