Bab 1 Pendahuluan

Pendahuluan

Diktat Dasar Komputer dan Pemrograman T. Elektro FTI UAD 1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Definisi Komputer

Komputer merupakan mesin elektronik yang memiliki kemampuan

melakukan perhitungan-perhitungan yang rumit secara cepat terhadap data-data

menggunakan instruksi. Atas dasar pengertian tersebut, pelaksanaan perhitungan

menggunakan komputer memerlukan dua perangkat yakni perangkat keras

(hardware) yang berupa mesin elektronik itu sendiri dan perangkat lunak

(software) yang berupa kumpulan instruksi atau program.

Berdasarkan kecepatan dan kapasitas data yang diproses, komputer

dibedakan atas komputer berukuran besar (large computer), sedang (medium

computer), kecil (mini computer), dan mikrokomputer. Walaupun mikrokomputer

merupakan jenis yang paling kecil kapasitasnya dan paling rendah kecepatannya,

namun penggunaannya sangat fleksibel mencakup bidang yang sangat luas.

Keunggulan yang penting dari mikrokomputer adalah harganya yang relatif lebih

murah dibandingkan dengan jenis lainnya. Untuk selanjutnya, dalam buku ini

pembahasan sistem komputer dikonsentrasikan pada sistem mikrokomputer, atau

dikenal juga dengan Komputer Pribadi (Personal Computer, PC).

1.2. Sistem Mikrokomputer

Mikrokomputer merupakan suatu sistem elektronik yang terdiri atas

bagian-bagian mikroprosesor, memori hanya baca (read only memory atau ROM)

dan memori akses acak (random access memory atau RAM), serta antarmuka

input dan output (interface). Diagram blok dari suatu sistem mikrokomputer

ditunjukkan pada gambar 1.1. berikut ini.

Pengenalan Mikrokomputer

Diktat Dasar Komputer dan Pemrograman T. Elektro FTI UAD

2

Gambar 1.1. Sistem Mikrokomputer

Mikroprosesor merupakan suatu serpih silikon atau chip yakni suatu

rangkaian terpadu (integrated circuit atau IC) yang memiliki bagian-bagian

aritmetika dan logika (arithmetic and logic unit atau ALU), bagian kontrol

(control unit atau CU), register atau memori berukuran kecil dan rangkaian

pewaktu (clock). Bagian ini memegang peranan yang penting, karena semua

proses perhitungan dilakukan pada bagian mikroprosesor ini. Dengan demikian

dapat dikatakan bahwa mikroprosesor merupakan otak (brain) dari sistem

mikrokomputer.

Bagian lain dari sistem mikrokomputer adalah ROM dan RAM. ROM

merupakan penyimpan yang bersifat permanen dan hanya dapat dibaca saja atau

tak dapat ditulisi. Umumnya ROM digunakan untuk menyimpan kumpulan

instruksi atau program. Berbeda dengan ROM, RAM merupakan memori yang

kecuali dapat dibaca juga dapat ditulisi, dan digunakan untuk menyimpan data.

Penyimpanan data oleh RAM bersifat sementara yakni selama komputer dalam

keadaan hidup saja.

Mikrokomputer juga dilengkapi dengan bagian antar muka input dan

output (I/O). Melalui antar muka I/O, mikrokomputer dapat berkomunikasi

dengan piranti-piranti luar seperti monitor dan papan ketik (keyboard).

Hubungan antar atau interkoneksi masing-masing bagian di dalam sistem



3

mikrokomputer dilakukan dengan menggunakan jalur yang berupa kumpulan

konduktor yang dinamakan bus. Dalam hal ini terdapat tiga jenis bus yakni bus

alamat, bus data, dan bus kontrol. Bus alamat berfungsi membawa kode-kode

alamat dari mikroprosesor ke setiap bagian dalam sistem mikrokomputer yang

akan dihubungi oleh mikroprosesor tersebut. Setiap elemen dari bagian-bagian

mikrokomputer memiliki identitas alamat berupa kode-kode unik yang

menunjukkan suatu lokasi sumber atau tujuan suatu transfer informasi dari atau ke

mikroprosesor. Informasi yang berupa instruksi atau data tersebut ditransfer lewat

bus data. Bus kontrol berfungsi menyalurkan sinyal kontrol dari atau ke

mikroprosesor dalam suatu proses transfer data atau instruksi.

Dalam mempelajari prinsip kerja mikrokomputer, semua proses dilihat

dari sudut pandang mikroprosesor. Misalnya, dalam kasus mikroprosesor

membaca instruksi yang ada di ROM, prosesnya dimulai dengan pengiriman kode

alamat oleh mikroprosesor ke bus alamat. Pengiriman kode alamat tersebut

berfungsi memilih lokasi sumber informasi yakni lokasi instruksi dalam ROM

yang akan dibaca. Selanjutnya, melalui bus kontrol mikroprosesor mengirim

sinyal kendali ke ROM untuk memberitahukan bahwa mikroprosesor telah siap

menerima pengiriman instruksi. Sekarang giliran ROM meletakkan instruksi yang

disimpannya ke bus data dan mikroprosesor mengunci (latches) instruksi tersebut

dan meneruskan operasi berikutnya.

Dalam kasus mikroprosesor menulis data ke RAM, mikroprosesor

mengirim kode alamat untuk memilih lokasi tujuan transfer informasi yakni lokasi

penyimpanan data dalam RAM. Selanjutnya, mikroprosesor mengirim sinyal

kendali ke RAM untuk memberi tahu bahwa mikroprosesor akan mengirim data

dan RAM mengambil data dari bus data untuk ditempatkan di lokasi yang telah

dipilih.

1.3. Arsitektur Dasar Komputer

Arsitektur komputer telah mengalami perkembangan yang luar biasa

dalam dua dasawarsa terakhir, mulai dari jumlah rangkaian yang dapat

diintegrasikan ke dalam sebuah keping (chip) silikon, sampai pada kompleksitas



4

kerja yang dapat dilakukannya. Walaupun demikian, perancangan komputer

sekarang ini masih didasarkan pada arsitektur yang diciptakan oleh Von

Neumann.

Komputer berarsitektur Von Neumann terdiri dari 3 komponen utama,

yaitu sebuah unit pengolah pusat (Central Processing Unit / CPU), pengingat /

memori, dan piranti masukan dan keluaran (input / output devices).

Perangkat keras (Hardware) komputer adalah alat-alat atau mesin-mesin

yang digunakan untuk mengolah data yang terdiri atas :

− CPU (Central Processing Unit), yaitu unit pengolah pusat yang merupakan

otak dari suatu komputer yang mengatur kinerja komputer secara keseluruhan.

Operasi-operasi perpindahan data, operasi aritmatika dan logika, serta

pengendalian piranti masukan dan keluaran berserta seluruh sumber daya

(resources) yang ada dikendalikan oleh CPU. CPU ini berupa sebuah chip IC

yang sering disebut mikroprosesor atau disebut prosesor saja. Mikroprosesor

adalah suatu rangkaian digital yang dirancang sedemikian rupa dengan

dimensi yang sangat kecil dan dibuat dalam satu chip (IC : Integrated Circuit).

− Memori utama (Main Memory), yaitu memori yang digunakan untuk

menyimpan data dan instruksi yang dibutuhkan seluruh proses. Memori utama

ini terdiri atas RAM (Random Access Memory = Memori Baca/Tulis) dan

ROM (Read Only Memory = Memori hanya baca). RAM menyimpan data dan

instruksi program yang sedang dijalankan oleh komputer. RAM ini bersifat

sementara (temporary), yang berarti isinya akan hilang begitu catu dayanya

dimatikan (turned off), atau dikenal dengan istilah bersifat volatile (menguap).

Berbeda dengan RAM, ROM bersifat permanen. Data-data pada ROM tidak

akan hilang meskipun catu daya komputer dimatikan, atau dikatakan ROM

bersifat non Volatile (tidak menguap). ROM biasanya digunakan untuk

menyimpan instruksi- instuksi initial boot-up, yaitu instuksi- instruksi yang

dijalankan ketika komputer baru dihidupkan. Instuksi- instruksi ini berfungsi

untuk mempersiapkan komputer agar dapat digunakan sebagaimana mestinya.

− Peralatan Input/Ouput (I/O = Masukan/Keluaran), yaitu piranti-piranti

eksternal (peripheral) yang dibutuhkan untuk berhubungkan dengan dunia luar



5

(termasuk dengan manusia sebagai pengguna komputer) yang dalam hal ini

berfungsi menerima input dan mengeluarkan output. Beberapa piranti yang

dapat dikategorikan sebagai piranti masukan / keluaran adalah sebagai berikut:

a. layar monitor (untuk keperluan penampilan suatu proses dan hasil proses)

b. papan ketik / keyboard (untuk pemasukan data berupa teks maupun baris-

baris perintah / command line)

c. printer (untuk keperluan pencetakan)

d. mouse (untuk pemasukan data yang bersifat spasial / berhubungan dengan

koordinat maupun pemberian perintah)

e. scanner (untuk memasukkan data citra)

f. dan lain- lain.

Organisasi dasar komputer yang terdiri atas CPU, Memori (RAM dan ROM)

dan I/O ditunjukkan pada Gambar 1.2.

CPU

ROM

CS

RAM I/O

CS CS

BUSDATA D0..D7

BUS ALAMAT A0-A15

Gambar 1.2. Konfigurasi Sistem Minimum Mikroprosesor

Suatu komputer hanya dapat bekerja bila telah diberi program yang sesuai.

Program adalah kumpulan instruksi- instruksi yang menyebabkan komputer

melaksanakan pekerjaan tertentu. Sedangkan instruksi- instruksi secara sederhana

diartikan sebagai pola bit biner.

Untuk dapat memahami pemrograman komputer terlebih dahulu kita harus

memahami cara kerja komputer tersebut. Oleh karena itu pada bagian selanjutnya



6

akan dijelaskan secara garis besar, mengenai bagian-bagian dari suatu komputer

dan cara kerjanya.

1.4. Konfigurasi Dasar Mikroprosesor

Dalam suatu mikrokomputer (=Personal Computer = Komputer Pribadi),

mikroprosesor merupakan komponen sentral yang berfungsi sebagai otak atau

pusat pengolah (sebaga i CPU-nya). Konfigurasi mikroprosesor pada Gambar 1.3

memiliki satu bus data, satu bus alamat dan satu bus kendali.

Gambar 1.3. Konfigurasi Jalur-Jalur pada Mikroprosesor

Tiap-tiap bus pada dasarnya dapat terdiri dari satu atau lebih jalur (line)

tergantung dari jenis mikroprosesornya. Arah anak panah kedalam

(mikroprosesor) menunjukkan bahwa bus dapat bekerja sebagai masukan. Arah

anak panah ke luar berarti berfungsi sebagai keluaran, sedangkan arah anak panah

ke luar dan ke dalam ini berarti dapat berfungsi sebagai keluaran dan sekaligus

sebagai masukan atau disebut juga Send and Receive Bidirectional.

Bus data adalah saluran yang digunakan untuk membawa dan

mengirimkan data dari mikroprosesor ke dunia luar atau sebaliknya. Bus alamat

adalah saluran yang berisikan alamat-alamat yang akan diakses oleh

mikroprosesor.

Bus kontrol digunakan untuk mensinkronkan komunikasi antara

mikroprosesor dengan dunia luar sistem. Beberapa jalur sinkronisasi ini dikenal

MIKROPROSESOR

BUS KENDALI

BUS ALAMAT

BUS DATA

CATU DAYA



7

dengan istilah jabat tangan (Hand Shaking) antara mikroprosesor dengan dunia

luar.

Jalur clock (detak) merupakan satu syarat utama agar CPU dapat bekerja.

Berdasarkan pulsa-pulsa detak maka kegiatan bus alamat, bus data dan bus

kontrol dapat bekerja sama secara sekuensial.

Untuk melaksanakan tugas mengolah data dalam suatu sistem,

mikroprosesor tidak berdiri sendiri tetapi memerlukan unit-unit dan rangkaian-

rangkaian pendukung. Unit-unit pendukung antara lain : unit memori dan unit

masukan/keluaran(I/O). Rangkaian pendukung yang diperlukan oleh

mikroprosesor adalah catu daya, rangkaian pembangkit detak (clock), rangkaian

pengawasandi (decoder = dekoder) alamat, penaut (latch) dan penyangga(buffer).

1.5. Unit Pengolah Pusat (CPU : Central Processing Unit).

Mikroprosesor merupakan unit pengolah pusat yang berfungsi sebagai

otak dari sistem yang melaksanakan fungsi- fungsi sebagai berikut :

1. Menyediakan sinyal kendali (control) dan pewaktuan (timing) untuk semua

elemen sistem.

2. Mengambil instruksi dan data dari memori.

3. Memindahkan data dari dan ke perangkat masukan/keluaran.

4. Melaksanakan operasi logika (boolean) dan aritmatika.

5. Memberikan tanggapan-tanggapan terhadap sinyal-sinyal kendali yang

diberikan oleh I/O seperti sinyal interupsi.

Untuk melaksanakan fungsi- fungsi tersebut dilaksanakan oleh rangkaian

logika yang sangat rumit yang terdapat di dalam mikroprosesor tersebut.

Rangkaian tersebut dapat digolongkan menjadi 3 baigan, yaitu : ALU (Arithmetic

and Logic Control), Register, Pengendali dan Pewaktuan (Control and Timing)

sebagaimana diperlihatkan pada Gambar 1.4.



8

Gambar 1.4. Unit Pengolah Pusat (CPU)

Langkah- langkah yang dilakukan untuk mengeksekusi suatu instruksi

dalam program adalah :

1. CPU mengambil perintah yang akan dilaksanakan dengan mengirim alamat

perintah tersebut dan sinyal kontrol ke memori dan

2. perintah yang terbaca pada alamat memori tersebut kemudian diterjemahkan

dan dieksekusi.

ALU (Arithmetic and Logic Control )

ALU adalah bagian mikroprosesor yang melaksanakan operasi aritmatika

(+, - , * , / , √ ) dan logika. Operasi ini dapat melibatkan dua buah operand atau

hanya satu operand.

Secara umum, jika operasi ALU melibatkan dua operand, salah satu

operand berasal dari akumulator dan operand yang lain dapat berupa data dari

memori atau salah satu register. Hasil dari operasi dua operand ini biasanya

dikirim ke akumulator.

Operasi ALU dapat juga menghasilkan sinyal status yang dikirimkan ke

register. Status untuk mengubah (set/reset) bit-bit flag sesuai dengan hasil operasi

tersebut.

ALU

REGISTER

PENGENDALI DAN PEWAKTUAN

BUS

BUS DATA

BUS ALAMAT



9

Register

Register adalah RAM dalam suatu mikroprosesor yang mempunyai fungsi

khusus. Register adalah memori yang dapat diakses dengan sangat cepat oleh

mikroprosesor. Register digunakan untuk menyimpan data, alamat, kode-kode

instruksi dan informasi- informasi pada status operasinya. Struktur register dari

masing-masing mikroprosesor bervariasi tergantung pembuatnya, tetapi fungsi-

fungsi dasar yang dibentuk oleh bermacam-macam register tersebut pada

prinsipnya sama.

Pengendali dan Pewaktuan (Control and Timing)

Pewaktuan dan pengendalian merupakan rangkaian logika yang sangat

rumit. Bagian ini mempunyai fungsi utama untuk mengambil dan mendekode

instruksi dari memori program dan membangkitkan sinyal-sinyal kendali yang

diperlukan oleh ALU dan register untuk melaksanakan instruksi tersebut. Bagian

pengendalian ini membangkitkan sinyal kendali eksternal yang dikirim ke elemen

komputer yang lain. Selain membangkitkan sinyal kendali, bagaian pengendalian

juga memberikan tanggapan terhadap sinyal-sinyal kendali yang dikirim dari

elemen lain dalam sistem ke mikroprosesor.

Setiap mikroprosesor mempunyai satu set sinyal kendali tersendiri dengan

spesifikasi yang khusus.

1.6. Memori Utama

Memori utama dalam suatu komputer adalah RAM (Random Access

Memory) dan ROM (Read Only Memory).

RAM adalah memori yang diakses secara acak. Memori dapat dibaca atau

ditulisi. RAM digolongkan menjadi memori statik dan memori dinamik. Pada

memori dinamik informasi disimpan dalam muatan dan muatan memori ini akan

hilang apabila tidak disegarkan (refresh), untuk itu diperlukan suatu rangkaian

penyegar di luar memori ini. Memori statik tidak memerlukan rangkaian

penyegar, karena informasi disimpan dalam flip-flop penaut (Latched Flip-Flop).



10

ROM adalah memori yang hanya dapat dibaca. Pengisian informasi yang

disimpan dalam memori ini dapat dilakukan dalam proses pabrik tetapi ada juga

jenis ROM yang dapat dihapus dan diprogram oleh pemakai yaitu EPROM

(Erasable Programmable ROM). Ada dua jenis EPROM yaitu UV EPROM

(Ultra Violet EPROM), yang dapat dihapus dengan menyinari jendela kaca pada

IC memori tersebut dengan sinar ultra violet) dan EEPROM (Electrically

Erasable PROM), yang dapat dihapus secara elektrik dengan memberikan level

tegangan tertentu.

Gambar 1.5. Klasifikasi Memori

Operasi Memori

Memori komputer terdiri dari RAM dan ROM yang dihubungkan ke

mikroprosesor oleh tiga kelompok sinyal atau bus. Ketiga bus tersebut adalah bus

alamat, bus data dan bus kendali.

Pada dasarnya operasi-operasi memori dibagi menjadi 2 bagian yaitu :

operasi tulis (write) dan operasi baca (read). Jika prosesor akan menulis data ke

lokasi memori tertentu, prosesor melakukan operasi WRITE. Adapun proses

MEMORI SEMIKONDUKTOR

DIPROGRAM PABRIK

R A M R O M

STATIK DINAMIK DIPROGRAM PEMAKAI (EPROM)

EEPROM UV EPROM



11

penulisan diperlihatkan pada diagram pewaktuan operasi penulisan memori

diperlihatkan pada Gambar 1.6 sebagai berikut.

Gambar 1.6. Diagram Pewaktuan Operasi Penulisan Memori

Penjelasan dari diagram pewaktuan operasi penulisan, adalah sebagai berikut :

1. Prosesor memberikan alamat lokasi memori pada bus alamat, dimana data

akan disimpan.

2. Prosesor menempatkan data yang akan disimpan pada bus data.

3. Prosesor mengaktifkan sinyal kendali MEMW untuk operasi penulisan (aktif

rendah).

4. IC memori mendekode alamat untuk menentukan lokasi yang dipilih sebagai

tempat penyimpanan.

5. Pada saat sinyal naik MEMW, IC memori memasukan data ke lokasi memori

yang dipilih.

Jika prosesor akan membaca data dari suatu lokasi memori tertentu,

prosesor akan melakukan operasi READ. Adapun proses pembacaan diperlihatkan

pada diagram pewaktuan operasi pembacaan memori pada Gambar 1.7.

DATA SAHIH

DATA KELUAR

MEMW

ALAMAT



12

DATA SAHIH

DATA KELUAR

MEMR

ALAMAT

Gambar 1.7. Diagram Pewaktuan Operasi Pembacaan Memori

Penjelasan dari diagram pembacaan memori adalah sebagai berikut :

1. Prosesor memberikan alamat lokasi pada bus alamat, dimana data akan

diambil.

2. Prosesor mengaktifkan sinyal MEMR untuk operasi pembacaan memori (aktif

rendah).

3. IC memori mendekode alamat untuk menentukan lokasi yang akan dibaca.

4. IC memori menempatkan data dari lokasi memori yang dipilih ke bus data.

Kemudian prosesor akan mengambil data tersebut.

1.7. Input/Output (I/O = Masukan/Keluaran)

Bagian keempat dari komputer adalah peralatan I/O, yang menghubungkan

mikroprosesor dengan dunia luar. Komputer menerima data dari luar melalui pintu

masukan (input port) dan mengirim data keluar melalui pintu keluaran (ouput

port). Tanpa peralatan I/O, komputer tidak melakukan operasi apapun meskipun

mikroprosesor tersebut melaksanakan banyak sekali instruksi yang diberikan oleh

program.

Pada saat komputer pertama kali dijalankan, CPU secara otomatis

mengambil instruksi dari memori instruction feth pada awal programnya (pada



13

beberapa CPU alamat awal programnya adalah 000H), kemudian

mengeksekusinya. Setelah proses eksekusi selesai CPU akan mengambil instruksi

lagi dari memori pada alamat berikutnya kemudian mengeksekusi instruksi

tersebut, demikian seterusnya pada alamat-alamat selanjutnya.

Instruksi yang dieksekusi oleh CPU berupa pola bit biner. Instruksi-

instruksi ini disimpan sebagai barisan logika 1 dan logika 0 di dalam memori yang

membentuk bahasa mesin.

Bab 1 Pendahuluan

Documents

Transcript of Bab 1 Pendahuluan