ORGANISASAI & ARSITEKTUR KOMPUTER

1. Arsitektur Komputer

Dalam hal bidang teknik komputer, arsitektur komputer memiliki arti suatu ilmu yang bertujuan untuk merancang sebuah sistem komputer. Arsitektur von Neumann atau mesin von Neumann adalah arsitektur yang dibuat oleh John Von Neumann “1903-1957”, hampir semua komputer saat ini memakai arsitektur von Neumann.

Dengan pengertian lain Arsitektur Komputer yaitu suatu ilmu dan seni tentang tata cara interkoneksi diantara berbagai jenis komponen perangkat keras atau hardware supaya dapat melahirkan suatu komputer melengkapi keperluan fungsional, kinerja dan juga target keuangannya.

            Di arsitektur ini digambarkan bahwa komputer dengna empat bagian utama yaitu: unit artimatika dan logis (ALu), Unit kontrol, memori, alat masukan dan hasil” yang disebut dengan I/O, selanjutnya bagian-bagian tersebut terhubung oleh rangkaian kawat “bus”.

2. Organisasi Komputer

            Organisasi Komputer adalah bagian yang terkait erat dengan unit-unit operasional dan interkoneksi antar komponen penyusun sistem komputer dalam merealisasikan aspek arsitekturnya. Contoh aspek organisasional adalah teknologi hardware, perangkat antarmuka, teknologi memori, sistem memori dan sinyal-sinyal control. Organisasi Komputer mempelajari bagian yang terkait dengan unit‑unit operasional komputer dan hubungan antara komponen sistem komputer.

Contoh: sinyal kontrol, interface / antar muka, teknologi memori peripheral ( Perangkat keras / Hardware adalah semua bagian fisik komputer dan dibedakan dengan data yang berada di dalamnya atau yang beroperasi di dalamnya, dan dibedakan dengan perangkat lunak (software) yang menyediakan instruksi untuk perangkat keras dalam menyelesaikan tugasnya.

Objek Organisasi Komputer

·        Unit-unit operasional komputer

·        Hubungan antara komponen sistem komputer

·        Teknologi hardware, perangkat antarmuka,teknologi memori, sistem memori, dan sinyal–sinyal

  

3. Struktur Dasar Komputer

Struktur Dasar Komputer didefinisikan sebagai cara- cara dari tiap komponen saling terkait empat komponen pokok sistem computer. Pemroses Memori Utama Perangkat masukan dan keluaran Interkoneksi antarkomponen.

 

A.   PEMROSES (CPU) Pemroses disebut CPU, berfungsi mengendalikan operasi komputer dan melakukan pengolahan data. Pemroses melakukan kerja dengan langkah sbb: Mengambil instruksi yang dikodekan secara biner dari memori utama Men-dekode instruksi menjadi proses-proses sederhana Melaksanakan proses-proses tersebut

B. PEMROSES (CPU) Operasi-operasi pada pemroses dikategorikan menjadi: Operasi aritmetika Penambahan, pengurangan, perkalian, pembagian dsb Operasi logika OR, AND, X-OR, inversi dsb Operasi pengendalian Operasi percabangan, lompat dsb.

C.   PEMROSES (CPU) Pemroses terdiri dari tiga komponen, yaitu: CU (Control Unit) Berfungsi mengendalikan operasi yang dilaksanakan sistem komputer ALU (Aritmetic Logic Unit) Berfungsi melakukan operasi aritmatika dan logika Register Merupakan memori yang sangat cepat yang berfungsi sebagai tempat operan-operan dari operasi yang akan dilakukan oleh pemroses.

D.   CU (CONTROL UNIT ) / UNIT KENDALI Mengatur dan mengendalikan semua peralatan yang ada pada sistem komputer, kapan alat input menerima data dan kapan data diolah serta kapan ditampilkan pada alat output. Mengartikan instruksi-2 dari program komputer. Membawa data dari alat input ke memori utama. Mengambil data dari memori utama untuk diolah. Mengirim instruksi ke ALU jika ada instruksi untuk perhitungan aritmatika atau perbandingan logika. Membawa hasil pengolahan data kembali ke memori utama lagi untuk disimpan, dan pada saatnya akan disajikan ke alat output. 

E.   CU (CONTROL UNIT ) / UNIT KENDALI Kesimpulan tugas dari unit kendali ini adalah: Mengatur & mengendalikan alat-alat input dan output. Mengambil instruksi-instruksi dari memori utama. Mengambil data dari memori utama (jika diperlukan). Mengirim instruksi ke ALU bila ada perhitungan aritmatika atau perbandingan logika serta mengawasi kerja dari ALU. Menyimpan hasil proses ke memori utama.

F.   ALU (ARITHMATIC AND LOGIC UNIT) Melakukan semua operasi aritmatika dengan dasar penjumlahan sehingga sirkuit elektronik yang digunakan disebut adder. Melakukan keputusan dari suatu operasi logika sesuai dengan instruksi program. Operasi logika meliputi perbandingan dua operand dengan menggunakan operator logika tertentu, yaitu sama dengan (=), tidak sama dengan (≠), kurang dari ( ), dan lebih besar atau sama dengan (≥).

G.     MEMORY Ada tiga macam memori yang dipergunakan di dalam sistem komputer yaitu: Register, digunakan untuk menyimpan instruksi dan data yang sedang diproses. Main memory, dipergunakan untuk menyimpan instruksi dan data yang akan diproses dan hasil pengolahan. Secondary storage, dipergunakan untuk menyimpan program dan data secara permanen.

H.     REGISTER Alat penyimpanan kecil dgn kecepatan akses cukup tinggi, yg digunakan untuk menyimpan data dan instruksi yang sedang diproses, sementara data dan instruksi lainnya yang menunggu giliran untuk diproses, masih disimpan di dalam memori utama. CPU diibaratkan sbg otak yg punya ingatan-2 (register) dan pengendali organ tubuh (CU). Program dan data diletakkan di memori utama yg diibaratkan sbg sebuah meja. Program diproses (melakukan satu per satu instruksi-instruksi yang ada di dalamnya).

I.        REGISTER Instruksi tsb dibaca & diingat (instruksi yg sedang diproses disimpan di register ). Misalnya HITUNG C = A + B, maka perlu data nilai A & B yg masih ada di meja (di memori utama). Data ini dibaca dan masuk ingatan kita (data yg sdg diproses disimpan di register ), misal A=2 dan B = 3, sehingga nilai C dapat dihitung yaitu 5 (proses perhitungan ini dilakukan di ALU). Hasil dari perhitungan ini dituliskan kembali ke meja (disimpan kembali ke memori utama). Setelah itu mungkin data, program, dan hasilnya disimpan secara permanen ke dalam lemari kabinet (penyimpanan sekunder).

J.       PERANGKAT I/O Perangkat masukan/keluaran digunakan sistem komputer untuk berinteraksi dengan lingkungan luar, baik ke pemakai ataupun lingkungan secara umum. Perangkat masukan/keluaran terdiri dari dua bagian, yaitu: Komponen mekanis, yaitu perangkat itu sendiri Komponen elektronis, yaitu pengendali perangkat berupa chip controller.

K.    INTERKONEKSI ANTAR KOMPONEN Disebut BUS dan interkoneksi ini berkaitan dengan tatacara hubungan antarkomponen- komponen sistem komputer. Menghubungkan CPU dengan memori utama ataupun dengan alat-alat input/output (I/O). Bus antara CPU dgn memori utama dilekatkan pada MDR, MAR, dan unit kendali dalam CPU, dan disebut Internal Bus. BUS yang menghubungkan CPU dgn I/O tidak dilekatkan langsung ke I/O, tetapi dilakukan melalui I/O port atau DMA controller atau I/O channel, dan disebut External Bus. Di dalam Internal Bus, terdapat data bus yang dihubungkan dengan MDR, address bus yang dihubungkan dengan MAR, serta control bus yang dihubungkan dengan control unit.

BUS Bus terdiri dari tiga macam, yaitu: Bus alamat (addres bus) Untuk memberikan alamat dari memori atau port yang hendak diakses. Bus alamat berisi 16, 20, 24 jalur sinyal paralel atau lebih. Bus data (data bus) Untuk membaca dan mengirim data dari/ke memori atau port. Bus data berisi 8,16, 32 jalur sinyal paralel atau lebih. Bus kendali (control bus) Sinyal bus kendali antara lain: Memory Read Memory Write I/O read I/O Write.

TUGAS SOFTSKILL

MOTOR DC SERI

Motor DC Seri adalah salah satu jenis dari motor listrik. Motor DC jenis ini mempunyai ciri kumparan penguat medan diseri terhadap Kumparan armatur. Kelebihan dari Motor DC jenis ini yaitu daya output yang dihasilkan besar. Sedangkan kelemahannya yaitu arus beban yang diminta sangatlah besar, sesuai dengan beban yang dipikulnya, jika tegangan inputnya tidak stabil maka flux magnet yang dihasilkan oleh kumparan seri tidak stabil pula, sehingga daya output yang dihasilkan tidak stabil.

Dalam motor DC seri, gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara seri dengan gulungan Dinamo. Oleh karena itu, arus medan sama dengan arus dinamo.

Berikut tentang kecepatan Motor seri:

1)      Kecepatan dibatasi pada 5000 RPM

2)      Harus dihindarkan menjalankan motor seri tanpa ada beban sebab motor akan mempercepat tanpa terkendali.

3)      Motor-motor seri cocok untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi, seperti derek dan alat pengangkat hoist.

Karakteristik Motor DC Seri

Sebagai kumparan medan biasanya membawa arus armatur jadi Ф∞Ia diatas titik saturasi magnetnya dan sebelum saturasi Ta ∞ Фia atau Ta ∞ Ia 2

Perubahan di Eb untuk variasi arus beban itu kecil.dengan bertambahnya Ia maka Ф juga naik. Jadi variasi Kecepatan berkebalikan dengan arus armatur.

Jika kecepatan naik, torsinya kecil.

Konstruksi Sederhana Motor DC Seri

Kumparan medan (stator) dihubungkan secara seri dengan kumparan jangkar (rotor).

Hubungan antara tegangan sumber dan tegangan back EMF adalah

V = Ia*Rs + Eb

Dengan V = tegangan sumber DC

1)      Ia = arus jangkar

2)      Rs = resistansi seri

3)      Eb = tegangan back EMF

Karakteristik Pembebanan (Ia) Vs Torsi (T)

Berdasarkan pada perumusan torsi pada Motor DC 2

Sehingga torsi berbanding lurus kuadrat thd pembebanan.

Semakin besar beban motor, maka torsi akan menjadi semakin besar (kuadratis).

  

Karakteristik Pembebanan (Ia) Vs Kecepatan Putar (N)

Berdasarkan pada perumusan kecepatan putar Motor DC 2

N ∼ 1/Φ  (N berbanding terbalik fluks)

Φ ∼ Ia (Φ berbanding lurus Ia)

Sehingga N ∼ 1/Ia (N berbanding terbalik Ia) => Kecepatan putar berbanding terbalik dengan pembebanan.

Semakin besar beban motor maka kecepatan putar akan semakin rendah.

Watak Putaran dan torsi terhadap beban

Pada kecepatan rendah,arus jangkar besar, torsinya besar.

Cocok untuk penggerak beban yang berat pada saat “start”. 

Aplikasi Motor DC Seri

Termasuk klasifikasi variable speed.

Dapat digunakan dengan pembebanan yang membutuhkan torsi yang tinggi pada kecepatan rendah ataupun torsi yang rendah pada kecepatan yang tinggi.

Contoh aplikasi: mengoperasikan crane, lift, elevator, mobil elektrik, truk, dan lokomotif.

Motor DC seri berdaya rendah digunakan untuk: kipas angin elektrik, pembersih debu, mesin jahit, pengering rambut, dll.

Contoh Soal Motor DC Seri

Sebuah motor DC mempunyai kerapatan medan magnet 0,8 T. Di bawah pengaruh medan magnet terdapat 400 kawat penghantar dengan arus 10A. Jika panjang penghantar seluruhnya 150 mm, tentukan gaya yang ada pada armature.

Catatan    :

B = kerapatan medan magnet (T)

I   = Arus (Ampere)

ℓ  = Panjang penghantar (meter)

z  = Jumlah kumparan

Diketahui :

B = 2 T

I  = 10A

ℓ  = 1 m

 z = 400

Jawab :

F   = B . I . ℓ . z

     = 2 . 10 . 1 . 400

     = 8000

     = 8000 N.

Perhitungan Dengan Aplikasi PASCAL

dengan menggunakan aplikasi atau bisa disebut software PASCAL, kita dapat membuat perhitungan dengan mudah, cepat, dan tepat.