A. Perangkat pemroses pada Komputer

CPU (CENTRAL PROCESSING UNIT)

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.

CPU terdiri dari dua bagian utama yaitu unit kendali (control unit) dan unit aritmatika dan logika (ALU). Disamping itu, CPU mempunyai beberapa alat penyimpan yang berukuran kecil yang disebut dengan register.

CU (Control Unit) / Unit Kendali

 

Unit ini bertugas 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. Tugas dari unit kendali ini adalah :

• Mengatur dan mengendalikan alat-alat input dan output.

• Mengambil instruksi-instruksi dari memori utama.

• Mengambil data dari memori utama (jika diperlukan) untuk diproses.

• Mengirim instruksi ke ALU bila ada perhitungan aritmatika atau perbandingan logika serta mengawasi kerja dari ALU.

• Menyimpan hasil proses ke memori utama.

 

ALU (Arithmatic and Logic Unit)

Tugas utama dari ALU adalah melakukan semua perhitungan aritmatika (matematika) yang terjadi sesuai dengan instruksi program. ALU melakukan semua operasi aritmatika dengan dasar penjumlahan sehingga sirkuit elektronik yang digunakan disebut adder. Tugas lain dari ALU adalah melakukan keputusan dari suatu operasi logika sesuai dengan instruksi program. Operasi logika meliputi perbandingan dua operand dengan menggunakan operator logika tertentu, yaitu sama dengan (=), tidak sama dengan (<> ), kurang dari (<), kurang atau sama dengan (<= ), lebih besar dari (>), dan lebih besar atau sama dengan (>=).

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. Ada tiga macam memori yang dipergunakan di dalam sistem komputer, yaitu :

1. Register, digunakan untuk menyimpan instruksi dan data yang sedang diproses.2. Main memory, dipergunakan untuk menyimpan instruksi dan data yang akan diproses dan hasilpengolahan.3. Secondary storage, dipergunakan untuk menyimpan program dan data secara permanent.Ada banyak register yang terdapat pada CPU dan masing-masing sesuai dengan fungsinya. Di bawah ini akan diberikan penjelasan secara garis besar dari masing-masing register :

1. Instruction Register (IR), digunakan untuk menyimpan instruksi yang sedang diproses.

2. Program Counter (PC), adalah register yang digunakan untuk menyimpan alamat lokasi dari memori utama yang berisi instruksi yang sedang diproses.

3. General purpose register, yaitu register yang mempunyai kegunaan umum yang berhubungan dengan data yang sedang diproses.

4. Memory data register (MDR), 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.

5. Memory address register (MAR), digunakan untuk menampung alamat data atau instruksi pada memori utama yang akan diambil atau yang akan diletakkan.

 

Memori

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.

 

Random Access Memory (RAM)

Semua data dan program yang dimasukkan melalui alat input akan disimpan terlebih dahulu di memori utama, khususnya RAM, yang dapat diakses secara acak (dapat diisi/ditulis, diambil, atau dihapus isinya) oleh pemrogram. Struktur RAM terbagi menjadi empat bagian utama, yaitu :

1. Input storage, digunakan untuk menampung input yang dimasukkan melalui alat input.

2. Program storage, digunakan untuk menyimpan semua instruksi-instruksi program yang akan diakses.

3. Working storage, digunakan untuk menyimpan data yang akan diolah dan hasil pengolahan.

4. Output storage, digunakan untuk menampung hasil akhir dari pengolahan data yang akan ditampilkan ke alat output.

 

Read Only Memory (ROM)

ROM hanya dapat dibaca sehingga pemrogram tidak bisa mengisi sesuatu ke dalam ROM. ROM sudah diisi oleh pabrik pembuatnya berupa sistem operasi yang terdiri dari program-program pokok yang diperlukan oleh sistem komputer, seperti misalnya program untuk mengatur penampilan karakter di layar, pengisian tombol kunci papan ketik untuk keperluan kontrol tertentu, dan bootstrap program. Program bootstrap diperlukan pada saat pertama kali sistem computer diaktifkan. Proses mengaktifkan komputer pertama kali ini disebut dengan booting, yang dapat berupa cold booting atau warm booting.

Cold booting merupakan proses mengaktifkan sistem komputer pertama kali untuk mengambil program bootstrap dari keadaan listrik komputer mati (off) menjadi hidup (on). Sedangkan warm booting merupakan proses pengulangan pengambilan program bootstrap pada saat komputer masih hidup dengan cara menekan tiga tombol tombol pada papan ketik sekaligus, yaitu Ctrl, Alt, dan Del. Proses ini biasanya dilakukan bila sistem komputer macet, daripada harus mematikan aliran listrik komputer dan menghidupkannya kembali.

Instruksi-instruksi yang tersimpan di ROM disebut dengan microinstruction atau firmware karena hardware dan software dijadikan satu oleh pabrik pembuatnya. Isi dari ROM ini tidak boleh hilang atau rusak karena bila terjadi demikian, maka sistem komputer tidak akan bisa berfungsi. Oleh karena itu, untuk mencegahnya maka pabrik pembuatnya merancang ROM sedemikian rupa sehingga hanya bisa dibaca, tidak dapat diubah-ubah isinya oleh orang lain. Selain itu, ROM bersifat non volatile supaya isinya tidak hilang bila listrik komputer dimatikan.

ROM yang dapat diprogram kembali adalah PROM (Programmable Read Only Memory), yang hanya dapat diprogram satu kali dan selanjutnya tidak dapat diubah kembali. Jenis lain adalah EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory) yang dapat dihapus dengan sinar ultraviolet serta dapat diprogram kembali berulang-ulang. Disamping itu, ada juga EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) yang dapat dihapus secara elektronik dan dapat diprogram kembali.

Sumber : https://marimhdarifnasution.wordpress.com/2011/09/08/perangkat-pemroses-pada-komputer/

B.Teknik Input/Output

Perangkat I/O membantu kita berinteraksi dengan komputer agar dapat memberi dan menerima data, program dan hasil, ke / dari komputer.

Setiap perangkat I/O memiliki I/O driver yang merupakan sekumpulan program I/O untuk berbagai operasi pada perangkat I/O yang spesifik. I/O driver dari semua perangkat I/O dikenal dengan BIOS.

A. METODE TRANSFER DATA PERANGKAT I/OMetode transfer data perangkat input/output terdapat dua macam yaitu, metode software dan metode hardware. Pada metode software, tugas-tugas mengenai operasi input/output dibuat ke dalam suatu program yang dijalankan oleh CPU. Sehingga CPU tidak terbebani secara total dalam operasi I/O.Pada metode hardware, program memberikan tanggungjawab pelaksanaan operasi I/O ke unit hardware lain yang disebut DMA Controller.

Pada gambar di atas, ditunjukkan ada 2 (dua) langkah dalam metode software :Langkah 1a : Baca byte data dari perangkat input ke CPULangkah 1b : Pindahkan byte data dari CPU ke lokasi memori

B. PROGRAMMED I/O MODEAdalah metode transfer data I/O yang dilakukan oleh software secara stretch (dari awal byte pertama sampai dengan akhir byte terakhir).Pada Programmed I/O Mode, program I/O melakukan 4 (empat) aktifitas untuk setiap byte data yang ditransfer, yaitu :

1. Pembacaan status perangkat periferal2. Menganalisa apakah perangkat siap untuk transfer data atau tidak3. Jika perangkat siap, ke langkah 4 untuk mentransfer data. Jika perangkat

tidak siap, maka ke langkah 1 untuk looping (mengulangi) sampai perangkat siap untuk mentransfer data.

4. Melakukan transter data dalam 2 (dua) langkah.

Untuk operasi INPUT, 2 (dua) langkah berikut dilakukan :

a. Pembacaan data dari perangkat input ke CPU

b. Penyimpanan data dalam suatu lokasi di memori

Untuk operasi OUTPUT, 2 (dua) langkah berikut dilakukan :

c. Pembacaan data dari memori ke CPUd. Menyampaikan data ke perangkat Output

Kekurangan Programmed I/O Mode, yaitu pada kecepatan transfer data yang bergantung pada jumlah atau berapa kali looping dari langkah 1 ke langkah 3 diulangi, yang pada akhirnya juga tergantung pada kecepatan perangkat periferal tersebut.Jika perangkat lambat, maka program I/O akan memerlukan waktu yang lama untuk melakukan looping pada tiga langkah tersebut. Sehingga banyak waktu CPU yang terbuang untuk menunggu.

C. INTERRUPT MODEPada Programmed I/O Mode, status perangkat dipantau oleh program I/O. Namun pada Interrupt Mode, program I/O tidak menunggu sampai perangkat siap.Terdapat hardware pengontrol perangkat yang secara terus-menerus memantau status perangkat I/O. Ketika periferal I/O siap, hardware pengontrol perangkat langsung memberikan informasi ke CPU (interupsi) bahwa periferal I/O siap transfer data.Pada Interrupt Mode, CPU melakukan transfer data tapi tidak terlibat dalam pengecekan apakah perangkat siap atai tidak. Dengan kata lain, langkah 1 sampai dengan langkah 3 pada programmed I/O mode diserahkan ke hardware pengontrol perangkat.Pada metode ini diperlukan sirkuit hardware tambahan untuk hardware pengontrol perangkat.

D. DMA MODEDMA Mode memungkinkan periferal I/O melakukan transfer langsung ke/dari memori. Pada DMA Mode, operasi yang berhubungan dengan transfer byte data dilakukan oleh pengontrol DMA yang merupakan unit hardware tersendiri.Pengontrol DMA dapat mengakses memori untuk operasi pembacaan atau penulisan tanpa bantuan CPU. Pengontrol perangkat akan meminta pengontrol DMA bahwa satu byte data akan ditransfer antara memori dan pengontrol perangkat, sebagai pengganti interupsi ke CPU.Parameter-parameter DMA berikut disediakan oleh software ke pengontrol DMA:

1. Alamat awal Memori2. Jumlah byte3. Arah : input atau output

C. MODEL I/O

Modul I/O adalah suatu komponen dalam sistem komputer yang bertanggung jawab atas pengontrolan sebuah perangkat luar atau lebih dan bertanggung jawab pula dalam pertukaran data antara perangkat

luar tersebut dengan memori utama ataupun dengan register-register CPU. Dalam mewujudkan hal ini, diperlukan antarmuka internal dengan komputer (CPU dan memori utama) dan antarmuka dengan perangkat eksternalnya untuk menjalankan fungsi-fungsi pengontrolan.