ARSITEKTUR FAMILY KOMPUTER IBM PC

ARSITEKTU RFAMILY KOMPUTER IBM PC

IBM (International Business Machines) merupakan sebuah perusahaan hardware yang mengembangkan software – software yang sudah ada seperti UNIX dan WINDOWS. Oleh karena itu IBM sendiri merupakan sebuah perusahaan bukan system operasi, hanya saja IBM mencoba mengembangkan OS yang telah ada seperti OS dari UNIX dan LINUX.IBM PC adalah sebutan untuk keluarga komputer pribadi buatan IBM. IBM PC diperkenalkan pada 12 Agustus 1981, dan "dipensiunkan" pada tanggal 2 April 1987. Sejak diluncurkan oleh IBM, IBM PC memiliki beberapa keluarga, yakni :

1. IBM 4860 PCjr
2. IBM 5140 Convertible Personal Computer (laptop)
3. IBM 5150 Personal Computer (PC yang asli)
4. IBM 5155 Portable PC (sebenarnya merupakan PC XT yang portabel)
5. IBM 5160 Personal Computer/eXtended Technology
6. IBM 5162 Personal Computer/eXtended Technology Model 286 (sebenarnya merupakan PC AT)
7. IBM 5170 Personal Computer/Advanced Technology

1. Konfigurasi Mikrokomputer dasar

           

Komputer adalah sistem elektronik untuk memanipulasi data yang cepat dan tepat serta dirancang dan diorganisasikan supaya secara otomatis menerima dan menyimpan data input. Memprosesnya, dan menghasilkan output dibawah pengawasan suatu langkah-langkah instruksi-instruksi program yang tersimpan di memori (stored program).Menurut buku komputer organization (V.C Hamacher Z.G. Vranesic S.G. Zaky).Komputer adalah mesin penghitung elektronik yang cepat dapat menerima informasi input digital, memprosesnya sesuai dengan suatu program yang tersimpan di memorinya (stored program) dan menghasilkan output informasi.Menurut buku introduction To The Computer, The Tool Of Business (William M. Fuori).Komputer adalah suatu alat pemproses data (data processor) yang dapat melakukan perhitungan yang besar dan cepat, termasuk perhitungan aritmetika yang besar atau operasi logika, tanpa campur tangan dari manusia mengoperasikan selama pemprosesan (definisi ini diambilkan dari American National Standar Institute dan sudah didiskusikan serta sudah disetujui dalam suatu pertemuan Internasional Organization For Standardization Tehnical Commite).Menurut buku Introduction to Computers (gordon B. Davis) :Komputer adalah tipe khusus alat penghitung yang mempunyai sifat tertentu yang pasti.Dari beberapa definisi yang tersebut, dapat disimpulkan bahwa komputer adalah :

1.Alat elektronik

2.Dapat menerima input data

3.Dapat mengolah data

4.Dapat memberikan informasi

5.Menggunakan suatu program di memori komputer (stored program).

6.Dapat menyimpan program dan hasil pengolahan

7.Bekerja secara otomatis

            Berdasarkan UkurannyaBerdasarkan ukurannya, komputer digolongkan ke dalam micro computer (komputer mikro), mini computer (komputer mini), small computer (komputer kecil), medium computer (komputer menengah), large computer (komputer besar) dan super computer (komputer super). Micro ComputerMicro Computer (Mikro Komputer) disebut juga dengan nama personal computer (komputer personal) . ukuran main memory komputer mikro sekarang berkisar dari 16 MB sampai lebih dari 128 MB, dengan konfigurasi operand register 8 bit, 16 bit, atau 32 bit. Kecepatan komputer mikro sekarang berkisar 200 Mhz sampai dengan 500 Mhz.Komputer mikro umumnya adalah single-user (pemakainya tunggal), yaitu satu komputer hanya dapat digunakan untuk satu pemakai saja untuk tiap saat.

1. Chipset adalah set dari chip yang mendukung kompatibel yang mengimplementasikan berbagai fungsi tertentu seperti pengontrol interupt, pengontrol bus dan timer.

2. Chip khusus yang di sebut koprosesor yang beroperasi bersama dengan CPU guna meningkatkan fungsionalitasnya

2. Komponen IBM PC

1. Sistem Kontrol BUS : Pengontrol BUS, Buffer Data, dan Latches Alamat
2. Sistem Kontrol Interrupt : Pengontrol Interrupt
3. Sistem Kontrol RAM dan ROM : Chip RAM dan ROM, Decoder Alamat, dan Buffer
4. Sistem Kontrol DMA : Pengontrol DMA
5. Sistem Kontrol I/O : Interface Paralel Programmable

2.1 Sistem Kontrol Bus

Sistem kontrol Bus meliputi pengontrol bus maupun buffer data dan latches alamat (Latches adalah register sederhana yang menyangga katup (valve) dan menempatkan nya pada bus).

2.2 Sistem Kontrol Interrupt

Sistem kontrol interrupt (INTRcontrol) terutama berisi  pengontrol interrupt.

2.3 Sistem Kontrol RAM dan ROM

Sistem kontrol RAM dan ROM meliputi chip RAM dan ROM,dekoder alamat, dan buffer

2.4 Sistem Kontrol DMA

Sistem kontrol DMA terutama berisi pengontrol DMA. Timer-nya adalah timer interval programmable, dan sistem kontrol I/O menyertakan interface paralel programmable (PPI). Garnbar tersebut  melukiskan CPU, narnun ia tidak menunjukkan koprosesor titik ambang 8087.

2.5 Sistem Input dan Output

Mikroprosesor 8088 mempunyai dua instruksi I/O, yaitu IN dan OUT. Pada waktu menjalankan instruksi IN, CPU mengawali siklus baea I/O. Kemungkinan yang akan menyangga alamat port I/O adalah instruksi tersebut atau register DX, dengan alamat port ini akan dikirim oleh CPU ke bus alamat. CPU kemudian memuat nilai register AL yang ada pada bus data dengan peralatan ekstemal yang alamat port-nya telah ia transmisikan. Pada waktu menjalankan instruksi OUT, CPU mengawali siklus tulis I/O. Yang mungkin akan menyangga alamat port I/O adalah instruksi tersebut atau register DX. CPU mengirirnkanalamat port ke bus alamat, dan ia mengirirnkanisi register AL 8088 ke bus data.

            Peralatan ekstemal yang dialamatkan akan menerima data dari bus data. Dekoder alamat port I/O pada PC hanya akan mendekode 10jalur alamat loworder selama instruksi I/O. Jadi, arsitekturPC membatasijumlah alamat port I/O sampai 210 atau 1024. Karena beberapa aplikasi, seperti buffer tampilan video, memerlukan alamat yang lebih banyak dari pada jumlah itu, maka para arsitek PC mencadangkan atau menyediakan beberapa blok alamat memori utama untuk tujuan tersebut. Jadi, beberapa peralatan I/O menggunakan I/O yang dipetakan memori, sedangkan yang lain menggunakan instruksi I/O.

Gambar 1 Komponen utama IBMPC

3. Anggota Kelompok PC

Segera setelah IBM  mulai memproduksi IBM PC, dan sebagian karena ia merupakan arsitektur terbuka, maka para perusahaan mulai membuat anggota kelompok PC. PC clone (anggota kelompok PC) adalah komputer yang software dan hardware-nya kompatibel dengan IBM PC.

            Untuk bisa kompatibel dengan PC atau PC AT, clone (anggota kelompok) ini hams menyangga atau mempunyai set instruks i8086(atau80386) secara keseluruhan dan pada dasamya hams mempunyai hardware intrrupt yang sarna. Ia juga hams mempunyai struktur I/O yang menggunakan call sistem yang kompatibel dengan basic input-output system (BIOS) PC. Narnun demikian,jika clone menggunakan sistem I/O yang berbeda dengan yang digunakan PC, ia mungkin tidak bisa menjalankan software yang menjalankanI/O tingkat hardware-nya sendiri (kecuali dengan memanggil routine BIOS). Banyak program yang berkinerja tinggi menghindari call BIOS, dan akibatnya beberapa program ini tidak dapat berjalan pada clone PC tertentu. Namun demikian, banyak clone PC yang tidak 100% kompatibel dengan PC, walaupun mereka ini bisa menjalankan sebagian besar software untuk PC yang ada sekarang ini. Farnili PC, yang termasuk mesin clone maupun mesin IBM, terus mengikuti perubahan seni teknologi. Akhir-akhirini, lusinan perusahaan memproduksi clone

PC yang didasarkan pada chip CPU Intel, yaitu 8088, 8086, 80386, 80386SX, dan 80486. Pada waktu IBM mencanangkan famili PS/2, ia membuat ketetapan yang menyangkutkonfigurasiPS/2 yangmempengamhiclonetersebut.IBM memutuskan untuk tidak hanya memperluasAT Bus menjadi 32-bit, narnunjuga menetepakan kembali arsitekturnya dan memperkenalkan PS/2 yang didasarkan pada MCA.

            Narnun pada saat itu, beberapa perusahaan lain telah menghasilkan clone PC yang begitu mengandalkan CPU 80386. Walaupun Intel telah memunculkan berturutturut CPU 80386SX dan 80486, banyak perusahaan yang tetap menghasilkan clone PC dengan bus yang kompatibel dengan AT. Karena clone (kelompok) PC 32-bit menggunakan prosesor 32-bit, maka beberapa perusahaan umumnya menyertakan bus memori 32-bit tertutup (proprietary).

Pada waktu IBM mengentikan memproduksi mesin PC AT Bus, industri komputer tidak mempunyai standart bus 32-bit. Pada kenyataannya, IBM tisak pemah mengeluarkan spesiftkasi detail mengenai PC AT Bus. Untuk mengatasi tidak adanya atau kurangnya standart PC 32-bit, pada tabun 1988 konsorsium dari beberapa perusahaan melakukan standardisasi bus AT extended 32-bit, yang disebut Extended Industry Standard Architecture (EISA) bus. Spesiftkasi EISA mencakup semua karakteristik timing bus bam. Sebaliknya, PC AT Bus sekarang dikenal sebagai industry standard architecture (lSA) bus. Bus EISA nampaknya akan menjadi standart yang akan diterima bagi anggota famHi PC 32-bit di masa mendatang, dan baik arsitektur MCA maupun arsitektur EISA narnpaknya akan menjadi standart untuk industri PC tabun 1990. Sementara mayoritas PC tabun 1991 mempunyai bus

ISA, namun ada beberapa diantaranya yang mempunyai bus MCA dan bus EISA. Adalah benar bila kita katakan bahwa kecepatan RAM dinarnis (DRAM) belum bisa mengejar atau menyetarakan diri dengan peningkatan kecepatan CPU. Akibatnya, banyak perusahaan PC menyertakan atau menggabungkan memori cache yang relatif besar atau menggunakan sistem penyimpanan interleaved untuk mempercepat akses memori utama yang lambat. Cache menggunakan RAM statis (SRAM) berkecepatan tinggi dan mempunyai berbagai organisasi (susunan), seperti yang dikemukakan pada Bagian 4.2.2. Cache biasa mempunyai 8-K word 32-bit dan aturan posted write-through yang memelihara atau menjaga koherensi cache dengan cara memonitor bus dan dengan cara tidak memvalidasi entri cache yang tampilannya dalam memori dimodiftkasi oleh operasi store. Beberapa PC menggunakan SRAM sebagai pengganti DRAM, namun SRAM lebih mahal, sehingga komputer yang dihasilkan akan mempunyai harga yang lebih mahal.

Agar user dapat memasukkan dan menjalankan program aplikasi, maka komputer harus sudah berisi beberapa software sistem dalam memori-nya. Software sistem adalah kumpulan program yang dieksekusi seperlunya untuk menjalankan fungsi sebagai berikut :

1. Menerima dan menginterpretasikan perintah user
2. Memasukkan dan Mengedit program aplikasi dan rnenyimpannya sebagai file dalam peralatan penyimpanan sekunder
3. Mengatur penyimpanan dan pengambilan file dalam peralatan penyimpanan sekunder
4. Menjalankan program aplikasi standar seperti word processor, spreadsheet, atau game, dengan data yang disediakan oleh user
5. Mengontrol unit I/O untuk menerima informasi input dan menghasilkan output
6. Mentranslasikan program dari bentuk source yang disediakan oleh user menjadi bentuk objek yang berisi instruksi mesin
7. Menghubungkan dan menjalankan program aplikasi user-written dengan rutin library standar yang ada, seperti paket komputasi numerik

            Bagian ini membahas organisasi (susunan) software dari farnili PC, terrnasuk penetapan alamat port I/O, penetapan vektor interrupt, ROM BIOS, dan penetapan memori utama. Kita mungkin akan mendapatkan pemahaman yang lebih dalam mengenai lingkup definisi farnili arsitektural ini dengan' melihat atau mempelajari penetapan atau assignment tersebut.

3.1.Penetapan alamat port I/O

Pada waktu pertama kali pemakai menghidupkan daya pada PC, hardware secara otomatis akan melakukan reset, yang memulai proses system initialization (inisialisasil pengawalan sistem). Signal RESET betjalan ke semua sirkuit programmable. Sirkuit ini meres- ponnya dengan mengawali register esensial tertentu. Mikroprosesor 8088, misalnya, mengosongkan register segmen, pointer instruksi, dan flag registemya. Sirkuit yang dapat mengirirnkan data ke bus, seperti interface I/O dan timer, mengosongkan arah data dan register kontrol. Hal ini mengawali pin dua arah sebagai atau menjadi pin.input dan mencegahnya menempatkan data semu

3.2. Penetapan alamat memory

Memori utama, yang juga disebut conventional memory (memori konvensional), merupakan lokasi penyimpanan yang dapat direferensi CPU selama siklus bus memory-read (baca memori) atau memory write (tulis memori) biasa tanpa hardware khusus. Karena para arsitek yang merancang PC memilih mikroprosesor 8088 sebagai CPU-nya, maka mereka membatasi jumlah memori utama yang secara langsung dapat dialamati PC sampai 1 MB (220 byte).

            Para arsitek PC membagi ruang alamat memori konvensional ke dalam sejumlah blok, yang mereka gunakan untuk mengalokasikan berbagai komponen software. Mereka mengalokasikan blok yang terbesar, yang mempunyai alamat Oorjangkauan antara 0 K sampai 640 K, untuk memprognim memori, yang mereka implementasikan dengan chip DRAM. Mereka mencadangkan blok sisanya, yang mempunyai alarnat yang menjangkau antara 640 K sampai 1024 K, untuk ROM BIOS dan komponen sistem yang lain.

Daftar pustaka :

elearning.gunadarma.ac.id/docmodul/arkomp/halaman_depan.pdf‎

yogi.blog.unsoed.ac.id/files/2010/03/AK_2010_3_Arkom2__HW.pdf‎

asri widyasari. Arsitektur Famili Komputer.2014. Universitas Sumatera Utara