Download - Makalah - Arsitektur Komputer

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 ORGANISASI DAN ARSITEKTUR KOMPUTER

Organisasi komputer mempelajari bagian yang terkait dengan unit-unit operasional komputer dan hubungan antara komponen sistem komputer, contoh : sinyal kontrol, prosesor, interface komputer dan peripheral, teknologi memori yang digunakan.

Arsitektur komputer mempelajari atribut-atribut sistem komputer yang terkait dengan seorang programmer dan memiliki dampak langsung pada eksekusi logis sebuah program, contoh : set instruksi, jumlah bit yang digunakan untuk merepresentasikan bermacam-macam jenis data ( misal bilangan, karakter ), aritmetika yang digunakan, teknik pengalamatan, mekanisme I/O.

Arsitektur komputer dapat bertahan bertahun-tahun tapi organisasi komputer dapat berubah sesuai dengan perkembangan teknologi. Pabrik komputer memproduksi sekelompok model komputer, yang memiliki arsitektur sama tapi berbeda dari segi organisasinya yang mengakibatkan harga dan karakteristik unjuk kerja yang berbeda.

1.2 KOMPUTER SEBAGAI MESIN MULTI LEVEL

Level adalah suatu tingkatan bahasa dan mesin virtual yang mencerminkan tingkat kemudahan komunikasi antara manusia sebagai pemrogram dengan komponen sirkuit elektronik dalam sebuah komputer sebagai pelaksana instruksi sebuah pemrograman.

of 79

Bahasa atau level yang terletak paling bawah adalah yang paling sederhana dan dapat diproses dengan cepat oleh mesin komputer, tetapi sulit untuk dipahami oleh manusia. Bahasa atau level yang paling atas adalah yang paling rumit dan mesin akan lebih lama melakukan proses instruksinya karena memerlukan interpreter, tetapi manusia lebih mudah memahami bahasa level tersebut.

1.3 KOMPUTER SEBAGAI MESIN 6 LEVEL

Pada level 1 – 3 merupakan bahasa mesin bersifat numerik. Program-program didalamnya terdiri dari deretan angka yang panjang, yang tidak menjadi masalah untuk mesin tapi merupakan persoalan untuk manusia. Mulai pada level 4 bahasa berisi kata / singkatan yang mempunyai arti bagi manusia.

Komputer dirancang sebagai suatu rangkaian level, dimana setiap level dibangun diatas level sebelumnya. Setiap level memiliki abstraksi berbeda, dengan objek-objek dan operasi yang juga berbeda.

Kumpulan jenis data, operasi dan sifat dari setiap level disebut arsitektur dari level tersebut. Sifat-sifat yang dipahami oleh programmer,seperti berapa besar memori yang tersedia, adalah bagian dari arsitektur. Sedangkan aspek implementasi seperti jenis teknologi chip apa yang digunakan untuk mengimplementasikan memori bukan bagian dari arsitektur.

Studi tentang cara merancang bagian-bagian suatu sistem komputer yang terlihat oleh programmer disebut arsitektur komputer. Dalam praktik umum, arsitektur dan organisasi memiliki arti yang sama.

of 79

BAB 2

EVOLUSI KOMPUTER

2.1 PRA GENERASI

1. TAHAP MANUAL

The first computers were people! Computer merupakan suatu profesi bagi seseorang yang pekerjaannya menghitung, seperti menghitung tabel navigasi untuk pelayaran, pemetaan, posisi planet untuk menentukan kalender astronomi, perhitungan kalender dan jam, rumus-rumus dan fungsi-fungsi untuk menghitung suatu nilai, dll. Anda bayangkan bila Anda bekerja sebagai “computer” yang tiap jam, tiap hari menghitung suatu perkalian, tentunya timbul rasa bosan, ketidak telitian sehingga bisa melakukan kesalahan. Oleh karena itu banyak orang yang berusaha menemukan suatu alat atau mekanisme untuk membantu, mempermudah, atau menggantikan pekerjaan menghitung tersebut.

Alat bantu untuk menghitung mulai dari sistem sepuluh jari, kerikil, dll. Gambar – gambar berikut ini menunjukkan beberapa alat bantu untuk menghitung :

Pengguna abacus pertama kali bukan orang Cina tetapi Babylonia ( 4000 SM ) yang disusun dari kerikil / batu koral. Istilah “calculus” berasal dari kata “calculi” ( bahasa latin untuk batu koral ). Di tangan orang trampil, alat ini dapat menghitung secepat kalkulator modern.

Tahun 1617 John Napier ( Skotlandia ) menemukan logaritma dan mengimplementasikan pada tangkai gading yaitu Napier's Bones. Mekanisme alat ini adalah melakukan perkalian dan pembagian melalui penambahan dan pengurangan yang berulang.

of 79

Modern Napier's Bones

Napier's Bones modern dibuat dalam bentuk Slide Rule di Inggris tahun 1632 dan masih digunakan hingga tahun 1960-an oleh pekerja NASA untuk misi Mercury, Gemini, dan Apollo ( manusia di bulan ).

of 79

2. TAHAP MEKANIKAL

Leonardo da Vinci ( 1452 - 1519 ) merancang mesin hitung yang dijalankan dari roda bergerigi ( gear ), tetapi alat tersebut tidak dibuatnya.

Mesin hitung yang dijalankan dari roda bergerigi pertama kali dibuat oleh professor Jerman, Wilhelm Schickard tahun 1623. Alat tersebut diberi nama Calculating Clock.

Tahun 1642 Blaise Pascal pada usia 19 tahun membuat Pascaline dan digunakan ayahnya untuk menghitung pajak. Pascaline dibuat dari 50 roda bergerigi dan hanya untuk operasi penjumlahan hingga angka 6 digit dan 8 digit. Pascal salah satu penemu hebat, karena di usia sangat muda sudah menemukan banyak hal, salah satu penemuannya adalah teori probabilitas, tekanan hidraulik, alat penyemprot. Teknologi spedometer pada mobil/motor meniru cara kerja Pascaline.

of 79

Pascaline 6 digit dalam posisi terbuka sehingga silinder dan roda bergerigi saat berputar dan urutan angkanya terlihat.

Pascaline 8 digit

Beberapa tahun setelah Pascal, Gottfried Wilhelm Leibniz ( Jerman ) membuat Stepped Reckoner untuk penjumlahan, pengurangan, perkalian, dan pembagian. Alat ini sekaligus berupa drum dari logam panjang dan masing-masing drum terdapat 10 logam panjang yang melingkarinya. Alat ini menggunakan sistem bilangan desimal. Leibniz juga memberikan konsep untuk menggunakan sistem bilangan biner yang menjadi dasar operasi komputer modern.

of 79

Tahun 1728 Falcon dari Perancis merancang alat tenun yang menggunakan punched cards ( kartu yang berlubang-lubang ) untuk membuat variasi pola tenun secara otomatis. Tahun 1741 seorang pembuat jam, Jacques de Vaucanson, membuat alat tenun otomatis. Polanya dibentuk oleh susunan lubang - lubang yang dipukulkan pada metal drum. Lubang - lubang tersebut mengontrol benang-benang pilihan dengan menaikkan dan menurunkan tapak-tapaknya.

Di tahun 1801 Joseph Marie Jacquard ( Perancis ) membuat mesin tenun yang menghasilkan pola tenun secara otomatis. Ini merupakan satu langkah pengembangan maju dari instruksi yang terprogram sejak alat tenun dikontrol oleh serangkaian punched cards. Kartu-kartu itu mempunyai lubang-lubang dan berfungsi seperti program, dengan menyediakan serangkaian instruksi yang terbaca oleh mesin ketika melewati beberapa susunan tangkai. Pada tahun 1812 lebih dari 11000 mesin tenun ini diproduksi di Perancis.

Punched card Jacquard dari kayu dan potret Jacquard

of 79

Tahun 1833 ditemukan konsep pemrosesan data yang menjadi dasar kerja dan prototipe dari komputer sekarang yaitu mesin Babbage’s Analytical Engine yang dibuat oleh Charles Babbage.

Mesin tersebut menggunakan 2 macam kartu yaitu operating cards yang menyatakan fungsi tertentu yang akan dilakukan dan variabel cards yang menyatakan data aktual. Mesin juga mempunyai media penyimpanan ( store, suatu tempat dimana instruksi-instruksi dan variabel-variabel disimpan ) dan arithmatic unit ( mill/CPU ) yang melakukan operasi. Instruksi dan data dimasukkan ke dalam mesin tersebut dengan menggunakan punched card ( dibaca oleh punched card reader / input section ) dan outputnya dihasilkan secara otomatis pada punched card juga ( output sectio n ).

Tahun 1842, Countes Augusta Ada Lovelace usia 19 tahun mempelajari hasil kerja Babbage ketika mengunjungi London Mechanic Institute dan bekerja untuk Babbage mengembangkan beberapa ide untuk mesin analitik dan menulis program dengan bahasa assembly sederhana untuk alat itu. Ada menjadi programmer dunia pertama. Tahun 1854, teori Aljabar Booelan ditemukan oleh George S.Boole dari Inggris. Teori tersebut pada akhirnya mendasari cara kerja sirkuit di komputer

3. TAHAP MEKANIK ELEKTRONIK

of 79

Tahun 1887 Dr. Herman Hollerith membuat mesin sensus disebut Hollerith Desk dengan konsep machine - readable card dan menggunakan punched card. Hasil perhitungan dengan mesin tersebut ditunjukkan pada dinding mesin, mirip dengan spedometer di jaman sekarang, dengan cara kerja seperti mekanisme Pascaline.

Sensus di US yang diambil tahun 1880 membutuhkan waktu 7,5 tahun kalkulasi manual untuk tabulasi. Waktu tabulasi dengan metode Hollerith lebih cepat, sehingga tahun 1890 perhitungan sensus US menggunakan mesin Hollerith dan selesai kurang dari 3 tahun. Setelah sensus, Hollerith mengubah mesinnya untuk penggunaan komersial dan pada tahun 1896 mendirikan Tabulating Machine Company ( cikal bakal IBM / International Business Machine Corporation ) untuk memproduksi dan menjual penemuannya. Gambar sebelah kanan atas menunjukkan persiapan punched card untuk sensus di US yaitu pencatatan data input dengan kode berbentuk lubang-lubang pada kartu dan gambar dibawah ini menunjukkan beberapa contoh bentuk punch card.

of 79

4. TAHAP ELEKTRONIK

Komputer mekanik mempunyai dua kekurangan utama yaitu kecepatan komputer dibatasi kelambanan gerak bagian-bagiannya dan transmisi informasi oleh alat mekanik ( gir, pengungkit, dsb ) yang tidak praktis. Pada elektronik komputer, bagian yang berpindah merupakan elektron dan suatu informasi dapat ditransmisikan dengan arus listrik dengan kecepatan mendekati kecepatan cahaya ( 300.000 km/detik ).

Perkembangan komputer pada peralihan dari mekanik ke elektronik diawali dengan perubahan komponen dasar dari komponen mekanik menjadi tabung hampa. Berawal dari ditemukannya bola lampu pijar oleh Thomas Alva Edison tahun 1879 dan Edison Effect tentang elektron dalam ruang hampa pada tahun 1883.

John Ambrose Fleming menemukan Efek Edison dapat menangkap gelombang radio dan mengubahnya menjadi listrik. Fleming membuat tabung hampa 2 elemen yang disebut dioda. Tahun 1906 Lee de Forest membuat trioda yang dapat berfungsi sebagai penguat sekaligus switch. Penemuan trioda ini berdampak pada perkembangan komputer digital.

Gambar tabung hampa udara yang dipakai antara lain sebagai berikut.

Komputer digital elektronik pertama dibuat tahun 1942, yaitu komputer ABC ( Atanasoff – Berry Computer ) menggunakan tabung hampa udara. Komputer ini mengimplementasikan perhitungan sistem biner untuk menyelesaikan persamaan linear dan menggunakan capasitor untuk proses penyimpanan data. Teknologi penyimpanan data ini sekarang dikenal dengan DRAM ( Dynamic RAM ). Pembuatnya adalah Prof.John V.Atanasoof dan Clifford Berry di Iowa US. Berikut merupakan contoh komputer ABC.

of 79

Komputer Z3 dibuat di Jerman oleh Konrad Zuse tahun 1941 hampir bersamaan dengan komputer ABC.

Gambar dibawah adalah Z1 (dibuat tahun 1936-1938) karena Z3 hancur terkena bom PD II. Z3 merupakan komputer elektrik-mekanik serbaguna yang dapat diprogram ( general purpose program controlled ) yang pertama.

Di Inggris tahun 1944 Tommy Flowers membuat Colossus untuk memecahkan kode-kode rahasia Jerman di masa PD II.

of 79

Tahun 1944 di US, Howard Aiken bekerja sama dengan IBM sejak tahun 1939 membuat Harvard Mark I atau IBM ASCC (Automatic Sequence Controlled Calculator) yang merupakan komputer digital otomatis pertama. Mark I berukuran raksasa dengan berat 5 ton tinggi 8 feet dan panjang 51 feet, berisi 760000 sparepart dan 5000 mil kabel.

Mesin menggunakan program untuk menuntun ke serangkaian kalkulasi. Mesin dapat menambahkan, mengalikan, membagi, menghitung fungsi trigonometri dan melakukan kalkulasi kompleks lainnya dalam 23 digit angka. Penambahan dan pengurangan membutuhkan waktu 0,3 detik ( komputer sekarang dalam 1 detik bisa melakukan lebih dari 1 milyar kali operasi penjumlahan ), perkalian kurang dari 6 detik, pembagian kurang dari 16 detik, dan hanya bisa menyimpan 72 angka ( komputer sekarang bisa menyimpan lebih dari 30 juta angka di RAM ).

of 79

Gambar di bawah ini menunjukkan seorang pekerja di suatu “lorong” Mark I dan gambar dari salah satu empat paper tape readers Mark I.

of 79

Salah satu programmer utama Mark I yaitu Grace Hopper menemukan “bug” (serangga kecil) yaitu seekor ngengat mati yang masuk ke dalam Mark I dan sayapnya menghalangipembacaan lubang pada paper tape. Kata "bug" kemudian digunakan untuk mendefinisikan kerusakan / kesalahan dan kata “debugging” berarti suatu kegiatan / pekerjaan meniadakan kesalahan program.

2.2 GENERASI PERTAMA ( 1945 – 1959 )

of 79

ENIAC ( Electronic Numerical Integrator and Calculator ) dibuat tahun 1943 - 1945 oleh John Mauchly dan J. Presper Eckert. Merupakan komputer raksasa dengan berat 30 ton, 18000 tabung vakum, 70000 resistor, 10000 kapasitor, membutuhkan daya listrik 140 KW sehingga membutuhkan ruang khusus dengan AC seluas 1500 kaki persegi. Kecepatan melalukan operasi penjumlahan adalah 5000 kali per detik, 300 perkalian per detik. Menggunakan sistem desimal, diprogram secara manual melalui saklar.

Gambar diatas bagian atas menunjukkan programmer memberikan instruksi dengan cara menghubungkan antar komponen dengan saklar. Gambar diatas bagian bawah menunjukkan seorang teknisi mencari dan mengganti sebuah tabung hampa yang rusak dari 18000 tabung hampa. Tahun 1955 ENIAC tidak digunakan lagi.

Tahun 1946 John Von Neuman ( konsultan ENIAC ) membuat makalah yang menyarankan pembuatan komputer stored program concept menggunakan angka binary yaitu disajikan dengan 2 digit yaitu 0 dan 1, dengan struktur sebagai berikut :

Main memory untuk menyimpan data dan instruksi, ALU mengerjakan operasi data biner( +, -, x, : ), Control Unit menginterpretasikan instruksi dari memory dan mengeksekusi, peralatan I/O dikendalikan control unit. Konsep tersebut menjadi tonggak sejarah terciptanya komputer digital modern. Mesin dengan konsep tersebut selesai dibuat tahun 1952, diberi nama IAS dan menjadi prototipe bagi komputer modern selanjutnya. Komputer jaman sekarang masih menggunakan arsitektur IAS. Berikut ini struktur dari IAS :

Memori IAS :

1000 lokasi penyimpan ( word ) masing-masing terdiri 40 binary digit ( bit )

Data dan instruksi disimpan di memori sehingga bilangan dalam bentuk biner dan instruksi dalam kode biner.

Setiap bilangan dinyatakan sebuah bit tanda dan 39 bit nilai.

of 79

Sebuah word dapat juga terdiri dari 20 bit instruksi, masing-masing instruksi terdiri dari 8 bit kode operasi ( op code ) yang menspesifikasikan operasi yang akan dibentuk dan sebuah 12 bit alamat yang menandai salah satu word di dalam memori ( bilangan dari 0 sampai 999 )

of 79

CU dan ALU berisi lokasi-lokasi penyimpan yang disebut register, yaitu :

MBR ( Memory Buffer Register )

Berisi sebuah word yang akan disimpan di dalam memori atau digunakan untuk menerima word dari memori.

MAR ( Memory Address Register )

Menentukan alamat word di memori untuk dituliskan dari MBR atau dibaca ke MBR.

IR ( Instruction Register )

Berisi instruksi 8 bit op code yang akan dieksekusi

IBR ( Instruction Buffer Register )

Digunakan untuk menyimpan sementara instruksi sebelah kanan word di dalam memori

PC ( Program Counter )

Berisi alamat pasangan instruksi berikutnya yang akan diambil dari memori

AC ( Akumulator ) dan MQ ( Multiplier-Quetient )

Digunakan untuk menyimpan sementara operand dan hasil operasi ALU, misal hasil perkalian 2 buah bilangan 40 bit adalah sebuah bilangan 80 bit, maka 40 bit yang paling berarti ( most significant bit ) disimpan di AC dan 40 bit yang kurang berarti ( least significant bit ) disimpan di MQ

Von Newman diakui seorang jenius, usia 6 tahun bisa menceritakan lelucon dalam bahasa Yunani klasik,usia 8 tahun bisa menyelesaikan soal-soal kalkulus. Bisa menceritakan kembali isi dari suatu buku kata per kata yang pernah dibacanya bertahun-tahun yang lalu,dapat membaca halaman buku telepon dan menyebutkannya kembali.

Pernah menyelesaikan suatu permasalahan perhitungan dengan hanya berpikir (menghitung dengan pikiran) dalam waktu 6 menit, sedangkan profesor lainnya menyelesaikannya dengan bantuan kalkulator mekanik butuh waktu berjam-jam.

of 79

Tahun 1947 John Mauchly dan J. Presper Eckert membuat EDVAC yang merupakan kelanjutan ENIAC dan bekerjasama dengan von Newman untuk menggunakan konsep von Newman yaitu program disimpan dalam memori komputer. Komputer ini dirancang untuk memenuhi kebutuhan Laboratorium Riset Balistik milik departemen pertahanan US. Aplikasi yang dapat diselesaikan adalah penghitungan besar sudut rudal balistik sehingga rudal tepat mengenai sasaran.

Tahun 1951 John Mauchly dan J. Presper Eckert membuat komputer komersial pertama yang digunakan untuk aplikasi bisnis dan administrasi yaitu UNIVAC I. Terjual sebanyak 46 buah dan digunakan untuk berbagai kepentingan diantaranya Biro Sensus Dept. Perdagangan US, Universitas New York, perusahaan asuransi Prudential, General Electric.

Tahun 1953 IBM yang merupakan pabrik peralatan punchcard membuat IBM seri 701 yaitu komputer pertama IBM dengan konsep stored program digunakan untuk keperluan aplikasi scintific. Tahun 1955 seri IBM 702 untuk aplikasi bisnis. Merupakan awal dari seri 700/7000 yang membuat IBM menjadi pabrik komputer yang dominan.

Ciri umum komputer generasi pertama :

Teknologi dasar menggunakan tabung hampa udara ( vaccum tube )

Program dibuat dengan bahasa mesin

Memori utama menggunakan teknologi magnetic core storage

Ukuran fisik komputer besar

Fisik komputer cepat panas, butuh ruangan ber-AC

Membutuhkan daya listrik besar

John Mauchly dan J. Presper Eckert dan sebagian konsol UNIVAC

2.3 GENERASI KEDUA ( 1959 – 1963 )

of 79

Ditemukannya transistor sebagai semikonduktor yang berfungsi sebagai penguat, switch, modulasi sinyal, dll. Fungsi tabung hampa trioda Fleming tercakup didalamnya. Ukuran lebih kecil, murah, disipasi panas sedikit, terbuat dari silicon. Dibuat tahun 1947 oleh William Shockley, John Bardeen, Walter Brattain dari Bell Telephone Laboratories. Komputer Generasi II diantaranya DEC PDP-1, UNIVAC III, IBM 7000, NRC 300 untuk menangani sistem penjualan cash register.

Ciri komputer Generasi II :

teknologi dasar rangkaiannya transistor.

menggunakan bahasa pemrograman Fortran, Cobol, Algol, dll.

kapasitas memori utama lebih besar dengan kemampuan menyimpan puluhan ribu karakter.

menggunakan memori sekunder berupa magnetic tape dan magnetic disk untuk menambah kapasitas penyimpanan.

aplikasi yang dijalankan bisnis dan teknik.

ukuran fisik lebih kecil dibandingkan komputer generasi pertama.

membutuhkan lebih sedikit daya listrik.

2.4 GENERASI KETIGA ( 1963 – 1970 )

of 79

Jack S Kilby seorang karyawan Texas Instrument yang pertama memiliki ide untuk menyatukan seluruh komponen dalam satu blok ( monolith ) semikonduktor dan diwujudkannya tahun 1958 membuat IC pertama. Komputer yang mewakili generasi ini IBM S/360 tahun 1964, DG-NOVA, dll

Ciri komputer Generasi III :

teknologi dasar pembangun rangkaian yang digunakan adalah IC ( integrated circuit )

penggunaan sistem operasi lebih bervariasi disesuaikan keperluan, muncul DOS,

piranti keluaran layar terminal yang dapat menampilkan gambar dan grafik. Kemampuan membaca tinta magnetic dengan MICR ( Magnetic Ink Caracters Recognation ) reader.

menggunakan memori sekunder dengan kapasitas yang lebih besar yaitu magnetic disk yang dapat menyimpan jutaan karakter.

memiliki fitur multiprocessing dan multiprogramming yaitu dapat memproses sejumlah data dari berbagai sumber yang berbeda dan dapat mengerjakan begerapa program secara bersamaan.

memiliki fitur jaringan, satu komputer dapat berkomunikasi dengan komputer lain. Kecepatan proses yang lebih baik. Satuan nanoseconds per detik

kapasitas memori lebih besar, dapat menyimpan ratusan ribu karakter

penggunaan daya listrik lebih hemat.

2.5 GENERASI KEEMPAT ( 1963 – Sekarang )

LSI dan VLSI adalah teknologi pemampatan komponen elektronik dalam 1 chip ( IC ). Jadi merupakan pemadatan beribu - ribu IC yang dijadikan satu dalam sebuah lempengan pesegi empat yang memuat rangkaian-rangkaian terpadu didalamnya. Klasifikasi chip IC berdasarkan jumlah komponen lektronik di dalamnya :

SSI ( Small Scale Integration ) : sampai 100 komponen elektronik per chip

MSI ( Medium Scale Integration ) : 100 – 3000 komponen elektronik per chip

LSI ( Large Scale Integration ) : 3000 – 100000 komponen elektronik per chip

of 79

VLSI ( Very Large Scale Integration ) : 100000 – 1 juta komponen elektronik per chip

ULSI ( Ultra Large Scale Integration ) : lebih dari 1 juta komponen elektronik per chip

Pemampatan komponen merupakan hal yang logis untu alasan ekonomis dan kecepatan. Semakin mampat maka biaya untuk membangunnya semakin sedikit dan kecepatannya semakin tinggi karena jarak antar komponen semakin dekat. Ide pemampatan berikutnya adalah WSI ( Wafer Scale Integration ) yaitu menyatukan seluruh bagian fungsional komputer dalam 1 chip.

Komputer generasi ini dimulai dari IBM S/370, komputer pribadi seperti IBM untuk PowerPC, Intel, Sun dengan SuperSPARC, AMD, Hawlet Packard,dll.

2.6 GENERASI KELIMA ( Sekarang - … )

Berbagai usaha untuk menemukan teknologi baru, salah satu pelopor adalah Jepang dengan proyek ICOT (Institute for New Computer Technology).

BAB 3 of 79

SISTEM KERJA KOMPUTER

3.1 PERANCANGAN KINERJA

Tahun 1960 – an Hukum Moore dari Gordon Moore salah satu pendiri Intel :

Meningkatnya kerapatan komponen dalam chip.

Jumlah transistor / chip meningkat 2 kali lipat tiap tahun, tapi tahun 1970-an pengembangan agak lambat yaitu jumlah transitor 2 kali lipat tiap 18 bulan.

Harga suatu chip tetap atau hampir tidak berubah.

Kerapatan tinggi berarti jalur pendek menghasilkan kinerja yang meningkat.

Ukuran semakin kecil, fleksibilitas meningkat.

Daya listrik lebih hemat, panas menurun.

Sambungan sedikit berarti semakin handal / reliable.

Para pembuat keping sibuk mempelajari cara membuat keping yang semakin besar kerapatannya, para perancang prosesor harus menemukan teknik-teknik baru untuk membuat kecepatan prosesor lebih tinggi dan untuk meningkatkan kinerja, diantaranya yang sudah ditemukan teknik :

Branch prediction

Prosesor mengamati dalam software dan melakukan prediksi cabang atau kelompok instruksi yang perlu diproses berikutnya. Bila prosesor hampir selalu dapat menebak secara benar, prosesor itu dapat mengambil instruksi-instruksi yang benar dan menyimpannya di dalam buffer sehingga prosesor selalu berada dalam keadaan sibuk.

Data flow analysis

Prosesor melakukan analisis instruksi mana yang tidak tergantung pada hasil atau data lainnya dan membuat jadwal yang optimum bagi instruksi-instruksi.

Speculative execution

Dengan menggunakan prediksi cabang dan analisis aliran data,beberapa processor mengeksekusi instruksi secara spekulatif terlebih dahulu sebelum waktu aktualnya dan menyimpan hasilnya di lokasi sementara. Hal ini memungkinkan processor dapat menjaga mesin eksekusinya berada dalam keadaan sesibuk mungkin dengan mengeksekusi instruksi-instruksi yang memiliki kemungkinan untuk dibutuhkan.

Pipelining

of 79

Merupakan suatu konsep pelaksanaan instruksi yang dibagi dalam banyak bagian, dimana masing-masing bagian ditangani oleh hardware khusus dan keseluruhan bagian dapat beroperasi secara paralel.

On board cache

Cache adalah memori kecil berkapasitas kecil tetapi berkecepatan tinggi yang dipasang antara prosesor dan memori utama. Cache dibuat karena adanya kesenjangan perbedaan kecepatan yang sangat besar antara prosesor dan memori utama. Perkembangan kecepatan prosesor tidak diimbangi peningkatan kecepatan memori sehingga proses pembacaan data dari memori relatif lebih lambat bila dibandingkan dengan kecepatan prosesor, sehingga prosesor harus menunggu data dari memori dan menjadi inefisiensi kinerja prosesor.

Contoh :

RAM : 128 MB DDR 333 → clock speed 333 MHz

Processor : Athlon 1800 MHz → clock speed 1800 MHz ≈ 1,8 GHz

On board L1 dan L2 cache

L1 cache = level 1 cache = CPU internal cache = cache yang terletak di inti processor

L2 cache = level 2 cache = CPU external cache = cache yang terletak di motherboard.

Pada prosesor generasi baru seperti Pentium II – IV, Duron, Thunderbird L2 cache diletakkan di dalam prosesor ( tidak diletakkan di inti prosesor tapi dimasukkan dalam kemasan prosesor sehingga lebih dekat dengan inti prosesor ).

3.2 KETIDAKSEIMBANGAN PERFORMANCE

Disebabkan oleh kecepatan prosesor semakin meningkat, kapasitas memori juga semakin meningkat tetapi kecepatan memori tertinggal dari prosesor.

Solusi :

meningkatkan jumlah bit per akses

mengubah interface DRAM → menggunakan cache

mengurangi frekuensi akses memori → cache yang lebih kompleks dan cache on chip

meningkatkan bandwith interkoneksi → adanya bus berkecepatan tinggi ( high speed buses ) dan hirarki bus. Bus = jalur komunikasi yang menghubungkan beberapa device.

3.3 CARA KOMPUTER BEKERJA

Secara umum bagan blok sistem komputer dan cara kerja komputer sebagai berikut :

of 79

Catatan :

Proses A

Harddisk menyimpan data dan program yang bersifat permanen. RAM mengcopy data / program dari harddisk untuk diproses oleh CPU.

Proses B

Dari RAM, data atau program yang akan diolah oleh CPU tidak semua langsung diproses CPU tetapi dicopy ke cache memori untuk mengatasi kesenjangan kecepatan CPU - memori.

Proses C

CPU melakukan komunikasi dengan modul I/O untuk menerima input atau menampilkan output dari proses yang dihasilkan. Output akan ditampilkan di komponen-komponen output.

of 79

Ketika user menekan tombol power , ROM BIOS melakukan Power On Self Test ( POST ) yaitu mendeteksi fungsi-fungsi sistem di dalam komputer termasuk pengecekan semua perangkat yang ada di dalamnya. Jika POST selesai dan semua perangkat menjalankan fungsinya dengan baik, maka tugas menjalankan sistem diambil alih CPU sebagai komando semua pekerjaan yang ada di dalam komputer.

Jadi ketika komputer booting dan sudah selesai melakukan POST, maka CPU membaca sistem operasi dari harddisk, tetapi karena prosesor tidak bisa langsung membaca data dalam harddisk karena kesenjangan perbedaan kecepatan antara prosesor dan hardisk, maka RAM yang mengcopy data / program dari harddisk untuk diproses oleh CPU tersebut, dst lihat bagan diatas.

3.4 SISTEM KOMPUTER

Supaya komputer dapat digunakan untuk mengolah data, maka harus berbentuk suatu sistem yang disebut dengan sistem komputer. Secara umum, sistem terdiri dari komponen - komponen yang saling berhubungan membentuk satu kesatuan untuk melaksanakan suatu tujuan pokok dari sistem tersebut.

Tiga komponen utama Sistem Komputer :

o CPU.

o Memori ( primer dan sekunder ).

o Peralatan masukan/keluaran ( I/O devices ) seperti printer, monitor, keyboard, mouse, dan modem.

Tujuan pokok dari sistem komputer adalah mengolah data untuk menghasilkan informasi dan perlu didukung oleh elemen-elemen yang terdiri dari :

Hardware ( perangkat keras komputer )

Software ( perangkat lunak komputer )

Program yang berada dalam komponen - komponen hardware, yang mengintegrasikan komponen-komponen sehingga dapat mengolah data menjadi sebuah informasi.

Bentuk paling primitif dari perangkat lunak adalah menggunakan aljabar boolean yang direpresentasikan sebagai binary digit ( bit ) yaitu 0 dan 1. Karena sangat menyulitkan maka dikelompokkan menjadi nible ( 4 bit ), byte ( 8 bit ), word ( 2 byte ), double word ( 32 bit ).

Kelompok bit ini disusun ke dalam struktur instruksi seperti penyimpanan, transfer, operasi aritmetika, operasi logika, dan bentuk bit ini diubah menjadi kode-kode assembler. Kode-kode tersebut juga masih cukup menyulitkan karena tuntutan untuk dapat menghapal kode tersebut dan format ( aturan ) penulisannya cukup membingungkan sehingga lahir bahasa pemrograman tingkat tinggi seperti bahasa manusia.

Saat ini pembuatan perangkat lunak sudah menjadi suatu proses produksi yang sangat kompleks dengan urutan proses yang panjang dengan melibatkan puluhan bahkan ratusan orang dalam pembuatannya. Perangkat lunak secara umum dibagi 3 :

Perangkat lunak sistem operasi : DOS, Windows, Unix, Linux, Apple’s System, IBM OS/2

of 79

Bahasa pemrograman

perangkat lunak yang bertugas mengkonversikan perintah - perintah yang dirancang oleh manusia dalam bentuk algoritma ke dalam format instruksi yang dapat dijalankan komputer, contoh : Basic, Cobol, Pascal, C, Fortran, Visual Basic, Visual Foxpro, Delphi, Java, dll

Perangkat lunak aplikasi dan utility

perangkat lunak siap pakai yaitu dapat langsung digunakan oleh user untuk membantu melaksanakan pekerjaan yang dilakukan, contoh : WordStar, Lotus, MS Office, Winamp, aplikasi internet untuk browsing, chatting, dll

Brainware ( manusia sebagai perangkat akal )

Manusia sebagai pengoperasi, pengelola dan pengembang sistem komputer, meliputi operator komputer, teknisi komputer, programmer, sistem analis, pengembang komputer

Procedure dan sumber daya

Prosedur merupakan system environment dimana komputer bekerja. Prosedur dibentuk sesuai dengan lingkup pekerjaan sebuah sistem komputer, contoh : komputer yang berada di prosedur militer berbeda dengan komputer yang berada dalam prosedur perbankan. Sama-sama komputer tetapi memiliki perbedaan blok-blok model didalamnya.

Sumber daya adalah electricity yang merupakan sumber tenaga penggerak dari listrik.

Tujuan pokok dari sistem komputer adalah mengolah data untuk menghasilkan informasi dan perlu didukung oleh elemen-elemen yang terdiri dari perangkat keras (hardware), perangkat lunak (software), dan brainware (manusia). Perangkat keras adalah peralatan komputer itu sendiri, perangkat lunak adalah program yang berisi perintah-perintah untuk melakukan proses tertentu, dan brainware adalah manusia yang terlibat di dalam mengoperasikan serta mengatur sistem komputer.

Ketiga elemen pendukung sistem komputer tersebut harus saling berhubungan dan membentuksatu kesatuan. Perangkat keras tanpa perangkat lunak tidak akan berarti apa-apa, hanya berupa benda mati. Kedua perangkat keras dan lunak juga tidak dapat berfungsi jika tidak ada manusia yang mengoperasikannya.

of 79

BAB 4

PROCESSOR ( CPU )

4.1 EVOLUSI PROSESOR

CPU merupakan tempat pemroses instruksi-instruksi program, yang pada komputer mikro disebut dengan micro-processor ( pemroses mikro ). Pemroses ini berupa chip yang terdiri dari ribuan hingga jutaan IC. Dalam dunia dagang, pemroses ini diberi nama sesuai dengan keinginan pembuatnya dan umumnya ditambah dengan nomor seri, misalnya dikenal pemroses Intel 80486 DX2-400 ( buatan Intel dengan seri 80486 DX2-400 yang dikenal dengan komputer 486 DX2 ), Intel Pentium 100 ( dikenal dengan komputer Pentium I ), Intel Pentium II-350, Intel Pentium III-450, Intel Celeron 333, AMD K-II, dan sebagainya. Masing-masing produk ini mempunyai kelebihan dan kekurangan masing-masing.

of 79

4.2 ARSITEKTUR KOMPUTER

of 79

4.3 KOMPONEN CPU

Register

Alat penyimpanan kecil yang mempunyai kecepatan akses cukup tinggi yang digunakan untuk menyimpan data dan instruksi yang sedang diproses sementara data dan instruksi lainnya menunggu giliran untuk diproses masih disimpan di dalam memori utama.

Secara analogi, register diibaratkan sebagai ingatan di otak bila melakukan pengolahan data secara manual, otak diibaratkan CPU yang berisi ingatan-ingatan, satuan kendali yang mengatur seluruh kegiatan tubuh dan mempunyai tempat untuk melakukan perhitungan & perbandingan logika.

Program berisi kumpulan instruksi-instruksi dan data diletakkan di memori utama yang diibaratkan sebagai meja. Kita mengerjakan program tersebut dengan memproses satu per satu instruksi-instruksi yang ada di dalamnya, dimulai dari instruksi yang pertama dan berurutan hingga yang terakhir. Instruksi dibaca dan diingat ( instruksi yang sedang diproses disimpan di register ). Misal : instruksi HITUNG C = A + B, maka kita membutuhkan data untuk nilai A dan B di meja ( tersimpan di memori utama ). Data dan instruksi ini dibaca dan masuk ingatan (data & instruksi yang sedang diproses disimpan di register), misal A bernilai 3 dan B bernilai 2. Berarti saat ini di ingatan otak tersimpan suatu instruksi, nilai A, nilai B sehingga nilai C dapat dihitung yaitu sebesar 5 ( proses perhitungan di ALU ). Hasil perhitungan ini ditulis kembali ke meja ( hasil disimpan di memori utama ).

Setelah semua selesai, kemungkinan data,program,hasil disimpan secara permanen untuk keperluan di lain hari sehingga disimpan di lemari kabinet ( penyimpanan sekunder ).

Register dalam CPU diantaranya :

Register untuk alamat dan buffer :

MAR ( Memory Address Register )

Untuk mencatat alamat memori yang akan diakses ( baik yang akan ditulisi maupun dibaca )

MBR ( Memory Buffer Register )

Untuk menampung data yang akan ditulis ke memori yang alamatnya ditunjuk MAR atau untuk menampung data dari memori ( yang alamatnya ditunjuk oleh MAR ) yang akan dibaca.

I/O AR ( I/O Address Register )

Untuk mencatat alamat port I/O yang akan diakses agar dapat dipergunakan ( baik akan ditulisi / dibaca ).

I/O BR (I/O Buffer Register)

Untuk menampung data yang akan dituliskan ke port yang alamatnya ditunjuk I/O AR atau untuk menampung data dari port ( yang alamatnya ditunjuk oleh I/O AR ) yang akan dibaca.

of 79

Register untuk eksekusi instruksi

PC ( Program Counter )

Mencatat alamat memori dimana instruksi di dalamnya akan dieksekusi

IR ( Instruction Register )

Menampung instruksi yang akan dilaksanakan

AC ( Accumulator )

Menyimpan data sementara baik data yang sedang diproses atau hasil proses.

Control Unit

Bertugas mengatur dan mengendalikan semua peralatan yang ada di sistem komputer, yaitu :

mengatur dan mengendalikan alat-alat input dan output

mengambil instruksi-instruksi dari memori utama

mengambil data dari memori utama untuk diproses

mengirim instruksi ke ALU bila ada perhitungan aritmatika atau perbandingan logika serta mengawasi kerja dari ALU

mengirim hasil proses ke memori utama untuk disimpan dan pada saatnya disajikan ke alat output.

ALU ( Arithmatic and Logic Unit )

Tugas utama adalah melakukan semua perhitungan aritmatika dan melakukan keputusan dari suatu operasi logika.

I/O Interconection

Input-Output ( I/O ) Interconection merupakan sistem koneksi yang menghubungkan antar komponen internel dalam sebuah CPU, yaitu ALU, unit kontrol, dan register serta menghubugkan CPU dengan bus-bus eksternal diluar CPU.

4.4 SIKLUS INSTRUKSI

Program yang ada di memori komputer terdiri dari sederetan instruksi. Setiap instruksi dieksekusi melalui suatu siklus. Setiap siklus instruksi terdiri dari tahap-tahap :

Instruction fetch, yaitu mengambil instruksi dari memori dan mentransfernya ke unit kontrol.

Mengartikan ( decode ) instruksi dan menentukan apa yang harus dikerjakan serta data apa yang digunakan.

Baca alamat efektif, jika instruksi beralamat indirect.

of 79

Proses eksekusi instruksi dengan memilih operasi yang diperlukan dan mengendalikan perpindahan data yang terjadi.

Terdapat register dalam CPU yang berfungsi mengawasi dan menghitung instruksi selanjutnya yaitu Program Counter

PC akan menambah satu hitungan setiap kali CPU membaca instruksi

Instruksi-instruksi yang dibaca akan dibuat dalam register instruksi ( IR )

Berikut ini beberapa istilah yang digunakan di dalam aktifitas atau proses-proses pada siklus tersebut :

Instruction Address Calculation ( IAC ), yaitu proses mengkalkulasi atau menentukan alamat instruksi berikutnya yang akan dieksekusi

Instruction Fetch ( IF ) yaitu membaca / mengambil instruksi dari lokasi memorinya ke CPU

Instruction Operation Decoding ( IOD ) yaitu menganalisa instruksi untuk menentukan jenis operasi yang akan dibentuk dan operand yang akan digunakan.

Operand Address Calculation ( OAC ) yaitu menentukan alamat operand, hal ini dilakukan apabila melibatkan referensi operand pada memori

Operand Fetch ( OF ) yaitu mengambil operand dari memori atau dari modul I/O

Data Operation ( DO ) yaitu proses membentuk operasi yang diperintahkan dalam instruksi.

Operand Store ( OS ) yaitu proses menyimpan hasil eksekusi ke dalam memori atau mengeluarkan ke I/O.

4.5 INTERUPSI

Fungsi interupsi adalah mekanisme penghentian atau pengalihan pengolahan instruksi dalam CPU kepada routine interupsi. Hampir semua modul ( memori dan I/O ) memiliki mekanisme yang dapat menginterupsi kerja CPU.

Tujuan interupsi secara umum untuk manajemen pengeksekusian routine instruksi agar efektif dan efisien antar CPU dan modul-modul I/O maupun memori. Setiap komponen komputer dapat menjalankan tugasnya secara bersamaan, tetapi kendali terletak pada CPU dan kecepatan eksekusi masing-masing modul berbeda sehingga dengan adanya fungsi interupsi dapat sebagai sinkronisasi kerja antar modul.

Dalam CPU terdapat sinyal-sinyal interupsi sebagai berikut :

Program

Interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi pada hasil eksekusi program, contoh : aritmatika overflow, pembagian nol, operasi ilegal

Timer

Interupsi yang dibangkitkan pewaktuan dalam prosesor. Sinyal ini memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsi tertentu secara reguler

of 79

I/O

Sinyal interupsi yang dibangkitkan oleh modul I/O sehubungan pemberitahuan kondisi error dan penyelesaian suatu operasi.

Hardware failure

Interupsi yang dibangkitkan oleh kegagalan daya atau kesalahan paritas memori

4.6 CONTOH EKSEKUSI PROGRAM DALAM CPU

Tahap 1 & Tahap 2

PC ( Program Counter ) berisi alamat 300 untuk instruksi pertama. Instruksi yang berada di alamat 300 dimuatkan ke IR ( Instruction Register ).Tentunya proses ini melibatkan penggunaan MAR ( Memory Address Register ) dan MBR ( Memory Buffer Register )

Instruksi dalam IR : untuk 4 bit pertama menunjukkan opcode, bit berikutnya yaitu 12 bit menunjukkan alamat. Jadi instruksi 1940 maksudnya 1 = opcode 0001 = isi AC dari memori alamat 940

of 79

Tahap 3 & Tahap 4

PC bertambah nilainya dan instruksi berikutnya diambil yaitu di alamat 301 dan dimasukkan di dalam IR.

Instruksi dalam IR yaitu 5941 maksudnya 5 = opcode 0101 = tambahkan AC dengan isi memori alamat 941 dan hasilnya disimpan dalam AC.

Tahap 5 & Tahap 6

PC bertambah nilainya dan instruksi berikutnya diambil yaitu di alamat 302 dan dimasukkan di dalam IR.

Instruksi dalam IR yaitu 2941 maksudnya 2 = opcode 0010 = isi AC disimpan di memori alamat 941.

4.7 PERKEMBANGAN DESAIN PROSESOR

Tanenbaum mengemukakan adanya prinsip-prinsip penting dalam melakukan desain prosesor komputer modern yaitu prinsip RISC ( Reduced Instruction Set Computer ), yaitu :

Memaksimalkan kecepatan dimana instruksi-instruksi dikeluarkan

Prinsip ini menekankan pengembangan jumlah instruksi yang dapat diproses per detik pada sebuah prosesor, yaitu MIPS ( Million of Instruction per Second ), mengakibatkan muncul teknologi paralelisme prosesor yang akan dapat meningkatkan kinerja komputer

Memperbanyak instruksi yang secara langsung dapat dijalankan hardware untuk mempercepat kinerja

Instruksi-instruksi harus mudah untuk di-dekode-kan

Batas kritis pada tingkat kecepatan adalah dekode dari setiap instruksi. Semakin sedikit format instruksi maka akan semakin baik kinerja dan kecepatan sebuah eksekusi instruksi.

Hanya instruksi LOAD dan STORE yang diakses ke memori dan berusaha memperkecil instruksi yang langsung diakses dari memori utama.

of 79

Menyiapkan banyak register, sekarang rata-rata CPU memiliki 32 register.

4.8 KONSEP MULTI PROSESOR

Merupakan pengembangan sistem komputer dimana sebuah sistem komputer memiliki beberapa prosesor ( CPU ) dengan sebuah memori bersama ( shared memory ). Konsep ini dapat digambarkan seperti sekelompok orang dalam satu ruangan kelas yang memiliki sebuah papan tulis yang digunakan bersama. Orang = prosesor, papan tulis = memori. Dengan konsep ini pekerjaan yang dilakukan oleh banyak orang akan lebih cepat selesai daripada 1 orang tetapi kendalanya hanya menggunakan papan tulis bersama yang memuat setiap orang harus berhati-hati agar tidak berebut jalur.

Jadi antar CPU harus saling koordinasi agar tidak berebut jalur. Konflik mungkin akan sering terjadi ketika bertabrakan dalam akses terhadap memori dengan BUS yang sama. Tetapi model ini memiliki keunggulan model pemrograman lebih mudah ditangani oleh programmer

4.9 KONSEP MULTI KOMPUTER

Adalah sistem yang terdiri dari banyak komputer dan masing-masing komputer memiliki memori sendiri-sendiri. Keunggulannya terletak pada kemudahan implementasinya tapi dalam model pemrograman terhadap banyak memori lebih sulit ditangani programmer.

of 79

BAB 5

MEMORY

5.1 FUNGSI MEMORY

CPU hanya dapat menyimpan data dan instruksi di register yang berukuran kecil sehingga tidak dapat menyimpan semua informasi yang dibutuhkan untuk keseluruhan proses program. Untuk mengatasi hal ini, maka CPU harus dilengkapi dengan alat penyimpan yang berkapasitas lebih besar yaitu memori utama. Unit ini dapat dibayangkan sebagai sekumpulan kotak-kotak yang masing-masing dapat menyimpan sepenggal informasi baik berupa data maupun instruksi. Tiap-tiap lokasi dari kotak ditunjukkan oleh suatu alamat ( address ), yaitu berupa nomor yang menunjukkan lokasi tertentu dari kotak memori.

Ukuran memori ditunjukkan oleh satuan byte, misalnya 1 Mb, 4 Mb, 8 Mb, atau bahkan ada yang sampai lebih dari 4 Gb. Pada umumnya 1 byte memori terdiri dari 8 – 32 bit ( binary digit ), yaitu banyaknya digit biner ( 0 atau 1 ) yang mampu disimpan dalam satu kotak memori.

5.2 HIRARKI MEMORY

Memori adalah bagian dari komputer tempat berbagai program dan data-data disimpan.

Memori utama adalah tempat penyimpanan sementara dimana dibutuhkan oleh prosesor yang akan mengoperasikan program atau data tertentu.

of 79

Memori dalam komputer dapat dibedakan sebagai berikut :

Register.

Cache memory ( Static RAM ) : internal cache dan external cache.

Memori utama ( Dynamic RAM ).

Memori sekunder : magnetic disk, optical disk, magnetic tape.

Memori yang memiliki hirarki paling atas memiliki kecepatan paling tinggi tetapi kapasitas penyimpanan data paling rendah.

5.3 MEMORY UTAMA

Terbuat dari bahan yang bersifat dinamis sehingga disebut dynamic RAM, harga lebih murah dibanding static RAM, tidak cepat panas, tetapi tidak kecepatan proses tidak secepat static RAM.

Disebut memori utama karena langsung berhubungan dengan prosesor dalam menyediakan program dan data yang dibutuhkannya dan menghubungkan prosesor dengan memori sekunder untuk dapat melakukan tugas pengolahan data dengan baik.

of 79

Bersifat volatile ( sementara ) dimana hanya menyimpan data dan program selama komputer hidup.

5.4 SATUAN DAN PENGALAMATAN MEMORY

Informasi digital disimpan dengan membedakan nilai-nilai tertentu seperti voltase atau arus.

Bit satuan pokok dari memori yang berisi sebuah angka 0 atau 1. Bit berkumpul membentuk byte ( 8 bit ), byte berkumpul membentuk word, contoh : sebuah komputer dengan word 32 bit berarti memiliki 4 byte/word.

Jumlah bit yang dapat diakses dalam 1 siklus memori disebut memory width atau memory word length.

Memori terdiri dari sejumlah “cell” yang dapat menyimpan sepotong informasi. Setiap cell menyimpan sebuah angka yang disebut “alamat”. Jika sebuah memori memiliki “n” cell maka memori tersebut akan memiliki alamat 0 sampai dengan n-1.

Berikut tiga cara mengorganisasikan memori misal memori 96 bit.

of 79

5.5 PENGATURAN BYTE DALAM MEMORY

Terdapat 2 cara pengaturan byte dalam memori yaitu big endian dan little endian.

Big Endian merupakan sistem lama yaitu sistem penomoran memori komputer yang dimulai dari ujung terbesar ke ujung terkecil (dari kiri ke kanan), contoh pada komputer SPARC, mainframe - mainframe IBM besar.

Little Endian merupakan sistem penomoran memori komputer yang dimulai dari ujung terkecil ke ujung terbesar, contoh pada komputer generasi Intel.

of 79

BAB 6

MEMORY UTAMA

6.1 JENIS MEMORY UTAMA

Memori bisa dikategorikan menjadi 2 :

memori internal adalah memori yang dapat diakses langsung oleh prosesor, yaitu : register yang terdapat di dalam prosesor, cache memori dan memori utama yang berada di luar prosesor.

memori eksternal adalah memori yang diakses prosesor melalui piranti I/O, yaitu disket dan hardisk, optical disk, magnetic tape

Untuk memori utama pada dasarnya dikategorikan menjadi 2, yaitu : ROM dan RAM

ROM ( Read Only Memory )

ROM biasa digunakan oleh komputer untuk menyimpan data utama selamanya, artinya data yang telah tersimpan dalam ROM tidak akan terhapus apabila komputer dimatikan ( bersifat non volatile ).

ROM diisi oleh pabrik pembuatnya berupa program - program pokok yang diperlukan sistem komputer misal program bootstrap.

Isi dari ROM tidak boleh hilang atau rusak karena bisa menyebabkan komputer tidak berfungsi, sehingga untuk pencegahannya ROM dirancang hanya bisa dibaca. Namun pada kasus lain memungkinkan untuk merubah isi ROM, dengan cara memprogram kembali instruksi - instruksi didalamnya.

ROM yang dapat diprogram kembali :

of 79

PROM ( Programmable Read Only Memory ) : hanya dapat diprogram 1 kali saja.

EPROM ( Erasable Programmable Read Only Memory ) : dapat dihapus dengan sinar ultraviolet dan diprogram berulang kali, contoh : BIOS

EEPROM ( Electricaly Erasable Programmable Read Only Memory ) : dapat dihapus dengan pulsa electric dan diprogram berulang kali, contoh : flash memory untuk menyimpan gambar pada kamera digital

RAM ( Random Access Memory )

Untuk RAM pada dasarnya dikategorikan menjadi 2, yaitu : Static RAM ( SRAM ) dan Dynamic RAM ( DRAM ).

of 79

Berdasarkan teknologi yang dimilikinya RAM dikelompokkan menjadi beberapa tipe yaitu :

SIMM ( Single in-line Memory Module )

DIMM ( Dual in-line Memory Module )

RIMM ( Rambus in-line Memory Module )

6.2 SIMM

Jenisnya FPM ( Fast Page Memory → digunakan generasi komputer 486 atau sebelumnya ), DRAM, EDO RAM ( extended data-out RAM → tahun 1995 – 1997 untuk jenis komputer pentium )

Memori SIMM mempunyai ukuran 30 atau 72 pin.

Memori SIMM 30 pin digunakan untuk PC jenis 80286 hingga 80486 dan beroperasi pada 16 bit, ukuran 3,5 x 0,75 inches ( 9 x 2 cm ).

Memori SIMM 72 pin digunakan untuk PC jenis Pentium beroperasi pada 32 bit, ukuran 4,25 x 1 inches ( 11 x 2,5 cm ).

6.3 DIMM

Memori DIMM mempunyai ukuran mulai 168 pin, kedua belah modul memori ini aktif dimana setiap permukaan adalah 84 pin, berbeda dengan SIMM yang hanya berfungsi pada sebelah modul saja.

DIMM mendukung 64 bit data

Ukuran sekitar 5.4 x 1 inch ( 14 x 2.5 cm ), kapasitas 8 MB sampai 1 GB per module

Contoh RAM yang menggunakan tipe DIMM :

SDRAM ( Synchronous DRAM )

of 79

SDRAM merupakan pengganti DRAM, FPM, EDO.

SDRAM melakukan pengaturan (synchronizes) memori supaya sama dengan CPU clock untuk pemindahan data yang lebih cepat.

SDRAM lebih cepat 20% dari EDO, memiliki 3 kecepatan yaitu 66 MHz, 100MHz ( PC 100 ), 133 MHz ( PC 133 ).

DDR SDRAM ( Double-data-rate SDRAM )

DDR SDRAM merupakan pengembangan SDRAM standard dimana data ditransfer 2 kali lebih cepat, mempunyai 184, 240 pin.

of 79

SODIMM ( Small Outline Dual In-line Memory Module )

Digunakan pada notebook,ukuran lebih kecil sekitar 2 x 1 inch (5 x 2.5 cm), memiliki 144 atau 200 pin, kapasitas 16 MB sampai 1 GB per module - Menggunakan model RAM DDR SDRAM.

6.4 RIMM ( Rambus Inline Memory Module )

RIMM mempunyai ukuran 184, 232, 326 pin, beroperasi mulai dari 16 bit.

Contoh RAM jenis ini adalah DR DRAM ( Direct Rambus DRAM) atau RDRAM digunakan untuk CPU Intel yang berkemampuan tinggi, memiliki 2 saluran data sehingga pemindahan data lebih cepat dibanding DDR SDRAM.

Contoh DR DRAM adalah model RIMM 4200 32 bit menghantar 4,2Gb setiap saat pada kelajuan 1066 MHz.

Harga masih mahal dan motherboard khusus sehingga supaya lebih ekonomis Intel beralih ke DDR2, DDR3

of 79

RD RAM PC 1066 – 1 GB ( 2 x 512 MB )

6.5 MEMORY CHIP PACKAGING

of 79

BAB 7

SISTEM I/O

7.1 STRUKTUR DAN FUNGSI I/O

Struktur komputer didefinisikan sebagai cara - cara dari tiap komponen saling terkait. Struktur sebuah komputer secara sederhana, dapat digambarkan dalam diagram blok di bawah ini.

of 79

Sedangkan fungsi komputer didefinisikan sebagai operasi masing-masing komponen sebagai bagian dari struktur. Adapun fungsi dari masing-masing komponen dalam struktur di atas adalah sebagai berikut :

1) Input Device (Alat Masukan)

Adalah perangkat keras komputer yang berfungsi sebagai alat untuk memasukan data atau perintah ke dalam komputer.

2) Output Device (Alat Keluaran)

Adalah perangkat keras komputer yang berfungsi untuk menampilkan keluaran sebagai hasil pengolahan data. Keluaran dapat berupa hard-copy ( ke kertas ), soft-copy ( ke monitor ), ataupun berupa suara, dll.

3) I/O Unit

Merupakan peralatan antarmuka ( interface ) bagi sistem bus atau switch sentral dan mengontrol satu atau lebih perangkat peripheral. Tidak hanya sekedar Unit penghubung, tetapi sebuah piranti yang berisi logika dalam melakukan fungsi komunikasi antara peripheral dan bus komputer.

Piranti tidak dapat langsung dihubungkan dengan bus sistem komputer karena beberapa hal, yaitu :

a) Bervariasinya metode operasi piranti peripheral, sehingga tidak praktis apabila sistem komputer harus menangani berbagai macam sisem operasi piranti peripheral tersebut.

b) Kecepatan transfer data piranti peripheral umumnya lebih lambat dari pada laju transfer data pada CPU maupun memori.

of 79

INPUT DEVICES

OUTPUT DEVICES

I/O PORTSCPU

CU + ALU

MEMORYRAM

+ROM

CONTROLBUS

CONTROLBUS

DATA BUS

ADDRESS BUS

c) Format data dan panjang data pada piranti peripheral seringkali berbeda dengan CPU, sehingga perlu Unit untuk menselaraskannya.

Model generik dari suatu I/O Unit

Fungsi I/O Unit adalah :

a) Kontrol dan pewaktuan ( control & timing ) merupakan hal yang penting untuk mensinkronkan kerja masing – masing komponen penyusun komputer. Dalam sekali waktu CPU berkomunikasi dengan satu atau lebih perangkat dengan pola tidak menentu dan kecepatan transfer komunikasi data yang beragam, baik dengan perangkat internal seperti register – register, memori utama, memori sekunder, perangkat peripheral. Proses tersebut bisa berjalan apabila ada fungsi kontrol dan pewaktuan yang mengatur sistem secara keseluruhan Transfer data tidak akan lepas dari penggunaan sistem bus, maka interaksi CPU dan I/O Unit akan melibatkan kontrol dan pewaktuan sebuah arbitrasi bus atau lebih.

Langkah-langkah pemindahan data dari peripheral ke CPU melalui sebuah I/O Unit :

o Permintaan dan pemeriksaan status perangkat dari CPU ke I/O Unit. o I/O Unit memberi jawaban atas permintaan CPU. o Apabila perangkat eksternal telah siap untuk transfer data, maka CPU akan

mengirimkan perintah ke I/O Unit. o I/O Unit akan menerima paket data dengan panjang tertentu dari peripheral. o Selanjutnya data dikirim ke CPU setelah diadakan sinkronisasi panjang data dan

kecepatan transfer oleh I/O Unit sehingga paket – paket data dapat diterima CPU dengan baik.

b) Komunikasi antara CPU dan I/O Unit :

o Command Decoding, yaitu I/O Unit menerima perintah – perintah dari CPU yang dikirimkan sebagai sinyal bagi bus kontrol. Misalnya, sebuah Unit I/O untuk disk dapat menerima perintah : Read sector, Scan record ID, Format disk.

of 79

o Data, pertukaran data antara CPU dan I/O Unit melalui bus data. o Status Reporting, yaitu pelaporan kondisi status I/O Unit maupun perangkat

peripheral, umumnya berupa status kondisi Busy atau Ready. Juga status bermacam – macam kondisi kesalahan ( error ).

o Address Recognition, bahwa peralatan atau komponen penyusun komputer dapat dihubungi atau dipanggil maka harus memiliki alamat yang unik, begitu pula pada perangkat peripheral, sehingga setiap I/O Unit harus mengetahui alamat peripheral yang dikontrolnya.

c) Komunikasi perangkat eksternal,

Skema suatu perangkat peripheral.

d) Pem-buffer-an data yang tujuan utamanya adalah mendapatkan penyesuaian data sehubungan perbedaan laju transfer data dari perangkat peripheral dengan kecepatan pengolahan pada CPU, karena laju transfer data dari perangkat peripheral lebih lambat dari kecepatan CPU maupun media penyimpan.

e) Deteksi kesalahan, sehingga bila perangkat peripheral terdapat masalah sehingga proses tidak dapat dijalankan, maka I/O Unit akan melaporkan kesalahan tersebut.Misal informasi kesalahan pada peripheral printer. Seperti : kertas tergulung, tinta habis, kertas habis, dll.

Teknik yang umum untuk deteksi kesalahan adalah penggunaan bit paritas.

of 79

Antarmuka struktur I/O Unit ke CPU melalui bus sistem komputer terdapat tiga saluran :

a) Saluran data.

b) Saluran alamat.

c) Saluran kontrol.

Bagian terpenting struktur I/O Unit adalah blok logika I/O yang berhubungan dengan semua peralatan antarmuka peripheral, terdapat fungsi pengaturan dan switching pada blok ini.

Dalam I/O terprogram, data saling dipertukarkan antara CPU dan I/O Unit. CPU mengeksekusi program yang memberikan operasi I/O kepada CPU secara langsung, yaitu :

a) Pemindahan data.

b) Pengiriman perintah baca maupun tulis.

c) Monitoring perangkat.

Kelemahan dari I/O terprogram adalah CPU akan menunggu sampai operasi I/O selesai dilakukan I/O Unit, sehingga akan membuang waktu karena CPU lebih cepat proses operasinya. Sehingga dalam teknik ini, I/O Unit tidak dapat melakukan interupsi kepada CPU terhadap proses – proses yang diinteruksikan padanya. Oleh karena itu seluruh proses merupakan tanggung jawab CPU sampai operasi lengkap dilaksanakan.

Klasifikasi perintah I/O terprogram dalam unit ini adalah :

a) Perintah control. Perintah ini digunkan untuk mengaktivasi perangkat peripheral dan memberitahukan tugas yang diperintahkan padanya.

b) Perintah test. Perintah ini digunakan CPU untuk menguji berbagai kondisi status I/O Unit dan peripheralnya. CPU perlu mengetahui perangkat peripheralnya dalam keadaan aktif dan siap digunakan, juga untuk mengetahui operasi – operasi I/O yang dijalankan serta mendeteksi kesalahannya.

of 79

c) Perintah read. Perintah pada Unit I/O untuk mengambil suatu paket data kemudian menaruh dalam buffer internal. Proses selanjutnya paket data dikirim melalui bus data setelah terjadi sinkronisasi data maupun kecepatan transfernya.

d) Perintah write. Perintah ini kebalikan dari read. CPU memerintahkan I/O Unit untuk mengambil data dari bus data untuk diberikan pada perangkat peripheral tujuan data tersebut.

Implementasi perintah dalam instruksi I/O terprogram :

a) Memory-mapped I/O.Terdapat ruang tunggal untuk lokasi memori dan perangkat I/O. CPU memperlakukan register status dan register data I/O Unit sebagai lokasi memori dan menggunakan instruksi mesin yang sama untuk mengakses baik memori maupun perangkat I/O. Konskuensinya adalah diperlukan saluran tunggal untuk pembacaan dan saluran tunggal untuk penulisan. Keuntungan memory-mapped I/O adalah efisien dalam pemrograman, namun memakan banyak ruang memori alamat.

b) Isolated I/O.Dilakukan pemisahan ruang pengalamatan bagi memori dan ruang pengalamatan bagi I/O. Dengan teknik ini diperlukan bus yang dilengkapi dengan saluran pembacaan dan penulisan memori ditambah saluran perintah output. Keuntungan isolated I/O adalah sedikitnya instruksi I/O.

Dalam Proses Interrupt – Driven I/O, proses tidak membuang – buang waktu, dimana prosesnya adalah :

a) CPU mengeluarkan perintah I/O pada I/O Unit, bersamaan perintah I/O dijalankan I/O Unit maka CPU akan melakukan eksekusi perintah – perintah lainnya.

b) Apabila I/O Unit telah selesai menjalankan instruksi yang diberikan padanya akan melakukan interupsi pada CPU bahwa tugasnya telah selesai.

Dalam Interrupt – Driven I/O, kendali perintah masih menjadi tanggung jawab CPU, baik pengambilan perintah dari memori maupun pelaksanaan isi perintah tersebut. Terdapat selangkah kemajuan dari teknik sebelumnya, yaitu CPU melakukan multitasking beberapa perintah sekaligus, tanpa ada waktu tunggu bagi CPU sehingga proses jadi lebih cepat.

Cara kerja teknik Interrupt – Driven I/O di sisi I/O Unit :

a) I/O Unit menerima perintah, misal read.

b) I/O Unit melaksanakan perintah pembacaan dari peripheral dan meletakkan paket data ke register data I/O Unit.

c) Unit mengeluarkan sinyal interupsi ke CPU melalui saluran kontrol.

d) Unit menunggu datanya diminta CPU. Saat permintaan terjadi.

e) Unit meletakkan data pada bus data.

of 79

f) Unit siap menerima perintah selanjutnya.

Pengolahan interupsi saat perangkat I/O telah menyelesaikan sebuah operasi I/O :

a) Perangkat I/O akan mengirimkan sinyal interupsi ke CPU.

b) CPU menyelesaikan operasi yang sedang dijalankannya kemudian merespon interupsi.

c) CPU memeriksa interupsi tersebut, kalau valid maka CPU akan mengirimkan sinyal acknowledgment ke perangkat I/O untuk menghentikan interupsinya.

d) CPU mempersiapkan pengontrolan transfer ke routine interupsi. Hal yang dilakukan adalah menyimpan informasi yang diperlukan untuk melanjutkan operasi yang tadi dijalankan sebelum adanya interupsi. Informasi yang diperlukan berupa :

o Status prosesor, berisi register yang dipanggil PSW (program status word). o Lokasi intruksi berikutnya yang akan dieksekusi.

Informasi tersebut kemudian disimpan dalam stack pengontrol sistem.

e) CPU akan menyimpan PC (program counter) eksekusi sebelum interupsi ke stack pengontrol bersama informasi PSW.

f) Mempersiapkan PC untuk penanganan interupsi.

g) CPU memproses interupsi sempai selesai.

h) Bila pengolahan interupsi selasai, CPU akan memanggil kembali informasi yang telah disimpan pada stack pengontrol untuk meneruskan operasi sebelum interupsi.

Teknik yang digunakan CPU dalam menangani program interupsi :

a) Multiple Interrupt Lines. Teknik ini merupakan yang paling sederhana, tetapi menggunakan saluran interupsi berjumlah banyak, sehingga tidak praktis untuk menggunakan sejumlah saluran bus atau pin CPU ke seluruh saluran interupsi modul – modul I/O.

b) Software Poll. Saat CPU mengetahui adanya sebuah interupsi, maka CPU akan menuju ke routine layanan interupsi yang tugasnya melakukan poll seluruh modul I/O untuk menentukan modul yang melakukan interupsi. Kerugian software poll adalah memerlukan waktu yang lama karena harus mengidentifikasi seluruh modul untuk mengetahui modul I/O yang melakukan interupsi.

c) Daisy Chain. Teknik ini yang lebih efisien, dimana menggunakan hardware poll, sehingga seluruh modul I/O tersambung dalam saluran interupsi CPU secara melingkar (chain). Dan apabila ada permintaan interupsi, maka CPU akan menjalankan sinyal acknowledge yang berjalan pada saluran interupsi sampai menjumpai modul I/O yang mengirimkan interupsi.

of 79

d) Arbitrasi Bus.Modul I/O memperoleh kontrol bus sebelum modul ini menggunakan saluran permintaan interupsi sehingga hanya akan terdapat sebuah modul I/O yang dapat melakukan interupsi.

7.2 PORT INPUT/OUTPUT (I/O)

Port I/O merupakan Port atau Gerbang atau tempat dipasangnya conector dari peralatan I/O. Dimana setiap port I/O dibawah kontrol dari Processor.

a) Port Paralel (LPT).Merupakan port bagi peralatan yang bekerja dengan transmisi data secara parallel. Contoh peralatan yang menggunakan port ini : Printer, Scanner dll.

b) Port Serial (COM).Merupakan port bagi peralatan yang bekerja dengan transmisi data secara serial. Contoh peralatan yang menggunakan port ini :Mouse, Modem , dll.

c) Port AT – PS/2.

Port ini umumnya digunakan untuk masukan dari PS/2 Keyboard, PS/2 Mouse.

d) USB Port.

of 79

USB Port (Universal Serial Bus ) Port merupakan Port Serial universal bagi peralatan yang bekerja dengan transmisi data secara serial. Contoh Perlatan yang menggunakan USB port :

Camera Digital, USB Mouse, USB Keyboard, dll.

e) Port VGA.Merupakan port yang berhubungan langsung dengan monitor. Port VGA didapatkan dari pemasangan VGA Card.

f) Port Audio.

Merupakan port yang berhubungan langsung dengan peralatan audio seperti Tape, Radio, Speaker, Microphone, dll.

g) Port LAN Ethernet.

LAN Ethernet berfungsi sebagai medium penghubung untuk mentransmisikan data. Node-node yang terhubungkan mengirim dan menerima data jaringan / internet melalui kabel sebagai pembawa sinyal dan melihat apakah data tersebut ditujukan buat dirinya.

Jenis Ethernet dan sambungannya sangat bermacam – macam, tergantung dari banyak, kapasitas, kecepatan, dan jenis sambungan data yang ingin kita kirim dan kita terima.

7.3 PERIPHERAL INPUT/OUTPUT (I/O)

Peripheral adalah sesuatu yang mengacu ke peralatan external yang dihubungkan dengan komputer. Peripheral komputer dapat dibagi ke dalam dua kategori berdasarkan fungsi. Kategori pertama terdiri atas peralatan yang melaksanakan operasi input dan output, kategori ini meliputi keyboard, trackball, mouse, printer, dan display video. Kategori kedua terdiri atas peralatan yang diutamakan pada penyimpan data sekunder, yang mana penyimpan utamanya disediakan oleh memori utama komputer.Ada banyak sekali peralatan penyimpan, seperti disk magnetic, optical disk, magnetic tapes, yang mampu untuk menyimpan data yang besar. Peralatan yang umum digunakan pada Personal Computer ( PC ) antara lain :

of 79

Ethernet LAN Port

1) Keyboard

Penciptaan keyboard komputer di ilhami oleh penciptaan mesin ketik yang dasar rancangannya di buat dan di patenkan oleh Christopher Latham pada tahun 1868 dan banyak dipasarkan pada tahun 1877 oleh Perusahaan Remington.

Keyboard komputer pertama disesuaikan dari kartu pelubang ( punch card ) dan teknologi pengiriman tulisan jarak jauh ( Teletype ). Tahun 1946 komputer ENIAC menggunakan pembaca kartu pembuat lubang ( punched card reader ) sebagai alat input dan output. Bila mendengar kata “keyboard” maka pikiran kita tidak lepas dari adanya sebuah komputer, karena keyboard merupakan sebuah papan yang terdiri dari tombol-tombol untuk mengetikkan kalimat dan simbol-simbol khusus lainnya pada komputer. Keyboard dalam bahasa Indonesia artinya papan tombol jari atau papan tuts.

Pada keyboard terdapat tombol-tombol huruf (alphabet) A – Z, a – z, angka (numeric) 0 - 9, tombol dan karakter khusus seperti : ` ~ @ # $ % ^ & * ( ) _ - + = < > / , . ? : ; “ ‘ \ |, tombol fungsi (F1 – F12), serta tombol-tombol khusus lainnya yang jumlah seluruhnya adalah 104 tuts. Sedangkan pada Mesin ketik jumlah tutsnya adalah 52 tuts. Bentuk keyboard umumnya persegi panjang, tetapi saat ini model keyboard sangat variatif.

Dahulu orang banyak yang menggunakan mesin ketik baik yang biasa maupun mesin ketik listrik. Keyboard mempunyai kesamaan bentuk dan fungsi dengan mesin ketik. Perbedaannya terletak pada hasil output atau tampilannya. Bila kita menggunakan mesin ketik, kita tidak dapat menghapus atau membatalkan apa-apa saja yang sudah ketikkan dan setiap satu huruf atau simbol kita ketikkan maka hasilnya langsung kita lihat pada kertas. Tidak demikian dengan keyboard. Apa yang kita ketikkan hasil atau keluarannya dapat kita lihat di layar monitor terlebih dahulu, kemudian kita dapat memodifikasi atau melakukan perubahan-perubahan bentuk tulisan, kesalahan ketikan dan yang lainnya. Mouse terhubung dengan komputer dengan sebuah kabel yang terdapat pada mouse. Ujung kabel keyboard dapat

of 79

http://rudihd.files.wordpress.com/2007/08/gambar-211.jpg

berupa USB atau PS/2 Port. Ujung konektor tersebut dimasukkan dalam USB atau port yang terdapat di CPU komputer.

2) Mouse

Pada dasarnya, penunjuk ( pointer ) yang dikenal dengan sebutan "Mouse" dapat digerakkan kemana saja berdasarkan arah gerakan bola kecil yang terdapat dalam mouse. Jika kita membuka dan mengeluarkan bola kecil yang terdapat di belakang mouse, maka akan terlihat 2 pengendali gerak di dalamnya. Kedua pengendali gerak tersebut dapat bergerak bebas dan mengendalikan pergerakan penunjuk, yang satu searah horisontal (mendatar) dan satu lagi vertikal ( atas dan bawah ).

Jika kita hanya menggerakkan pengendali horisontal maka penunjuk hanya akan bergerak secara horisontal saja pada layar monitor komputer. Dan sebaliknya jika penunjuk vertikal yang digerakkan, maka penunjuk ( pointer ) hanya bergerak secara vertikal saja dilayar monitor. Jika keduanya kita gerakkan maka gerakan penunjuk ( pointer ) akan menjadi diagonal. Jika bola kecil dimasukkan kembali, maka bola itu akan menyentuh dan menggerakkan kedua pengendali gerak tersebut sesuai dengan arah mouse yang kita gerakkan.

of 79

Akan tetapi, sekarang ini perkembangan mouse sudah sangat berkembang, sehingga sekarang system pergerakan mouse sudah digantikan dengan sensor infra merah, laser, dan tombol. Pergerakan bola mouse keluaran terbaru tidak hanya terdapat dibawah, tetapi ada juga yang terdapat diatas atau disamping mouse itu sendiri.

Bahkan pergerakan mouse, pada beberapa computer seperti notebook / laptop, pergerakan mouse sudah menggunakan suatu sitem sensor permukaan gerak.

Pada sebagian besar mouse terdapat tiga tombol, tetapi umumnya hanya dua tombol yang berfungsi, yaitu tombol paling kiri dan yang paling kanan. Pengaruh dari penekanan tombol atau yang di kenal dengan istilah “Click” ini tergantung pada obyek ( daerah ) yang kita tunjuk. Komputer akan mengabaikan penekanan tombol ( click ) bila tidak mengenai area atau obyek yang tidak penting.

Kemudian dalam penggunaan mouse juga kita kenal istilah "Drag" yang artinya menggeser atau menarik. Apabila kita menekan tombol paling kiri tanpa melepaskannya dan sambil menggesernya, salah satu akibatnya obyek tersebut berpindah atau menjadi pindah ( tersalin ) ke obyek lain dan terdapat kemungkinan lainnya.

Kemungkinan-kemungkinan ini tergantung pada jenis program aplikasi apa yang kita jalankan. Mouse terhubung dengan komputer dengan sebuah kabel yang terdapat pada mouse.

of 79

http://img102.imageshack.us/img102/8336/2610420604bn6.jpg

http://rudihd.files.wordpress.com/2007/08/gambar-213b.jpg

Ujung kabel mouse dapat berupa USB atau PS/2 Port. Ujung konektor tersebut dimasukkan dalam USB atau port yang terdapat di CPU komputer.

3) Light Pen

Light pen adalah pointer elektronik yang digunakan untuk modifikasi dan men-design gambar dengan screen ( monitor ). Light pen memiliki sensor yang dapat mengirimkan sinyal cahaya ke komputer yang kemudian direkam, dimana layar monitor bekerja dengan merekam enam sinyal elektronik setiap baris per detik.

4) Joy Stick dan Paddle Games

Alat ini biasa digunakan pada permainan ( games ) komputer. Joy Stick biasanya berbentuk tongkat, sedangkan games paddle biasanya berbentuk kotak atau persegi terbuat dari plastik dilengkapi dengan tombol-tombol yang akan mengatur gerak suatu objek dalam komputer.

of 79


5) Barcode Reader

Fungsi alat ini adalah untuk membaca suatu kode yang berbentuk kotak-kotak atau garis-garis tebal vertical yang kemudian diterjemahkan dalam bentuk angka-angka. Kode-kode ini biasanya menempel pada produk-produk makanan, minuman, alat elektronik dan buku.

6) Graphics Pads

Teknologi Computer Aided Design ( CAD ) dapat membuat rancangan bangunan, rumah, mesin mobil, dan pesawat dengan menggunakan Graphics Pads. Graphics pads ini merupakan input masukan untuk menggambar objek pada monitor. Graphics pads yang digunakan mempunyai dua jenis. Pertama, menggunakan jarum ( stylus ) yang dihubungkan ke pad atau dengan memakai bantalan tegangan rendah, yang pada bantalan tersebut terdapat permukaan membrane sensitif sentuhan ( touch sensitive membrane surface ). Tegangan rendah yang dikirimkan kemudian diterjemahkan menjadi koordinat X – Y. Kedua, menggunakan bantalan sensitif sentuh ( touch sensitive pad ) tanpa menggunakan jarum. Cara kerjanya adalah dengan meletakkan kertas gambar pada bantalan, kemudian ditulisi dengan pensil.

of 79



7) Scanner

Scanner adalah suatu alat elektronik yang fungsinya mirip dengan mesin fotokopi. Mesin fotocopy hasilnya dapat langsung kamu lihat pada kertas sedangkan scanner hasilnya ditampilkan pada layar monitor komputer dahulu kemudian baru dapat dirubah dan dimodifikasi sehingga tampilan dan hasilnya menjadi bagus yang kemudian dapat disimpan sebagai file text, dokumen dan gambar.

Bentuk dan ukuran scanner bermacam-macam, ada yang besarnya seukuran dengan kertas folio ada juga yang seukuran postcard, bahkan yang berbentuk pena. Scanner berukuran pena tersebut bisa menyimpan hingga 1.000 halaman teks cetak dan kemudian mentransfernya ke sebuah komputer pribadi ( PC ). Scanner berukuran pena tersebut dinamakan Quicklink. Pena scanner itu berukuran panjang 6” dan beratnya sekitar 3 ons. Scanner tersebut dapat melakukan pekerjaannya secara acak lebih cepat dari scanner yang berbentuk datar.

Data yang telah diambil dengan scanner itu, bisa dimasukkan secara langsung ke semua aplikasi komputer yang mengenali teks ASCII. Perbedaan tiap scanner dari berbagai merk terletak pada pemakaian teknologi dan resolusinya. Pemakaian teknologi misalnya penggunaan tombol-tombol digital dan teknik pencahayaan.

of 79

http://images.google.co.id/imgres?imgurl=http://www.hbc.com.pk/images/Input%20DeviceUSBGeniusG-Note%205000.jpg&imgrefurl=http://www.hbc.com.pk/Product_Detail/Input_Device/USB/Genius/G-Note_5000.html&usg=__3GSifgVwuoHylFOjgLaSlLuAPXs=&h=501&w=500&sz=33&hl=id&start=1&um=1&tbnid=DtKnlVcNCDv3cM:&tbnh=130&tbnw=130&prev=/images?q=input+device&um=1&hl=id&client=firefox-a&channel=s&rls=org.mozilla:en-US:official&sa=N


http://www.bildirgec.org/imaj/uyuyang/ocr.jpg


Cara kerja Scanner :

Ketika menekan tombol mouse untuk memulai Scanning, yang terjadi adalah : o Penekanan tombol mouse dari komputer menggerakkan pengendali

kecepatan pada mesin scanner. Mesin yang terletak dalam scanner tersebut mengendalikan proses pengiriman ke unit scanning.

o Kemudian unit scanning menempatkan proses pengiiman ke tempat atau jalur yang sesuai untuk langsung memulai scanning.

o Nyala lampu yang terlihat pada Scanner menandakan bahwa kegiatan scanning sudah mulai dilakukan.

o Setelah nyala lampu sudah tidak ada, berarti proses scan sudah selesai dan hasilnya dapat dilihat pada layar monitor.

Apabila hasil atau tampilan teks / gambar ingin dirubah, kita dapat merubahnya dengan menggunakan software-software aplikasi yang ada. Misalnya dengan photoshop, Adobe dan lain- lain.

Ada dua macam perbedaan scanner dalam memeriksa gambar yang berwarna yaitu :

Scanner yang hanya bisa satu kali meng-scan warna dan menyimpan semua warna pada saat itu saja.

Scanner yang langsung bisa tiga kali digunakan untuk menyimpan beberapa warna. Warna-warna tersebut adalah merah, hijau dan biru.

Scaner yang disebut pertama lebih cepat dibandingkan dengan yang kedua, tetapi menjadi kurang bagus jika digunakan untuk reproduksi warna. Kebanyakan scanner dijalankan pada 1-bit (binary digit / angka biner), 8-bit (256 warna), dan 24 bit (lebih dari 16 juta warna). Nah, bila kita membutuhkan hasil yang sangat baik maka dianjurtkan menggunakan scanner dengan bit yang besar agar resolusi warna lebih banyak dan bagus.

8) Digital Camera

Salah satu input device yang sedang marak belakangan ini adalah digital camera. Dengan adanya alat ini, kita dapat lebih mudah memasukan data berupa gambar apa saja, dengan ukuran yang relatif cukup besar, ke dalam komputer kita. Digital camera yang beredar di pasaran saat ini ada berbagai macam jenis, mulai dari jenis camera untuk mengambil gambar statis, sampai dengan camera yang dapat merekam gambar dinamis seperti video.

9) Mic ( Microphone )

of 79

http://images.google.co.id/imgres?imgurl=http://www.trustedreviews.com/images/article/inline/1872-1.jpg&imgrefurl=http://www.trustedreviews.com/networking/review/2005/09/12/Axis-Communications-207-Network-Camera/p1&usg=__yX2wNCTUOjIxQXC2sQUeAYyOU-A=&h=473&w=400&sz=15&hl=id&start=4&um=1&tbnid=cHYs7yhivzDKyM:&tbnh=129&tbnw=109&prev=/images?q=output+device&um=1&hl=id&client=firefox-a&channel=s&rls=org.mozilla:en-US:official&sa=G


Kalau camera digunakan untuk memasukkan input berupa gambar (dan suara), maka mic digunakan hanya untuk memasukkan input berupa suara. Penggunaan mic tentu saja memerlukan perangkat keras tambahan untuk menerima input suara tersebut yaitu sound card, dan speaker untuk mendengarkan hasil rekaman suara.

10) Printer dan Plotter

Printer dan plotter adalah jenis hard-copy device, karena keluaran hasil proses dicetak di atas kertas. Printer memiliki berbagai macam bentuk dan ukuran, serta ketajaman hasil cetak. Ukuran kertas yang dapat digunakan pun beragam. Tetapi, untuk mencetak di atas kertas dengan ukuran yang sangat besar, digunakanlah plotter.

11) Monitor

Monitor adalah salah satu jenis soft-copy device, karena keluarannya adalah berupa signal elektronik, dalam hal ini berupa gambar yang tampil di layar monitor. Gambar yang tampil adalah hasil pemrosesan data ataupun informasi masukan. Monitor memiliki berbagai ukuran layar seperti layaknya sebuah televisi. Tiap merek dan ukuran monitor memiliki tingkat resolusi yang berbeda. Resolusi ini lah yang akan menentukan ketajaman gambar yang dapat ditampilkan pada layar monitor. Jenis-jenis monitor saat ini sudah sangat beragam, mulai dari bentuk yang besar dengan layar cembung, sampai dengan bentuk yang tipis dengan layar datar (flat).

of 79

12) Infocus

Infocus hampir sama dengan monitor. Fungsinya adalah untuk menampilkan gambar/visual hasil pemrosesan data. Hanya saja, infocus memerlukan obyek lain sebagai media penerima pancaran singnal-signal gambar yang dipancarkan. Media penerima tersebut sebaiknya memiliki permukaan datar dan berwarna putih (terang). Biasanya yang digunakan adalah dinding putih, whiteboard, ataupun kain/layar putih yang dibentangkan.

BAB 8

MEMORY EKSTERNAL

of 79

8.1 PENGERTIAN

Memori eksternal adalah perangkat keras untuk melakukan operasi penulisan, pembacaan dan penyimpanan data, di luar komponen utama yang telah disebutkan di atas. Contoh dari memori eksternal adalah floppy disk, harddisk, cd-rom, dvd, dll. Hampir semua memori eksternal yang banyak dipakai belakangan ini berbentuk disk / piringan sehingga operasi data dilakukan dengan perputaran piringan tersebut. Dari perputaran ini, dikenal satuan rotasi piringan yang disebut RPM (Rotation Per Minute). Makin cepat perputaran, waktu akses pun semakin cepat,namu makin besar juga tekanan terhadap piringan sehingga makin besar panas yang dihasilkan. Untuk media berkapasitas besar dikenal beberapa sitem yang ukuran RPM nya sebagai berikut :

3600 RPM Pre-IDE

5200 RPM IDE

5400 RPM IDE/SCSI

7200 RPM IDE/SCSI

10000 RPM SCSI

Setiap memori eksternal memiliki alat baca dan tulis yang disebut head (pada harddisk) dan side (pada floppy). Tiap piringan memiliki dua sisi head/side, yaitu sisi 0 dan sisi 1. Setiap head/side dibagi menjadi lingkaran lingkaran konsentris yang disebut track. Kumpulan track yang sama dari seluruh head yang ada disebut cylinder. Suatu track dibagi lagi menjadi daerah-daerah lebih kecil yang disebut sector.

8.2 FLOOPY DISK

Floppy disk drive yang menjadi standar pemakaian terdiri dari 2 ukuran yaitu 5.25” dan 3.5” yang masing-masing memiliki 2 tipe kapasitas Double Density (DD) dan High

of 79

Density (HD). Floppy disk 5.25” kapasitasnya adalah 360 Kbytes (untuk DD) dan 1.2 Mbytes (untuk HD). Sedangkan floppy disk 3.5” kapasitasnya 720 Kbytes (untuk DD) dan 1.44 Mbytes (untuk HD). Kapasitas yang dapat ditampung oleh floppy disk memang cenderung kecil, apalagi jika dibandingkan dengan kebutuhan transfer dan penyimpanan data yang makin lama makin besar. Floppy disk hanya dapat menyimpan file teks, karena keterbatasan kapasitas. Walaupun demikian, penulisan pada floppy disk dapat dilakukan berulang-ulang, walaupun memakan waktu yang relatif lama.

8.3 ZIP DRIVE

Keterbatasan kapasitas pada floppy disk mendorong lahirnya teknologi baru yang disebut dengan Iomega Zip Drive. Perangkat ini terdiri dari floppy drive dan cartridge floppy khusus, yang mampu menampung sampai lebih dari 100MB data. Jumlah ini jelas memungkinkan untuk menampung file multimedia dan grafik (biasanya berukuran mega bytes), yang sebelumnya tidak dimungkinkan untuk disimpan dalam floppy disk.

8.4 HARDDISK

Harddisk memiliki komponen-komponen : piringan logan (platter), head, rangakaian elektronik, rangkaian penguat, DSP (digital signal precessor), chip memory, konektor, spindle, dan actuator arm motor controller.

of 79

http://images.google.co.id/imgres?imgurl=http://www.itreviews.co.uk/graphics/normal/hardware/h1053.jpg&imgrefurl=http://www.itreviews.co.uk/hardware/h1053.htm&usg=__xewbHnISMfnuQ3K4ezQEYe1BrhA=&h=300&w=400&sz=10&hl=id&start=10&um=1&tbnid=z7kfnpYmQKoHqM:&tbnh=93&tbnw=124&prev=/images?q=backing+storage&um=1&hl=id&client=firefox-a&channel=s&rls=org.mozilla:en-US:official&sa=G

http://images.google.co.id/imgres?imgurl=http://www.southwesternindustries.com/swi/Images/product_images/usbthumb_sm.jpg&imgrefurl=http://www.southwesternindustries.com/swi/prod_options3.shtml&usg=__jLjprYKRYyRouC-KhDTvMQOYIDM=&h=288&w=384&sz=17&hl=id&start=8&um=1&tbnid=FAthCTxXhHTMIM:&tbnh=92&tbnw=123&prev=/images?q=backing+storage&um=1&hl=id&client=firefox-a&channel=s&rls=org.mozilla:en-US:official&sa=G

Kapasitas harddisk bermacam-macam, mulai dari ukuran Mbytes sampai dengan Gbytes. Ukuran kapasitas yang sangat besar ini sangat menguntungkan dalam hal penyimpanan data. Seperti halnya floppy disk dan Iomega Zip drive, harddisk juga dapat menangani penulisan berulang kali dengan kecepatan yang relatif jauh lebih cepat dibandingkan dengan floppy disk. Tapi sayangnya, terdapat kendala dalam segi mobilitas, karena untuk memindah-mindahkan harddisk berarti h arus membongkar CPU (harddisk tersimpan di dalam CPU). Ternyata, kendala ini telah dapat diatasi dengan adanya konsep Removable Harddisk. Hardisk dibentuk berupa cartridge, yang dipasang pada removable rack yang terambung pada power supplay dan kabel data IDE Interface-nya.

8.5 CD-ROM

of 79

Mulai tahun 1983 sistem penyimpanan data di optical disc mulai diperkenalkan dengan diluncurkannya Digital Audio Compact Disc. Sejak saat itu mulai berkembanglah teknologi penyuimpanan pada optical disc. CD-ROM terbuat dari resin (polycarbonate) dan dilapisi permukaan yang sangat reflektif seperti alumunium. Informasi direkam secara digital sebagai lubang-lubang mikroskopis pada permukaan yang reflektif. Proses ini dilakukan degan menggunakan laser yang berintensitas tinggi. Permukaan yang berlubang ini kemudian dilapisi oleh lapisan bening.

Informasi dibaca dengan menggunakan laser berintensitas rendah yang menyinari lapisan bening tersebut sementara motor memutar disk. Intensitas laser tersebut berubah setelah mengenai lubang-lubang tersebut kemudian terefleksikan dan dideteksi oleh fotosensor yang kemudian dikonversi menjadi data digital.

Penulisan data pada CD-ROM hanya dapat dilakukan sekali saja, meskipun sekarang ini sudah terdapat CD-ROM yang dapat ditulis berulang kali, yaitu CD-RW (Compact Disc Re-Writeable). Walaupun demikian, optical disk ini memiliki keunggulan dari segi mobilitas. Bentuknya yang kecil dan tipis memudahkannya untuk dibawa-bawa. Kapasitas penyimpanannya pun cukup besar, yaitu 650 Mbytes. Sehingga media ini biasanya digunakan untuk menyimpan data-data sekali tulis saja, seperti installer, file lagu (mp3), ataupun data statik lainnya.

8.6 DVD-ROM (Digital Versatile Disc)

DVD adalah generasi lanjutan dari teknologi penyimpanan dengan menggunakan media optical disc. DVD memiliki kapastias yang jauh lebih besar daripada CD-ROM biasa, yaitu mencapai 9 Gbytes. Teknologi DVD ini sekarang banyak dimanfaatkan secara luas oleh perusahaan musik dan film besar, sehingga menjadikannya sebagai produk

of 79

elektronik yang paling diminati dalam kurun waktu 3 tahun sejak diperkenalkan pertama kali.

Perkembangan teknologi DVD-ROM pun lebih cepat dibandingkan CD-ROM. 1x DVD-ROM memungkinkan rata-rata transfer data 1.321 MB/s dengan rata-rata burst transfer 12 MB/s.

Semakin besar cache (memori buffer) yang dimiliki DVD-ROM, semakin cepat penyaluran data yang dapat dilakukan. DVD menyediakan format yang dapat ditulis satu kali ataupun lebih, yang disebut dengan Recordable DVD, dan memiliki 6 macam versi, yaitu :

o DVD-R for General, hanya sekali penulisan o DVD-R for Authoring, hanya sekali penulisan o DVD-RAM, dapat ditulis berulang kali o DVD-RW, dapat ditulis berulang kali o DVD+RW, dapat ditulis berulang kali o DVD+R, hanya sekali penulisan

Setiap versi DVD recorder dapat membaca DVD-ROM disc, tetapi memerlukan jenis disc yang berbeda untuk melakukan pembacaan. Kompatibilatas antara jenis recorder dengan jenis disc dapat dilihat pada tabel dibawah ini.

of 79

BAB 9

SLOT

9.1 PROCESSOR SLOT

of 79

Slot Processor

Slot ini biasa dipergunakan oleh processor – processor jenis slot, umumnya processor jenis slot hanya dipakai pada komputer – komputer jaman dulu atau yang Built Up ( Komputer Pabrikasi / Fabrication Personal Computer ). Sedangkan untuk komputer teknologi terbaru biasanya sudah menggunakan Socket Connector.

of 79

9.2 MEMORY SLOT

Memory Slot merupakan tempat penempelan RAM di dalam motherboard, dimana jenis, kapasitas dan jumlah slot dari memori tergantung dari slot yang tersedia pada MotherBoard. Agar tidak salah saat pemasangan, perhatikan terlebih dahulu spesifikasi dari RAM dan Motherboard.

of 79

9.3 EXPANSION SLOT ( Slot Ekspansi )

VGA Slot

Slot ini berfungsi sebagai penambahan VGA Card / Kartu Grafis apabila di matherboard tidak terdapat port VGA, atau di motherboard sudah terdapat port VGA / slot monitor, akan tetapi kita ingin mengganti atau menambah jalur slot monitor agar memiliki performa VGA Card yang lebih baik, karena VGA Onboard mempunyai beberapa kelemahan dibandingkan VGA outboard. Misalnya dari segi pemprosesan graphic, seperti 3D, T/L, BUS speed, dll.

of 79

PCI Slot

of 79

PCI EXPRESS

1X – 16X slots

Slot ini berfungsi apabila ingin menambah peripheral lain di dalam komputer, atau ingin mengganti hardware – hardware Onboard di Matherboard agar memiliki kualitas dan performa yang lebih baik. Misalnya Soud Card, Modem Card, dll.

Port LAN Ethernet Card

USB Card

of 79

Port Paralel (LPT) Card

Sound Card

ISA Slot

Slot ini mempunyai sistem yang hampir sama dengan AGP dan PCI, hanya saja sistem ini dipakai pada komputer jaman dulu, saat awal komputer ada. Pada jaman sekarang, ISA Port sudah sangat jarang dipakai, sesuai dengan kemajuan dan kemampuan dari perkembangan Hardware yang ada di pasaran.Slot ini dapat dipakai untuk VGA, Modem, Souncard, dll

of 79