ARSITEKTUR DAN ORGANISASI KOMPUTER
Nama Kelompok:
Firda Safitri
Rabiatun
Sholehatus Zuhriyah
BAB 1
Arsitektur Komputer
Arsitektur Komputer
Perangkat keras merupakan perangkat elektronik yang menyusun bentuk fisik dari sebuah sistem komputer. Pada awalnya komputer tersusun dari perangkat keras yang masih bekerja secara mekanis dengan digerakkan oleh mesin uap maupun tenaga manusia.
Beberapa contoh komputer mekanis adalah mesin diferensial dan mesin analitis buatan Charles Babbage (1792-1871). Perangkat keras yang bekerja secara elektronik berhasil diciptakan pada masa Perang Dunia Kedua, dimana Inggris berhasil mengembangkan mesin komputer bernama COLOSSUS yang ditujukan untuk memecahkan kode ENIGMA milik Jerman. Pada jaman modern saat ini, hampir semua komputer mengadopsi arsitektur yang dibuat oleh John von Neumann (1903-1957).
Kunci utama arsitektur von Neumann adalah unit pemrosesan sentral (CPU), yang memungkinkan seluruh fungsi komputer untuk dikoordinasikan melalui satu sumber tunggal.
Pada dasarnya komputer arsitektur Von Neumann adalah terdiri dari elemen sebagai berikut:
Prosesor, merupakan pusat dari kontrol dan pemrosesan instruksi pada komputer.
Memori, digunakan untuk menyimpan informasi baik program maupun data Perangkat input-output, berfungsi sebagai media yang menangkap respon dari luar serta menyajikan informasi keluar sistem komputer.
a. Prosesor atau Central Processing Unit (CPU)
CPU merupakan tempat untuk melakukan pemrosesan instruksi-instruksi dan pengendalian sistem komputer.
Perkembangan perangkat CPU mengikuti generasi dari sistem komputer.
Pada generasi pertama CPU terbuat dari rangkaian tabung vakum sehingga memiliki ukuran yang sangat besar.
Pada generasi kedua telah diciptakan transistor sehinga ukuran CPU menjadi lebih kecil dari sebelumnya.
Pada generasi ketiga CPU telah terbuat dari rangkaian IC sehingga ukurannya menjadi lebih kecil.
Pada generasi keempat telah diciptakan teknologi VLSI dan ULSI sehingga memungkinkan ribuan sampai jutaan transistor tersimpan dalam satu chip.
• Elemen CPU
Pada perkembangan komputer modern, setiap prosesor terdiri atas:
Control Unit (CU).
Arithmatic and Logic Unit (ALU).
Register.
Bus.
- Control Unit (CU).
Control Unit atau Unit Kontrol berfungsi untuk mengatur dan mengendalikan semua peralatan yang ada pada sistem komputer. Unit kendali akan mengatur kapan alat input menerima data dan kapan data diolah serta kapan ditampilkan pada alat output.
Unit ini juga mengartikan instruksi-instruksi dari program komputer, membawa data dari alat input ke memori utama, dan mengambil data dari memori utama untuk diolah.
Bila ada instruksi untuk perhitungan aritmatika atau perbandingan logika, maka unit kendali akan mengirim instruksi tersebut ke ALU. Hasil dari pengolahan data dibawa oleh unit kendali ke memori utama lagi untuk disimpan, dan pada saatnya akan disajikan ke alat output.
- Arithmatic and Logic Unit (ALU).
Arithmatic and Logic Unit atau Unit Aritmetika dan Logika berfungsi untuk melakukan semua perhitungan aritmatika (matematika) dan logika yang terjadi sesuai dengan instruksi program. ALU menjalankan operasi penambahan, pengurangan, dan operasi-operasi sederhana lainnya pada input-inputnya dan memberikan hasilnya pada register output.
- Register
Register merupakan alat penyimpanan kecil yang mempunyai kecepatan akses cukup tinggi, yang 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. Setiap register dapat menyimpan satu bilangan hingga mencapai jumlah maksimum tertentu tergantung pada ukurannya. Register-register dapat dibaca dan ditulis dengan kecepatan tinggi karena berada pada CPU.
Beberapa jenis register adalah:
Program Counter (PC), merupakan register yang menunjuk ke instruksi berikutnya yang harus diambil dan dijalankan.
Instruction Register (IR), merupakan register yang menyimpan instruksi yang sedang dijalankan.
General Purpose Register, merupakan register yang memiliki kegunaaan umum yang berhubungan dengan data yang diproses. Memory Data Register (MDR), merupakan register yang digunakan untuk menampung data atau instruksi hasil pengiriman dari memori utama ke CPU atau menampung data yang akan direkam ke memori utama dari hasil pengolahan oleh CPU.
Memory address register (MAR), merupakan register yang digunakan untuk menampung alamat data atau instruksi pada memori utama yang akan diambil atau yang akan diletakkan.
Sebagian besar komputer memiliki beberapa register lain, sebagian digunakan untuk tujuan umum, dan sebagian lainnya untuk tujuan khusus.
Bus
Bus merupakan penghubung antara semua komponen CPU. Bus berupa sekumpulan kabel-kabel paralel untuk mentransmisikan alamat (address), data, dan sinyal-sinyal kontrol.
• Klasifikasi Prosesor
- Berdasarkan jenis mikroprosesor, dapat dibagi menjadi dua yaitu:
Tipe Intel untuk Personal Computer (PC), diproduksi oleh Intel Corp., Advanced MicroDevices (AMD), Cyrix, DEC, dll.
Tipe Motorola untuk komputer Macintosh, diproduksi oleh Motorola.
-Ukuran kecepatan prosesor adalah:
Hertz, yaitu jumlah clock atau ketukan prosesor tiap satu detik. Untuk prosesor modern memakai satuan Megahertz atau Gigahertz.
MIPS, singkatan dari Million Instruction Per Second, yaitu jumlah instruksi dalam juta tiap satu detik.
Flops, singkatan dari Floating Point per Second, yaitu jumlah perhitungan floating point tiap satu detik. Floating point adalah metode untuk menuliskan bilangan dengan mantisa, contoh: 3 x 10-5.
Fractions of a second, yaitu waktu eksekusi relatif dari suatu instruksi pada sistem komputer.
-Dalam desain mikroprosesor, terdapat dua jenis desain, yaitu:
CISC (Complex instruction set computing chips), dapat menampung banyak instruksi yang kompleks.
RISC (Reduced instruction set computing chips), dapat meringkas beberapa instruksi sehingga dapat mempercepat kerja prosesor.
- Jenis bus yang telah didukung oleh sistem komputer saat ini adalah:
ISA, singkatan dari Industry Standard Architecture, merupakan jenis bus standar pertama yang digunakan industri. Bus ISA beroperasi pada kecepatan 8.33 MHz. Versi perkembangan dari ISA adalah EISA (Extended ISA).
PCI, singkatan dari Peripheral Component Interconnect bus, merupakan jenis bus yang dikembangkan dan dipatenkan oleh Intel pada tahun 1990. Versi pertama PCI beroperasi pada kecepatan 33 MHz dengan bandwidth 133 MB/dtk. PCI 2.0 diperkenalkan tahun 1993 dan PCI 2.1 tahun 1995 dengan bandwidth 528 MB/dtk.
AGP, singkatan dari Accelerator Graphic Port, merupakan bus hasil perkembangan dari PCI yang dikhususkan untuk pemrosesan data grafik dan video.
USB, singkatan dari Universal Serial Bus, pada awalnya dikembangkan secara bersama-sama oleh tujuh perusahaan, yaitu Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC, dan Northern Telecom. Saat ini USB telah menjadi standar yang digunakan secara luas dalam Personal Computer.
b. Memori
Memori adalah bagian dari komputer yang digunakan untuk menyimpan program atau instruksi dan data-data. Beberapa pakar komputer menggunakan istilah store atau storage untuk menamakan memori, meskipun kata storage sering digunakan untuk menamakan tempat penyimpanan disket. Peran memori sangat penting supaya program maupun data dapat disimpan pada sistem komputer, sehingga lebih memudahkan dalam pengoperasian komputer. Terdapat dua jenis memori dalam sistem komputer, yaitu memori utama dan memori sekunder.
• Memori Utama
Dalam sebuah sistem komputer, memori utama berfungsi untuk menyimpan program yang sedang atau akan dijalankan dalam prosesor. Untuk mengimbangi kinerja prosesor yang cenderung sangat cepat, kecepatan akses memori juga harus relatif cepat, meskipun tidak secepat prosesor. Setiap lokasi penyimpanan dalam memori ditunjukkan melalui sebuah alamat (address) dengan panjang sesuai ukuran memori, biasanya dalam bilangan heksadesimal. Besar kapasitas memori diukur dengan satuan bit atau byte. Satu alamat memori dapat menyimpan 8-32 bit bilangan biner tergantung dari jenis memori. Sebagian besar memori ini bersifat volatil atau data akan hilang jika aliran listrik berhenti kecuali flash memory.
-Random Access Memory (RAM)
Memori jenis ini memiliki karakteristik akses alamat secara acak untuk menyimpan data dan instruksi program. Struktur RAM terbagi menjadi empat bagian utama, yaitu:
Input storage, digunakan untuk menampung input yang dimasukkan melalui alat input.ü
Program storage, digunakan untuk menyimpan semua instruksi-instruksi program yang akan diakses.
Working storage, digunakan untuk menyimpan data yang akan diolah dan hasil pengolahan. Output storage, digunakan untuk menampung hasil akhir dari pengolahan data yang akan ditampilkan ke alat output.
Beberapa jenis RAM antara lain:
EDO-RAM
SD-RAM
RD-RAM
DDR-RAM
- Read Only Memory (ROM)
Memori jenis ini hanya dapat dibaca saja sehingga program tidak dapat menulis dalam memori ini. Biasanya memori jenis ini sudah terisi dari pabriknya berisi program-program ataupun data. Biasanya program berupa sistem operasi ataupun program bios untuk sebuah sistem komputer yang spesifik.
Beberapa jenis ROM adalah:
ROM (Read Only Memory), merupakan memori yang benar-benar tidak dapat dihapus lagi.
PROM (Programmable Read Only Memory), merupakan memori yang dapat diprogram selanjutnya tidak dapat dihapus lagi.
EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory), merupakan memori yang dapat dihapus dengan sinar ultraviolet dan dapat diprogram berulang-ulang.
EEPROM (Electrically Erasable Programmable Readü Only Memory), merupakan memori yang dapat dihapus secara elektronik dan dapat diprogram berulang-ulang.
-Cache Memory
Cache memory digunakan untuk tujuan mengatasi perbedaan kecepatan antara prosesor dan memori. Sebagian besar produsen memori hanya berkonsentrasi untuk meningkatkan kapasitasnya saja, sehingga dalam hal kecepatan semakin tertinggal jauh dengan prosesor. Cache memory mengatasi hal ini karena memiliki kecepatan yang sangat tinggi dan biasanya tertanam dalam prosesor. Beberapa instruksi yang sering digunakan akan tersimpan dalam cache, sehingga dapat mempercepat pemrosesan instruksi, karena prosesor tidak perlu menunggu terlalu lama reaksi dari memori konvensional. Cache Memory memiliki dua level, yaitu:
Level 1 (L1) cache, merupakan bagian dari mikroprosesor menjadi satu kemasan dengan unit prosesor yang lain. L1 dapat disebut juga internal cache.
Level 2 (L2) cache, berada di luar kemasan mikroprosesor. L2 dapat disebut juga external cache.
• Memori Sekunder
Dalam sebuah sistem komputer, memori sekunder berfungsi untuk menyimpan program maupun data dalam bentuk file dalam ukuran yang cukup besar. Karena sifatnya yang non-volatile, data dan program dapat disimpan secara permanen meskipun mesin sedang dimatikan. Memori sekunder dapat melakukan proses penulisan, pembacaan, dan penghapusan data.
- Floppy Disk
Floppy Disk merupakan media penyimpanan eksternal yang bersifat mobile atau dapat dipindah-pindahkan ke tiap komputer. Bentuk fisik floppy disk adalah berbentuk piringan magnetik dan untuk mengoperasikan floppy disk diperlukan sebuah disk drive. Kecepatan operasi floppy disk juga tergolong rendah. Beberapa jenis floppy disk adalah:
5.25 inciü floppy disk yang mempunyai kapasitas 360 Kbytes untuk tipe Double Density (DD) dan 1.2 Mbytes untuk tipe High Density (HD).
3.5 inci floppty disk yang mempunyai kapasitas 720 Kbytes untuk DD dan 1.44ü Mbytes untuk HD.
Zip Disk terbuat dari bahan plastik dan memiliki kapasitas 100 sampai 250 Mbytes.
Superdisk terbuat dari piringan magnetik dengan kapasitas 120 Mbytes dan dan dapat membaca floppy ukuran 1.44 MBytes.
HiFD (High Floppy Disk) terbuat dari piringan magnetik dengan kapasitas 200 Mbytes dan dan dapat membaca floppy ukuran 1.44 MBytes.
-Hard Disk
Hard disk merupakan media penyimpanan eksternal yang dikhususkan untuk penggunakan tidak mobile atau tidak dapat dipindah-pindahkan. Hard disk dapat disebut juga sebagai fixed disk yang berarti hanya dapat digunakan hanya untuk satu sistem komputer. Kapasitas hard disk jauh lebih besar jika dibandingkan dengan media penyimpanan lain dimana ukurannya mulai ukuran Mbytes sampai Gbytes. Kecepatan operasi hard disk relatif lebih cepat dibandingkan dengan floppy. Ukuran kecepatan sebuah hard disk tergantung dari kecepatan maksimum bus dan kecepatan putar piringannya yang diukur dengan satuan RPM (Rotation Per Minute). Jenis bus yang dipakai untuk transfer data pada hard disk adalah:
Ultra ATA (EIDE).
SCSI.
Sebuah hard disk tersusun dari komponen-komponen sebagai berikut:
Piringan Logam (Platter)ü
Head yang digunakan untuk proses membaca, menulis, dan menghapus bit pada piringan.
Rangkaian Elektronik.
Rangkaian Penguat.
Digital Signal Processor (DSP).
Chip Memory.
Konektor.
Spindle.
Actuator Motor Arm Controller.
-Optical Disk
Media penyimpanan optical disk mulai diperkenalkan pada tahun 1983 dengan nama Digital Audio Compact Disc. Sejak saat itu mulai banyak digunakan media penyimpanan jenis ini dan perkembangannya sangat pesat. Saat ini terdapat dua jenis optical disk, yaitu:
Compact Disc (CD)
CD 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 dengan 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.
Kapasitas sebuah CD mulai dari 650 Mbytes sampai 800 Mbytes. Beberapa jenis Compact Disc adalah:
CD-ROM (Compact Disc – Read Only Memory), hanya dapat dibaca saja.-
CD-R (Compact Disc – Can Read), dapat ditulis hanya sekali selanjutnya hanya dapat dibaca saja.-
CD-RW (Compact Disc – Can Read Write), dapat ditulis beberapa kali setelah diformat dahulu.
Digital Video Disc (DVD)
DVD merupakan generasi lebih lanjut dari model optical disk. DVD memiliki kapasitas jauh lebih besar dari jenis CD yaitu dapat menampung data sampai dengan 6 Gbyte. Karena kapasitasnya yang sangat besar ini, DVD digunakan untuk menyimpan sebuah film dengan kualitas gambar dan suara yang sangat baik. Beberapa jenis DVD adalah:
DVD-ROM (Digital Video Disc – Read Only Memory), hanya dapat dibaca saja.-
DVD-R (Digital Video Disc – Can Read) , dapat ditulis hanya sekali selanjutnya hanya dapat dibaca saja.-
DVD-RW (Digital Video Disc – Can- Read Write) dan DVD-RAM, dapat ditulis beberapa kali.
- Magnetic Tape
Magnetic tape merupakan media penyimpanan yang digunakan pada awal munculnya komputer. Magnetic tape tersusun atas sebuah pita magnetik dan sebuah alat pembaca pita tersebut agar dapat dikenali oleh sistem komputer. Saat ini magnetic tape sudah sangat jarang digunakan.
- Smart Card
Smart Card merupakan sistem komputer dengan ukuran kartu nama. Kemampuan komputasi dan kapasitas memori sistem ini sangat terbatas sehingga optimasi merupakan hal yang paling memerlukan perhatian. Umumnya, sistem ini digunakan untuk menyimpan informasi rahasia untuk mengakses sistem lain. Umpamanya, telepon seluler, kartu pengenal, kartu bank, kartu kredit, sistem wireless, uang elektronis, dst. Dewasa ini smart card dilengkapi dengan prosesor 8 bit (5 MHz), 24 kB ROM, 16 kB EEPROM, dan 1 kB RAM. Namun kemampuan ini meningkat drastis dari waktu ke waktu.
- Flash Memory
Flash memory merupakan jenis memori utama yang bersifat non-volatile dimana data maupun instruksi dapat disimpan secara permanen meskipun aliran listrik terputus. Jenis memori ini bisa berupa memori eksternal, sehingga dapat dipindahkan ke sistem komputer yang lain. Saat ini sudah banyak beredar jenis flash memory yang memiliki ukuran sangat besar sehingga bisa menyimpan banyak file.
- Online Storage
Online storage merupakan tempat penyimpanan berbasis jaringan komputer, dimana dari sebuah komputer bisa menyimpan data di tempat lain. Biasanya terdapat beberapa file server yang menyediakan tempat untuk penyimpanan file maupun data melalui jaringan komputer.
Arsitektur komputer berkaitan dengan atribut – atribut yang mempunyai dampak langsung pada eksekusi logis sebuah program.[William Stalling]
Misal : Set Instruksi, jumlah bit yang digunakan untuk penyajian data, mekanisme I/O, teknik pengalamantan (addressing technique.
BAB 2
Sejarah Generasi Komputer
Komputer di
bagi dalam beberapa generasi berdasarkan sejarah perkembangannya. Pada setiap
generasi dibedakan berdasarkan kemampuan teknologinya untuk melakukan
serangkaian proses (capability), makin rendah biaya operasionalnya (efficiency)
dan makin mudah menggunakannya (user friendly). Berikut beberapa perkembangan
generasi komputer.
a. Komputer
Generasi I
Awal Mula
diciptakan komputer adalah pada saat terjadinya Perang Dunia II, negara -
negara yang terlibat dalam perang tersebut berusaha mengembangkan komputer
untuk mengeksploitasi potensi strategis yang dimiliki komputer. Hal ini
meningkatkan pendanaan pengembangan komputer serta mempercepat kemajuan
teknologi komputer. Pada tahun 1941, Konrad Zuse, seorang insinyur Jerman
membangun sebuah komputer Z3 , untuk mendesain pesawat terbang dan peluru
kendali. pihak sekutu juga membuat kemajuan lain dalam pengembangan komputer.
Tahun 1943, pihak inggris menyelesaikan komputer pemecah kode rahasia yang
dinamakan Colossus untukmemecahkan kode rahasia yang digunakan jerman.
Perkembangan Komputer Generasi I diawali dengan terciptanya komputer yang
disebut Electronic Numerical Integrator and Computer (ENIAC). Komputer ini
dibuat oleh pemerintah Amerika Serikat yang bekerja sama dengan university of
Pennysylvania pada tahun 1946. ENIAC terdiri atas 18.000 tabung vakum, 70.000
resistor, dan 5 juta titik solder.
Merupakan mesin yang sangat besar dan membutuhkan daya sebesar 160 kW. Komputer
ini dirancang oleh John P.Eckert (1919-1995) dan John W.Mauchly (1907-1980).
ENIAC merupakan komputer serbaguna (general purpose computer) yang bekerja 1000
kali lebih cepat dibanding Mark 1.
Pertengahan
1940-an, John Von Neumann (1903-1957) bergabung dengan tim University Of
Pennysylvania dalam usaha membangun konsep desain komputer 40 tahun mendatang
masih dipakai dalam teknik komputer. Von Neumann mendesain Electronic Discrete
Variable Automatic Comnputer (EDVAC) pada tahun 1945 dengan sebuah memori untuk
menampung baik program atau pun data. Teknik ini memungkinkan komputer untuk
berhenti pada suatu saat dan kemudian melanjutkan pekerjaannya kembali. Kunci utama
arsitektur Von Neumann adalah unit pemrosesan sentral (Central processor unit/
CPU), yang memungkinkan seluruh fungsi komputer dikoordinasikan melalui satu
sumber tunggal. Tahun 1951, UNIVAC I (Universal Automatic Computer I) yang di
buat oleh Remington Rand, menjadi komputer komersial pertama yang memanfaatkan
model arsitektur Von Neumann. UNIVAC dimiliki oleh Badan Sensus Amerika Serikat
dan General Electric. Salah satuhasil mengesankan komputer UNIVAC, yaitu
prediksi kemenangan Eisenhower dalam pemilihan presiden Amerika Serikat pada
tahun 1952. Komputer Generasi I memiliki ciri khas, yakni instruksi operasi
dibuat secara spesifik untuk satu tugas tertentu. Setiap komputer memiliki
program kode-biner masing - masing yang berbeda yang disebut "Bahasa Mesin"(Machine
Language). Hal ini menyebabkan komputer sulit untuk diprogram dan membatasi
kecepatannya. Berikut Karakteristik komputer Generasi I secara umum. 1)
Sirkuitnya Menggunakan Tabung Hampa. Penggunaan Tabung Hampa tersebut yang
membuat ukuran komputer pada masa tersebut berukuran sangat besar. 2) Komputer
mempunyai silinder magnetik untuk menyimpan data. 3) Programnya hanya bisa
dibuat menggunakan bahasa mesin. 4) Instruksi operasi dibuat secara spesifik
untuk tugas tertentu. 5) Menggunakan Konsep Stored Program dengan memori
utamanya adalah Magnetic Core Storage. 6) Menggunakan Simpanan Luar Magnetic
Tape dan Magnetic Disk. 7) Ukuran fisik komputer besar, memerlukan ruang yang
luas. 8) Suhunya cepat panas, sehingga diperlukan pendingin. 9) Prosesnya
kurang cepat. 10) Daya simpannya kecil. 11) Membutuhkan daya listrik yang
besar.
Beberapa
komputer yang termasuk komputer generasi pertama adalah EDSAC, ACE, SEC, Havard
Mark II, Havard Mark III, UNIVAC, dan lain sebagainya.
b.
Komputer Genarasi Kedua
1.
Sejarah Komputer Generasi Kedua
Generasi
kedua. Tahun 1948,ada 3 orang fisikawan Amerika (Walter Houser Brattain, Jhone
Barden, William Brandford penemu transistor sangat berpengaruh terhadap
perkembangan komputer masa itu. Transistor menggantikan tube vakum di televisi,
radio, dan komputer. sehingga mengakibatkan, berubahnya ukuran mesin-mesin
elektrik yang tadinya berukuran besar menjadi ukuran yang lebih kecil. generasi
kedua, yaitu komputer yang menggunakan Transistor sebagai Processornya (1956 -
1958 M). Transistor mulai digunakan di dalam komputer mulai pada tahun 1956.
Penemuan
lain yang berupa pengembangan memori inti-magnetik membantu pengembangan
komputer generasi kedua yang lebih kecil, lebih cepat, lebih dapat diandalkan,
dan lebih hemat energi dibanding para pendahulunya.
Mesin
pertama yang memanfaatkan teknologi baru ini adalah superkomputer. IBM membuat
superkomputer bernama Stretch, dan Sprery-Rand membuat komputer bernama LARC.
Komputer-komputer ini, yang dikembangkan untuk laboratorium energi atom, dapat
menangani sejumlah besar data, sebuah kemampuan yang sangat dibutuhkan oleh
peneliti atom. Mesin tersebut sangat mahal dan cenderung terlalu kompleks untuk
kebutuhan komputasi bisnis, sehingga membatasi kepopulerannya. Hanya ada dua
LARC yang pernah dipasang dan digunakan: satu di Lawrence Radiation Labs di
Livermore, California, dan yang lainnya di US Navy Research and Development
Center di Washington D.C. Komputer generasi kedua menggantikan bahasa mesin
dengan bahasa assembly. Bahasa assembly adalah bahasa yang menggunakan
singkatan-singakatan untuk menggantikan kode biner.
Pada awal
1960-an, mulai bermunculan komputer generasi kedua yang sukses di bidang
bisnis, di universitas, dan di pemerintahan. Komputer-komputer generasi kedua
ini merupakan komputer yang sepenuhnya menggunakan transistor. Mereka juga
memiliki komponen-komponen yang dapat diasosiasikan dengan komputer pada saat
ini: printer, penyimpanan dalam disket, memory, system operasi, dan program.
Salah satu
contoh penting komputer pada masa ini adalah IBM 1401 yang diterima secara luas
di kalangan industri. Pada tahun 1965, hampir seluruh bisnis-bisnis besar
menggunakan komputer generasi kedua untuk memproses informasi keuangan. Program
yang tersimpan di dalam komputer dan bahasa pemrograman yang ada di dalamnya
memberikan fleksibilitas kepada komputer.
Fleksibilitas
ini meningkatkan kinerja dengan harga yang pantas bagi penggunaan bisnis.
Dengan konsep ini, komputer dapat mencetak faktur pembelian konsumen dan
kemudian menjalankan desain produk atau menghitung daftar gaji.
Komputer
digital yang pertama memiliki ukuran yang besar serta biaya yang tinggi untuk
membuatnya. Kegunaan komputer pada generasi ini kebanyakan digunakan untuk
perhitungan ilmiah. contohnya ENIAC, komputer awal AS semula didesain untuk
memperhitungkan tabel ilmu balistik untuk persenjataan (artileri), menghitung
kerapatan penampang neutron untuk melihat jika bom hidrogen akan bekerja dengan
semestinya (perhitungan ini, yang dilakukan pada Desember 1945 sampai Januari
1946 dan melibatkan dala dalam lebih dari satu juta kartu punch, memperlihatkan
bentuk lalu di bawah pertimbangan akan gagal).
2.
Ciri-ciri Komputer Generasi Kedua
Transistor
merupakan ciri khas komputer generasi kedua. Bahan bakunya terdiri atas tiga
lapis, yaitu: "basic", "collector" dan "emmiter".
Transistor merupakan singkatan dari Transfer Resistor, yang berarti dengan
mempengaruhi daya tahan antara dua dari tiga lapisan, maka daya (resistor) yang
ada pada lapisan berikutnya dapat pula dipengaruhi.
Dengan
demikian, fungsi transistor adalah sebagai penguat sinyal. Sebagai komponen
padat, transistor mempunyai banyak keunggulan seperti misalnya: tidak mudah
pecah, tidak menyalurkan panas. dan dengan demikian, komputer yang ada menjadi
lebih kecil dan lebih murah.
Pada tahun
1960-an, IBM memperkenalkan komputer komersial yang memanfaatkan transistor dan
digunakan secara luas mulai beredar dipasaran. Komputer IBM- 7090 buatan
Amerika Serikat merupakan salah satu komputer komersial yang memanfaatkan transistor.
Komputer ini
dirancang untuk menyelesaikan segala macam pekerjaan baik yang bersifat ilmiah
ataupun komersial. Karena kecepatan dan kemampuan yang dimilikinya, menyebabkan
IBM 7090 menjadi sangat popular. Komputer generasi kedua lainnya adalah: IBM
Serie 1400, NCR Serie 304, MARK IV dan Honeywell Model 800.
3.
Bahasa Pemrograman Komputer Generasi Kedua
Beberapa
bahasa pemrograman mulai bermunculan pada saat itu. Bahasa pemrograman Common
Business-Oriented Language (COBOL) dan Formula Translator (FORTRAN)
mulai umum digunakan. Bahasa pemrograman ini menggantikan kode mesin yang rumit
dengan kata-kata, kalimat, dan formula matematika yang lebih mudah dipahami
oleh manusia. Hal ini memudahkan seseorang untuk memprogram dan mengatur
komputer. Berbagai macam karir baru bermunculan (programmer, analyst, dan
ahli sistem komputer). Industri piranti lunak juga mulai bermunculan dan
berkembang pada masa itu.
4.
Sistem Penyimpanan Komputer Generasi Kedua
-
Kapasitas memori utama dikembangkan dari Magnetic Core
Storage.
-
Menggunakan simpanan luar berupa Magnetic Tape dan Magnetic
Disk.
Transistor
Dibanding dengan tabung, teknologi transistor jauh lebih efisien sebagai switch dan
dapat diperkecil ke skala mikroskopik. Pada tahun 2001 peniliti Intel telah
memperkenalkan silikon paling kecil dan paling cepat di dunia, dengan ukuran 20
nanometer ata sebanding dengan sepermiliar meter, yang akan digunakan pada
prosesor dengan kecepatan 20 GHz (Giga Hertz). Era ini juga menandakan
permulaan munculnya minikomputer yang merupakan terbesar kedua dalam keluarga
komputer. Harganya lebih murah dibanding dengan generasi pertama. Komputer DEC
PDP-8 adalah minikomputer pertama yang dibuat tahun 1964 untuk pengolahan data
komersial.
Jenis-jenis
komputer lain yang muncul pada generasi ini diantaranya UNIVAC III, UNIVAC
SS80, SS90, dan 1107, IBM 7070, 7080, 1400, dan 1600.
5.
Kelebihan dan Kelemahan Komputer Generasi Kedua
Kelebihan
dari komputer dizaman ini adalah bentuknya yang efisien yang tidak sebesar
sebelumnya, komputer dalam generasi ini juga lebih luas penerapannya dalam
kehidupan. Seperti aspek pendidikan, kesehatan, industri dan lain-lain.
Sedangkan kelemahan dari komputer dimasa ini adalah transistor yang banyak
menghasilkan panas yang cukup besar, yang dapat berpotensi merusak
bagian-bagian internal komputer yaitu quartz rock (batu kuarsa).
Komputer
Generasi Kedua Bahasa
mesin yang digunakan adalah bahasa assembly. Dalam bahasa assembly
digunakan kode-kode berupa singkatan yang menggantikan kode biner. Komputer
mampu mendesain produk, menghitung daftar gaji, mencetak data sehingga komputer
generasi kedua ini sukses di pasaran. Ciri-ciri: 1) Ukuran fisik lebih kecil
dibanding komputer generasi pertama karena telah menggunakan transistor pada
sirkuitnya 2) Menggunakan memori yang cukup besar 3) Telah menggunakan media
penyimpanan luar berbentuk removable disk seperti megnetic
disk dan magnetic tape 4) Penggunaan aplikasinya
lebih luar 5) Proses operasinya lebih cepat 6) Penggunaan daya lebih kecil 7)
Program yang dibuat dapat menggunakan bahasa tingkat tinggi seperti FORTAN,
COBOL, dan ALGOL.
Beberapa
contoh dari komputer generasi kedua adalah IBM 7080, IBM 1400, UNIVAC SS90,
UNIVAC III, PDP-1, PDP-8, Burroghts 200, dan lain sebagainya.
BAB 3
SEJARAH PERANGKAT LUNAK
Sejarah perkembangan komputer dapat dikelompokkan menjadi 2 bagian, yaitu :
1. Software sebelum komputer generasi pertama
Pada tahun 300 SM, bangsa Yunani menciptakan suatu system komunikasi yang
disebut dengan polybius telegraph. System itu menggunakan obor untuk mengirim
berita dari suatu tempat ke tempat lain.
Tahun 1842 perangkat lunak pertama muncul yang ditulis oleh Ada Augusta, anak
perempuan dari Lord Byron. Software ini diterapkan pada Analytical Engine
ciptaan Charles Babbage.
Tahun 1933 Wallace J. Eckert menciptakan suatu program mekanik yang
dipergunakan mengontrol jalannya suatu mesin yang merupakan gabungan dari
beberapa mesin akuntansi.
2. Software semasa komputer generasi pertama
Software pada generasi ini diciptakan oleh para ahli matematika dan ahli teknik
yang digunakan untuk menyelesaikan problem yang muncul pada bidangnya. Program
yang dibuat bersifat khusus karena hanya untuk satu aplikasi tertentu sehingga
jika ingin digunakan untuk aplikasi lain, maka program yang baru harus dibuat
lagi.
Untuk mengatasi kesulitan tersebut, maka orang menciptakan suatu bahasa
pemrograman yang disebut bahasa tingkat tinggi. Dengan bahasa tingkat tinggi
dilakukan dengan cara menulis program dalam bahasa Inggris yang diterjemahkan
ke dalam bahasa mesin.
Komputer hanya sebagai alat yang dapat mengerjakan perintah yang diberikan oleh
manusia. Bahasa yang diberikan ini menggunakan bahasa komputer.
Bahasa komputer terdiri dari beratusan macam. Setiap bahasa mempunyai
cirri-ciri tersendiri yang sesuai dengan bidangnya, seperti :
a. Bahasa Cobol (Common Bussiness Oriented Language) digunakan untuk masalah
peradagangan
b. FORTRAN (Formula Translator) digunakan untuk penyelesaian matematika
c. BASIC (Beginner’s All Purpose Symbolic Instruction Code) digunkaan untuk
perhitungan matematika dan perhitungan dagang yang sederhana.
Ada beberapa aplikasi pemrograman yang sering dipergunakan, seperti : pengolah
kata, perhitungan kolom dan lajur, serta untuk perhitungan statistuk dan
lain-lain. Untuk mengatasai agar jangan terlalu sering menulis ulang program,
dibuat suatu paket program untuk penolah kata, paket program untuk perhitungan
kolom dan lajur, paket program untuk perhitungan statistik dan sebagainya.
Pembuat paket program pengolah kata cukup banyak, misalnya : WordStar,
Microsoft Word dan Word Perfect, Chi Writer dan lain-lain.
Jenis-jenis program aplikasi adalah :
a. Microsoft Excel
Untuk menyelesaikan masalah perhitungan yang terdiri dari baris dan kolom.
b. Microsoft Power Point
Untuk menyelesaikan masalah yang berhubungan dengan presentasi.
c. Microsoft Acces
Untuk menyelesaikan masalah pengolahan data/database.
d. CAD (Computer Aided Design)
Untuk menangani bidang ilmu pengetahuan dan teknologi, seperti : merancang
gedung, merancang bentuk mobil dan sebagainya.
e. DecEasy Accounting
Untuk menyelesaikan masalah perhitungan/pelaporan dalam bidang akuntansi dan
sebagainya.
BAB 4
Sistem komputer adalah suatu jaringan elektronik yang terdiri dari
perangkat lunak dan
perangkat keras yang melakukan tugas tertentu (menerima
input, memproses
input, menyimpan perintah-perintah, dan menyediakan
output dalam bentuk informasi). Selain itu dapat pula diartikan sebagai elemen-elemen yang terkait untuk menjalankan suatu aktivitas dengan menggunakan komputer.
Komputer dapat membantu manusia dalam pekerjaan sehari-harinya, pekerjaan itu seperti: pengolahan kata, pengolahan angka, dan pengolahan gambar.
Elemen dari sistem komputer terdiri dari manusianya (brainware), perangkat lunak (software), set instruksi (instruction set), dan perangkat keras (hardware). Dengan demikian komponen tersebut merupakan elemen yang terlibat dalam suatu sistem komputer.
BAB 5
CPU
BAB 6
BILANGAN BINER & DESIMAL
Sistem bilangan biner atau
sistem bilangan basis dua adalah sebuah
sistem penulisan angka dengan menggunakan dua simbol yaitu
0 dan
1. Sistem bilangan biner modern ditemukan oleh
Gottfried Wilhelm Leibniz pada
abad ke-17. Sistem bilangan ini merupakan dasar dari semua sistem bilangan berbasis digital. Dari sistem biner, kita dapat mengkonversinya ke sistem bilangan
Oktal atau
Hexadesimal. Sistem ini juga dapat kita sebut dengan istilah
bit, atau
Binary Digit. Pengelompokan biner dalam komputer selalu berjumlah 8, dengan istilah
1 Byte/bita. Dalam istilah komputer, 1 Byte = 8 bit. Kode-kode rancang bangun
komputer, seperti
ASCII,
American Standard Code for Information Interchange menggunakan sistem peng-
kode-an 1 Byte.
20=1
21=2
22=4
23=8
24=16
25=32
26=64
dst
BAB 7
GERBANG LOGIKA
Gerbang Logika merupakan dasar pembentuk sistem digital. Gerbang
Logika beroperasi dengan bilangan biner, karenanya disebut Gerbang Logika
Biner. Tegangan yang digunakan dalam gerbang logika adalah High (berarti
"1" atau"+5V") atau Low (berarti "0" atau
" 0 V " ).
Gerbang
(gates) adalah suatu rangkaian logika dengan satu keluaran dan satu atau
beberapa masukan, taraf tegangan keluaran tertentu; hanya terjadi untuk suatu
kombinasi taraf tegangan dari masukan-masukannya yang sudah tertentu pula.
Gerbang logika dasar terdiri dari tiga jenis, yaitu AND, OR, dan NOT. Sedangkan
gerbang logika yang lain merupakan pengembangan dari ke tiga gerbang logika
dasar tersebut, antara lain gerbang : NAND, NOR, dan XOR.
Gerbang AND
adalah gerbang yang memberikan
keluaran hanya bila semua masukan ada. Dengan kata lain gerbang AND
merupakan gerbang semua atau tidak ada ; keluaran hanya terjadi bila
semua masukan ada.
Gerbang OR
adalah gerbang salah satu atau
semua; keluaran terjadi bila salah satu atau semua
masukan ada. Gerbang OR memberikan
keluaran 1 bila salah satu masukan atau ke dua masukan adalah 1.
Gerbang NOT
adalah gerbang logika yang
memberikan keluaran tidak sama dengan masukannya. Gerbang NOT disebut
juga inverter. Gerbang ini mempunyai sebuah masukan dan sebuah keluaran, yang
dilakukannya hanyalah membalik sinyal masukan; jika masukan tinggi, keluaran
adalah rendah, dan sebaliknya.
Gerbang NAND (NOT-AND)
adalah gerbang AND yang diikuti
gerbang NOT.
Gerbang NOR (NOT-OR)
adalah gerbang OR yang diikuti
gerbang NOT.
Gerbang XOR
Gerbang ini mempunyai dua masukan
dan satu keluaran. XOR adalah nama lain dari OReksklusif. Disebut semikian
sebab gerbang XOR memberikan keluaran 1 bila masukan pertama atau masukan
kedua adalah 1, namun tidak kedua-duanya. Dengan kata lain, gerbang
XOR mempunyai keluaran 1 hanya bila ke dua masukannya berbeda dan
keluarannya 0 apabila ke dua masukannya sama.
Semua sistem digital disusun dengan hanya menggunakan tiga gerbang logika
dasar: gerbang AND,gerbang OR dan gerbang NOT .Empat gerbang logika lain dapat
dibuat dari gerbang-gerbang dasar ini, yakni : gerbang NAND ,gerbang NOR
,gerbang eksklusif OR ,gerbang eksklusif NOR .
Gerbang-gerbang
logika tersebut disusun dengan menggunakan dioda dan resistor (Diode Logic),
dengan menggunakan resistor dan transistor (Resistor Transistor Logic), atau
dengan menggunakan kombinasi transistor (Transistor-Transistor Logic - TTL).
Kelompok logika lain dinamakan berdasar konfigurasi rangkaiannya dan tersedia
sebagai suatu IC (Integrated Circuit).
BAB 8
SISTEM BUS
bus sistem merupakan bus pusat. Sesungguhnya bus sistem berhubungan dengan bus I/O, seperti yang terlihat di bawah ini. Gambar di bawah ini tidak tepat benar, karena arsitektur yang sesungguhnya sangat rumit, tetapi menunjukkan hal-hal yang penting, bahwa bus-bus I/O biasanya berasal dari bus sistem.
Apa yang dilakukan bus I/O? Bus-bus I/O menghubungkan CPU dengan semua komponen yang lain, kecuali RAM. Data berpindah pada bus-bus I/O dari satu komponen ke komponen yang lain, dan data dari komponen-komponen lain ke CPU dan RAM. Bus-bus I/O berbeda dari bus sistem dalam kecepatan. Kecepatannya akan selalu lebih rendah dari kecepatan bus sistem. Telah bertahun-tahun, bermacam-macam bus-bus I/O telah dikembangkan.
Beberapa bus utama dalam sistem komputer modern adalah sebagai berikut:
• Bus prosesor. Bus ini merupakan bus tercepat dalam sistem dan menjadi bus inti dalam chipset dan motherboard. Bus ini utamanya digunakan oleh prosesor untuk meneruskan informasi dari prosesor ke cache atau memori utama ke chipset kontrolir memori (Northbridge, MCH, atau SPP). Bus ini juga terbagi atas beberapa macam, yakni Front-Side Bus, HyperTransport bus, dan beberapa bus lainnya. Sistem komputer selain Intel x86 mungkin memiliki bus-nya sendiri-sendiri. Bus ini berjalan pada kecepatan 100 MHz, 133 MHz, 200 MHz, 266 MHz, 400 MHz, 533 MHz, 800 MHz, 1000 MHz atau 1066 MHz. Umumnya, bus ini memiliki lebar lajur 64-bit, sehingga setiap detaknya ia mampu mentransfer 8 byte.
• Bus AGP (Accelerated Graphic Port). Bus ini merupakan bus yang didesain secara spesifik untuk kartu grafis. Bus ini berjalan pada kecepatan 66 MHz (mode AGP 1x), 133 MHz (mode AGP 2x), atau 533 MHz (mode AGP 8x) pada lebar jalur 32-bit, sehingga bandwidth maksimum yang dapat diraih adalah 2133 MByte/s. Umumnya, bus ini terkoneksi ke chipset pengatur memori (Northbridge, Intel Memory Controller Hub, atau NVIDIA nForce SPP). Sebuah sistem hanya dapat menampung satu buah bus AGP. Mulai tahun 2005, saat PCI Express mulai marak digunakan, bus AGP ditinggalkan.
• Bus PCI (Peripherals Component Interconnect). Bus PCI tidak tergantung prosesor dan berfungsi sebagai bus peripheral. Bus ini memiliki kinerja tinggi untuk sistem I/O berkecepatan tinggi. Bus ini berjalan pada kecepatan 33 MHz dengan lebar lajur 32-bit. Bus ini ditemukan pada hampir semua komputer PC yang beredar, dari mulai prosesor Intel 486 karena memang banyak kartu yang menggunakan bus ini, bahkan hingga saat ini. Bus ini dikontrol oleh chipset pengatur memori (northbridge, Intel MCH) atau Southbridge (Intel ICH, atau NVIDIA nForce MCP).
• Bus PCI Express (Peripherals Component Interconnect Express)
• Bus PCI-X (Peripherals Component Interconnect Express)
• Bus ISA (Industry Standard Architecture)
• Bus EISA (Extended Industry Standard Architecute)
• Bus MCA (Micro Channel Architecture)
• Bus SCSI (Small Computer System Interface]]. Bus ini diperkenalkan oleh Macintosh pada tahun 1984. SCSI merupakan antarmuka standar untuk drive CD-ROM, peralatan audio, harddisk, dan perangkat penyimpanan eksternal berukuran besar
• Bus USB (Universal Serial Bus). Bus ini dikembangkan oleh tujuh vendor komputer, yaitu Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC, dan Northern Telecom. Bus ini ditujukan bagi perangkat yang memiliki kecepatan rendah seperti keyboard, mouse, dan printer karena tidak akan efisien jika perangkat yang berkecepatan rendah dipasang pada bus berkecepatan tinggi seperti PCI. Keuntungan yang didapat dari bus USB antara lain : tidak harus memasang jumper, tidak harus membuka casing untuk memasang peralatan I/O, hanya satu jenis kabel yang digunakan, dapat mensuplai daya pada peralatan I/O, tidak diperlukan reboot.
• Bus 1394. Bus yang mempunyai nama FireWire memiliki kecepatan tinggi diatas SCSI dan PCI. Bus 1394 sangat cepat, murah, dan mudah untuk diimplementasikan. Bus ini tidak hanya populer perangkat komputer tetapi juga perangkat elektronik seperti kamera digital, VCR, dan televisi.
BAB 9
SISTEM MEMORI
BAB 10
RANGKAIAN FLIP FLOP
Pada
elektronik,
Flip-Flop atau
latch merupakan
sirkuit elektronik yang memiliki dua arus stabil dan dapat digunakan untuk menyimpan informasi. Sebuah flip-flop merupakan multivibrator-dwistabil. Sirkuit dapat dibuat untuk mengubah arus dengan sinyal yang dimasukkan pada satu atau lebih input kontrol dan akan memiliki satu atau dua output. Ini merupakan elemen penyimpanan dasar pada
Logika Sekuensial. Flip-flop dan latch merupakan bangunan penting dalam sistem elektronik digital yang digunakan pada komputer, komunikasi dan tipe lain dari sistem.
Flip-flop dan latch digunakan sebagai elemen penyimpan data, seperti penyimpan data yang dapat digunakan untuk menyimpan memori, seperti sirkuit yang dijelaskan pada logika sekuensial. Ketika menggunakan Read-only Memory, output dan keadaan selanjutnya tidak hanya bergantung pada input awalnya saja, namun pula pada keadaan yang sekarang. Flip-flops juga dapat digunakan untuk menghitung detak, dan untuk mengsinkronisasikan input signal waktu variable untuk beberapa signal waktu yang direferensi.
Flip-flop dapat digunakan secara sederhana yaitu dengan menggunakan
clock; sedangkan yang paling sederhana dinamakan latch.
[1] Kata "
latch" lebih biasa digunakan untuk menyimpan data yang ada, sementara
clocked devices dapat dikategorikan sebagai
flip flop.
[2]
Flip-flop dan
latch digunakan sebagai elemen penyimpanan data. Penyimpanan data ini digunakan untuk menyimpan
state (keadaan) pada ilmu komputer, dan sirkuit ini merupakan
logika sekuensial. Saat digunakan di mesin
finite-state, hasil keluaran dan
state selanjutnya bergantung bukan hanya kepada keadaannya saat ini, namun juga kepada
state saat ini (dan, karena itu, masukan sebelumnya). Sirkuit juga dapat digunakan untuk menghitung bunyi teratur dan sinkronisasi sinyal.
BAB 11
REGISTER
BAB 12
PERALATAN PENYIMPAN DATA
Peralatan Penyimpanan adalah perangkat komputer yang digunakan untuk menyimpan data baik di dalam maupun diluar puranti komputer. Perangkat penyimpanan dibedakan menjadi dua, yaitu :
A. Peralatan Penyimpanan Internal
Memori jenis ini dapat diakses secara langsung oleh prosesor. Memori internal memiliki fungsi sebagai pengingat. Dalam hal ini yang disimpan di dalam memori utama dapat berupa data atau program. Secara lebih tinci, fungsi dari memori utama adalah :
• Menyimpan data yang berasal dari peranti masukan sampai data dikirim ke ALU (Arithmatic and Logical Unit) untuk diproses.• Menyimpan daya hasil pemrosesan ALU sebelum dikirimkan ke peranti keluaran.• Menampung program/instruksi yang berasal dari peranti masukan atau dari peranti pengingat sekunder.
Memori biasa dibedakan menjadi dua macam: ROM dan RAM. Selain itu, terdapat pula memori yang disebut Cache Memory.
B. Peralatan Penyimpanan Eksternal
Memori eksternal adalah perangkat keras untuk melakukan operasi penulisan, pembacaan dan penyimpanan data, di luar komponen utama. Macam - macam memori (perangkat penyimpanan) eksternal antara lain :
1. CD ROOM
CD-ROM merupakan akronim dari “compact disc read-only memory” adalah sebuah piringan kompak dari jenis piringan optik (optical disc) yang dapat menyimpan data. Ukuran data yang dapat disimpan saat ini bisa mencapai 700MB atau 700 juta bit.
CD-ROM bersifat read only (hanya dapat dibaca, dan tidak dapat ditulisi). Untuk dapat membaca isi CD-ROM, alat utama yang diperlukan adalah CD Drive. Perkembangan CD-ROM terkini memungkinkan CD dapat ditulisi berulang kali (Re Write / RW) yang lebih dikenal dengan nama CD-RW.
2. Motherboard
Motherboard adalah salah satu perangkat utama pada komputer. Pada motherboard inilah perangkat tambahan lainnya dipasangkan. Bentuk ukuran motherboard adalah Baby AT, Micro ATX dan ATX. Jenis-jenis motherboard yang banyak beredar di pasaran misalnya: motherboard Socket 7, Socket 370, Socket A, Slot 1, Slot A, dan Socket 423 untuk Pentium4 Socket 370 ATX Motherboard Socket 423 ATX Motherboard untuk dual core Motherboard Back to diagram.
3. Memory Computer
Memori computer merupakan bagian terpenting dari komponen komputer yang berfungsi sebagai tempat penyimpanan informasi yang harus diatur dan dijaga sebaik-baiknya. Memori juga di artikan sebagai perangkat yang amat penting dalam sistem berbasis mikroprosesor, mikrokontroller, maupun PC.Memori digunakan untuk menyimpan data baik yang digunakan sebagai program maupun sebagai penyimpan data yang diproses oleh CPU.
Pengertian menurut istilah memory biasanya merujuk pada media atau tempat untuk menyimpan data. Yang dapat dikatakan bahwa memori merupakan perangkat keras yang khas digunakan untuk menyimpan data atau informasi dan dapat dibaca atau diambil kembali saat diperlukan.
Pada komputer, program (software) yang sedang dijalankan (di-run) dan data yang sedang diproses, disimpan di dalam memori selama program tadi masih aktif bekerja. Memori itu sendiri sebenarnya terdiri dari ‘kotak-kotak’ untuk menyimpan data (karakter). Masing-masing kotak tersebut memiliki alamat atau address sendiri. Dengan menggunakan adres inilah CPU dapat membaca atau menulis data pada memori. Kecepatan pergerakan data keluar masuk memori biasanya sepadan dengan kecepatan kerja CPU itu sendiri. CPU dan memori merupakan bagian yang tak terpisahkan dari sebuah komputer.Secara fisik (hardware), kebanyakan memori berupa chip semikonduktor. Sampai sekarang, terdapat banyak jenis memori yang masing-masing mempunyai sifat atau karakteristik yang khas, walaupun suluruhnya tetap memiliki fungsi pokok, yaitu menyimpan data.
4. Hardisk
Harddisk adalah salah satu perangkat keras sekunder dan berisi piringan magnetis yang berfungsi untuk menyimpan data. Harddisk berfungsi untuk menyimpan data – data serta menampung data dalam jumlah yang sangat besar serta memiliki kecepatan pada saat memanggil kembali data yang tersimpan.
5. Floppy Disk Driver
Floppy disk driver adalah perangkat keras komputer sebagai Penggerak floppy disk atau disket. Floppy disk drive berfungsi untuk membaca data yang tersimpan di dalam floppy disk, seperti disket.Disket (bahasa Inggris: floppy disk) adalah sebuah perangkat penyimpanan data yang terdiri dari sebuah medium penyimpanan magnetis bulat yang tipis dan lentur dan dilapisi lapisan plastik berbentuk persegi atau persegi panjang.
Cakram liuk “dibaca” dan “ditulis” menggunakan kandar cakram liuk (floppy disk drive, FDD). Kapasitas cakram liuk yang paling umum adalah 1,44 MB (seperti yang tertera pada cakram liuk), meski kapasitas sebenarnya adalah sekitar 1,38 MB.
6. Sound Card
Sound card berfungsi untuk mengubah sinyal digital (yg berasal dari file mp3, atau file musik lainnya) ke bentuk sinyal analog (sinyal suara yg dihasilkan oleh speaker).
Dulunya, sound card (untuk mengolah audio) dan graphic card (utk mengolah video) merupakan modul yg terpisah. Tapi sekarang ini motherboard rata - rata sudah berisi sound card onboard (menyatu dalam motherboardnya). So,ngga perlu lagi dipasangin soundcard,supaya bisa denger musik.
Biasanya, orang yg telinganya peka terhadap musik, masih menganggap soundcard bawaan (onboard) punya kualitas suara yg jelek. untuk itu, biasanya mereka memilih untuk membeli lagi modul sound card merk kelas atas, yang kualitasnya lebih bagus untuk menghasilkan suara yg lebih bagus lagi dan jernih.
7. Processor
Sebagaima telah umum diketahui bahwa Processor adalah otak dari sebuah komputer sering pula disebut sebagai CPU (Central Processing Unit). Karena bentuknya yang kecil maka ada juga yang menyebutnya Micro Processor.
Pada saat ini telah tersedia banyak macam CPU/Processor dipasaran. Kita mengenal Processor Intel P4, Processor Intel P4 LGA 775, Processor Intel Celeron, Processor AMD Athlon dll. Spesifikasi, kwalitas, kecepatan dan harganyapun berbeda-beda. Namun walaupun fungsi/tugasnya tetap sama yaitu ibarat dokter dalam suatu klinik atau sebagai otak dalam sebuah PC.
Secara garis besar Processor terdiri dari tiga bagian utama yaitu :
• CU (Control Unit)
Bagian ini bertugas mengatur dan mengendalikan semua peralatan yang ada pada sistem komputer. Unit ini mengatur lalulintas data dari memory utama untuk dieksekusi dan hasilnya dikirim kembali ke memory utama, untuk ditampilkan pada layar monitor, disimpan dalam hard disk atau output device yang lain.
• ALU (Arithmatic and Logical Unit)
Bagian ini bertugas untuk melakukan semua perhitungan aritmatika (matematika). Tugasnya yang lain adalah mengambil keputusan dari suatu operasi logika sesuai perintah program. Jika kita sedang menjalankan suatu program aplikasi dan ada yang kurang beres, maka bagian inilah yang mengambil keputusan bahwa telah terjadi suatu kesalahan. Informasi ini diteruskan ke memory utama supaya dibuat pengumuman “ERROR” pada layar monitor.
• Register
Adalah media penyimpanan yang kecil tetapi kecepatan akses yang sangat tinggi. Disinilah data dieksekusi/diproses sedangkan data-data yang lain masih antri menunggu di memory utama.
Catatan : pada prosessor socket 478 (pentium IV) kaki socket terletak pada prosessor sedangkan pada socket LGA 775 kaki socket terletak pada dudukan prosessor di mainboard.
8. VGA Card
VGA, singkatan dari Video Graphics Adapter, adalah standar tampilan komputer analog yang dipasarkan pertama kali oleh IBM pada tahun 1987. Walaupun standar VGA sudah tidak lagi digunakan karena sudah diganti oleh standar yang lebih baru, VGA masih diimplementasikan pada Pocket PC. VGA merupakan standar grafis terakhir yang diikuti oleh mayoritas pabrik pembuat kartu grafis komputer. Tampilan Windows sampai sekarang masih menggunakan modus VGA karena didukung oleh banyak produsen monitor dan kartu grafis.
Istilah VGA juga sering digunakan untuk mengacu kepada resolusi layar berukuran 640×480, apa pun pembuat perangkat keras kartu grafisnya. Kartu VGA berguna untuk menerjemahkan keluaran komputer ke monitor. Untuk proses desain grafis atau bermain permainan video, diperlukan kartu grafis yang berdaya tinggi. Produsen kartu grafis yang terkenal antara lain ATI dan nVidia.
Selain itu, VGA juga dapat mengacu kepada konektor VGA 15-pin yang masih digunakan secara luas untuk mengantarkan sinyal video analog ke monitor. Standar VGA secara resmi digantikan oleh standar XGA dari IBM, tetapi nyatanya VGA justru digantikan oleh Super VGA.
BAB 13
UNIT MASUKAN DAN KELUARAN
I/O adalah suatu komponen dalam sistem komputer
Bertanggung jawab atas pengontrolan sebuah perangkat luar atau lebih
Bertanggung jawab pula dalam pertukaran data antara perangkat luar tersebut dengan memori utama ataupun dengan register – register CPU.
Modul I/O
Merupakan peralatan antarmuka (interface) bagi sistem bus atau switch sentral dan mengontrol satu atau lebih perangkat peripheral.
Tidak hanya sekedar modul penghubung, tetapi sebuah piranti yang berisi logika dalam melakukan fungsi komunikasi antara peripheral dan bus computer
Ada dua fungsi utama modul I/O yaitu :
Komunikasi modul I/O dengan CPU dan peripheral
Piranti tidak tidak langsung dihubungkan dengan bus sistem komputer , Mengapa ?
Bervariasinya metode operasi piranti peripheral, sehingga tidak praktis apabila sistem komputer harus menangani berbagai macam sistem operasi piranti peripheral tersebut.
Kecepatan transfer data piranti peripheral umumnya lebih lambat dari pada laju transfer data pada CPU maupun memori.
Format data dan panjang data pada piranti peripheral seringkali berbeda dengan CPU, sehingga perlu modul untuk menselaraskannya .
Langkah-langkah pemindahan data dari peripheral ke CPU melalui sebuah modul I/O
Permintaan dan pemeriksaan status perangkat dari CPU ke modul I/O.
Modul I/O memberi jawaban atas permintaan CPU.
Apabila perangkat eksternal telah siap untuk transfer data, maka CPU akan mengirimkan perintah ke modul I/O.
Modul I/O akan menerima paket data dengan panjang tertentu dari peripheral.
Selanjutnya data dikirim ke CPU setelah diadakan sinkronisasi panjang data dan kecepatan transfer oleh modul I/O sehingga paket – paket data dapat diterima CPU dengan baik .
Mode interupsi I/O
Perintah ini digunkan untuk mengaktivasi perangkat peripheral dan
memberitahukan tugas yang diperintahkan padanya.
Perintah ini digunakan CPU untuk menguji berbagai kondisi status modul
I/O 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.
Perintah pada modul 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.
Perintah ini kebalikan dari read. CPU memerintahkan modul I/O untuk
mengambil data dari bus data untuk diberikan pada perangkat peripheral
tujuan data tersebut.
BAB 14
PROSESOR DLX
BAB 15
SISTEM OPERASI
BAB 16
OPERASI UNIT
BAB 17
MODE PENGALAMATAN
Mode pengalamatan merupakan metode
penentuan alamat operand pada instruksi. Operand instruksi diletakan pada
memori utama dan register CPU. Tujuan yang mempengaruhi arsitektur
komputer ketika memilih mode pengalamatan:
·
Mengurangi panjang instruksi dengan mempunyai medan yang pendek untuk
alamat.
·
Menyediakan bantuan yang tangguh kepada pemrogram untuk penanganan data
kompleks seperti pengindeksan sebuah array, control loop, relokasi program dan
sebagainya.
Teknik Pengalamatan
1.
Immediate Addressing
2.
Direct Addressing
3.
Indirect Addressing
4.
Register addressing
5.
Register indirect addressing
6.
Displacement addressing
7.
Stack addressing
A. Immediate
Addressing (Pengalamatan Segera)
Adalah bentuk pengalamatan yang paling
sederhana.
Penjelasan :
·
Operand benar-benar ada dalam instruksi atau bagian dari intsruksi
·
Operand sama dengan field alamat
·
Umumnya bilangan akan disimpan dalam bentuk complement dua
·
Bit paling kiri sebagai bit tanda
·
Ketika operand dimuatkan ke dalam register data, bit tanda digeser ke kiri
hingga maksimum word data
Keuntungan :
·
Tidak adanya referensi memori selain dari instruksi yang diperlukan untuk
memperoleh operand
·
Menghemat siklus instruksi sehingga proses keseluruhanakan akan cepat
Kekurangan :
·
Ukuran bilangan dibatasi oleh ukuran field
Contoh :
ADD 7 ; tambahkan 7 pada akumulator
B. Direct Addressing (Pengalamatan
Langsung)
Penjelasan :
·
Teknik ini banyak digunakan pada komputer lama dan komputer kecil
·
Hanya memerlukan sebuah referensi memori dan tidak memerlukan kalkulus
khusus
Kelebihan :
·
Field alamat berisi efektif address sebuah operand
Kekurangan :
·
Keterbatasan field alamat karena panjang field alamat biasanya lebih kecil
dibandingkan panjang word
Contoh :
ADD A ; tambahkan isi pada lokasi alamat
A ke akumulator
C. Indirect Addressing (Pengalamatan tak
langsung)
Penjelasan :
·
Merupakan mode pengalamatan tak langsung
·
Field alamat mengacu pada alamat word di alamat memori, yang pada
gilirannya akan berisi alamat operand yang panjang
Kelebihan :
·
Ruang bagi alamat menjadi besar sehingga semakin banyak alamat yang dapat
referensi
Kekurangan :
·
Diperlukan referensi memori ganda dalam satu fetch sehingga memperlambat
proses operasi
Contoh :
ADD (A) ; tambahkan isi memori yang
ditunjuk oleh isi alamat A ke akumulator
D. Register addressing (Pengalamatan
Register)
Penjelasan :
·
Metode pengalamatan register mirip dengan mode pengalamatan langsung
·
Perbedaanya terletak pada field alamat yang mengacu pada register, bukan
pada memori utama
·
Field yang mereferensi register memiliki panjang 3 atau 4 bit, sehingga
dapat mereferensi 8 atau 16 register general purpose
Keuntungan :
·
Diperlukan field alamat berukuran kecil dalam instruksi dan tidak
diperlukan referensi memori
·
Akses ke register lebih cepat daripada akses ke memori, sehingga proses
eksekusi akan lebih cepat
Kerugian :
·
Ruang alamat menjadi terbatas
Contoh :
E. Register indirect addressing
(Pengalamatan tak-langsung register)
Penjelasan :
·
Metode pengalamatan register tidak langsung mirip dengan mode pengalamatan
tidak langsung
·
Perbedaannya adalah field alamat mengacu pada alamat register
·
Letak operand berada pada memori yang dituju oleh isi register
·
Keuntungan dan keterbatasan pengalamatan register tidak langsung pada
dasarnya sama dengan pengalamatan tidak langsung
·
Keterbatasan field alamat diatasi dengan pengaksesan memori yang tidak
langsung sehingga alamat yang dapat direferensi makin banyak
·
Dalam satu siklus pengambilan dan penyimpanan, mode pengalamatan register
tidak langsung hanya menggunakan satu referensi memori utama sehingga lebih
cepat daripada mode pengalamatan tidak langsung
Contoh :
F. Displacement addressing
Penjelasan :
·
Menggabungkan kemampuan pengalamatan langsung dan pengalamatan register
tidak langsung
·
Mode ini mensyaratkan instruksi memiliki dua buah field alamat, sedikitnya
sebuah field yang eksplisit
·
Operand berada pada alamat A ditambahkan isi register
·
Tiga model displacement
o
Relative addressing : register yang direferensi secara implisit adalah
Program Counter (PC)
§
Alamat efektif didapatkan dari alamat instruksi saat itu ditambahkan ke
field alamat
§
Memanfaatkan konsep lokalitas memori untuk menyediakan operand-operand
berikutnya
o
Base register addressing : register yang direferensi berisi sebuah alamat
memori dan field alamat berisi perpindahan dari alamat itu
§
Referensi register dapat eksplisit maupun implisit
§
Memanfaatkan konsep lokalitas memori
o
Indexing : field alamat mereferensi alamat memori utama, dan register
yang direferensikan berisi pemindahan positif dari alamat tersebut
§
Merupakan kebalikan dari mode base register
§
Field alamat dianggap sebagai alamat memori dalam indexing
§
Manfaat penting dari indexing adalah untuk eksekusi program-pprogram
iteratif
Contoh :
Field eksplisit bernilai A dan field
imlisit mengarah pada register
G. Stack addressing
Penjelasan :
·
Stack adalah array lokasi yang linier = pushdown list = last-in-firs-out
·
Stack merupakan blok lokasi yang terbaik
o
Btir ditambahkan ke puncak stack sehingga setiap blok akan terisi secara
parsial
·
Yang berkaitan dengan stack adalah pointer yang nilainya merupakan alamat
bagian paling atas stack
·
Dua elemen teratas stack dapat berada di dalam register CPU, yang dalam hal
ini stack pointer mereferensi ke elemen ketiga stack
·
Stack pointer tetap berada dalam register
·
Dengan demikian, referensi-referensi ke lokasi stack di dalam memori pada
dasarnya merupakan pengalamatan register tidak langsung
Mode pengalamatan merupakan metode
penentuan alamat operand pada instruksi. Operand instruksi diletakan pada
memori utama dan register CPU. Tujuan yang mempengaruhi arsitektur
komputer ketika memilih mode pengalamatan:
·
Mengurangi panjang instruksi dengan mempunyai medan yang pendek untuk
alamat.
·
Menyediakan bantuan yang tangguh kepada pemrogram untuk penanganan data
kompleks seperti pengindeksan sebuah array, control loop, relokasi program dan
sebagainya.
Teknik Pengalamatan
1.
Immediate Addressing
2.
Direct Addressing
3.
Indirect Addressing
4.
Register addressing
5.
Register indirect addressing
6.
Displacement addressing
7.
Stack addressing
A. Immediate
Addressing (Pengalamatan Segera)
Adalah bentuk pengalamatan yang paling
sederhana.
Penjelasan :
·
Operand benar-benar ada dalam instruksi atau bagian dari intsruksi
·
Operand sama dengan field alamat
·
Umumnya bilangan akan disimpan dalam bentuk complement dua
·
Bit paling kiri sebagai bit tanda
·
Ketika operand dimuatkan ke dalam register data, bit tanda digeser ke kiri
hingga maksimum word data
Keuntungan :
·
Tidak adanya referensi memori selain dari instruksi yang diperlukan untuk
memperoleh operand
·
Menghemat siklus instruksi sehingga proses keseluruhanakan akan cepat
Kekurangan :
·
Ukuran bilangan dibatasi oleh ukuran field
Contoh :
ADD 7 ; tambahkan 7 pada akumulator
B. Direct Addressing (Pengalamatan
Langsung)
Penjelasan :
·
Teknik ini banyak digunakan pada komputer lama dan komputer kecil
·
Hanya memerlukan sebuah referensi memori dan tidak memerlukan kalkulus
khusus
Kelebihan :
·
Field alamat berisi efektif address sebuah operand
Kekurangan :
·
Keterbatasan field alamat karena panjang field alamat biasanya lebih kecil
dibandingkan panjang word
Contoh :
ADD A ; tambahkan isi pada lokasi alamat
A ke akumulator
C. Indirect Addressing (Pengalamatan tak
langsung)
Penjelasan :
·
Merupakan mode pengalamatan tak langsung
·
Field alamat mengacu pada alamat word di alamat memori, yang pada
gilirannya akan berisi alamat operand yang panjang
Kelebihan :
·
Ruang bagi alamat menjadi besar sehingga semakin banyak alamat yang dapat
referensi
Kekurangan :
·
Diperlukan referensi memori ganda dalam satu fetch sehingga memperlambat
proses operasi
Contoh :
ADD (A) ; tambahkan isi memori yang
ditunjuk oleh isi alamat A ke akumulator
D. Register addressing (Pengalamatan
Register)
Penjelasan :
·
Metode pengalamatan register mirip dengan mode pengalamatan langsung
·
Perbedaanya terletak pada field alamat yang mengacu pada register, bukan
pada memori utama
·
Field yang mereferensi register memiliki panjang 3 atau 4 bit, sehingga
dapat mereferensi 8 atau 16 register general purpose
Keuntungan :
·
Diperlukan field alamat berukuran kecil dalam instruksi dan tidak
diperlukan referensi memori
·
Akses ke register lebih cepat daripada akses ke memori, sehingga proses
eksekusi akan lebih cepat
Kerugian :
·
Ruang alamat menjadi terbatas
Contoh :
E. Register indirect addressing
(Pengalamatan tak-langsung register)
Penjelasan :
·
Metode pengalamatan register tidak langsung mirip dengan mode pengalamatan
tidak langsung
·
Perbedaannya adalah field alamat mengacu pada alamat register
·
Letak operand berada pada memori yang dituju oleh isi register
·
Keuntungan dan keterbatasan pengalamatan register tidak langsung pada
dasarnya sama dengan pengalamatan tidak langsung
·
Keterbatasan field alamat diatasi dengan pengaksesan memori yang tidak
langsung sehingga alamat yang dapat direferensi makin banyak
·
Dalam satu siklus pengambilan dan penyimpanan, mode pengalamatan register
tidak langsung hanya menggunakan satu referensi memori utama sehingga lebih
cepat daripada mode pengalamatan tidak langsung
Contoh :
F. Displacement addressing
Penjelasan :
·
Menggabungkan kemampuan pengalamatan langsung dan pengalamatan register
tidak langsung
·
Mode ini mensyaratkan instruksi memiliki dua buah field alamat, sedikitnya
sebuah field yang eksplisit
·
Operand berada pada alamat A ditambahkan isi register
·
Tiga model displacement
o
Relative addressing : register yang direferensi secara implisit adalah
Program Counter (PC)
§
Alamat efektif didapatkan dari alamat instruksi saat itu ditambahkan ke
field alamat
§
Memanfaatkan konsep lokalitas memori untuk menyediakan operand-operand
berikutnya
o
Base register addressing : register yang direferensi berisi sebuah alamat
memori dan field alamat berisi perpindahan dari alamat itu
§
Referensi register dapat eksplisit maupun implisit
§
Memanfaatkan konsep lokalitas memori
o
Indexing : field alamat mereferensi alamat memori utama, dan register
yang direferensikan berisi pemindahan positif dari alamat tersebut
§
Merupakan kebalikan dari mode base register
§
Field alamat dianggap sebagai alamat memori dalam indexing
§
Manfaat penting dari indexing adalah untuk eksekusi program-pprogram
iteratif
Contoh :
Field eksplisit bernilai A dan field
imlisit mengarah pada register
G. Stack addressing
Penjelasan :
·
Stack adalah array lokasi yang linier = pushdown list = last-in-firs-out
·
Stack merupakan blok lokasi yang terbaik
o
Btir ditambahkan ke puncak stack sehingga setiap blok akan terisi secara
parsial
·
Yang berkaitan dengan stack adalah pointer yang nilainya merupakan alamat
bagian paling atas stack
·
Dua elemen teratas stack dapat berada di dalam register CPU, yang dalam hal
ini stack pointer mereferensi ke elemen ketiga stack
·
Stack pointer tetap berada dalam register
·
Dengan demikian, referensi-referensi ke lokasi stack di dalam memori pada
dasarnya merupakan pengalamatan register tidak langsung
BAB 18
MICROPROSESOR
Sebelum berkembangnya mikroprosesor, CPU elektronik terbuat dari
sirkuit terintegrasi TTL terpisah; sebelumnya, transistor individual; sebelumnya lagi, dari
tabung vakum. Bahkan telah ada desain untuk mesin komputer sederhana atas dasar bagian
mekanik seperti
gear,
shaft,
lever,
Tinkertoy, dll.
Evolusi dari mikroprosesor telah diketahui mengikuti
Hukum Moore yang merupakan peningkatan performa dari tahun ke tahun. Teori ini merumuskan bahwa daya penghitungan akan berlipat ganda setiap 18 bulan, sebuah proses yang benar terjadi sejak awal
1970-an; sebuah kejutan bagi orang-orang yang berhubungan. Dari awal sebagai driver dalam
kalkulator, perkembangan kekuatan telah menuju ke dominasi mikroprosesor di berbagai jenis komputer; setiap sistem dari
mainframeterbesar sampai ke
komputer pegang terkecil sekarang menggunakan mikroprosesor sebagai pusatnya
BAB 19
IMPLEMENTASI GERBANG LOGIKA
IMPLEMENTASI FLIP FLOP