BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 ORGANISASI
DAN ARSITEKTUR KOMPUTER
Organisasi komputer mempelajari bagian yang terkait
dengan unit-unit operasional komputer dan hubungan antara komponen sistem
komputer, contoh : sinyal kontrol, prosesor, interface komputer dan peripheral,
teknologi memori yang digunakan.
Arsitektur komputer mempelajari atribut-atribut sistem
komputer yang terkait dengan seorang programmer dan memiliki dampak langsung
pada eksekusi logis sebuah program, contoh : set instruksi, jumlah bit yang
digunakan untuk merepresentasikan bermacam-macam jenis data ( misal bilangan,
karakter ), aritmetika yang digunakan, teknik pengalamatan, mekanisme I/O.
Arsitektur komputer dapat bertahan bertahun-tahun tapi
organisasi komputer dapat berubah sesuai dengan perkembangan teknologi. Pabrik
komputer memproduksi sekelompok model komputer, yang memiliki arsitektur sama
tapi berbeda dari segi organisasinya yang mengakibatkan harga dan karakteristik
unjuk kerja yang berbeda.
1.2 KOMPUTER SEBAGAI MESIN MULTI LEVEL
Level adalah suatu tingkatan bahasa dan mesin virtual
yang mencerminkan tingkat kemudahan komunikasi antara manusia sebagai pemrogram
dengan komponen sirkuit elektronik dalam sebuah komputer sebagai pelaksana
instruksi sebuah pemrograman.
Bahasa atau level yang terletak paling bawah adalah
yang paling sederhana dan dapat diproses dengan cepat oleh mesin komputer,
tetapi sulit untuk dipahami oleh manusia. Bahasa atau level yang paling atas
adalah yang paling rumit dan mesin akan lebih lama melakukan proses instruksinya
karena memerlukan interpreter, tetapi manusia lebih mudah memahami bahasa level
tersebut.
1.3 KOMPUTER SEBAGAI MESIN 6 LEVEL
Pada level 1 – 3 merupakan bahasa mesin bersifat
numerik. Program-program didalamnya terdiri dari deretan angka yang panjang,
yang tidak menjadi masalah untuk mesin tapi merupakan persoalan untuk manusia.
Mulai pada level 4 bahasa berisi kata / singkatan yang mempunyai arti bagi
manusia.
Komputer dirancang sebagai suatu rangkaian level,
dimana setiap level dibangun diatas level sebelumnya. Setiap level memiliki
abstraksi berbeda, dengan objek-objek dan operasi yang juga berbeda.
Kumpulan jenis data, operasi dan sifat dari setiap
level disebut arsitektur dari level tersebut. Sifat-sifat yang dipahami oleh
programmer,seperti berapa besar memori yang tersedia, adalah bagian dari
arsitektur. Sedangkan aspek implementasi seperti jenis teknologi chip apa yang
digunakan untuk mengimplementasikan memori bukan bagian dari arsitektur.
Studi tentang cara merancang bagian-bagian suatu
sistem komputer yang terlihat oleh programmer disebut arsitektur komputer.
Dalam praktik umum, arsitektur dan organisasi memiliki arti yang sama.
BAB 2
EVOLUSI KOMPUTER
2.1 PRA GENERASI
1. TAHAP
MANUAL
The first computers were
people! Computer merupakan suatu profesi bagi seseorang yang
pekerjaannya menghitung, seperti menghitung tabel navigasi untuk pelayaran,
pemetaan, posisi planet untuk menentukan kalender astronomi, perhitungan
kalender dan jam, rumus-rumus dan fungsi-fungsi untuk menghitung suatu nilai,
dll. Anda bayangkan bila Anda bekerja sebagai “computer” yang tiap jam, tiap hari menghitung suatu perkalian,
tentunya timbul rasa bosan, ketidak telitian sehingga bisa melakukan kesalahan.
Oleh karena itu banyak orang yang berusaha menemukan suatu alat atau mekanisme
untuk membantu, mempermudah, atau menggantikan pekerjaan menghitung tersebut.
Alat bantu untuk menghitung mulai dari sistem sepuluh jari, kerikil,
dll. Gambar – gambar berikut ini menunjukkan beberapa alat bantu untuk menghitung
:
Pengguna abacus pertama kali
bukan orang Cina tetapi Babylonia ( 4000 SM ) yang disusun dari kerikil / batu
koral. Istilah “calculus” berasal
dari kata “calculi” ( bahasa latin
untuk batu koral ). Di tangan orang trampil, alat ini dapat menghitung secepat
kalkulator modern.
Tahun 1617 John Napier ( Skotlandia ) menemukan
logaritma dan mengimplementasikan pada tangkai gading yaitu Napier's Bones. Mekanisme alat ini
adalah melakukan perkalian dan pembagian melalui penambahan dan pengurangan
yang berulang.
Modern Napier's Bones
Napier's Bones modern dibuat dalam bentuk Slide Rule di Inggris tahun 1632 dan masih digunakan hingga tahun
1960-an oleh pekerja NASA untuk misi Mercury, Gemini, dan Apollo ( manusia di
bulan ).
2. TAHAP MEKANIKAL
Leonardo da Vinci ( 1452 - 1519
) merancang mesin hitung yang dijalankan dari roda bergerigi ( gear ), tetapi
alat tersebut tidak dibuatnya.
Mesin hitung yang dijalankan
dari roda bergerigi pertama kali dibuat oleh professor Jerman, Wilhelm
Schickard tahun 1623. Alat tersebut diberi nama Calculating Clock.
Tahun 1642 Blaise Pascal pada
usia 19 tahun membuat Pascaline dan
digunakan ayahnya untuk menghitung pajak. Pascaline dibuat dari 50 roda
bergerigi dan hanya untuk operasi penjumlahan hingga angka 6 digit dan 8 digit.
Pascal salah satu penemu hebat, karena di usia sangat muda sudah menemukan
banyak hal, salah satu penemuannya adalah teori probabilitas, tekanan
hidraulik, alat penyemprot. Teknologi spedometer pada mobil/motor meniru cara
kerja Pascaline.
Pascaline 6 digit dalam posisi terbuka sehingga silinder dan roda
bergerigi saat berputar dan urutan angkanya terlihat.
Pascaline 8 digit
Beberapa tahun setelah Pascal, Gottfried Wilhelm
Leibniz ( Jerman ) membuat Stepped
Reckoner untuk penjumlahan, pengurangan, perkalian, dan pembagian. Alat ini
sekaligus berupa drum dari logam panjang dan masing-masing drum terdapat 10
logam panjang yang melingkarinya. Alat ini menggunakan sistem bilangan desimal.
Leibniz juga memberikan konsep untuk menggunakan sistem bilangan biner yang
menjadi dasar operasi komputer modern.
Tahun 1728 Falcon dari Perancis merancang alat tenun
yang menggunakan punched cards ( kartu yang berlubang-lubang ) untuk
membuat variasi pola tenun secara otomatis. Tahun 1741 seorang pembuat jam,
Jacques de Vaucanson, membuat alat tenun otomatis. Polanya dibentuk oleh
susunan lubang - lubang yang dipukulkan pada metal drum. Lubang - lubang
tersebut mengontrol benang-benang pilihan dengan menaikkan dan menurunkan
tapak-tapaknya.
Di tahun 1801 Joseph Marie Jacquard ( Perancis ) membuat mesin tenun
yang menghasilkan pola tenun secara otomatis. Ini merupakan satu langkah
pengembangan maju dari instruksi yang terprogram sejak alat tenun dikontrol
oleh serangkaian punched cards. Kartu-kartu itu mempunyai lubang-lubang dan
berfungsi seperti program, dengan menyediakan serangkaian instruksi yang
terbaca oleh mesin ketika melewati beberapa susunan tangkai. Pada tahun 1812
lebih dari 11000 mesin tenun ini diproduksi di Perancis.
Punched card Jacquard
dari kayu dan potret Jacquard
Tahun 1833 ditemukan konsep pemrosesan data yang menjadi dasar kerja dan
prototipe dari komputer sekarang yaitu mesin Babbage’s Analytical Engine yang dibuat oleh Charles Babbage.
Mesin tersebut menggunakan 2 macam kartu yaitu operating cards yang
menyatakan fungsi tertentu yang akan dilakukan dan variabel cards yang
menyatakan data aktual. Mesin juga
mempunyai media penyimpanan ( store, suatu tempat dimana instruksi-instruksi
dan variabel-variabel disimpan ) dan arithmatic unit ( mill/CPU ) yang
melakukan operasi. Instruksi dan data dimasukkan ke dalam mesin tersebut dengan
menggunakan punched card ( dibaca oleh punched card reader / input section ) dan outputnya dihasilkan secara otomatis pada punched
card juga ( output sectio n ).
Tahun 1842,
Countes Augusta Ada Lovelace usia 19 tahun mempelajari hasil kerja Babbage
ketika mengunjungi London Mechanic Institute dan bekerja untuk Babbage
mengembangkan beberapa ide untuk mesin analitik dan menulis program dengan bahasa
assembly sederhana untuk alat itu. Ada menjadi programmer dunia pertama. Tahun
1854, teori Aljabar Booelan ditemukan oleh George S.Boole dari Inggris. Teori
tersebut pada akhirnya mendasari cara kerja sirkuit di komputer
3. TAHAP MEKANIK
ELEKTRONIK
Tahun 1887 Dr.
Herman Hollerith membuat mesin sensus disebut Hollerith Desk dengan konsep machine - readable
card
dan menggunakan punched card. Hasil perhitungan dengan mesin tersebut
ditunjukkan pada dinding mesin, mirip dengan spedometer di jaman sekarang,
dengan cara kerja seperti mekanisme Pascaline.
Sensus di US
yang diambil tahun 1880 membutuhkan waktu 7,5 tahun kalkulasi manual untuk
tabulasi. Waktu tabulasi dengan metode Hollerith lebih cepat, sehingga tahun
1890 perhitungan sensus US menggunakan mesin Hollerith dan selesai kurang dari
3 tahun. Setelah sensus, Hollerith mengubah mesinnya untuk penggunaan komersial
dan pada tahun 1896 mendirikan Tabulating
Machine Company ( cikal bakal IBM
/ International Business Machine Corporation )
untuk memproduksi dan menjual penemuannya. Gambar sebelah kanan atas menunjukkan
persiapan punched card untuk sensus di US yaitu pencatatan data input dengan
kode berbentuk lubang-lubang pada kartu dan gambar dibawah ini menunjukkan
beberapa contoh bentuk punch card.
4. TAHAP ELEKTRONIK
Komputer mekanik
mempunyai dua kekurangan utama yaitu kecepatan komputer dibatasi kelambanan
gerak bagian-bagiannya dan transmisi informasi oleh alat mekanik ( gir, pengungkit, dsb ) yang tidak praktis. Pada elektronik
komputer, bagian yang berpindah merupakan elektron dan suatu informasi dapat
ditransmisikan dengan arus listrik dengan kecepatan mendekati kecepatan cahaya
( 300.000 km/detik ).
Perkembangan
komputer pada peralihan dari mekanik ke elektronik diawali dengan perubahan komponen
dasar dari komponen mekanik menjadi tabung hampa. Berawal dari ditemukannya
bola lampu pijar oleh Thomas Alva Edison tahun 1879 dan Edison Effect tentang elektron dalam ruang hampa pada tahun 1883.
John Ambrose
Fleming menemukan Efek Edison dapat menangkap gelombang radio dan mengubahnya
menjadi listrik. Fleming membuat tabung hampa 2 elemen yang disebut dioda.
Tahun 1906 Lee de Forest membuat trioda yang dapat berfungsi sebagai penguat
sekaligus switch. Penemuan trioda ini berdampak pada perkembangan komputer
digital.
Gambar tabung
hampa udara yang dipakai antara lain sebagai berikut.
Komputer digital
elektronik pertama dibuat tahun 1942, yaitu komputer ABC ( Atanasoff
– Berry Computer ) menggunakan tabung hampa udara.
Komputer ini mengimplementasikan perhitungan sistem biner untuk menyelesaikan
persamaan linear dan menggunakan capasitor untuk proses penyimpanan data.
Teknologi penyimpanan data ini sekarang dikenal dengan DRAM ( Dynamic RAM ).
Pembuatnya adalah Prof.John V.Atanasoof dan Clifford Berry di Iowa US. Berikut
merupakan contoh komputer ABC.
Komputer Z3
dibuat di Jerman oleh Konrad Zuse tahun 1941 hampir bersamaan dengan komputer
ABC.
Gambar dibawah
adalah Z1 (dibuat tahun 1936-1938) karena Z3 hancur terkena bom PD II. Z3
merupakan komputer elektrik-mekanik serbaguna yang dapat diprogram ( general
purpose program controlled ) yang pertama.
Di Inggris tahun
1944 Tommy Flowers membuat Colossus
untuk memecahkan kode-kode rahasia Jerman di masa PD II.
Tahun 1944 di
US, Howard Aiken bekerja sama dengan
IBM sejak tahun 1939 membuat Harvard Mark
I atau IBM ASCC (Automatic Sequence Controlled Calculator) yang merupakan
komputer digital otomatis pertama. Mark I berukuran raksasa dengan berat 5 ton
tinggi 8 feet dan panjang 51 feet, berisi 760000 sparepart dan 5000 mil
kabel.
Mesin
menggunakan program untuk menuntun ke serangkaian kalkulasi. Mesin dapat
menambahkan, mengalikan, membagi, menghitung
fungsi trigonometri dan melakukan kalkulasi kompleks lainnya dalam 23 digit
angka. Penambahan dan pengurangan membutuhkan waktu 0,3 detik ( komputer sekarang dalam 1 detik bisa
melakukan lebih dari 1 milyar kali operasi penjumlahan ),
perkalian kurang dari 6 detik, pembagian kurang dari 16 detik, dan hanya bisa
menyimpan 72 angka ( komputer sekarang
bisa menyimpan lebih dari 30 juta angka di RAM ).
Gambar di bawah
ini menunjukkan seorang pekerja di suatu “lorong” Mark I dan gambar dari salah
satu empat paper tape readers Mark
I.
Salah satu
programmer utama Mark I yaitu Grace Hopper menemukan “bug” (serangga kecil) yaitu seekor ngengat mati yang masuk ke
dalam Mark I dan sayapnya menghalangipembacaan lubang pada paper tape. Kata
"bug" kemudian digunakan untuk mendefinisikan kerusakan / kesalahan
dan kata “debugging” berarti suatu
kegiatan / pekerjaan
meniadakan kesalahan program.
2.2 GENERASI
PERTAMA ( 1945 – 1959 )
ENIAC ( Electronic Numerical Integrator and Calculator
) dibuat tahun 1943 - 1945 oleh John Mauchly dan J. Presper Eckert. Merupakan
komputer raksasa dengan berat 30 ton, 18000 tabung vakum, 70000 resistor, 10000
kapasitor, membutuhkan daya listrik 140
KW sehingga membutuhkan ruang khusus dengan AC seluas 1500 kaki persegi.
Kecepatan melalukan operasi penjumlahan adalah 5000 kali per detik, 300
perkalian per detik. Menggunakan sistem desimal, diprogram secara manual
melalui saklar.
Gambar diatas bagian atas menunjukkan programmer
memberikan instruksi dengan cara menghubungkan antar komponen dengan saklar.
Gambar diatas bagian bawah menunjukkan seorang teknisi mencari dan mengganti
sebuah tabung hampa yang rusak dari 18000 tabung hampa. Tahun 1955 ENIAC tidak
digunakan lagi.
Tahun 1946 John
Von Neuman ( konsultan ENIAC ) membuat makalah yang menyarankan pembuatan
komputer stored program concept menggunakan angka binary yaitu disajikan dengan
2 digit yaitu 0 dan 1, dengan struktur sebagai berikut :
Main memory untuk menyimpan data dan instruksi, ALU
mengerjakan operasi data biner( +, -, x, : ), Control Unit menginterpretasikan
instruksi dari memory dan mengeksekusi, peralatan I/O dikendalikan control
unit. Konsep tersebut menjadi tonggak sejarah terciptanya komputer digital
modern. Mesin dengan konsep tersebut selesai dibuat tahun 1952, diberi nama IAS
dan menjadi prototipe bagi komputer modern selanjutnya. Komputer jaman sekarang
masih menggunakan arsitektur IAS.
Berikut ini struktur dari IAS :
Memori IAS :
- 1000 lokasi penyimpan ( word ) masing-masing terdiri 40 binary digit ( bit )
- Data dan instruksi disimpan di memori sehingga bilangan dalam bentuk biner dan instruksi dalam kode biner.
- Setiap bilangan dinyatakan sebuah bit tanda dan 39 bit nilai.
Sebuah word dapat juga terdiri dari 20 bit instruksi,
masing-masing instruksi terdiri dari 8 bit kode operasi ( op code ) yang
menspesifikasikan operasi yang akan dibentuk dan sebuah 12 bit alamat yang
menandai salah satu word di dalam memori ( bilangan dari 0 sampai 999 )
CU dan ALU
berisi lokasi-lokasi penyimpan yang disebut register, yaitu :
- MBR ( Memory Buffer Register )
Berisi sebuah word yang akan disimpan di dalam memori atau digunakan
untuk menerima word dari memori.
- MAR ( Memory Address Register )
Menentukan alamat word di memori untuk dituliskan dari
MBR atau dibaca ke MBR.
- IR ( Instruction Register )
Berisi instruksi 8 bit op code yang akan dieksekusi
- IBR ( Instruction Buffer Register )
Digunakan untuk menyimpan sementara instruksi sebelah
kanan word di dalam memori
- PC ( Program Counter )
Berisi alamat pasangan instruksi berikutnya yang akan
diambil dari memori
- AC ( Akumulator ) dan MQ ( Multiplier-Quetient )
Digunakan untuk menyimpan sementara operand dan hasil operasi ALU, misal
hasil perkalian 2 buah bilangan 40 bit
adalah sebuah bilangan 80 bit, maka 40 bit yang paling berarti ( most
significant bit ) disimpan di AC dan 40 bit yang kurang berarti ( least
significant bit ) disimpan di MQ
Von Newman diakui seorang jenius, usia 6 tahun bisa
menceritakan lelucon dalam bahasa Yunani klasik,usia 8 tahun bisa menyelesaikan
soal-soal kalkulus. Bisa menceritakan kembali isi dari suatu buku kata per kata
yang pernah dibacanya bertahun-tahun yang lalu,dapat membaca halaman buku
telepon dan menyebutkannya kembali.
Pernah menyelesaikan suatu permasalahan perhitungan
dengan hanya berpikir (menghitung dengan pikiran) dalam waktu 6 menit,
sedangkan profesor lainnya menyelesaikannya dengan bantuan kalkulator mekanik
butuh waktu berjam-jam.
Tahun 1947 John
Mauchly dan J. Presper Eckert membuat
EDVAC yang merupakan kelanjutan ENIAC dan bekerjasama dengan von Newman untuk
menggunakan konsep von Newman yaitu program disimpan dalam memori komputer.
Komputer ini dirancang untuk memenuhi kebutuhan Laboratorium Riset Balistik
milik departemen pertahanan US. Aplikasi yang dapat diselesaikan adalah
penghitungan besar sudut rudal balistik sehingga rudal tepat mengenai sasaran.
Tahun 1951 John
Mauchly dan J. Presper Eckert membuat
komputer komersial pertama yang digunakan untuk aplikasi bisnis dan
administrasi yaitu UNIVAC I. Terjual sebanyak 46 buah dan digunakan untuk
berbagai kepentingan diantaranya Biro Sensus Dept. Perdagangan US, Universitas
New York, perusahaan asuransi Prudential, General Electric.
Tahun 1953 IBM yang merupakan pabrik peralatan
punchcard membuat IBM seri 701 yaitu komputer pertama IBM dengan konsep stored
program digunakan untuk keperluan
aplikasi scintific. Tahun 1955 seri IBM 702 untuk aplikasi bisnis. Merupakan
awal dari seri 700/7000 yang membuat IBM menjadi pabrik komputer yang dominan.
Ciri umum komputer generasi pertama :
- Teknologi dasar menggunakan tabung hampa udara ( vaccum tube )
- Program dibuat dengan bahasa mesin
- Memori utama menggunakan teknologi magnetic core storage
- Ukuran fisik komputer besar
- Fisik komputer cepat panas, butuh ruangan ber-AC
- Membutuhkan daya listrik besar
John Mauchly dan
J. Presper Eckert dan sebagian konsol UNIVAC
2.3 GENERASI KEDUA ( 1959 – 1963 )
Ditemukannya transistor sebagai semikonduktor yang
berfungsi sebagai penguat, switch, modulasi sinyal, dll. Fungsi tabung hampa
trioda Fleming tercakup didalamnya. Ukuran lebih kecil, murah, disipasi panas
sedikit, terbuat dari silicon. Dibuat tahun 1947 oleh William Shockley, John
Bardeen, Walter Brattain dari Bell
Telephone Laboratories. Komputer Generasi II diantaranya DEC PDP-1, UNIVAC
III, IBM 7000, NRC 300 untuk menangani sistem penjualan cash register.
Ciri komputer Generasi II :
- teknologi dasar rangkaiannya transistor.
- menggunakan bahasa pemrograman Fortran, Cobol, Algol, dll.
- kapasitas memori utama lebih besar dengan kemampuan menyimpan puluhan ribu karakter.
- menggunakan memori sekunder berupa magnetic tape dan magnetic disk untuk menambah kapasitas penyimpanan.
- aplikasi yang dijalankan bisnis dan teknik.
- ukuran fisik lebih kecil dibandingkan komputer generasi pertama.
- membutuhkan lebih sedikit daya listrik.
2.4 GENERASI KETIGA ( 1963 – 1970 )
Jack S Kilby seorang karyawan Texas Instrument yang pertama memiliki ide untuk menyatukan seluruh
komponen dalam satu blok ( monolith ) semikonduktor dan diwujudkannya tahun
1958 membuat IC pertama. Komputer yang mewakili generasi ini IBM S/360 tahun 1964,
DG-NOVA, dll
Ciri komputer Generasi III :
- teknologi dasar pembangun rangkaian yang digunakan adalah IC ( integrated circuit )
- penggunaan sistem operasi lebih bervariasi disesuaikan keperluan, muncul DOS,
- piranti keluaran layar terminal yang dapat menampilkan gambar dan grafik. Kemampuan membaca tinta magnetic dengan MICR ( Magnetic Ink Caracters Recognation ) reader.
- menggunakan memori sekunder dengan kapasitas yang lebih besar yaitu magnetic disk yang dapat menyimpan jutaan karakter.
- memiliki fitur multiprocessing dan multiprogramming yaitu dapat memproses sejumlah data dari berbagai sumber yang berbeda dan dapat mengerjakan begerapa program secara bersamaan.
- memiliki fitur jaringan, satu komputer dapat berkomunikasi dengan komputer lain. Kecepatan proses yang lebih baik. Satuan nanoseconds per detik
- kapasitas memori lebih besar, dapat menyimpan ratusan ribu karakter
- penggunaan daya listrik lebih hemat.
2.5 GENERASI KEEMPAT ( 1963 – Sekarang )
LSI dan VLSI adalah teknologi pemampatan komponen
elektronik dalam 1 chip ( IC ). Jadi
merupakan pemadatan beribu - ribu IC yang dijadikan satu dalam sebuah
lempengan pesegi empat yang memuat rangkaian-rangkaian terpadu didalamnya.
Klasifikasi chip IC berdasarkan jumlah komponen lektronik di dalamnya :
- SSI ( Small Scale Integration ) : sampai 100 komponen elektronik per chip
- MSI ( Medium Scale Integration ) : 100 – 3000 komponen elektronik per chip
- LSI ( Large Scale Integration ) : 3000 – 100000 komponen elektronik per chip
- VLSI ( Very Large Scale Integration ) : 100000 – 1 juta komponen elektronik per chip
- ULSI ( Ultra Large Scale Integration ) : lebih dari 1 juta komponen elektronik per chip
Pemampatan komponen merupakan hal yang logis untu
alasan ekonomis dan kecepatan. Semakin mampat maka biaya untuk membangunnya
semakin sedikit dan kecepatannya semakin tinggi karena jarak antar komponen
semakin dekat. Ide pemampatan berikutnya adalah WSI ( Wafer Scale Integration )
yaitu menyatukan seluruh bagian fungsional komputer dalam 1 chip.
Komputer generasi ini dimulai dari IBM S/370, komputer pribadi seperti
IBM untuk PowerPC, Intel, Sun dengan SuperSPARC, AMD, Hawlet Packard,dll.
2.6 GENERASI KELIMA ( Sekarang - … )
Berbagai usaha untuk menemukan teknologi baru, salah
satu pelopor adalah Jepang dengan proyek ICOT (Institute for New Computer
Technology).
BAB 3
SISTEM KERJA KOMPUTER
3.1 PERANCANGAN KINERJA
Tahun 1960 – an Hukum Moore dari Gordon Moore salah
satu pendiri Intel :
- Meningkatnya kerapatan komponen dalam chip.
- Jumlah transistor / chip meningkat 2 kali lipat tiap tahun, tapi tahun 1970-an pengembangan agak lambat yaitu jumlah transitor 2 kali lipat tiap 18 bulan.
- Harga suatu chip tetap atau hampir tidak berubah.
- Kerapatan tinggi berarti jalur pendek menghasilkan kinerja yang meningkat.
- Ukuran semakin kecil, fleksibilitas meningkat.
- Daya listrik lebih hemat, panas menurun.
- Sambungan sedikit berarti semakin handal / reliable.
Para pembuat keping sibuk mempelajari cara membuat
keping yang semakin besar kerapatannya, para perancang prosesor harus menemukan
teknik-teknik baru untuk membuat kecepatan prosesor lebih tinggi dan untuk
meningkatkan kinerja, diantaranya yang sudah ditemukan teknik :
- Branch prediction
Prosesor mengamati dalam software dan melakukan prediksi cabang atau
kelompok instruksi yang perlu diproses berikutnya. Bila prosesor hampir selalu
dapat menebak secara benar, prosesor itu dapat mengambil instruksi-instruksi
yang benar dan menyimpannya di dalam buffer sehingga prosesor selalu berada
dalam keadaan sibuk.
- Data flow analysis
Prosesor melakukan analisis instruksi mana yang tidak tergantung pada
hasil atau data lainnya dan membuat jadwal yang optimum bagi
instruksi-instruksi.
- Speculative execution
Dengan menggunakan prediksi cabang dan analisis aliran data,beberapa
processor mengeksekusi instruksi secara spekulatif terlebih dahulu sebelum
waktu aktualnya dan menyimpan hasilnya di lokasi sementara. Hal ini
memungkinkan processor dapat menjaga mesin eksekusinya berada dalam keadaan
sesibuk mungkin dengan mengeksekusi instruksi-instruksi yang memiliki
kemungkinan untuk dibutuhkan.
- Pipelining
Merupakan suatu konsep pelaksanaan instruksi yang dibagi dalam banyak
bagian, dimana masing-masing bagian ditangani oleh hardware khusus dan
keseluruhan bagian dapat beroperasi secara paralel.
- On board cache
Cache adalah memori kecil berkapasitas kecil tetapi berkecepatan tinggi
yang dipasang antara prosesor dan memori utama. Cache dibuat karena adanya
kesenjangan perbedaan kecepatan yang sangat besar antara prosesor dan memori
utama. Perkembangan kecepatan prosesor tidak diimbangi peningkatan kecepatan
memori sehingga proses pembacaan data dari memori relatif lebih lambat bila
dibandingkan dengan kecepatan prosesor, sehingga prosesor harus menunggu data
dari memori dan menjadi inefisiensi kinerja prosesor.
Contoh :
RAM : 128 MB DDR 333
→ clock speed 333 MHz
Processor : Athlon 1800 MHz → clock speed 1800 MHz ≈
1,8 GHz
- On board L1 dan L2 cache
L1 cache = level 1 cache = CPU internal cache = cache
yang terletak di inti processor
L2 cache = level 2 cache = CPU external cache = cache
yang terletak di motherboard.
Pada prosesor generasi baru seperti Pentium II – IV, Duron, Thunderbird
L2 cache diletakkan di dalam prosesor ( tidak diletakkan di inti prosesor tapi
dimasukkan dalam kemasan prosesor sehingga lebih dekat dengan inti prosesor ).
3.2 KETIDAKSEIMBANGAN PERFORMANCE
Disebabkan oleh kecepatan prosesor semakin meningkat,
kapasitas memori juga semakin meningkat tetapi kecepatan memori tertinggal dari
prosesor.
Solusi :
- meningkatkan jumlah bit per akses
- mengubah interface DRAM → menggunakan cache
- mengurangi frekuensi akses memori → cache yang lebih kompleks dan cache on chip
- meningkatkan bandwith interkoneksi → adanya bus berkecepatan tinggi ( high speed buses ) dan hirarki bus. Bus = jalur komunikasi yang menghubungkan beberapa device.
3.3 CARA KOMPUTER BEKERJA
Secara umum bagan blok sistem komputer dan cara kerja
komputer sebagai berikut :
Catatan :
- Proses A
Harddisk menyimpan data dan program yang bersifat permanen. RAM mengcopy
data / program dari harddisk untuk diproses oleh CPU.
- Proses B
Dari RAM, data atau program yang akan diolah oleh CPU tidak semua
langsung diproses CPU tetapi dicopy ke cache memori untuk mengatasi kesenjangan
kecepatan CPU - memori.
- Proses C
CPU melakukan komunikasi dengan modul I/O untuk menerima input atau
menampilkan output dari proses yang dihasilkan. Output akan ditampilkan di
komponen-komponen output.
Ketika user menekan tombol power , ROM BIOS melakukan
Power On Self Test ( POST ) yaitu mendeteksi fungsi-fungsi sistem di dalam
komputer termasuk pengecekan semua perangkat yang ada di dalamnya. Jika POST
selesai dan semua perangkat menjalankan fungsinya dengan baik, maka tugas
menjalankan sistem diambil alih CPU sebagai komando semua pekerjaan yang ada di
dalam komputer.
Jadi ketika komputer booting dan sudah selesai
melakukan POST, maka CPU membaca sistem operasi dari harddisk, tetapi karena
prosesor tidak bisa langsung membaca data dalam harddisk karena kesenjangan perbedaan
kecepatan antara prosesor dan hardisk, maka RAM yang mengcopy data / program
dari harddisk untuk diproses oleh CPU tersebut, dst lihat bagan diatas.
3.4 SISTEM KOMPUTER
Supaya komputer dapat digunakan untuk mengolah data,
maka harus berbentuk suatu sistem yang disebut
dengan sistem komputer. Secara umum, sistem terdiri dari komponen -
komponen yang saling berhubungan membentuk satu kesatuan untuk melaksanakan
suatu tujuan pokok dari sistem tersebut.
Tiga komponen utama Sistem Komputer :
o
CPU.
o
Memori ( primer
dan sekunder ).
o
Peralatan masukan/keluaran ( I/O devices )
seperti printer, monitor, keyboard, mouse, dan modem.
Tujuan pokok dari sistem komputer adalah mengolah
data untuk menghasilkan informasi dan perlu didukung oleh elemen-elemen yang
terdiri dari :
- Hardware ( perangkat keras komputer )
- Software ( perangkat lunak komputer )
Program yang berada dalam komponen - komponen hardware, yang
mengintegrasikan komponen-komponen sehingga dapat mengolah data menjadi sebuah
informasi.
Bentuk paling primitif dari perangkat lunak adalah menggunakan aljabar
boolean yang direpresentasikan sebagai binary digit ( bit ) yaitu 0 dan 1.
Karena sangat menyulitkan maka dikelompokkan menjadi nible ( 4 bit ), byte ( 8
bit ), word ( 2 byte ), double word ( 32 bit ).
Kelompok bit ini disusun ke dalam struktur instruksi seperti
penyimpanan, transfer, operasi aritmetika, operasi logika, dan bentuk bit ini
diubah menjadi kode-kode assembler. Kode-kode tersebut juga masih cukup
menyulitkan karena tuntutan untuk dapat menghapal kode tersebut dan format ( aturan
) penulisannya cukup membingungkan sehingga lahir bahasa pemrograman tingkat
tinggi seperti bahasa manusia.
Saat ini pembuatan perangkat lunak sudah menjadi suatu proses produksi
yang sangat kompleks dengan urutan proses yang panjang dengan melibatkan
puluhan bahkan ratusan orang dalam pembuatannya. Perangkat lunak secara umum
dibagi 3 :
Perangkat lunak sistem operasi : DOS, Windows, Unix,
Linux, Apple’s System, IBM OS/2
Bahasa pemrograman
perangkat lunak yang bertugas mengkonversikan perintah - perintah yang
dirancang oleh manusia dalam bentuk algoritma ke dalam format instruksi yang
dapat dijalankan komputer, contoh : Basic, Cobol, Pascal, C, Fortran, Visual
Basic, Visual Foxpro, Delphi, Java, dll
Perangkat lunak aplikasi dan utility
perangkat lunak siap pakai yaitu dapat langsung digunakan oleh user
untuk membantu melaksanakan pekerjaan yang dilakukan, contoh : WordStar, Lotus,
MS Office, Winamp, aplikasi internet untuk browsing, chatting, dll
·
Brainware ( manusia sebagai perangkat akal )
Manusia sebagai pengoperasi, pengelola dan pengembang sistem komputer,
meliputi operator komputer, teknisi komputer, programmer, sistem analis,
pengembang komputer
·
Procedure dan sumber daya
Prosedur merupakan system environment dimana komputer bekerja. Prosedur
dibentuk sesuai dengan lingkup pekerjaan sebuah sistem komputer, contoh :
komputer yang berada di prosedur militer berbeda dengan komputer yang berada
dalam prosedur perbankan. Sama-sama komputer tetapi memiliki perbedaan
blok-blok model didalamnya.
Sumber daya adalah electricity yang merupakan sumber
tenaga penggerak dari listrik.
Tujuan pokok dari sistem komputer adalah mengolah
data untuk menghasilkan informasi dan perlu didukung oleh elemen-elemen yang terdiri
dari perangkat keras (hardware), perangkat lunak (software), dan brainware
(manusia). Perangkat keras adalah peralatan komputer itu sendiri, perangkat
lunak adalah program yang berisi
perintah-perintah untuk melakukan proses
tertentu, dan brainware adalah manusia yang terlibat di
dalam mengoperasikan serta mengatur sistem komputer.
Ketiga elemen pendukung sistem komputer tersebut
harus saling berhubungan dan membentuksatu kesatuan. Perangkat keras tanpa
perangkat lunak tidak akan berarti apa-apa, hanya berupa benda mati. Kedua
perangkat keras dan lunak juga
tidak dapat berfungsi jika tidak ada manusia yang mengoperasikannya.
BAB 4
PROCESSOR ( CPU )
4.1 EVOLUSI PROSESOR
CPU
merupakan tempat pemroses
instruksi-instruksi program, yang pada komputer
mikro disebut dengan micro-processor ( pemroses mikro ).
Pemroses ini berupa chip yang terdiri dari ribuan hingga jutaan IC. Dalam
dunia dagang, pemroses ini diberi
nama sesuai dengan keinginan pembuatnya dan umumnya ditambah dengan
nomor seri, misalnya dikenal pemroses Intel 80486 DX2-400 ( buatan Intel dengan seri 80486 DX2-400
yang dikenal dengan komputer 486 DX2 ), Intel
Pentium 100 ( dikenal dengan komputer Pentium I ), Intel Pentium II-350, Intel Pentium
III-450, Intel Celeron 333, AMD K-II, dan sebagainya. Masing-masing produk ini
mempunyai kelebihan dan kekurangan masing-masing.
4.2 ARSITEKTUR KOMPUTER
4.3 KOMPONEN CPU
·
Register
Alat penyimpanan kecil yang mempunyai kecepatan akses cukup tinggi yang
digunakan untuk menyimpan data dan instruksi yang sedang diproses sementara
data dan instruksi lainnya menunggu giliran untuk diproses masih disimpan di
dalam memori utama.
Secara analogi, register diibaratkan sebagai ingatan di otak bila
melakukan pengolahan data secara manual, otak diibaratkan CPU yang berisi
ingatan-ingatan, satuan kendali yang mengatur seluruh kegiatan tubuh dan
mempunyai tempat untuk melakukan perhitungan & perbandingan logika.
Program berisi kumpulan instruksi-instruksi dan data diletakkan di
memori utama yang diibaratkan sebagai meja. Kita mengerjakan program tersebut
dengan memproses satu per satu instruksi-instruksi yang ada di dalamnya,
dimulai dari instruksi yang pertama dan berurutan hingga yang terakhir.
Instruksi dibaca dan diingat ( instruksi yang sedang diproses disimpan di
register ). Misal : instruksi HITUNG C = A + B, maka kita membutuhkan data
untuk nilai A dan B di meja ( tersimpan di memori utama ). Data dan instruksi
ini dibaca dan masuk ingatan (data & instruksi yang sedang diproses
disimpan di register), misal A bernilai 3 dan B bernilai 2. Berarti saat ini di
ingatan otak tersimpan suatu instruksi, nilai A, nilai B sehingga nilai C dapat
dihitung yaitu sebesar 5 ( proses perhitungan di ALU ). Hasil perhitungan ini ditulis
kembali ke meja ( hasil disimpan di memori utama ).
Setelah semua selesai, kemungkinan data,program,hasil disimpan secara
permanen untuk keperluan di lain hari sehingga disimpan di lemari kabinet ( penyimpanan
sekunder ).
Register dalam CPU diantaranya :
Register untuk alamat dan buffer :
v MAR ( Memory Address Register )
Untuk mencatat alamat memori yang akan diakses ( baik yang akan ditulisi
maupun dibaca )
v MBR ( Memory Buffer Register )
Untuk menampung data yang akan ditulis ke memori yang alamatnya ditunjuk
MAR atau untuk menampung data dari memori ( yang alamatnya ditunjuk oleh MAR )
yang akan dibaca.
v I/O AR ( I/O Address Register )
Untuk mencatat alamat port I/O yang akan diakses agar dapat dipergunakan
( baik akan ditulisi / dibaca ).
v I/O BR (I/O Buffer Register)
Untuk menampung data yang akan dituliskan ke port yang alamatnya
ditunjuk I/O AR atau untuk menampung data dari port ( yang alamatnya ditunjuk
oleh I/O AR ) yang akan dibaca.
Register untuk eksekusi instruksi
v PC ( Program Counter )
Mencatat alamat memori dimana instruksi di dalamnya akan dieksekusi
v IR ( Instruction Register )
Menampung instruksi yang akan dilaksanakan
v AC ( Accumulator )
Menyimpan data sementara baik data yang sedang diproses atau hasil
proses.
·
Control Unit
Bertugas mengatur dan mengendalikan semua peralatan yang ada di sistem
komputer, yaitu :
mengatur dan mengendalikan alat-alat input dan output
mengambil instruksi-instruksi dari memori utama
mengambil data dari memori utama untuk diproses
mengirim instruksi ke ALU bila ada perhitungan aritmatika atau perbandingan logika serta
mengawasi kerja dari ALU
mengirim hasil proses ke memori utama untuk disimpan
dan pada saatnya disajikan ke alat output.
·
ALU ( Arithmatic and Logic Unit )
Tugas utama adalah melakukan semua perhitungan aritmatika dan melakukan keputusan dari suatu
operasi logika.
·
I/O Interconection
Input-Output ( I/O ) Interconection merupakan sistem koneksi yang
menghubungkan antar komponen internel dalam sebuah CPU, yaitu ALU, unit kontrol,
dan register serta menghubugkan CPU dengan bus-bus eksternal diluar CPU.
4.4 SIKLUS INSTRUKSI
Program yang ada di memori komputer terdiri dari
sederetan instruksi. Setiap instruksi dieksekusi melalui suatu siklus. Setiap
siklus instruksi terdiri dari tahap-tahap :
- Instruction fetch, yaitu mengambil instruksi dari memori dan mentransfernya ke unit kontrol.
- Mengartikan ( decode ) instruksi dan menentukan apa yang harus dikerjakan serta data apa yang digunakan.
- Baca alamat efektif, jika instruksi beralamat indirect.
- Proses eksekusi instruksi dengan memilih operasi yang diperlukan dan mengendalikan perpindahan data yang terjadi.
- Terdapat register dalam CPU yang berfungsi mengawasi dan menghitung instruksi selanjutnya yaitu Program Counter
- PC akan menambah satu hitungan setiap kali CPU membaca instruksi
- Instruksi-instruksi yang dibaca akan dibuat dalam register instruksi ( IR )
Berikut ini
beberapa istilah yang digunakan di dalam aktifitas atau proses-proses pada
siklus tersebut :
- Instruction Address Calculation ( IAC ), yaitu proses mengkalkulasi atau menentukan alamat instruksi berikutnya yang akan dieksekusi
- Instruction Fetch ( IF ) yaitu membaca / mengambil instruksi dari lokasi memorinya ke CPU
- Instruction Operation Decoding ( IOD ) yaitu menganalisa instruksi untuk menentukan jenis operasi yang akan dibentuk dan operand yang akan digunakan.
- Operand Address Calculation ( OAC ) yaitu menentukan alamat operand, hal ini dilakukan apabila melibatkan referensi operand pada memori
- Operand Fetch ( OF ) yaitu mengambil operand dari memori atau dari modul I/O
- Data Operation ( DO ) yaitu proses membentuk operasi yang diperintahkan dalam instruksi.
- Operand Store ( OS ) yaitu proses menyimpan hasil eksekusi ke dalam memori atau mengeluarkan ke I/O.
4.5 INTERUPSI
Fungsi interupsi adalah mekanisme penghentian atau
pengalihan pengolahan instruksi dalam CPU kepada routine interupsi. Hampir
semua modul ( memori dan I/O ) memiliki
mekanisme yang dapat menginterupsi kerja CPU.
Tujuan interupsi secara umum untuk manajemen
pengeksekusian routine instruksi agar efektif dan efisien antar CPU dan
modul-modul I/O maupun memori. Setiap komponen komputer dapat menjalankan
tugasnya secara bersamaan, tetapi kendali terletak pada CPU dan kecepatan
eksekusi masing-masing modul berbeda sehingga dengan adanya fungsi interupsi
dapat sebagai sinkronisasi kerja antar modul.
Dalam CPU terdapat sinyal-sinyal interupsi sebagai
berikut :
- Program
Interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi pada
hasil eksekusi program, contoh : aritmatika overflow, pembagian nol, operasi
ilegal
- Timer
Interupsi yang dibangkitkan pewaktuan dalam prosesor. Sinyal ini
memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsi tertentu secara reguler
- I/O
Sinyal interupsi yang dibangkitkan oleh modul I/O sehubungan
pemberitahuan kondisi error dan penyelesaian suatu operasi.
- Hardware failure
Interupsi yang dibangkitkan oleh kegagalan daya atau
kesalahan paritas memori
4.6 CONTOH EKSEKUSI PROGRAM DALAM CPU
Tahap 1 & Tahap 2
- PC ( Program Counter ) berisi alamat 300 untuk instruksi pertama. Instruksi yang berada di alamat 300 dimuatkan ke IR ( Instruction Register ).Tentunya proses ini melibatkan penggunaan MAR ( Memory Address Register ) dan MBR ( Memory Buffer Register )
- Instruksi dalam IR : untuk 4 bit pertama menunjukkan opcode, bit berikutnya yaitu 12 bit menunjukkan alamat. Jadi instruksi 1940 maksudnya 1 = opcode 0001 = isi AC dari memori alamat 940
Tahap 3 & Tahap 4
- PC bertambah nilainya dan instruksi berikutnya diambil yaitu di alamat 301 dan dimasukkan di dalam IR.
- Instruksi dalam IR yaitu 5941 maksudnya 5 = opcode 0101 = tambahkan AC dengan isi memori alamat 941 dan hasilnya disimpan dalam AC.
Tahap 5 & Tahap 6
- PC bertambah nilainya dan instruksi berikutnya diambil yaitu di alamat 302 dan dimasukkan di dalam IR.
- Instruksi dalam IR yaitu 2941 maksudnya 2 = opcode 0010 = isi AC disimpan di memori alamat 941.
4.7 PERKEMBANGAN DESAIN PROSESOR
Tanenbaum mengemukakan adanya prinsip-prinsip penting
dalam melakukan desain prosesor komputer modern yaitu prinsip RISC ( Reduced
Instruction Set Computer ), yaitu :
- Memaksimalkan kecepatan dimana instruksi-instruksi dikeluarkan
Prinsip ini menekankan pengembangan jumlah instruksi yang dapat diproses
per detik pada sebuah prosesor, yaitu MIPS ( Million of Instruction per Second ),
mengakibatkan muncul teknologi paralelisme
prosesor yang akan dapat meningkatkan kinerja komputer
- Memperbanyak instruksi yang secara langsung dapat dijalankan hardware untuk mempercepat kinerja
- Instruksi-instruksi harus mudah untuk di-dekode-kan
Batas kritis pada tingkat kecepatan adalah dekode dari setiap instruksi.
Semakin sedikit format instruksi maka akan semakin baik kinerja dan kecepatan
sebuah eksekusi instruksi.
- Hanya instruksi LOAD dan STORE yang diakses ke memori dan berusaha memperkecil instruksi yang langsung diakses dari memori utama.
- Menyiapkan banyak register, sekarang rata-rata CPU memiliki 32 register.
4.8 KONSEP MULTI PROSESOR
Merupakan pengembangan sistem komputer dimana sebuah
sistem komputer memiliki beberapa prosesor ( CPU ) dengan sebuah memori bersama
( shared memory ). Konsep ini dapat
digambarkan seperti sekelompok orang dalam satu ruangan kelas yang memiliki
sebuah papan tulis yang digunakan bersama. Orang = prosesor, papan tulis =
memori. Dengan konsep ini pekerjaan yang dilakukan oleh banyak orang akan lebih
cepat selesai daripada 1 orang tetapi kendalanya hanya menggunakan papan tulis
bersama yang memuat setiap orang harus berhati-hati agar tidak berebut jalur.
Jadi antar CPU harus saling koordinasi agar tidak
berebut jalur. Konflik mungkin akan
sering terjadi ketika bertabrakan dalam akses terhadap memori dengan BUS yang
sama. Tetapi model ini memiliki keunggulan model pemrograman lebih mudah
ditangani oleh programmer
4.9 KONSEP MULTI KOMPUTER
Adalah sistem yang terdiri dari banyak komputer dan
masing-masing komputer memiliki memori sendiri-sendiri. Keunggulannya terletak
pada kemudahan implementasinya tapi dalam model pemrograman terhadap banyak
memori lebih sulit ditangani programmer.
BAB 5
MEMORY
5.1 FUNGSI MEMORY
CPU
hanya dapat menyimpan data dan instruksi
di register yang berukuran kecil sehingga tidak dapat menyimpan semua informasi yang dibutuhkan untuk
keseluruhan proses program. Untuk mengatasi hal ini, maka CPU harus dilengkapi dengan
alat penyimpan yang berkapasitas
lebih besar yaitu memori utama. Unit ini
dapat dibayangkan sebagai sekumpulan kotak-kotak yang masing-masing
dapat menyimpan sepenggal informasi baik berupa data maupun instruksi. Tiap-tiap
lokasi dari kotak ditunjukkan oleh suatu
alamat ( address ),
yaitu berupa nomor yang menunjukkan
lokasi tertentu dari kotak memori.
Ukuran
memori ditunjukkan oleh satuan byte,
misalnya 1 Mb, 4 Mb, 8 Mb, atau bahkan ada yang sampai lebih dari 4 Gb. Pada
umumnya 1 byte memori terdiri dari 8 – 32 bit ( binary
digit ), yaitu banyaknya digit biner ( 0 atau 1 )
yang mampu disimpan dalam satu kotak memori.
5.2 HIRARKI MEMORY
- Memori adalah bagian dari komputer tempat berbagai program dan data-data disimpan.
- Memori utama adalah tempat penyimpanan sementara dimana dibutuhkan oleh prosesor yang akan mengoperasikan program atau data tertentu.
- Memori dalam komputer dapat dibedakan sebagai berikut :
Register.
Cache memory ( Static RAM ) : internal cache dan
external cache.
Memori utama ( Dynamic RAM ).
Memori sekunder : magnetic disk, optical disk,
magnetic tape.
·
Memori yang memiliki hirarki paling atas memiliki
kecepatan paling tinggi tetapi kapasitas penyimpanan data paling rendah.
5.3 MEMORY UTAMA
·
Terbuat dari bahan yang bersifat dinamis sehingga
disebut dynamic RAM, harga lebih murah dibanding static RAM, tidak cepat panas,
tetapi tidak kecepatan proses tidak secepat static RAM.
·
Disebut memori utama karena langsung berhubungan
dengan prosesor dalam menyediakan program dan data yang dibutuhkannya dan menghubungkan prosesor dengan memori sekunder
untuk dapat melakukan tugas pengolahan data dengan baik.
·
Bersifat volatile
( sementara ) dimana hanya menyimpan
data dan program selama komputer hidup.
5.4 SATUAN DAN PENGALAMATAN MEMORY
- Informasi digital disimpan dengan membedakan nilai-nilai tertentu seperti voltase atau arus.
- Bit satuan pokok dari memori yang berisi sebuah angka 0 atau 1. Bit berkumpul membentuk byte ( 8 bit ), byte berkumpul membentuk word, contoh : sebuah komputer dengan word 32 bit berarti memiliki 4 byte/word.
- Jumlah bit yang dapat diakses dalam 1 siklus memori disebut memory width atau memory word length.
- Memori terdiri dari sejumlah “cell” yang dapat menyimpan sepotong informasi. Setiap cell menyimpan sebuah angka yang disebut “alamat”. Jika sebuah memori memiliki “n” cell maka memori tersebut akan memiliki alamat 0 sampai dengan n-1.
- Berikut tiga cara mengorganisasikan memori misal memori 96 bit.
5.5 PENGATURAN BYTE DALAM MEMORY
- Terdapat 2 cara pengaturan byte dalam memori yaitu big endian dan little endian.
- Big Endian merupakan sistem lama yaitu sistem penomoran memori komputer yang dimulai dari ujung terbesar ke ujung terkecil (dari kiri ke kanan), contoh pada komputer SPARC, mainframe - mainframe IBM besar.
- Little Endian merupakan sistem penomoran memori komputer yang dimulai dari ujung terkecil ke ujung terbesar, contoh pada komputer generasi Intel.
BAB 6
MEMORY UTAMA
6.1 JENIS MEMORY UTAMA
Memori bisa dikategorikan menjadi 2 :
- memori internal adalah memori yang dapat diakses langsung oleh prosesor, yaitu : register yang terdapat di dalam prosesor, cache memori dan memori utama yang berada di luar prosesor.
- memori eksternal adalah memori yang diakses prosesor melalui piranti I/O, yaitu disket dan hardisk, optical disk, magnetic tape
Untuk memori utama pada dasarnya dikategorikan menjadi
2, yaitu : ROM dan RAM
- ROM ( Read Only Memory )
ROM biasa digunakan oleh komputer untuk menyimpan data
utama selamanya, artinya data yang telah tersimpan dalam ROM tidak akan
terhapus apabila komputer dimatikan (
bersifat non volatile ).
ROM diisi oleh pabrik pembuatnya berupa program - program
pokok yang diperlukan sistem komputer misal program bootstrap.
Isi dari ROM tidak boleh hilang atau rusak karena bisa
menyebabkan komputer tidak berfungsi, sehingga untuk pencegahannya ROM
dirancang hanya bisa dibaca. Namun pada
kasus lain memungkinkan untuk merubah isi ROM, dengan cara memprogram kembali
instruksi - instruksi didalamnya.
ROM yang dapat diprogram kembali :
v PROM ( Programmable Read Only Memory ) : hanya dapat diprogram 1 kali
saja.
v EPROM ( Erasable Programmable Read Only Memory ) : dapat dihapus dengan
sinar ultraviolet dan diprogram berulang kali, contoh : BIOS
v EEPROM ( Electricaly Erasable Programmable Read Only Memory ) : dapat
dihapus dengan pulsa electric dan diprogram berulang kali, contoh : flash
memory untuk menyimpan gambar pada kamera digital
- RAM ( Random Access Memory )
Untuk RAM pada dasarnya dikategorikan menjadi 2, yaitu : Static RAM ( SRAM
) dan Dynamic RAM ( DRAM ).
Berdasarkan teknologi yang dimilikinya RAM
dikelompokkan menjadi beberapa tipe yaitu :
- SIMM ( Single in-line Memory Module )
- DIMM ( Dual in-line Memory Module )
- RIMM ( Rambus in-line Memory Module )
6.2 SIMM
- Jenisnya FPM ( Fast Page Memory → digunakan generasi komputer 486 atau sebelumnya ), DRAM, EDO RAM ( extended data-out RAM → tahun 1995 – 1997 untuk jenis komputer pentium )
- Memori SIMM mempunyai ukuran 30 atau 72 pin.
- Memori SIMM 30 pin digunakan untuk PC jenis 80286 hingga 80486 dan beroperasi pada 16 bit, ukuran 3,5 x 0,75 inches ( 9 x 2 cm ).
- Memori SIMM 72 pin digunakan untuk PC jenis Pentium beroperasi pada 32 bit, ukuran 4,25 x 1 inches ( 11 x 2,5 cm ).
6.3 DIMM
- Memori DIMM mempunyai ukuran mulai 168 pin, kedua belah modul memori ini aktif dimana setiap permukaan adalah 84 pin, berbeda dengan SIMM yang hanya berfungsi pada sebelah modul saja.
- DIMM mendukung 64 bit data
- Ukuran sekitar 5.4 x 1 inch ( 14 x 2.5 cm ), kapasitas 8 MB sampai 1 GB per module
- Contoh RAM yang menggunakan tipe DIMM :
SDRAM ( Synchronous DRAM )
v SDRAM merupakan pengganti DRAM, FPM, EDO.
v SDRAM melakukan pengaturan (synchronizes) memori supaya sama dengan CPU
clock untuk pemindahan data yang lebih cepat.
v SDRAM lebih cepat 20% dari EDO, memiliki 3 kecepatan yaitu 66 MHz,
100MHz ( PC 100 ), 133 MHz ( PC 133 ).
DDR SDRAM ( Double-data-rate SDRAM )
DDR SDRAM merupakan pengembangan SDRAM standard dimana data ditransfer 2
kali lebih cepat, mempunyai 184, 240 pin.
SODIMM ( Small Outline Dual In-line Memory Module )
Digunakan pada notebook,ukuran lebih kecil sekitar 2 x 1 inch (5 x 2.5
cm), memiliki 144 atau 200 pin, kapasitas 16 MB sampai 1 GB per module - Menggunakan model RAM DDR SDRAM.
6.4 RIMM ( Rambus Inline Memory Module )
- RIMM mempunyai ukuran 184, 232, 326 pin, beroperasi mulai dari 16 bit.
- Contoh RAM jenis ini adalah DR DRAM ( Direct Rambus DRAM) atau RDRAM digunakan untuk CPU Intel yang berkemampuan tinggi, memiliki 2 saluran data sehingga pemindahan data lebih cepat dibanding DDR SDRAM.
- Contoh DR DRAM adalah model RIMM 4200 32 bit menghantar 4,2Gb setiap saat pada kelajuan 1066 MHz.
- Harga masih mahal dan motherboard khusus sehingga supaya lebih ekonomis Intel beralih ke DDR2, DDR3
RD RAM PC 1066 – 1 GB ( 2 x 512 MB )
6.5 MEMORY CHIP PACKAGING
BAB 7
SISTEM I/O
7.1 STRUKTUR
DAN FUNGSI I/O
Struktur
komputer didefinisikan sebagai cara - cara dari tiap komponen saling terkait.
Struktur sebuah komputer secara sederhana, dapat digambarkan dalam diagram blok
di bawah ini.
Sedangkan
fungsi komputer didefinisikan sebagai operasi masing-masing komponen sebagai
bagian dari struktur. Adapun fungsi dari masing-masing komponen dalam struktur
di atas adalah sebagai berikut :
1)
Input Device
(Alat Masukan)
Adalah perangkat
keras komputer yang berfungsi
sebagai alat untuk memasukan data atau perintah ke dalam
komputer.
2)
Output Device
(Alat Keluaran)
Adalah
perangkat keras komputer yang berfungsi untuk menampilkan keluaran
sebagai hasil pengolahan data. Keluaran dapat berupa hard-copy
( ke kertas ), soft-copy ( ke monitor ),
ataupun berupa suara, dll.
3)
I/O Unit
Merupakan
peralatan antarmuka ( interface ) bagi sistem bus atau switch sentral
dan mengontrol satu atau lebih perangkat peripheral. Tidak hanya sekedar Unit
penghubung, tetapi sebuah piranti yang berisi logika dalam melakukan fungsi
komunikasi antara peripheral dan bus komputer.
Piranti
tidak dapat langsung
dihubungkan dengan bus
sistem komputer karena beberapa hal, yaitu :
a) Bervariasinya metode
operasi piranti peripheral,
sehingga tidak praktis apabila
sistem komputer harus menangani berbagai macam sisem operasi piranti peripheral
tersebut.
b) Kecepatan transfer
data piranti peripheral
umumnya lebih lambat dari pada laju transfer data pada CPU
maupun memori.
c) Format data
dan panjang data
pada piranti peripheral
seringkali berbeda dengan CPU,
sehingga perlu Unit
untuk menselaraskannya.
Model generik
dari suatu I/O Unit
Fungsi I/O Unit
adalah :
a) 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 Transfer data tidak akan
lepas dari penggunaan sistem bus, maka interaksi CPU dan I/O Unit akan
melibatkan kontrol dan pewaktuan sebuah arbitrasi bus atau lebih.
Langkah-langkah
pemindahan data dari peripheral ke CPU melalui sebuah I/O Unit :
o
Permintaan dan
pemeriksaan status perangkat
dari CPU ke I/O Unit.
o
I/O Unit memberi jawaban atas permintaan
CPU.
o
Apabila
perangkat eksternal telah
siap untuk transfer
data, maka CPU akan mengirimkan perintah ke I/O Unit.
o
I/O Unit akan menerima paket data dengan
panjang tertentu dari peripheral.
o
Selanjutnya data dikirim ke CPU setelah
diadakan sinkronisasi panjang data dan kecepatan transfer oleh I/O Unit
sehingga paket – paket data dapat diterima CPU dengan baik.
b) Komunikasi
antara CPU dan I/O Unit :
o
Command Decoding, yaitu I/O Unit
menerima perintah – perintah dari
CPU yang dikirimkan
sebagai sinyal bagi
bus kontrol. Misalnya, sebuah Unit
I/O untuk disk dapat menerima perintah :
Read
sector, Scan record ID, Format disk.
o
Data, pertukaran data antara CPU dan I/O
Unit melalui bus data.
o
Status Reporting, yaitu pelaporan
kondisi status I/O Unit maupun perangkat
peripheral, umumnya berupa
status kondisi Busy atau Ready. Juga status bermacam – macam
kondisi kesalahan ( error ).
o
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 I/O Unit harus mengetahui alamat peripheral yang dikontrolnya.
c) Komunikasi
perangkat eksternal,
Skema
suatu perangkat peripheral.
d) Pem-buffer-an data yang tujuan utamanya
adalah mendapatkan penyesuaian data sehubungan perbedaan laju transfer data
dari perangkat peripheral dengan kecepatan pengolahan pada CPU, karena laju
transfer data dari perangkat peripheral lebih lambat dari kecepatan CPU maupun
media penyimpan.
e) Deteksi
kesalahan, sehingga bila perangkat peripheral terdapat masalah sehingga proses
tidak dapat dijalankan, maka I/O Unit akan melaporkan kesalahan tersebut.
Misal
informasi kesalahan pada peripheral printer. Seperti : kertas tergulung, tinta
habis, kertas habis, dll.
Teknik
yang umum untuk deteksi kesalahan adalah penggunaan bit paritas.
Antarmuka
struktur I/O Unit ke CPU melalui bus sistem komputer terdapat tiga saluran :
a) Saluran
data.
b) Saluran
alamat.
c) Saluran
kontrol.
Bagian
terpenting struktur I/O Unit adalah blok
logika I/O yang berhubungan dengan semua peralatan antarmuka peripheral,
terdapat fungsi pengaturan dan switching pada blok ini.
Dalam
I/O terprogram, data saling dipertukarkan antara CPU dan I/O Unit. CPU
mengeksekusi program yang memberikan operasi I/O kepada CPU secara langsung,
yaitu :
a) Pemindahan
data.
b) Pengiriman
perintah baca maupun tulis.
c) Monitoring
perangkat.
Kelemahan
dari I/O terprogram adalah CPU akan menunggu sampai operasi I/O selesai
dilakukan I/O Unit, sehingga akan membuang waktu karena CPU lebih cepat proses
operasinya. Sehingga dalam teknik ini, I/O Unit tidak dapat melakukan interupsi
kepada CPU terhadap proses – proses yang diinteruksikan padanya. Oleh karena
itu seluruh proses merupakan tanggung jawab CPU sampai operasi lengkap
dilaksanakan.
Klasifikasi
perintah I/O terprogram dalam unit ini adalah :
a) Perintah
control.
Perintah
ini digunkan untuk mengaktivasi perangkat peripheral dan memberitahukan tugas yang diperintahkan
padanya.
b) Perintah
test.
Perintah ini
digunakan CPU untuk menguji berbagai
kondisi status I/O Unit dan
peripheralnya. CPU perlu
mengetahui perangkat peripheralnya dalam keadaan aktif dan siap
digunakan, juga untuk mengetahui operasi
– operasi I/O yang dijalankan serta mendeteksi kesalahannya.
c) Perintah
read.
Perintah pada
Unit I/O untuk
mengambil suatu paket
data kemudian menaruh dalam
buffer internal. Proses
selanjutnya paket data
dikirim melalui bus data setelah
terjadi sinkronisasi data
maupun kecepatan transfernya.
d) Perintah
write.
Perintah
ini kebalikan dari read. CPU memerintahkan I/O Unit untuk mengambil data dari
bus data untuk diberikan pada perangkat peripheral tujuan data tersebut.
Implementasi perintah dalam
instruksi I/O terprogram :
a)
Memory-mapped
I/O.
Terdapat ruang tunggal untuk lokasi
memori dan perangkat I/O. CPU memperlakukan register status dan register data
I/O Unit sebagai lokasi memori dan menggunakan instruksi mesin yang sama untuk
mengakses baik memori maupun perangkat I/O. Konskuensinya adalah diperlukan
saluran tunggal untuk pembacaan dan saluran tunggal untuk penulisan. Keuntungan
memory-mapped I/O adalah efisien dalam pemrograman, namun memakan banyak ruang
memori alamat.
b)
Isolated
I/O.
Dilakukan pemisahan ruang pengalamatan
bagi memori dan ruang pengalamatan bagi I/O. Dengan teknik ini diperlukan bus
yang dilengkapi dengan saluran pembacaan dan penulisan memori ditambah saluran
perintah output. Keuntungan isolated I/O adalah sedikitnya instruksi I/O.
Dalam Proses Interrupt – Driven I/O,
proses tidak membuang – buang waktu, dimana
prosesnya adalah :
a)
CPU
mengeluarkan perintah I/O pada I/O Unit, bersamaan perintah I/O dijalankan I/O
Unit maka CPU akan melakukan eksekusi perintah – perintah lainnya.
b)
Apabila
I/O Unit telah selesai menjalankan instruksi yang diberikan padanya akan
melakukan interupsi pada CPU bahwa tugasnya telah selesai.
Dalam Interrupt
– Driven I/O, kendali perintah masih menjadi tanggung jawab CPU, baik
pengambilan perintah dari memori maupun pelaksanaan isi perintah tersebut.
Terdapat selangkah kemajuan dari teknik sebelumnya, yaitu CPU melakukan
multitasking beberapa perintah sekaligus, tanpa ada waktu tunggu bagi CPU
sehingga proses jadi lebih cepat.
Cara
kerja teknik Interrupt
– Driven I/O di
sisi I/O Unit :
a) I/O Unit
menerima perintah, misal read.
b) I/O Unit
melaksanakan perintah pembacaan dari peripheral dan meletakkan paket data ke
register data I/O Unit.
c) Unit
mengeluarkan sinyal interupsi ke CPU melalui saluran kontrol.
d) Unit
menunggu datanya diminta CPU. Saat permintaan terjadi.
e) Unit
meletakkan data pada bus data.
f) Unit siap
menerima perintah selanjutnya.
Pengolahan
interupsi saat perangkat I/O telah menyelesaikan sebuah operasi I/O :
a) Perangkat
I/O akan mengirimkan sinyal interupsi ke CPU.
b) CPU
menyelesaikan operasi yang
sedang dijalankannya kemudian merespon interupsi.
c) CPU
memeriksa interupsi tersebut, kalau valid maka CPU akan mengirimkan sinyal
acknowledgment ke perangkat I/O untuk menghentikan interupsinya.
d) CPU mempersiapkan
pengontrolan transfer ke
routine interupsi. Hal
yang dilakukan adalah
menyimpan informasi yang
diperlukan untuk melanjutkan
operasi yang tadi
dijalankan sebelum adanya
interupsi. Informasi yang
diperlukan berupa :
o Status
prosesor, berisi register yang dipanggil PSW (program status word).
o Lokasi
intruksi berikutnya yang akan dieksekusi.
Informasi
tersebut kemudian disimpan dalam stack pengontrol sistem.
e) CPU akan menyimpan PC
(program counter) eksekusi
sebelum interupsi ke stack pengontrol bersama informasi PSW.
f) Mempersiapkan
PC untuk penanganan interupsi.
g) CPU
memproses interupsi sempai selesai.
h) Bila pengolahan
interupsi selasai, CPU
akan memanggil kembali
informasi yang telah disimpan pada stack pengontrol untuk meneruskan
operasi sebelum interupsi.
Teknik
yang digunakan CPU dalam menangani program interupsi :
a) Multiple
Interrupt Lines.
Teknik ini merupakan yang paling
sederhana, tetapi menggunakan saluran interupsi berjumlah banyak, sehingga
tidak praktis untuk menggunakan sejumlah saluran bus atau pin CPU ke seluruh
saluran interupsi modul – modul I/O.
b) Software
Poll.
Saat CPU mengetahui adanya sebuah
interupsi, maka CPU akan menuju ke routine layanan interupsi yang tugasnya
melakukan poll seluruh modul I/O untuk menentukan modul yang melakukan
interupsi. Kerugian software poll adalah memerlukan waktu yang lama karena
harus mengidentifikasi seluruh modul untuk mengetahui modul I/O yang melakukan
interupsi.
c) Daisy
Chain.
Teknik ini yang lebih efisien,
dimana menggunakan hardware poll, sehingga seluruh modul I/O tersambung dalam
saluran interupsi CPU secara melingkar (chain). Dan apabila ada permintaan
interupsi, maka CPU akan menjalankan sinyal acknowledge yang berjalan pada
saluran interupsi sampai menjumpai modul I/O yang mengirimkan interupsi.
d) Arbitrasi
Bus.
Modul I/O memperoleh kontrol bus
sebelum modul ini menggunakan saluran permintaan interupsi sehingga hanya akan
terdapat sebuah modul I/O yang dapat melakukan interupsi.
7.2 PORT
INPUT/OUTPUT (I/O)
Port I/O
merupakan Port atau Gerbang atau tempat dipasangnya conector dari peralatan
I/O. Dimana setiap port I/O dibawah kontrol dari Processor.
a)
Port
Paralel (LPT).
Merupakan port bagi peralatan yang bekerja dengan
transmisi data secara parallel.
Contoh peralatan yang menggunakan port ini :
Printer,
Scanner dll.
b)
Port
Serial (COM).
Merupakan
port bagi peralatan yang bekerja dengan transmisi data secara serial. Contoh
peralatan yang menggunakan port ini :
Mouse,
Modem , dll.
c)
Port
AT – PS/2.
Port
ini umumnya digunakan untuk masukan dari PS/2 Keyboard, PS/2 Mouse.
d)
USB
Port.
USB Port
(Universal Serial Bus ) Port merupakan Port Serial universal bagi peralatan
yang bekerja dengan transmisi data secara serial. Contoh Perlatan yang
menggunakan USB port :
Camera
Digital, USB Mouse, USB Keyboard, dll.
e)
Port
VGA.
Merupakan
port yang berhubungan langsung dengan monitor. Port VGA didapatkan dari
pemasangan VGA Card.
f)
Port
Audio.
Merupakan
port yang berhubungan langsung dengan peralatan audio seperti Tape, Radio,
Speaker, Microphone, dll.
g)
Port
LAN Ethernet.
|
LAN Ethernet berfungsi sebagai medium
penghubung untuk mentransmisikan data.
Node-node yang terhubungkan
mengirim dan menerima data jaringan / internet melalui kabel sebagai pembawa
sinyal dan melihat apakah data tersebut ditujukan buat dirinya.
Jenis Ethernet dan sambungannya sangat
bermacam – macam, tergantung dari banyak, kapasitas, kecepatan, dan jenis
sambungan data yang ingin kita kirim dan kita terima.
7.3 PERIPHERAL
INPUT/OUTPUT (I/O)
Peripheral
adalah sesuatu yang mengacu ke peralatan external yang dihubungkan dengan
komputer. Peripheral komputer dapat dibagi ke dalam dua kategori berdasarkan
fungsi. Kategori pertama terdiri atas peralatan yang melaksanakan operasi input
dan output, kategori ini meliputi keyboard, trackball, mouse, printer, dan display video. Kategori kedua terdiri atas peralatan yang diutamakan pada penyimpan data sekunder, yang mana penyimpan utamanya disediakan oleh memori utama
komputer.Ada banyak sekali peralatan penyimpan, seperti disk magnetic, optical
disk, magnetic tapes, yang mampu untuk menyimpan data yang besar. Peralatan
yang umum digunakan pada Personal Computer ( PC ) antara lain :
1)
Keyboard
Penciptaan
keyboard komputer di ilhami oleh penciptaan mesin ketik yang dasar rancangannya di buat dan di patenkan oleh
Christopher Latham pada tahun 1868 dan banyak dipasarkan pada tahun 1877 oleh
Perusahaan Remington.
Keyboard
komputer pertama disesuaikan dari kartu
pelubang ( punch card )
dan teknologi pengiriman tulisan jarak
jauh ( Teletype ). Tahun 1946 komputer ENIAC menggunakan pembaca kartu pembuat lubang ( punched card reader )
sebagai alat input dan output. Bila mendengar kata “keyboard” maka pikiran kita
tidak lepas dari adanya sebuah
komputer, karena keyboard merupakan sebuah papan yang
terdiri dari tombol-tombol untuk mengetikkan kalimat dan simbol-simbol khusus lainnya pada komputer. Keyboard dalam bahasa
Indonesia artinya papan tombol jari atau papan tuts.
Pada
keyboard terdapat tombol-tombol huruf (alphabet) A – Z, a – z, angka (numeric)
0 - 9, tombol dan karakter khusus seperti : ` ~ @ # $ % ^ & * ( ) _ - + =
< > / , . ? : ; “ ‘ \ |, tombol fungsi (F1 – F12), serta
tombol-tombol khusus lainnya yang jumlah seluruhnya adalah 104 tuts. Sedangkan
pada Mesin ketik jumlah tutsnya adalah
52 tuts.
Bentuk keyboard umumnya persegi
panjang, tetapi saat ini model keyboard sangat variatif.
Dahulu
orang banyak yang menggunakan mesin ketik baik yang biasa maupun mesin ketik
listrik. Keyboard mempunyai kesamaan bentuk dan fungsi dengan mesin ketik. Perbedaannya terletak pada hasil output atau
tampilannya. Bila kita menggunakan mesin ketik, kita tidak dapat menghapus atau
membatalkan apa-apa saja yang sudah ketikkan dan setiap satu huruf atau simbol
kita ketikkan maka hasilnya langsung kita lihat pada kertas. Tidak
demikian dengan keyboard. Apa
yang kita ketikkan hasil atau keluarannya dapat kita lihat di layar monitor terlebih
dahulu, kemudian kita dapat memodifikasi atau
melakukan
perubahan-perubahan bentuk
tulisan, kesalahan ketikan dan yang lainnya. Mouse terhubung dengan komputer
dengan sebuah kabel yang terdapat pada
mouse. Ujung kabel keyboard dapat berupa
USB atau PS/2 Port. Ujung konektor
tersebut dimasukkan dalam USB atau port yang terdapat di CPU komputer.
2)
Mouse
Pada
dasarnya, penunjuk ( pointer ) yang dikenal dengan sebutan
"Mouse" dapat digerakkan kemana saja
berdasarkan arah gerakan bola kecil yang
terdapat dalam mouse. Jika kita membuka dan mengeluarkan bola kecil yang
terdapat di belakang mouse, maka akan terlihat 2 pengendali gerak di dalamnya.
Kedua pengendali gerak tersebut
dapat bergerak bebas dan
mengendalikan pergerakan penunjuk, yang
satu searah horisontal (mendatar) dan satu lagi vertikal ( atas
dan bawah ).
Jika kita hanya
menggerakkan pengendali horisontal
maka penunjuk hanya akan bergerak secara horisontal saja pada layar
monitor komputer. Dan sebaliknya jika
penunjuk vertikal yang digerakkan, maka penunjuk ( pointer ) hanya bergerak secara vertikal saja dilayar monitor.
Jika keduanya kita gerakkan
maka gerakan penunjuk ( pointer ) akan menjadi diagonal. Jika bola kecil dimasukkan kembali, maka bola itu akan
menyentuh dan menggerakkan kedua
pengendali gerak tersebut sesuai dengan arah mouse yang kita gerakkan.
Akan
tetapi, sekarang ini perkembangan mouse sudah sangat berkembang, sehingga
sekarang system pergerakan mouse sudah digantikan dengan sensor infra merah,
laser, dan tombol. Pergerakan bola mouse keluaran terbaru tidak hanya terdapat
dibawah, tetapi ada juga yang terdapat diatas atau disamping mouse itu sendiri.
Bahkan
pergerakan mouse, pada beberapa computer seperti notebook / laptop, pergerakan
mouse sudah menggunakan suatu sitem sensor permukaan gerak.
Pada
sebagian besar mouse terdapat tiga tombol, tetapi umumnya hanya dua tombol yang
berfungsi, yaitu tombol paling kiri dan yang paling kanan. Pengaruh dari
penekanan tombol atau yang di kenal dengan istilah “Click” ini tergantung pada obyek ( daerah ) yang kita tunjuk. Komputer akan
mengabaikan penekanan tombol ( click ) bila tidak mengenai area atau obyek
yang tidak penting.
Kemudian
dalam penggunaan mouse juga kita kenal istilah "Drag" yang artinya
menggeser atau menarik. Apabila kita menekan tombol paling kiri tanpa melepaskannya dan sambil
menggesernya, salah satu akibatnya obyek
tersebut berpindah atau menjadi pindah ( tersalin ) ke obyek lain dan terdapat kemungkinan
lainnya.
Kemungkinan-kemungkinan
ini tergantung pada jenis program aplikasi apa yang kita jalankan. Mouse
terhubung dengan komputer dengan sebuah kabel yang terdapat pada mouse.
Ujung kabel mouse dapat berupa USB atau PS/2 Port. Ujung konektor tersebut dimasukkan dalam USB
atau port yang terdapat di CPU komputer.
3)
Light Pen
Light
pen adalah pointer elektronik yang digunakan untuk modifikasi dan men-design
gambar dengan screen ( monitor ). Light pen memiliki sensor yang dapat
mengirimkan sinyal cahaya ke komputer yang kemudian direkam, dimana layar
monitor bekerja dengan merekam enam sinyal elektronik setiap baris per detik.
4)
Joy Stick dan
Paddle Games
Alat ini
biasa digunakan pada permainan ( games ) komputer. Joy Stick biasanya berbentuk
tongkat, sedangkan games paddle biasanya berbentuk kotak atau persegi terbuat
dari plastik dilengkapi dengan tombol-tombol yang akan mengatur gerak suatu
objek dalam komputer.
5)
Barcode Reader
Fungsi
alat ini adalah untuk membaca suatu kode yang berbentuk kotak-kotak atau
garis-garis tebal vertical yang kemudian diterjemahkan dalam bentuk
angka-angka. Kode-kode ini biasanya menempel pada produk-produk makanan,
minuman, alat elektronik dan buku.
6)
Graphics Pads
Teknologi
Computer Aided Design ( CAD ) dapat membuat rancangan bangunan,
rumah, mesin mobil, dan pesawat dengan menggunakan Graphics Pads. Graphics pads
ini merupakan input masukan untuk menggambar objek pada monitor. Graphics pads
yang digunakan mempunyai dua jenis. Pertama, menggunakan jarum ( stylus )
yang dihubungkan ke pad atau dengan memakai bantalan tegangan rendah, yang pada
bantalan tersebut terdapat permukaan membrane sensitif sentuhan ( touch
sensitive membrane surface ).
Tegangan rendah yang dikirimkan kemudian diterjemahkan menjadi koordinat X – Y.
Kedua, menggunakan bantalan sensitif sentuh ( touch sensitive pad ) tanpa menggunakan jarum. Cara kerjanya
adalah dengan meletakkan kertas gambar pada bantalan, kemudian ditulisi dengan
pensil.
7)
Scanner
Scanner
adalah suatu alat elektronik yang
fungsinya mirip dengan mesin fotokopi.
Mesin fotocopy hasilnya dapat langsung
kamu lihat pada kertas sedangkan scanner
hasilnya ditampilkan pada layar monitor komputer dahulu kemudian baru dapat dirubah dan
dimodifikasi sehingga tampilan dan hasilnya menjadi bagus yang kemudian
dapat disimpan sebagai file text, dokumen dan gambar.
Bentuk
dan ukuran scanner bermacam-macam, ada yang besarnya seukuran dengan kertas
folio ada juga yang seukuran postcard, bahkan yang berbentuk pena. Scanner berukuran pena tersebut bisa menyimpan hingga 1.000 halaman teks cetak dan kemudian mentransfernya ke sebuah
komputer pribadi ( PC ). Scanner berukuran pena tersebut
dinamakan Quicklink. Pena scanner itu berukuran panjang 6” dan beratnya sekitar
3 ons. Scanner tersebut dapat melakukan
pekerjaannya secara acak lebih cepat dari scanner yang berbentuk datar.
Data
yang telah diambil dengan scanner itu, bisa
dimasukkan secara langsung ke
semua aplikasi komputer yang mengenali teks ASCII. Perbedaan tiap scanner dari berbagai merk terletak pada pemakaian teknologi dan resolusinya. Pemakaian teknologi misalnya
penggunaan tombol-tombol digital dan teknik pencahayaan.
Cara kerja Scanner :
Ketika
menekan tombol mouse untuk memulai Scanning, yang terjadi adalah :
o
Penekanan
tombol mouse dari komputer menggerakkan pengendali kecepatan pada mesin
scanner. Mesin yang terletak dalam scanner tersebut mengendalikan proses
pengiriman ke unit scanning.
o
Kemudian
unit scanning menempatkan proses pengiiman ke tempat atau jalur yang sesuai
untuk langsung memulai scanning.
o
Nyala
lampu yang terlihat pada Scanner
menandakan bahwa kegiatan scanning sudah
mulai dilakukan.
o
Setelah
nyala lampu sudah tidak ada, berarti proses scan sudah selesai dan hasilnya
dapat dilihat pada layar monitor.
Apabila
hasil atau tampilan teks / gambar
ingin dirubah, kita dapat merubahnya dengan menggunakan
software-software aplikasi yang ada. Misalnya dengan photoshop, Adobe dan lain-
lain.
Ada dua macam perbedaan scanner
dalam memeriksa gambar yang berwarna yaitu :
Scanner
yang hanya bisa satu kali meng-scan warna dan menyimpan semua warna pada saat
itu saja.
Scanner
yang langsung bisa tiga kali digunakan untuk menyimpan beberapa warna. Warna-warna
tersebut adalah merah, hijau dan biru.
Scaner yang disebut pertama lebih
cepat dibandingkan dengan yang
kedua, tetapi menjadi kurang bagus jika
digunakan untuk reproduksi warna. Kebanyakan scanner dijalankan pada 1-bit (binary digit / angka biner),
8-bit (256 warna), dan 24 bit (lebih
dari 16 juta warna). Nah,
bila kita membutuhkan hasil yang
sangat baik maka dianjurtkan menggunakan scanner dengan bit yang besar agar
resolusi warna lebih banyak dan bagus.
8)
Digital Camera
Salah satu input device yang sedang marak
belakangan ini adalah digital camera. Dengan adanya alat ini, kita dapat lebih
mudah memasukan data berupa gambar apa saja, dengan ukuran yang relatif cukup
besar, ke dalam komputer kita. Digital camera yang beredar di pasaran
saat ini ada berbagai macam jenis, mulai
dari jenis camera untuk mengambil gambar statis, sampai dengan camera
yang dapat merekam gambar dinamis seperti video.
9)
Mic ( Microphone
)
Kalau
camera digunakan untuk memasukkan input berupa gambar (dan suara), maka mic
digunakan hanya untuk memasukkan
input berupa suara. Penggunaan mic tentu saja memerlukan perangkat keras
tambahan untuk menerima input suara
tersebut yaitu sound card, dan speaker
untuk mendengarkan hasil rekaman suara.
10) Printer dan Plotter
Printer
dan plotter adalah jenis
hard-copy device, karena keluaran
hasil proses dicetak di atas kertas. Printer memiliki berbagai macam bentuk dan ukuran,
serta ketajaman hasil cetak. Ukuran kertas yang dapat digunakan pun beragam.
Tetapi, untuk mencetak di atas kertas dengan ukuran yang sangat besar,
digunakanlah plotter.
11) Monitor
Monitor
adalah salah satu jenis soft-copy device, karena keluarannya adalah berupa
signal elektronik, dalam hal ini berupa gambar yang tampil di
layar monitor. Gambar yang tampil adalah hasil pemrosesan
data ataupun informasi masukan. Monitor memiliki berbagai ukuran layar seperti layaknya sebuah
televisi. Tiap merek dan ukuran monitor memiliki tingkat resolusi yang
berbeda. Resolusi ini lah yang
akan menentukan ketajaman gambar
yang dapat ditampilkan pada layar monitor. Jenis-jenis monitor saat ini sudah
sangat beragam, mulai dari bentuk yang
besar dengan layar cembung, sampai dengan bentuk yang tipis dengan layar
datar (flat).
12) Infocus
Infocus hampir sama dengan monitor. Fungsinya
adalah untuk menampilkan gambar/visual hasil pemrosesan
data. Hanya saja, infocus memerlukan obyek lain sebagai media penerima pancaran
singnal-signal gambar yang dipancarkan. Media
penerima tersebut sebaiknya memiliki permukaan datar dan berwarna putih
(terang). Biasanya yang digunakan adalah dinding putih, whiteboard, ataupun
kain/layar putih yang dibentangkan.
BAB 8
MEMORY EKSTERNAL
8.1 PENGERTIAN
Memori
eksternal adalah perangkat keras
untuk melakukan operasi penulisan, pembacaan dan penyimpanan data, di luar
komponen utama yang telah
disebutkan di atas. Contoh dari memori
eksternal adalah floppy disk, harddisk, cd-rom, dvd, dll.
Hampir semua memori eksternal yang
banyak dipakai belakangan ini berbentuk disk / piringan sehingga operasi data dilakukan dengan perputaran piringan tersebut. Dari
perputaran ini, dikenal satuan rotasi piringan yang disebut RPM (Rotation Per Minute). Makin cepat perputaran, waktu akses pun semakin
cepat,namu makin besar juga tekanan
terhadap piringan sehingga makin besar panas yang dihasilkan. Untuk
media berkapasitas besar dikenal beberapa sitem yang ukuran RPM nya sebagai
berikut :
v 3600 RPM Pre-IDE
v 5200 RPM IDE
v 5400 RPM IDE/SCSI
v 7200 RPM IDE/SCSI
v 10000 RPM SCSI
Setiap
memori eksternal memiliki alat baca dan
tulis yang disebut
head (pada harddisk) dan side (pada floppy). Tiap piringan memiliki
dua sisi head/side, yaitu sisi 0 dan sisi 1. Setiap head/side dibagi
menjadi lingkaran lingkaran konsentris
yang disebut track. Kumpulan track yang sama dari seluruh head yang ada disebut
cylinder. Suatu track dibagi lagi menjadi daerah-daerah lebih kecil yang
disebut sector.
8.2 FLOOPY DISK
Floppy
disk drive yang menjadi standar pemakaian terdiri dari 2 ukuran yaitu 5.25” dan
3.5” yang masing-masing memiliki 2 tipe kapasitas Double Density (DD) dan High
Density (HD). Floppy disk 5.25” kapasitasnya adalah 360 Kbytes (untuk DD) dan 1.2 Mbytes (untuk
HD). Sedangkan floppy disk 3.5” kapasitasnya 720 Kbytes (untuk DD) dan 1.44
Mbytes (untuk HD). Kapasitas yang dapat
ditampung oleh floppy disk memang cenderung
kecil, apalagi jika dibandingkan
dengan kebutuhan transfer dan penyimpanan data yang makin lama makin besar.
Floppy disk hanya dapat menyimpan file teks, karena keterbatasan kapasitas.
Walaupun demikian, penulisan pada floppy disk dapat dilakukan
berulang-ulang, walaupun memakan waktu yang relatif lama.
8.3 ZIP DRIVE
Keterbatasan
kapasitas pada floppy disk
mendorong lahirnya teknologi baru
yang disebut dengan Iomega Zip Drive.
Perangkat ini terdiri
dari floppy drive dan cartridge floppy khusus, yang mampu menampung
sampai lebih dari 100MB data. Jumlah
ini jelas memungkinkan untuk
menampung file multimedia dan grafik (biasanya berukuran mega bytes),
yang sebelumnya tidak dimungkinkan untuk disimpan dalam floppy disk.
8.4 HARDDISK
Harddisk memiliki
komponen-komponen : piringan logan (platter), head, rangakaian elektronik, rangkaian penguat, DSP (digital
signal precessor), chip memory,
konektor, spindle, dan actuator arm motor controller.
Kapasitas
harddisk bermacam-macam, mulai dari
ukuran Mbytes sampai dengan Gbytes. Ukuran kapasitas yang sangat besar ini
sangat menguntungkan dalam hal penyimpanan
data. Seperti halnya floppy disk
dan Iomega Zip drive, harddisk juga dapat menangani penulisan berulang kali dengan kecepatan yang relatif jauh lebih cepat dibandingkan dengan floppy disk. Tapi sayangnya, terdapat kendala dalam segi mobilitas, karena untuk
memindah-mindahkan harddisk berarti h arus membongkar CPU (harddisk tersimpan di
dalam CPU). Ternyata, kendala ini telah dapat diatasi dengan adanya konsep
Removable Harddisk. Hardisk dibentuk berupa cartridge, yang dipasang pada
removable rack yang terambung pada power supplay dan kabel data IDE
Interface-nya.
8.5 CD-ROM
Mulai tahun 1983 sistem penyimpanan data di optical
disc mulai diperkenalkan dengan diluncurkannya Digital
Audio Compact Disc. Sejak saat itu mulai berkembanglah teknologi penyuimpanan
pada optical disc. CD-ROM terbuat dari
resin (polycarbonate) dan dilapisi
permukaan yang sangat reflektif
seperti alumunium. Informasi direkam secara digital sebagai lubang-lubang
mikroskopis pada permukaan yang reflektif. Proses ini dilakukan degan
menggunakan laser yang berintensitas tinggi. Permukaan yang berlubang ini
kemudian dilapisi oleh lapisan bening.
Informasi
dibaca dengan menggunakan laser berintensitas rendah yang menyinari lapisan
bening tersebut sementara motor memutar disk. Intensitas laser tersebut berubah
setelah mengenai lubang-lubang tersebut
kemudian terefleksikan dan dideteksi
oleh fotosensor yang kemudian dikonversi menjadi data
digital.
Penulisan
data pada CD-ROM hanya dapat dilakukan sekali saja, meskipun sekarang ini sudah
terdapat CD-ROM yang dapat ditulis berulang kali, yaitu CD-RW (Compact Disc
Re-Writeable). Walaupun demikian, optical disk ini memiliki keunggulan dari
segi mobilitas. Bentuknya yang kecil dan tipis memudahkannya untuk dibawa-bawa.
Kapasitas penyimpanannya pun cukup besar, yaitu 650 Mbytes. Sehingga media ini
biasanya digunakan untuk menyimpan data-data sekali tulis saja, seperti installer, file lagu (mp3), ataupun data
statik lainnya.
8.6 DVD-ROM (Digital Versatile Disc)
DVD
adalah generasi lanjutan dari teknologi penyimpanan dengan menggunakan media
optical disc. DVD memiliki kapastias yang jauh lebih besar daripada CD-ROM
biasa, yaitu mencapai 9 Gbytes. Teknologi DVD ini sekarang banyak dimanfaatkan
secara luas oleh perusahaan musik dan film besar, sehingga menjadikannya
sebagai produk elektronik yang paling diminati dalam kurun waktu 3 tahun sejak
diperkenalkan pertama kali.
Perkembangan
teknologi DVD-ROM pun lebih cepat
dibandingkan CD-ROM. 1x DVD-ROM
memungkinkan rata-rata transfer data 1.321 MB/s dengan rata-rata burst transfer
12 MB/s.
Semakin
besar cache (memori buffer) yang dimiliki DVD-ROM, semakin cepat penyaluran data yang dapat dilakukan. DVD menyediakan format yang dapat ditulis satu kali ataupun lebih, yang
disebut dengan Recordable DVD, dan memiliki 6 macam versi, yaitu :
o
DVD-R
for General, hanya sekali penulisan
o
DVD-R
for Authoring, hanya sekali penulisan
o
DVD-RAM,
dapat ditulis berulang kali
o
DVD-RW,
dapat ditulis berulang kali
o
DVD+RW,
dapat ditulis berulang kali
o
DVD+R,
hanya sekali penulisan
Setiap
versi DVD recorder dapat membaca DVD-ROM
disc, tetapi memerlukan jenis disc yang berbeda untuk melakukan pembacaan.
Kompatibilatas antara jenis recorder dengan
jenis disc dapat dilihat pada tabel dibawah ini.
BAB 9
SLOT
9.1 PROCESSOR SLOT
|
Slot ini biasa dipergunakan oleh
processor – processor jenis slot, umumnya processor jenis slot hanya dipakai
pada komputer – komputer jaman dulu atau yang Built Up ( Komputer Pabrikasi / Fabrication
Personal Computer ). Sedangkan untuk komputer teknologi terbaru biasanya sudah
menggunakan Socket Connector.
9.2 MEMORY SLOT
Memory Slot merupakan tempat penempelan
RAM di dalam motherboard, dimana jenis, kapasitas dan jumlah slot dari memori
tergantung dari slot yang tersedia pada MotherBoard. Agar tidak salah saat
pemasangan, perhatikan terlebih dahulu spesifikasi dari RAM dan Motherboard.
9.3 EXPANSION SLOT ( Slot Ekspansi )
·
VGA Slot
Slot ini berfungsi sebagai penambahan
VGA Card / Kartu Grafis apabila di matherboard tidak terdapat port VGA, atau di
motherboard sudah terdapat port VGA / slot monitor, akan tetapi kita ingin
mengganti atau menambah jalur slot monitor agar memiliki performa VGA Card yang
lebih baik, karena VGA Onboard mempunyai beberapa kelemahan dibandingkan VGA
outboard. Misalnya dari segi pemprosesan graphic, seperti 3D, T/L, BUS speed,
dll.
·
PCI Slot
Slot ini berfungsi apabila ingin
menambah peripheral lain di dalam komputer, atau ingin mengganti hardware –
hardware Onboard di Matherboard agar memiliki kualitas dan performa yang lebih
baik. Misalnya Soud Card, Modem Card, dll.
Port LAN Ethernet
Card
USB Card
Port Paralel
(LPT) Card
Sound Card
·
ISA
Slot
Slot ini mempunyai sistem yang hampir
sama dengan AGP dan PCI, hanya saja sistem ini dipakai pada komputer jaman
dulu, saat awal komputer ada. Pada jaman sekarang, ISA Port sudah sangat jarang
dipakai, sesuai dengan kemajuan dan kemampuan dari perkembangan Hardware yang ada di pasaran.
Slot ini dapat dipakai untuk VGA, Modem,
Souncard, dll