Memahami Arsitektur Sistem Komputer Modern: Panduan Lengkap

By Fitri

Feb 10, 2025

In Komputer & Teknologi

0

Arsitektur sistem komputer telah berkembang pesat selama beberapa dekade terakhir. Dari komputer mainframe besar hingga smartphone yang kita pegang setiap hari, kemajuan teknologi telah memungkinkan pembuatan sistem yang lebih kecil, lebih cepat, dan lebih efisien. Memahami arsitektur sistem komputer modern sangat penting, baik Anda seorang profesional IT, penggemar teknologi, atau hanya ingin memahami bagaimana teknologi bekerja.

Artikel ini akan membahas secara mendalam berbagai komponen utama yang membentuk arsitektur sistem komputer modern, termasuk:

• Unit Pemroses Sentral (CPU): Otak dari sistem komputer, CPU mengeksekusi instruksi dan memproses data. Kita akan membahas berbagai jenis CPU, seperti CPU single-core dan multi-core, serta arsitektur seperti x86 dan ARM.
• Memori: Komponen yang menyimpan data dan instruksi yang sedang diproses. Kita akan mempelajari berbagai jenis memori, seperti RAM (Random Access Memory) dan ROM (Read-Only Memory), serta hierarki memori.
• Penyimpanan Sekunder: Tempat penyimpanan data permanen, seperti hard drive (HDD), solid-state drive (SSD), dan penyimpanan berbasis cloud. Kita akan membandingkan kinerja dan keunggulan masing-masing.
• Input/Output (I/O) Devices: Perangkat keras yang memungkinkan interaksi antara pengguna dan komputer, seperti keyboard, mouse, monitor, printer, dan lainnya. Kita akan membahas bagaimana I/O devices berinteraksi dengan sistem.
• Bus Sistem: Saluran komunikasi yang menghubungkan berbagai komponen sistem komputer, memfasilitasi transfer data antara CPU, memori, dan perangkat I/O.
• Sistem Operasi (OS): Perangkat lunak yang mengelola dan mengontrol semua perangkat keras dan perangkat lunak dalam sistem komputer. Kita akan membahas peran OS dalam mengoptimalkan kinerja sistem.
• Arsitektur Von Neumann dan Harvard: Dua arsitektur utama yang mendasari desain sistem komputer modern, dengan perbedaan utama pada cara mereka menangani instruksi dan data.

Unit Pemroses Sentral (CPU)

CPU adalah jantung dari setiap sistem komputer. Ia bertanggung jawab untuk mengeksekusi instruksi yang diberikan oleh perangkat lunak. CPU modern terdiri dari beberapa komponen utama, termasuk:

• Unit Aritmatika dan Logika (ALU): Melakukan operasi aritmatika dan logika pada data.
• Unit Kontrol (CU): Mengontrol aliran instruksi dan data dalam CPU.
• Register: Memori kecepatan tinggi yang menyimpan data dan instruksi yang sedang diproses.
• Cache: Memori kecepatan tinggi yang menyimpan salinan data dan instruksi yang sering diakses, untuk mempercepat akses.

Perkembangan teknologi telah menghasilkan CPU multi-core, yang memungkinkan pemrosesan paralel dan peningkatan kinerja secara signifikan. Arsitektur CPU juga terus berkembang, dengan arsitektur x86 yang dominan pada komputer desktop dan server, dan arsitektur ARM yang populer pada perangkat mobile.

Memori

Memori komputer digunakan untuk menyimpan data dan instruksi yang sedang diproses. Ada dua jenis memori utama:

• RAM (Random Access Memory): Memori volatil, artinya data akan hilang ketika daya dimatikan. RAM sangat cepat dan digunakan untuk menyimpan data yang sedang diakses oleh CPU.
• ROM (Read-Only Memory): Memori non-volatil, artinya data tetap tersimpan meskipun daya dimatikan. ROM biasanya berisi firmware dan instruksi boot.

Sistem komputer modern sering menggunakan hierarki memori, dengan cache yang lebih cepat dan lebih kecil di dekat CPU, dan RAM yang lebih besar dan lebih lambat.

Penyimpanan Sekunder

Penyimpanan sekunder digunakan untuk menyimpan data secara permanen, bahkan ketika komputer dimatikan. Jenis penyimpanan sekunder yang umum termasuk:

• Hard Drive (HDD): Menggunakan piringan magnetik untuk menyimpan data. HDD relatif murah, tetapi lebih lambat dibandingkan dengan SSD.
• Solid-State Drive (SSD): Menggunakan memori flash untuk menyimpan data. SSD lebih cepat dan lebih tahan lama dibandingkan dengan HDD, tetapi lebih mahal.
• Penyimpanan Cloud: Penyimpanan data di server jarak jauh. Penyimpanan cloud menawarkan fleksibilitas dan aksesibilitas yang tinggi.

Input/Output (I/O) Devices

Perangkat I/O memungkinkan interaksi antara pengguna dan komputer. Contoh perangkat I/O meliputi keyboard, mouse, monitor, printer, dan berbagai perangkat lainnya. Manajemen I/O merupakan bagian penting dari arsitektur sistem komputer, dan sistem operasi berperan penting dalam mengelola interaksi antara perangkat I/O dan sistem.

Bus Sistem

Bus sistem adalah saluran komunikasi yang menghubungkan berbagai komponen sistem komputer, memungkinkan transfer data antara CPU, memori, dan perangkat I/O. Kecepatan dan lebar bus sistem berpengaruh signifikan pada kinerja keseluruhan sistem.

Sistem Operasi (OS)

Sistem operasi adalah perangkat lunak yang mengelola dan mengontrol semua perangkat keras dan perangkat lunak dalam sistem komputer. OS menyediakan antarmuka antara pengguna dan perangkat keras, serta mengelola sumber daya sistem seperti memori, CPU, dan perangkat I/O. Sistem operasi yang populer meliputi Windows, macOS, dan Linux.

Arsitektur Von Neumann dan Harvard

Arsitektur Von Neumann dan Harvard adalah dua arsitektur utama yang mendasari desain sistem komputer modern. Arsitektur Von Neumann menggunakan ruang alamat yang sama untuk instruksi dan data, sedangkan arsitektur Harvard menggunakan ruang alamat yang terpisah. Arsitektur Harvard umumnya lebih cepat karena dapat mengakses instruksi dan data secara simultan.

Pemahaman yang mendalam tentang arsitektur sistem komputer modern sangat penting bagi siapa pun yang bekerja dalam bidang teknologi informasi. Dengan memahami komponen-komponen utama dan bagaimana mereka berinteraksi, kita dapat lebih memahami bagaimana teknologi bekerja dan bagaimana meningkatkan kinerja sistem.