Arsitektur Komputer

Arsitektur komputer adalah ilmu yang membahas atribut sistem yang dirancang oleh Programmer untuk mendapatkan hasil kerja yang optimal terhadap kinerja sebuah komputer. Contohnya adalah melakukan beberapa set instruksi, metode pengalamatan, teknik input outpot, dan operasi aritmatika. Arsitektur komputer sebagai sebuah mesin multi level, dapat diartikan sebagai sebuah komunikasi antara user (programmer) dengan mesin melalui bahasa pemrograman dengan mesin komputer.

Pada level 0, struktur mesin komputer dianggap sebagai dasar yang berhubungan dengan rekayasa digital dengan bahasa tingkat mesin dapat dijalankan secara langsung tanpa memerlukan penerjemah. Pada level 1, bahasa mesin yang dijalankan pengguna memerlukan interpreter untuk meng-interrupt mesin. Begitu juga pada level 2 hingga ke-n, bahasa pemrograman yang dijalankan pada mesin virtual memerlukan interpreter kedalam bentuk bahasa mesin agar dapat mengeksekusi  perintah yang dijalankannya.

Pada era tahun 1940, arsitektur komputer digital memiliki dua level sebagai berikut.

1. Level ISA (Instruction Set Architecture)

Level ini berisi instruksi instruksi mesin yang akan diterjemahkan secara langsung oleh rangkaian digital hardware.

2.Level Digital Logic

Digital Logic merupakan komponen yang dapat menjalankan instruksi program secara langsung.

Arsitektur komputer tersebut kemudian diperbaiki menjadi tiga level pada tahun 1951 oleh Mauric Wilkes sebagai berikut.

1.  Level ISA, berisi perintah perintah yang akan diinterpretasi oleh digital circuit hardware.

2. Level Interpreter, adalah penerjemah yang terintegrasi dengan ISA yang berguna menjalankan setiap instruksi pada level ISA.

3. Level Digital Logic, merupakan komponen hardware yang menjalankan instruksi secara langsung.

Arsitektur komputer dengan tiga tingkatan tersebut menyebabkan rangkaian digital menjadi lebih efisien. Hal tersebut karena tugas dan fungsi peranti keras digantikan oleh interpreter. Jika diuraikan lebih lanjut, mesin komputer terbagi menjadi enam level berikut.

1. Level 0 atau level logika digital, merupakan level paling rendah yang berupa rangkaian gerbang logika dalam susunan rangkaian hardware komputer.

2. Level 1 atau level arsitektur mikro, terdiri atas rangkaian dasar processor yang berupa ALU (Arithmetic Logic Unit) untuk melakukan operasi aritmatika. Selain itu, pada level ini juga terdapat micro program yang berfungsi sebagai interpreter setiap perintah dari level diatasnya.

3. Level 2 atau level arsitektur perangkat instruksi yang sering disebut level ISA mengandung perintah atau instruksi dasar sebuah komputer.

4. Level 3 atau level sistem operasi, merupakan tingkat pada kondisi mesin diatur oleh program yang disebut sebagai sistem operasi.

5. Level 4 atau level bahasa assembler (bahasa rakitan). Pada level ini, instruksi instruksi program sudah mulai dikerjakan oleh programmer aplikasi.

6. Level 5 merupakan level bahasa tingkat tinggi, ketika programmer dapat melakukan pemrograman dengan bahasa yang lebih manusiawi. Hal tersebut memudahkan manusia  untuk memberikan instruksi instruksi pada mesin. Namun, memiliki kelemahan, yaitu prosesnya lebih lama karena  memerlukan interpreter.