Sedikit tentang arsitektur komputer

 

A. Defenisi Komputer

Istilah dari komputer itu sendiri berasal dari bahasa latin computare yang

mengandung arti “menghitung” (to compute atau reckon).1 Komputer adalah mesin

penghitung elektronik yang cepat dapat menerima informasi input digital.

Memprosesnya dengan suatu program yang tersimpan di memorinya (storage

program) dan menghasilkan output informasi.

2

Arsitektur komputer sangat berkaitan dengan fungsi-fungsi operasi dari masingmasing komponen sistem komputer. Sedangkan organisasi komputer sangat

berkaitan dengan unit-unit operasional dan interkoneksinya yang merealisasikan

spesifikasi arsitektural. Susunan atau kumpulan dari komponen-komponen komputer

yang saling terintegrasi dan memiliki tujuan melakukan sebuah operasi tertentu

terbentuklah sebuah sistem komputer.

Sistem komputer adalah kumpulan dari elemen-elemen komputer (Hardware,

software, brainware) yang salin berhubungan (terintegrasi) dan saling berinteraksi

untuk melakukan pengolahan data dengan tujuan menghasilkan informasi sesuai

dengan yang diharapkan.3

Gambar 1 : Gambaran Sistem computer

Untuk proses pengolahan pada komputer langkah antara tahap satu ke tahap

berikutnya pada perangkat keras (hardware), dikendalikan oleh pemakai (brainware),

1

Jogiyanto Hartono, MBA, Ph.D, (1999), Pengenalan Komputer”, Edisi kedua, Yogyakarta:

Penerbit ANDI.

2 V. C. Hamacher, Z.G.Vranesic, dan S.G.Zaky, (2001), Computer Organization, McGraw-Hill

3

Jogiyanto Hartono, MBA, Ph.D, (1999), Pengenalan Komputer”, Edisi kedua, Yogyakarta:

Penerbit ANDI.

2

menggunakan operasi tertentu berupa perangkat lunak (software) komputer. Tahap

yang terjadi adalah data yang telah didapatkan dan dikumpulkan selanjutnya

dimasukkan oleh pemakai atau pengguna (brainware) pada perangkat input (input

devices), kemudian dengan metode tertentu data yang di-input-kan diolah atau

diproses oleh perangkat proses (process devices) dan selanjutnya dihasilkan informasi

oleh perangkat keluaran (output devices). Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada

gambar 2.

Gambar 2 : Gambaran perangkat Komputer

Hal lain yang berhubungan dengan istilah komputer adalah Teknologi Informasi (TI),

namun sudah menjadi definisi umum bahwa istilah teknologi informasi identik dengan

komputer. Pada intinya istilah Teknologi Informasi (Information Technology /IT)

adalah teknologi yang memanfaatkan komputer sebagai perangkat utama untuk

mengolah data menjadi informasi yang bermanfaat.

Pengolahan data dengan komputer tersebut juga dikenal dengan istilah Pengolahan

data Elektronik (PDE) / Electronic Data Processing (EDP), yang didefinisikan sebagai

proses manipulasi data ke dalam bentuk yang lebih berguna berupa suatu informasi

dengan menggunakan komputer.4

B. Kemampuan Komputer

Suatu komputer memiliki kemampuan sebagai berikut :

1. Komputer mempuyai kecepatan dan ketepatan dalam mengolah data dan

menghasilkan informasi.

2. Kemampuan kapasitas penyimpanan data dalam memori atau simpanan luar

seperti harddisk saat ini terjadi peningkatan kapasitas yang sangat luar biasa.

3. Kemampuan-kemampuan lain yang dimiliki komputer adalah kecepatan mengirim

data dalam format apapun antar komputer dalam jaringan wilayah lokal, regional,

maupun global.

Kecepatan akses data dalam sebuah operasi komputer dinyatakan dalam satuan

seperti Millisecond (ms), Microsecond (ms), Nanosecond (ns), Picosecond (ps).

Satuan Picosecond (ps), merupakan satuan waktu yang paling cepat dalam sebuah

akses komputer.

4

Jogiyanto Hartono, MBA, Ph.D, (1999), Pengenalan Komputer”, Edisi kedua, Yogyakarta:

Penerbit ANDI.

3

Tabel 1 : Satuan Waktu Kecepatan Komputer

Misalnya manusia dapat mennyelesaikan suatu perhitungan pertambahan dalam

waktu 1 detik. Bila kecepatan komputernya adalah picosecond. 1 detik operasi

pertambahan yang dilakukan oleh komputer akan diselesaikan oleh manusia dalam

waktu 1 triliun detik atau 31709 tahun.

C. Karakteristik Komputer

Komputer memiliki karakterisktik sebagai berikut :

1. Komputer tidak mempunyai perasaan atau emosi, sehingga komputer dalam

melakukan aktifitasnya akan bersifat statis.

2. Komputer mampu menyimpan data yang besar dan dalam waktu yang lama, dan

sifat data yang disimpan bersifat dinamis, dimana sewaktu-waktu data dapat

dilakukan perubahan dan pembaharuan jika dikehendaki.

3. Komputer bisa melakukan pengurutan dan pencarian dalam waktu yang singkat

dalam hitungan detik bahkan milidetik meskipun jumlah data sangat besar.

Bahkan pengurutan dengan komputer bisa dilakukan secara menaik (ascending)

atau pengurutan menurun (descending) dalam waktu sekejap.

4. Komputer mampu mengolah data perhitungan yang besar dengan cepat dan

akurat. Perhitungan aritmatika, logika, dan perhitungan apapun bisa dilakukan

dengan presisi yang mendekati seratus persen kebenarannya. Komputer yang

berkembang saat ini dalam perhitungan aritmatik. komputer sanggup melakukan

perhitungan sampai jutaan triliun dengan angka desimal yang bisa dikatakan tak

terhingga.

5. Komputer juga mampu menerima dan mengeluarkan data atau informasi yang

besar dalam waktu yang cepat.

D. Keterbatasan Komputer

Berdasarkan kemampuannya, komputer juga memiliki keterbatasan,

sebagai berikut :

1. Komputer tidak bisa berpikir secara dinamis, seperti manusia. Manusia berpikir

akan diikuti atas perasaan dan naluri yang bisa menimbulkan reaksi senang,

sedih, dan sebagainya, sehingga dalam pengambilan keputusan manusia

mendasarkan pada pikiran dan perasaan (hati), sedangkan komputer hanya

berdasarkan perhitungan saja.

2. Pekerjaan yang dilakukan komputer bisa mengurangi tenaga kerja manusia,

akibatnya banyak tenaga manusia yang tidak terpakai, sehingga banyak timbul

pengangguran.

3. Data yang tersimpan dalam komputer memiliki resiko yang lebih tinggi, karena

dimungkinkan bisa diambil atau disadap oleh pengguna lain (hacker), meskipun

4

telah diberi pelindung program atau password. Seperti terjadinya pemalsuan

transaksi seperti di perbankan dan pembobolan kartu kredit.

E. Struktur Dan Fungsi Utama Komputer

Struktur internal komputer meliputi : Central Processing Unit(CPU), Memori Utama,

I/O, Sistem Interkoneksi.

Gambar 3 : Struktur – Top Level

Struktur internal CPU meliputi: Control Unit, Aritmetic And Logic Unit(ALU), Register,

CPU Interkoneksi. Lihat gambar 3.

Gambar 4 : Struktur – CPU

Sistem komputer meliputi : CPU, Memori (primer dan sekunder), Peralatan

masukan/keluaran (I/O devices) seperti printer, monitor, keyboard, mouse, dan

modem.

Fungsi dasar sistem komputer meliputi : Operasi Pengolahan Data, Penyimpanan

Data, Operasi Pemindahan Data dan Operasi Kontrol, yang dapat dilihat pada gambar

dibawah ini:

5

Gambar 5 : Operasi Komputer

Adapun berdasarkan ilustrasi gambar tersebut bahwa Gambar a. mengilustrasikan

komputer sebagai fungsi operasi pemindahan data. Gambar b operasi penyimpanan

data sementara c dan d fungsi komputer sebagai fungsi operasi pengolahan data.

6

BAB 2

Evolusi dan Kinerja Komputer

A. Sejarah Singkat Komputer

1. Sebelum Tahun 1940

Sejak dahulu kala, proses pengolahan data telah dilakukan oleh manusia. Manusia

juga menemukan alat-alat mekanik dan elektronik untuk membantu manusia dalam

penghitungan dan pengolahan data supaya bisa mendapatkan hasil lebih cepat.

Komputer yang kita temui saat ini adalah suatu evolusi panjang dari penemuanpenemuan manusia sejak dahulu kala berupa alat mekanik maupun elektronik. Saat

ini komputer dan piranti pendukungnya telah masuk dalam setiap aspek kehidupan

dan pekerjaan.

Komputer yang ada sekarang memiliki kemampuan yang lebih dari sekedar

perhitungan matematik biasa. Diantaranya adalah sistem komputer di kassa

supermarketyang mampu membaca kode barang belanjaan, sentral telepon yang

menangani jutaan panggilan dan komunikasi, jaringan komputer dan internet yang

menghubungkan berbagai tempat di dunia. Bagaimanapun juga alat pengolah data

dari sejak jaman purba sampai saat ini bisa kita golongkan ke dalam 4 golongan

besar.

a. Peralatan manual : yaitu peralatan pengolahan data yang sangat

sederhana, dan faktor terpenting dalam

pemakaian alat adalah menggunakan tenaga

tangan manusia.5

b. Peralatan Mekanik : yaitu peralatan yang sudah berbentuk

mekanik yang digerakkan dengan tangan

secara manual.

c. Peralatan Mekanik Elektronik : Peralatan mekanik yang digerakkan oleh

secara otomatis oleh motor elektronik.

d. Peralatan Elektronik : Peralatan yang bekerjanya secara elektronik

penuh.

Beberapa peralatan yang telah digunakan sebagai alat hitung sebelum ditemukannya

komputer, sebagai berikut :

1) Abacus.

Muncul sekitar 5000 tahun yang lalu di Asia kecil dan masih digunakan di

beberapa tempat hingga saat ini, dapat dianggap sebagai awal mula mesin

komputasi. Alat ini memungkinkan penggunanya untuk melakukan perhitungan

menggunakan biji-bijian geser yang diatur pada sebuh rak. Para pedagang di

5

Jogiyanto Hartono, MBA, Ph.D, (1999), Pengenalan Komputer”, Edisi kedua, Yogyakarta:

Penerbit ANDI.

7

masa itu menggunakan abacus untuk menghitung transaksi perdagangan.

Seiring dengan munculnya pensil dan kertas, terutama di Eropa, Abacus

kehilangan popularitasnya.

Gambar 1 : Abacus

2) Kalkulator Roda Numeric

Setelah hampir 12 abad, muncul penemuan lain dalam hal mesin komputasi.

Pada tahun 1642, Blaise Pascal (1623-1662), yang pada waktu itu berumur 18

tahun,menemukan apa yang ia sebut sebagai kalkulator roda numerik (numerical

wheel calculator) untuk membantu ayahnya melakukan perhitungan pajak.

Gambar 2 : Kalkulator Roda Numeric

Kotak persegi kuningan ini yang dinamakan Pascaline, menggunakan delapan

roda putar bergerigi untuk menjumlahkan bilangan hingga delapan digit. Alat ini

merupakan alat penghitung bilangan berbasis sepuluh. Kelemahan alat ini adalah

penggunaannya hanya terbatas untuk melakukan penjumlahan.

3) Kalkulator roda numerik 2

Tahun 1694, seorang matematikawan dan filsuf Jerman, Gottfred Wilhem von

Leibniz (1646-1716) memperbaiki Pascaline dengan membuat mesin yang dapat

mengalikan. Sama seperti pendahulunya, alat mekanik ini bekerja dengan

menggunakan roda-roda gerigi. Dengan mempelajari catatan dan gambargambar yang dibuat oleh Pascal, Leibniz dapat menyempurnakan alatnya.

4) Kalkulator Mekanik.

Charles Xavier Thomas de Colmar menemukan mesin yang dapat melakukan

empat fungsi aritmatik dasar. Kalkulator mekanik Colmar, arithometer,

mempresentasikan pendekatan yang lebih praktis dalam kalkulasi karena alat

tersebut dapat melakukan penjumlahan, pengurangan, perkalian, dan

pembagian. Dengan kemampuannya, arithometer banyak dipergunakan hingga

masa Perang Dunia I. Bersama-sama dengan Pascal dan Leibniz, Colmar

membantu membangun era komputasi mekanikal.

Awal mula komputer yang sebenarnya dibentuk oleh seorang professor matematika

Inggris, Charles Babbage (1791-1871). Tahun 1812, Babbage memperhatikan

8

kesesuaian alam antara mesin mekanik dan matematika:mesin mekanik sangat baik

dalam mengerjakan tugas yang sama berulangkali tanpa kesalahan; sedang

matematika membutuhkan repetisi sederhana dari suatu langkah-langkah

tertenu.Masalah tersebut kemudain berkembang hingga menempatkan mesin

mekanik sebagai alat untuk menjawab kebutuhan mekanik. Usaha Babbage yang

pertama untuk menjawab masalah ini muncul pada tahun 1822 ketika ia

mengusulkan suatu mesin untuk melakukan perhitungan persamaan differensil.

Mesin tersebut dinamakan Mesin Differensial. Dengan menggunakan tenaga uap,

mesin tersebut dapat menyimpan program dan dapat melakukan kalkulasi serta

mencetak hasilnya secara otomatis.

Setelah bekerja dengan Mesin Differensial selama sepuluh tahun, Babbage tiba-tiba

terinspirasi untuk memulai membuat komputer general-purpose yang pertama, yang

disebut Analytical Engine. Asisten Babbage, Augusta Ada King (1815-1842) memiliki

peran penting dalam pembuatan mesin ini. Ia membantu merevisi rencana, mencari

pendanaan dari pemerintah Inggris, dan mengkomunikasikan spesifikasi Anlytical

Engine kepada publik. Selain itu, pemahaman Augusta yang baik tentang mesin ini

memungkinkannya membuat instruksi untuk dimasukkan ke dlam mesin dan juga

membuatnya menjadi programmer wanita yang pertama. Pada tahun 1980,

Departemen Pertahanan Amerika Serikat menamakan sebuah bahasa pemrograman

dengan nama ADA sebagai penghormatan kepadanya.

Pada 1889, Herman Hollerith (1860-1929) juga menerapkan prinsip kartu perforasi

untuk melakukan penghitungan. Tugas pertamanya adalah menemukan cara yang

lebih cepat untuk melakukan perhitungan bagi Biro Sensus Amerika Serikat. Sensus

sebelumnya yang dilakukan di tahun 1880 membutuhkan waktu tujuh tahun untuk

menyelesaikan perhitungan. Dengan berkembangnya populasi, Biro tersebut

memperkirakan bahwa dibutuhkan waktu sepuluh tahun untuk menyelesaikan

perhitungan sensus.

Pada masa berikutnya, beberapa insinyur membuat penemuan baru lainnya.

Vannevar Bush (1890-1974) membuat sebuah kalkulator untuk menyelesaikan

persamaan differensial di tahun 1931. Mesin tersebut dapat menyelesaikan

persamaan differensial kompleks yang selama ini dianggap rumit oleh kalangan

akademisi. Mesin tersebut sangat besar dan berat karena ratusan gerigi dan poros

yang dibutuhkan untuk melakukan perhitungan. Pada tahun 1903, John V. Atanasoff

dan Clifford Berry mencoba membuat komputer elektrik yang menerapkan aljabar

Boolean pada sirkuit elektrik. Pendekatan ini didasarkan pada hasil kerja George

Boole (1815-1864) berupa sistem biner aljabar, yang menyatakan bahwa setiap

persamaan matematik dapat dinyatakan sebagai benar atau salah. Dengan

mengaplikasikan kondisi benar-salah kedalam sirkuit listrik dalam bentuk terhubungterputus, Atanasoff dan Berry membuat komputer elektrik pertama di tahun 1940.

Namun proyek mereka terhenti karena kehilangan sumber pendanaan.

2. Setelah Tahun 1940

Perkembangan komputer setelah tahun 1940 dibagi lagi menjadi 5 generasi.

a. Komputer Generasi Pertama ( 1940-1959 ).

9

Komputer generasi pertama ini menggunakan tabung vakum untuk memproses

dan menyimpan data. Ia menjadi cepat panas dan mudah terbakar, oleh karena

itu beribu-ribu tabung vakum diperlukan untuk menjalankan operasi keseluruhan

komputer. Ia juga memerlukan banyak tenaga elektrik yang menyebabkan

gangguan elektrik dikawasan sekitarnya.

Komputer generasi pertama ini 100% elektronik dan membantu para ahli dalam

menyelesaikan masalah perhitungan dengan cepat dan tepat. Beberapa

komputer generasi pertama :

a. ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Calculator )

b. EDVAC Computer.

c. EDSAC COMPUTER

d. UNIVAC 1 Computer.

Komputer ENIAC

ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Calculator ), Dirancang oleh Dr John

Mauchly dan Presper Eckert pada tahun 1946. Komputer generasi ini sudah mulai

menyimpan data yang dikenal sebagai konsep penyimpanan data (stored

program concept) yang dikemukakan oleh John Von Neuman.

Gambar 3 : Komputer ENIAC

Komputer EDVAC

Penggunaan tabung vakum juga telah dikurangi di dalam perancangan komputer

EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer) dimana proses

perhitungan menjadi lebih cepat dibandingkan ENIAC.

10

Gambar 4 : Komputer EDVAC

Komputer EDSAC

EDSAC (Electonic Delay Storage Automatic Calculator) memperkenalkan

penggunaan raksa (merkuri) dalam tabung untuk menyimpan data.

Gambar 5 : Komputer EDSAC

Komputer UNIVAC 1 Computer

Pada tahun 1951 Dr Mauchly dan Eckert menciptakan UNIVAC 1 (Universal

Automatic Calculator ) komputer pertama yang digunakan untuk memproses

data perdagangan.

b. Komputer Generasi Kedua ( 1959 ± 1964 )

Pada tahun 1948, penemuan transistor sangat mempengaruhi perkembangan

komputer. Transistor menggantikan tabung vakum di televisi, radio, dan

komputer. Akibatnya, ukuran mesin-mesin elektrik berkurang drastis. Transistor

mulai digunakan di dalam komputer mulai pada tahun 1956. Penemuan lain yang

berupa pengembangan memori inti-magnetik membantu pengembangan

komputer generasi kedua yang lebih kecil, lebih cepat, lebih dapat diandalkan,

dan lebih hemat energi dibanding para pendahulunya. Mesin pertama yang

memanfaatkan teknologi baru ini adalah superkomputer. IBM membuat

superkomputer bernama Stretch, dan Sprery-Rand membuat komputer bernama

LARC. Komputer-komputer ini, yang dikembangkan untuk laboratorium energi

atom, dapat menangani data dalam jumlah yang besar. Mesin tersebut sangat

mahal dan cenderung terlalu kompleks untuk kebutuhan komputasi bisnis,

sehingga membatasi kepopulerannya. Hanya ada dua LARC yang pernah

dipasang dan digunakan: satu di Lawrence Radiation Labs di Livermore,

California, dan yang lainnya di US Navy Research and Development Center di

Washington D.C.

Komputer generasi kedua menggantikan bahasa mesin dengan bahasa

assembly. Bahasa assembly adalah bahasa yang menggunakan singkatansingakatan untuk menggantikan kode biner. Pada awal 1960-an, mulai

bermunculan komputer generasi kedua yang sukses di bidang bisnis, di

universitas, dan di pemerintahan. Komputer-komputer generasi kedua ini

merupakan komputer yang sepenuhnya menggunakan transistor. Mereka juga

memiliki komponen-komponen yang dapat diasosiasikan dengan komputer pada

saat ini: printer, penyimpanan dalam disket, memory, sistem operasi, dan

11

program.

Gambar : Komputer DEC PDP-8

Salah satu contoh penting komputer pada masa ini adalah IBM 1401 yang

diterima secaa luas di kalangan industri. Pada tahun 1965, hampir seluruh bisnisbisnis besar menggunakan komputer generasi kedua untuk memproses informasi

keuangan. Program yang tersimpan di dalam komputer dan bahasa

pemrograman yang ada didalamnya memberikan fleksibilitas kepada komputer.

Fleksibilitas ini meningkatkan kinerja dengan harga yang pantas bagi

penggunaan bisnis. Dengan konsep ini, komputer dapa tmencetak faktur

pembelian konsumen dan kemudian menjalankan desain produk atau

menghitung daftar gaji. Beberapa bahasa pemrograman mulai bermunculan

pada saat itu. Bahasa pemrograman Common Business-Oriented Language

(COBOL) dan Formula Translator (FORTRAN) mulai umum digunakan. Bahasa

pemrograman ini menggantikan kode mesin yang rumit dengan kata-kata,

kalimat, dan formula matematika yang lebih mudah dipahami oleh manusia. Hal

ini memudahkan seseorang untuk memprogram dan mengatur komputer.

Berbagai macam karir baru bermunculan (programmer, analyst, dan ahli sistem

komputer). Industri piranti lunak juga mulai bermunculan dan berkembang pada

masa komputer generasi kedua ini.

c. Komputer Generasi Ketiga ( 1964 ± AWAL 80AN )

Walaupun transistor dalam banyak hal mengungguli tube vakum, namun

transistor menghasilkan panas yang cukup besar, yang dapat berpotensi

merusak bagian-bagian internal komputer. Batu kuarsa (quartz rock)

menghilangkan masalah ini. Jack Kilby, seorang insinyur di Texas Instrument,

mengembangkan sirkuit terintegrasi (IC : integrated circuit) di tahun 1958. IC

mengkombinasikan tiga komponen elektronik dalam sebuah piringan silikon kecil

yang terbuat dari pasir kuarsa. Para ilmuwan kemudian berhasil memasukkan

lebih banyak komponen-komponen ke dalam suatu chip tunggal yang disebut

semikonduktor. Hasilnya, komputer menjadi semakin kecil karena komponenkomponen dapat dipadatkan dalam chip.

Kemajuan komputer generasi ketiga lainnya adalah penggunaan sistem operasi

(operating system) yang memungkinkan mesin untuk menjalankan berbagai

program yang berbeda secara serentak dengan sebuah program utama yang

memonitor dan mengkoordinasi memori komputer.

12

d. Komputer Generasi Keempat ( AWAL 80AN - ??? )

Setelah IC, tujuan pengembangan menjadi lebih jelas: mengecilkan ukuran

sirkuit dan komponen-komponen elektrik. Large Scale Integration (LSI) dapat

memuat ratusan komponen dalam sebuah chip. Pada ahun 1980-an, Very Large

Scale Integration (VLSI) memuat ribuan komponen dalam sebuah chip tunggal.

Ultra-Large Scale Integration (ULSI) meningkatkan jumlah tersebut menjadi

jutaan. Kemampuan untuk memasang sedemikian banyak komponen dalam

suatu keping yang berukurang setengah keping uang logam mendorong

turunnya harga dan ukuran komputer. Hal tersebut juga meningkatkan daya

kerja, efisiensi dan keterandalan komputer. Chip Intel 4004 yang dibuat pada

tahun 1971 membawa kemajuan pada IC dengan meletakkan seluruh komponen

dari sebuah komputer (central processing unit, memori, dan kendali

input/output) dalam sebuah chip yang sangat kecil. Sebelumnya, IC dibuat untuk

mengerjakan suatu tugas tertentu yang spesifik.Sekarang, sebuah

mikroprosesor dapat diproduksi dan kemudian diprogram untuk memenuhi

seluruh kebutuhan yang diinginkan. Tidak lama kemudian, setiap perangkat

rumah tangga seperti microwave oven, televisi, dn mobil dengan electronic fuel

injection dilengkapi dengan mikroprosesor. Perkembangan yang demikian

memungkinkan orang-orang biasa untuk menggunakan komputer biasa.

Komputer tidak lagi menjadi dominasi perusahaan-perusahaan besar atau

lembaga pemerintah.

Pada pertengahan tahun 1970-an, perakit komputer menawarkan produk

komputer mereka ke masyarakat umum. Komputer-komputer ini, yang disebut

minikomputer, dijual dengan paket piranti lunak yang mudah digunakan oleh

kalangan awam. Piranti lunak yang paling populer pada saat itu adalah program

word processing dan spreadsheet. Pada awal 1980-an, video game seperti

Atari 2600 menarik perhatian konsumen pada komputer rumahan yang lebih

canggih dan dapat diprogram.

Pada tahun 1981, IBM memperkenalkan penggunaan Personal Computer (PC)

untuk penggunaan di rumah, kantor, dan sekolah. Jumlah PC yang digunakan

melonjak dari 2 juta unit di tahun 1981 menjadi 5,5 juta unit di tahun 1982.

13

Sepuluh tahun kemudian, 65 juta PC digunakan. Komputer melanjutkan

evolusinya menuju ukuran yang lebih kecil, dari komputer yang berada di atas

meja (desktop computer) menjadi komputer yang dapat dimasukkan ke dalam

tas (laptop), atau bahkan komputer yang dapat digenggam (palmtop).

IBM PC bersaing dengan Apple Macintosh dalam memperebutkan pasar

komputer. Apple Macintosh menjadi terkenal karena mempopulerkan sistem

grafis pada komputernya, sementara saingannya masih menggunakan komputer

yang berbasis teks. Macintosh juga mempopulerkan penggunaan piranti mouse.

Pada masa sekarang, kita mengenal perjalanan IBM compatible dengan

pemakaian CPU: IBM PC/486, Pentium, Pentium II, Pentium III, Pentium IV

(Serial dari CPU buatan Intel). Juga kita kenal AMD k6, Athlon, dsb. Ini semua

masuk dalam golongan komputer generasi keempat.

Seiring dengan menjamurnya penggunaan komputer di tempat kerja, cara-cara

baru untuk menggali potensial terus dikembangkan. Seiring dengan bertambah

kuatnya suatu komputer kecil, komputer-komputer tersebut dapat dihubungkan

secara bersamaan dalam suatu jaringan untuk saling berbagi memori, piranti

lunak, informasi, dan juga untuk dapat saling berkomunikasi satu dengan yang

lainnya. Komputer jaringan memungkinkan komputer tunggal untuk membentuk

kerjasama elektronik untuk menyelesaikan suatu proses tugas. Dengan

menggunakan perkabelan langsung (disebut juga local area network, LAN), atau

kabel telepon, jaringan ini dapat berkembang menjadi sangat besar.

e. Komputer Generasi Kelima ( Masa Depan )

Banyak kemajuan di bidang desain komputer dan teknologi semkain

memungkinkan pembuatan komputer generasi kelima. Dua kemajuan rekayasa

yang terutama adalah kemampuan pemrosesan paralel, yang akan

menggantikan model non Neumann. Model non Neumann akan digantikan

dengan sistem yang mampu mengkoordinasikan banyak CPU untuk bekerja

secara serempak. Kemajuan lain adalah teknologi superkonduktor yang

memungkinkan aliran elektrik tanpa ada hambatan apapun, yang nantinya dapat

mempercepat kecepatan informasi.

Jepang adalah negara yang terkenal dalam sosialisasi jargon dan proyek

komputer generasi kelima. Lembaga ICOT (Institute for new Computer

Technology) juga dibentuk untuk merealisasikannya. Banyak kabar yang

menyatakan bahwa proyek ini telah gagal, namun beberapa informasi lain bahwa

keberhasilan proyek komputer generasi kelima ini akan membawa perubahan

baru paradigma komputerisasi di dunia. Kita tunggu informasi mana yang lebih

valid dan membuahkan hasil.

14

BAB 3

Sistem Perangkat Lunak

A. Perangkat Lunak (Software)

Perangkat lunak (software) komputer adalah suatu perangkat yang berisi serangkaian

instruksi, program, prosedur, pengendali, pendukung, dan aktifitas-aktifitas

pengolahan perintah pada sistem komputer.6

Jadi software merupakan komponen

abstrak dari susunan sistem komputer. Tanpa software, komputer adalah rongsokan

elektronik, jadi komputer adalah susunan atas hardware dan software yang saling

bekerjasama. Hardware komputer akan “hidup” dan memiliki fungsi jika digunakan

bersama-sama dengan software-nya. Perangkat Keras (hardware) tidak dapat

berjalan tanpa adanya perangkat lunak (software). Hardware hanya mengenali

instruksi-instruksi yang diberikan oleh software.

Gambar 1 : Hubungan Software Dan Hardware

Secara umum fungsi dari software komputer yang utama adalah :

1. Melakukan aktifitas bersama-sama dengan hardware.

2. Menyediakan segala sumber daya yang bisa digunakan pada sebuah komputer.

3. Bertindak sebagai perantara antara pengguna (user) dengan perangkat keras

(hardware) untuk melakukan aktifitas dengan perintah yang harus dilakukan

dalam software komputer.

Perangkat lunak dapat digolongkan menjadi dua, yaitu ;

a. Software sistem : yang mengoperasikan sistem komputernya, yang dibagi

menjadi:

a. Software operasi (operating system)

Program yang ditulis untuk mengendalikan dan mengkoordinasi operasi

pada sistem komputer.

6 Annisa Puspa Kirana, (2020), “Perangkat Lunak Komputer (Software)”.

15

Sistem operasi fungsinya mengaktifkan hardware, supaya sistem operasi

dapat aktif maka diletakkan di RAM.

Sistem operasi aktif di RAM mengatur dan mengawasi proses dari program

komputer dan penggunaan alat-alat pada komputer.

b. Software sistem bantuan (utility)

Sebuah program komputer, misalnya memformat HD, menyalin disk,

membersihkan virus, dan lain-lain (diantaranya : diskkeaper, norton,

partion magic, dan lain-lain)

c. Software bahasa (language)

Untuk menterjemahkan instruksi-instruksi yang ditulis dalam bahasa

pemrograman ke dalam bahasa mesin yang dapat dimengerti komputer

(contoh : Pascal, COBOL, Fortran, Asembly, dan lain-lain).

b. Software Aplikasi (application)

Program yang ditulis dan diterjemahkan oleh language software untuk

menyelesaikan aplikasi tertentu (Pengolah kata, image, video, dan lain-lain).

Perangkat lunak Aplikasi terdiri dari program aplikasi untuk tujuan umum

(general purpose application program) dan program untuk aplikasi khusus

(Application Special Program).

Gambar 2 : Struktur Software

B. Sistem Operasi

Sistem operasi / operating systems (OS) merupakan perangkat lunak yang berfungsi

melakukan operasi yang mengurusi tentang segala aktifitas komputer seperti

mendukung operasi sistem aplikasi dan mengendalikan semua perangkat komputer

agar dapat berjalan selaras dengan fungsinya. operating systems (OS) mengontrol

semua sumber daya komputer dan menyediakan landasan sehingga sebuah program

aplikasi dapat ditulis dan dijalankan.7 Contohnya :

1. Apple DOS (apple)

2. DOS (disk operating system)

3. Windows (3.1,3.11,95,98,2000,NT, XP, Long horn)

4. UNIX dan Linux

5. Mac OS (Macintosh)

6. FreeBSD

7. Solaris

8. Novell

7 Samsudin, dkk, (2019), “Pengenalan Komputer” dan Teknologi Informasi, Cetakan Pertama,

Medan: Penerbit PERDANA PUBLISHING.

16

C. Komponen-Komponen Sistem Operasi

Sistem operasi terdiri dari 2 bagian, yaitu Control Program dan User Interface. Control

Program tersimpan dalam ROM (Read Only Memory) disebut resident memory.

Control Program tersimpan di disk disebut disk operating system (DOS).

1. Fungsi Sistem Operasi

1. Multitasking Memungkinkan beberapa program skaligus diproses pada saat

bersamaan di sebuah komputer dengan single user.

2. Multiprogramming

Memungkinkan beberapa program menggunakan resources komputer pada saat

waktu yang bersamaan bergantian (ex ; proses memasukan data, melakukan cetak

pada printer).

3. Time Sharing

Memungkinkan beberapa pemakai komputer menggunakan CPU bersamaan dan

CPU akan memberikan waktunya bergantian kepada user untuk melayaninya.

4. Multiprocessing

Memungkinkan beberapa CPU bekerja bersama-sama secara pararel dalam suatu

sistem.

2. Software Sistem Bantuan

Merupakan sistem operasi menyediakan fasilitas program bantuan (tools),

diantaranya : memformat, menyalin, mengecek, menangani file serta menangani

tampilan, Defragmentasi, Copy, Delete, Zip, burn, dan lain-lain.

1. Software Bahasa

Merupakan program khusus yang dibuat oleh vendor, yang digunakan untuk

mengembangkan program aplikasi. Software Bahasa berfungsi sebagai penterjemah

antara program yang ditulis dengan bahasa manusia menjadi bahasa mesin (machine

language) yang dibaca oleh komputer.

a. Perangkat Lunak Bahasa Generesi Pertama

Perangkat Lunak Bahasa Generesi Pertama menggunakan bahasa Mesin. Bahasa

mesin dituliskan berupa suatu instruksi program dengan menggunakan kode

binary, misalnya 00010100001.

b. Perangkat Lunak Bahasa Generesi Kedua

c. Beranjak dari sulitnya bahasa mesin, maka dibuat bahasa generasi kedua yaitu

assembler. Assembler menterjemahkan program aplikasi yang ditulis dengan

bahasa perakit menjadi bahasa mesin, yang ditulis dengan kode simbolik

(mnemonic).

d. Perangkat Lunak Bahasa Generesi Ketiga

Beranjak dari kesulitan dan fungsi yang terbatas, dikembangkan bahasa generasi

ketiga, yaitu bahasa tingkat tinggi, sebagai berikut :

1. Bahasa prosedural, yang ditulis dengan prosedur tertentu, urut dari awal

sampai akhir sesuai dengan algoritmanya

2. Bahasa compiler dan interpreter, FORTRAN, COBOL, PASCAL, C, BASIC

a. Interpreter merupakan program untuk menterjemahkan program yang

ditulis dengan bahasa tingkat tinggi ke bahasa mesin.

b. Compiler = program dibuat dulu lalu di compile dengan compilernya

c. Interpreter = source program baris demi baris diterjemahkan oleh

interpreternya

17

d. BASIC = Beginner All Purpose Symbolic Instruction Code, diciptakan John

G. Kemeny dan Thomas E. Kurtz

e. FORTRAN = FORmula TRANslator, berorientasi pada masalah tertentu

(rumus-rumus aritmatik)

f. COBOL = Common Business Oriented Language, pada masalah bisnis.

g. Pascal = oleh Prof. Niklasu Wirth, bahasa populer dari pelajar hingga

mahasiswa.

h. C dan C++ = oleh Dennis M.Ritchie, dasar dari OS dan aplikasi yang

terkenal.

e. Perangkat Lunak Bahasa Generesi Keempat

Sudah menggunakan bahasa non Prosedural, karena user dapat membuat aplikasi

dengan mudah. Bahasa non Prosedural memberikan instruksi apa yang harus

diselesaikan bukan mengintruksi secara rinci serta mengelompokkannya

(contohnya : Bahasa queri, report, graphics, aplikasi).

f. Perangkat Lunak Bahasa Lainnya

1) Bahasa Visual, OOP, HTML, Java.

2) Visual : Berorintasi objek, langsung drag and drop. Ex = visual basic, delphi,

foxpro, access, dan lain-lain.

3) Java : Berorientasi objek digunakan untuk lintas platform dan OS (banyak

variannya).

4) HTML : Hypertext Markup Langguage, membuat halaman hypermedia di

Internet.

D. Software Aplikasi

Merupakan perangkat lunak siap pakai yang nantinya akan digunakan untuk

membantu melaksanakan pekerjaan penggunaannya. Merupakan program yang

dikembangkan (sendiri, atau dibeli dari pemasok luar) untuk memenuhi kebutuhan

tertentu penggunaanya.8

Secara umum perangkat lunak aplikasi dapat dibagi menjadi :

1. General business management

Membuat fungsi-fungsi spesifik yang dilakukan dalam bisnis sehari-hari berjalan

secara otomatis, seperti pembayaran, manajemen proyek, kontrol inventori, dan

lain sebagainya.

2. Industry – specific

Perangkat lunak aplikasi khusus yang digunakan untuk membantu pelaksanaan

tugas khusus dalam industri terrtentu. Contohnya: SIA, SISDM, SIPRO

3. Custom – developed

4. Education software

Membantu kita dalam mempelajari topik-topik spesifik dari suatu disiplin ilmu.

Contohnya : perangkat lunak Microsoft ENCARTA adalah suatu ensiklopedi

multimedia.

5. Personal Productivity Software

Mencakup

Word Processing, Desktop Publishing, Spreadsheet, Presentation Graphics,

8

Samsudin, dkk, (2019), “Pengenalan Komputer dan Teknologi Informasi”, Cetakan Pertama, Medan:

Penerbit PERDANA PUBLISHING.

18

Communication, Personal Information Management.

6. Groupware

7. Specialized software tools

E. Beberapa Jenis Software Aplikasi, yaitu :

1. Pengolah Kata (Word Processing), contoh :

a. Microsoft (Word, word perfect)

2. Pengolah tabel(spread sheet)

b. Lotus (Amipro, Lotus suite)

c. Excel

3. Pengolah data

5. Pengolah Images (video), contoh :

d. Adobe (Photoshop, pagemaker, primere,…)

e. Corel (Corel draw, photopaint, ventura,…)

f. Ulead (Photo impact, video,…)

6. Pembangun Web (WYSWG)

g. Macromedia (Firework, Dreamweaver, flash)

h. Adobe (Adobe go live,..

i. Microsoft (Front page, liquid motion)

19

BAB 4

Pemrosesan Data

A. Pengertian Data

Data adalah suatu penggambaran fakta , pengertian instruksi yang dapat disampaikan

dan diolah oleh manusia atau mesin. Contoh : data berupa angka , karakter, alphabet,

simbol, gambar, suara dan lain-lain. Pengolahan data pada komputer tergantung

pada CPU, memory dan I/O Device.

Mikroprosesor merupakan sebuah CPU yang dibangun pada sebuah silicon chip. CPU

digunakan sebagai suatu sirkit elektronik yang dapat mengintrepretasi, mengeksekusi

instruksi, dan mengendalikan I/O.

Gambar 1 : Konfigurasi komputer secara umum

B. Process Device

Otak sebuah komputer berada pada unit pemrosesan. Unit pemrosesan ini dinamakan

CPU. Fungsi CPU adalah sebagai pemroses dan pengolah data yang selanjutnya dapat

menghasilkan suatu informasi yang diperlukan. Pada komputer mikro unit

pemrosesan ini disebut dengan (pemroses mikro) atau processor yang berbentuk

yang terdiri dari ribuansampai jutaan IC. Fungsi utama dari CPU bekerja dengan

aritmatika dan logika terhadap data yang terdapat dalam memori atau yang

dimasukkan melalui unit masukkan sepertikeyboard, scanner, atau joystick.

Kecepatan atau CPU ini diukur dengan satuan hitung hertz atau clock cycles. Saat ini,

komputer memiliki kecepatan processor sampai giga hertz. 1 Giga Herzt sama dengan

1.000.000.000 herzt.

Perkembangannya processor yang pertama kali muncul tahun 1990-an adalah

pentium dengan kecepatan 75 Mega Hertz, dan saat ini kecepatannya sudah

mencapai 3 Giga Hertz lebih dengan processor Pentium IV. Seiring dengan kecepatan

Pentium IV, telah pula diperkenalkan processor dengan teknologi mobile yaitu

Centrino (Pentium M – Centrino) jenis processor ini baru terdapat pada komputerkomputer built up, laptop, notebook.

20

Salah satu processor adalah Dual Core (Core Duo). Processor ini memiliki dua

kecepatan giga hertz seperti memiliki dua processor. Beberapa produsen processor

yang terkenal adalah Intel, AMD dan Cyrix. CPU bekerja berdasarkan instruksi suatu

software, atau instruksi suatu program.

Pemrosesan data adalah pengubahan atau transformasi simbol-simbol seperti nomor

dan huruf untuk tujuan peningkatan kegunaannya.

Sistem Pemrosesan Data adalah :

Sistem yang melakukan pengolahan data. Contoh : sistem pengolahan data

penjualan, sistem pengolahan data pegawai dan lain-lain.

C. Tujuan Dan Fungsi Pemrosesan Data

Tujuan Pemrosesan Data yaitu :

Untuk mengambil informasi asli (data) dan darinya menghasilkan informasi lain dalam

bentuk yang berguna (hasil).

Fungsi dasar Pemrosesan Data :

1. Mengambil program dan data (masukan / input.

2. Menyimpan program dan data serta menyediakan untuk pemrosesan.

3. Menjalankan proses aritmatika dan logika pada data yang disimpan.

4. Menyimpan hasil antara dan hasil akhir pengolahan.

5. Mencetak atau menampilkan data yang disimpan atau hasil pengolahan.

D. Perangkat Pemrosesan (CPU)

CPU merupakan unit pengolah data, sering disebut dengan “otak” komputer atau

processor9

. Terdiri dari CU, ALU, dan Memory.

1. Control Unit (CU)

Control Unit bertugas untuk menerjemahkan perintah atau instruksi secara

berurutan yang kemudian diteruskan ke seluruh bagian komputer. Unit kendali

atau control Unit (CU) ini berupa chips electronik yang menggunakan sinyal

electrik yang mengarahkan keseluruhan sistem komputer untuk melaksanakan

suatu arus data. Dalam melakukan aktifitasnya, CU selalu berkomunikasi

terutama dengan ALU dan memori untuk memastikan kelancaran sebuah sistem

komputer. Ia juga bertanggung jawab untuk menentukan operasai – operasi apa

yang akan dipanggil oleh program dan dengan cara bagaimana operasi – operasi

tersebut dilaksanakan.

CU ( Control Unit ) dalam operasinya memiliki tugas sebagai berikut :

a. Melakukan pengiriman instruksi ke ALU bila ada sebuah proses perhitungan

aritmatic dan logic dan mengawasi kerja ALU itu sendiri.

b. Menyimpan hasil proses ke memory.

c. Mengambil instruksi – instruksi dan data dari memory saat diperlukan sebuah

proses.

d. Mengatur dan mengendalikan alat – alat input dan output (I/O).

9

Samsudin, dkk, (2019), “Pengenalan Komputer dan Teknologi Informasi, Cetakan Pertama, Medan:

Penerbit PERDANA PUBLISHING.

21

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

Fungsi unit CU adalah untuk melakukan pengontrolan dan pengendalian terhadap

suatu proses yang dilakukan sebelum data tersebut dikeluarkan (output). Selain

itu CU menafsirkan perintah dan menghasilkan sinyal yang tepat untuk bagian

lain dalam sistem komputer. Unit ini mengatur kapan alat input menerima data

dan kapan data diolah serta kapan ditampilkan dari program komputer. Bila

terdapat instruksi perhitungan atau logika maka unit ini akan mengirim instruksi

tersebut ke ALU.

2. Arithmatic Logic Unit (ALU)

ALU singkatan dari Arithmetic Logic Unit (Bahasa Indonesia: Unit Aritmetika

dan Logika), adalah salah satu bagian dalam dari sebuah mikroprosesor yang

berfungsi untuk melakukan operasi hitungan aritmetika dan logika. Contoh

operasi aritmetika adalah operasi penjumlahan dan pengurangan, sedangkan

contoh operasi logika adalah logika AND dan OR10

.

ALU bertugas melakukan semua perhitungan aritmatika dan logika yang

terjadi sesuai dengan instruksi program. Register merupakan ruang tampat

penyimpanan instruksi dan data yang sedang di proses oleh CPU. Register

merupakan komponen dalam CPU yang melaksanakan semua perintah yang

berhubungan dengan operasi aritmatik dan logika yang diperintahkan oleh

program. Hasil operasi pada ALU akan diberikan kepada CU sebelum

ditampilkan kelayar monitor. Sedang instruksi-instruksi dan data lainnya yang

menunggu giliran untuk diproses masih disimpan di memori utama. Primary

Storage merupakan ruang penyimpanan yang berisi data yang sedang diolah

program yaitu berisi suatu daftar instruksi yang mengolah data. Primary

Storage terdiri dari RAM, ROM, Cache Memory Secondary Storage merupakan

penyimpanan cadangan / tambahan. Contoh : disket, hardisk, magnetic tape

dll.

Operasi yang dilakukan ALU seperti :

a. Penambahan ( + )

b. Pengurangan ( – )

c. pembagian ( / )

d. dan perkalian ( * )

Sedangkan operasi logika seperti :

a. Operasi Boolean ( OR, AND, Not )

b. Operasi Perbandingan [ sama dengan ( = ), tidak sama dengan ( ), kurang

dari ( ), kurang atau sama dengan dari ( = ).

3. Sistem Kerja ALU dan CU :

a. Langkah pertama, CU mengambil intruksi (berupa kode) yang tersimpan

di dalam memory,

b. Kemudian instruksi – instruksi tersebut di pindahkan ke dalam memory

sementara dan diterjemahkan. Instruksi – instruksi tersebut menentukan

10 https://id.wikipedia.org/wiki/Unit_aritmatika_dan_logika

22

proses apa yang akan dilakukan selanjutnya. Sebagai contoh, jika hasil

pemecahan kode manginginkan penjumlahan dari suatu angka, maka CU

akan mengirimkan tugas tersebut kapada ALU dan ALU yang akan

memproses perhitungan tersebut hingga memperoleh hasil penjumlahan

nya.

Dan yang terakhir adalah proses penulisan hasil, dalam proses ini hasil

perhitungan tadi sisimpan dahulu di dalam suatu media penyimpanan kemudian

ditampilkan. Hasil yang tersimpan tersebut dapat diakses di kemudian hari untuk

digunakan untuk keperluan tertentu.

4. Memory (Pengingat)

Memory adalah (atau lebih tepat disebut memori fisik) merupakan istilah

generik yang merujuk pada media penyimpanan data sementara pada

komputer. Setiap program dan data yang sedang diproses oleh prosesor akan

disimpan di dalam memori fisik.11

Register adalah sejumlah kecil memori komputer yang bekerja dengan

kecepatan sangat tinggi yang digunakan untuk melakukan eksekusi terhadap

program-program komputer dengan menyediakan akses yang cepat terhadap

nilai-nilai yang umum digunakan. Umumnya nilai-nilai yang umum digunakan

adalah nilai yang sedang dieksekusi dalam waktu tertentu.12

Register adalah bagian terkecil dari memory dan terletak di dalam CPU.

Register paling sering digunakan sebagai media penyimpanan sementara

hasil dari suatu proses. Registers mempunyai dua fungsi dasar, yaitu pertama

untuk memungkinkan program bahasa mesin atau assembly menggunakan

main memory yang minimal tetapi menggunakan registers sebagai

penggantinya. Kedua, digunakan oleh CU untuk mengontrol operasi dari CPU,

program sistem operasi untuk mengontrol jalanya suatu program.

Registri yang sering digunakan diantaranya adalah :

a. Memory Buffer Registry ( MBR ) berisi sebuah word yang akan disimpan

didalam memori atau digunakan untuk menerima word ( susunan data bit

) dari memory.

b. Memory Address Register (MAR) berfungsi menentukan alamat word di

memori untuk dituliskan dari MBR atau dibaca ke MBR.

c. Instruction Registry (IR) berisi instruksi 8 bit op-code (kode operasi) yang

akan di eksekusi.

d. Instruction Buffer Registry ( IBR ) berfungsi untuk menyimpan sementara

instruksi sebelah kanan word didalam memory.

e. Program computer ( PC ) berisi alamat pasangan instruksi berikutnya yang

akan diambil dari memory.

f. Accumulator (AC) dan Multiple Quontient (MQ) berfungsi untuk

menyimpan sementara operand dan hasil operasi ALU seperti hasil

perkalian dua buah bilangan 40 bit adalah bilangan 80 bit, 40 bit yang

11 https://id.wikipedia.org/wiki/Memori_(komputer)

12 https://id.wikipedia.org/wiki/Register_prosesor

23

paling berarti (most significant bit) disimpan didalam AC dan 40 bit yang

kurang berarti (Last significant bit) disimpan di MQ.

Saat ini ingatan otak kita telah tersimpan suatu instruksi, nilai A, dan nilai B,

sehingga nilai C dapat dihitung yaitu sebesar 5 (proses perhitungan ini

dilakukan di ALU). Hasil dari perhitungan ini perlu dituliskan kembali ke meja

(hasil pengolahan disimpan kembali ke memori utama). Setelah semua

selesai, kemungkinan data, program, dan hasilnya disimpan secara permanen

untuk keperluan di lain hari sehingga perlu disimpan di dalam lemari kabinet

(penyimpanan sekunder).

Dengan demikian, 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 hasil pengolahan.

3. Secondary storage, dipergunakan untuk menyimpan program dan

data secara permanen.

A. Register terdiri dari :

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. Selama pemrosesan instruksi oleh CPU, isi dari PC diubah

menjadi alamat dari memori utama yang berisi instruksi berikutnya yang

mendapat giliran akan diproses, sehingga bila pemrosesan sebuah

instruksi selesai maka jejak instruksi selanjutnya di memori utama dapat

dengan mudah didapatkan.

3. General purpose register, yaitu register yang mempunyai kegunaan

umum yang berhubungan dengan data yang sedang diproses. Sebagai

contoh, register jenis ini yang digunakan untuk menampung data yang

sedang diolah disebut dengan operand register, sedang untuk

menampung hasil pengolahan disebut accumulator.

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.

B. Sebagai tambahan dari register :

1. Beberapa CPU menggunakan suatu cache memory yang mempunyai

kecepatan sangat tinggi dengan tujuan agar kerja dari CPU lebih efisien

dan mengurangi waktu yang terbuang.

2. Tanpa cache memory, CPU akan menunggu sampai data atau instruksi

diterima dari memori utama, atau menunggu hasil pengolahan selesai

dikirim ke memori utama baru proses selanjutnya bisa dilakukan. Padahal

24

proses dari memori utama lebih lambat dibanding kecepatan register

sehingga akan banyak waktu terbuang.

3. Dengan adanya cache memory, sejumlah blok informasi pada memori

utama dipindahkan ke cache memory dan selanjutnya CPU akan selalu

berhubungan dengan cache memory.

25

BAB 5

Pemrosesan Data Lanjutan

A. Central Processing Unit (CPU)

Central Processing Unit (CPU) dalah sirkuit elektronik di dalam komputer yang

menjalankan instruksi yang membentuk program komputer. CPU melakukan operasi

aritmatika, logika, pengendalian, dan input/output (I/O) dasar yang ditentukan oleh

instruksi dalam program.13

Telah dijelaskan pada bab sebelumnya dalam mewujudkan fungsi dan tugasnya, CPU

tersusun atas beberapa komponen, yaitu Arithmetic and Logic Unit (ALU), Control

Unit, Registers dan CPU Interconnections.

Gambar 1 : Komponen CPU

B. Fungsi CPU

Menjalankan program-program yang disimpan dalam memori utama dengan cara

mengambil instruksi – instruksi, menguji instruksi tersebut dan mengeksekusinya satu

persatu sesuai alur perintah.

13 https://id.wikipedia.org/wiki/Unit_Pemroses_Sentral#cite_note-1

26

Gambar 2 : CPU pada Komputer

Pandangan paling sederhana proses eksekusi program adalah dengan mengambil

pengolahan instruksi yang terdiri dari dua langkah, yaitu :

- Operasi pembacaan instruksi (fetch)

- Operasi pelaksanaan instruksi (execute)

C. Aksi CPU

- CPU – Memori, perpindahan data dari CPU ke memori dan sebaliknya.

- CPU –I/O, perpindahan data dari CPU ke modul I/O dan sebaliknya.

- Pengolahan Data, CPU membentuk sejumlah operasi aritmatika dan logika

terhadap data.

- Kontrol, merupakan instruksi untuk pengontrolan fungsi atau kerja. Misalnya

instruksi pengubahan urusan eksekusi.

Gambar 1 : Komponen Internal CPU

27

D. Siklus Fetch – Eksekusi(DI LAKSANAKAN/JALANKAN) :

• Pada setiap siklus instruksi, CPU awalnya akan membaca instruksi dari

memori.

• Terdapat register dalam CPU yang berfungsi mengawasi dan menghitung

instruksi selanjutnya, yang disebut Program Counter (PC).

• PC akan menambah satu hitungannya setiap kali CPU membaca instruksi.

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

• Instruksi-instruksi ini dalam bentuk kode-kode binner yang dapat

diinterpretasikan(di terjemahkan) oleh CPU kemudian dilakukan aksi yang

diperlukan.

Gambar 2 : Flowchart Siklus siklus fetch dan siklus eksekusi

Siklus Instruksi :

• Instruction Addess Calculation (IAC), yaitu mengkalkulasi atau menentukan

alamat instruksi berikutnya yang akan dieksekusi. Biasanya melibatkan

penambahan bilangan tetap ke alamat instruksi sebelumnya. Misalnya, bila

panjang setiap instruksi 16 bit padahal memori memiliki panjang 8 bit, maka

tambahkan 2 ke alamat sebelumnya.

• Instruction Fetch (IF), yaitu membaca atau pengambil 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), adalah mengambil operand dari memori atau dari modul

I/O.

• Data Operation (DO), yaitu membentuk operasi yang diperintahkan dalam

instruksi.

• Operand store (OS), yaitu menyimpan hasil eksekusi ke dalam memori.

28

Gambar 3 : Diagram Siklus Instruksi

29

BAB 6

Memori Pada Komputer

A. Memory

Kemampuan komputer yang paling menakjubkan adalah kecepatannya. Komputer

dapat melakukan suatu operasi dasar, seperti misalnya perhitungan pertambahan

atau pengurangan, dalam waktu yang sangat cepat.

Memori adalah bagian dari komputer tempat program – program dan data – data

disimpan. Istilah store atau storage digunakan untuk memori, meskipun kata storage

sering digunakan untuk menunjuk pada penyimpanan disket. Memori digunakan

sebagai tempat informasi, dibaca dan ditulis.

Memori terdiri atas memori internal dan memori external, dimana :

- Memori internal adalah memori yang dapat diakses langsung oleh prosesor

(register yang terdapat di dalam prosesor, cache memori dan memori utama

berada di luar prosesor).

- Memori eksternal adalah memori yang diakses prosesor melalui piranti I/O

salah satunya disket dan hardisk.

Dalam kehidupan sehari-hari, otak manusia juga bisa di-analogikan sebagai internal

memory atau memory utama ataumemory yang ada didalam diri manusia. Kemudian,

buku, kertas, gambar foto, ataupun rekaman suara, juga bias dikatakan sebagai

external memory dari manusia. Dikatakan external memory karena berfungsi sebagai

tempat untuk menyimpan data yang terletak diluar tubuh manusia.

Internal memory untuk menyimpan program yang digunakan untuk memproses data

danvmenyimpan hasilnya. Kapasitasnya harus cukup besar untuk menampung

semuanya. Setiap data yang disimpan akan ditempatkan dalam address (alamat)

tertentu, sehingga komputer dengan cepat dapatmenemukan data yang dibutuhkan.

Tipe memory dapat dibagi ke dalam dua kategori utama yaitu

- Volatile

Volatile memory merupakan jenis memory yang apabila daya listrik dimatikan

maka isinya akan hilang. Yang termasuk dalam kategori ini adalah memory

jenis RAM.

- Nonvolatile.

Nonvolatile memory merupakan jenis memory yang mempertahankan isinya

pada saat tidak ada daya listrik. . Yang termasuk dalam kategori ini adalah

memory jenis ROM. Tetapi Flash memory seperti CompactFlash atau Kartu

SmartMedia termasuk jenis memory nonvolatile.

Satuan pokok memori adalah digit biner, yang disebut bit. Suatu bit dapat berisi

sebuah angka 0 atau 1. Ini adalah satuan yang paling sederhana. Memori juga

30

dinyatakan dalam byte (1 byte = 8 bit). Kumpulan byte dinyatakan dalam word.

Panjang word yang umum adalah 8, 16, dan 32 bit.

B. RAM (Random Accses Memory)

RAM adalah sebuah tipe penyimpanan komputer yang isinya dapat diakses dalam

waktu yang tetap tidak memperdulikan letak data tersebut dalam memori. Ini

berlawanan dengan alat memori urut, seperti tape magnetik, disk dan drum, di mana

gerakan mekanikal dari media penyimpanan memaksa komputer untuk mengakses

data secara berurutan.14

Random Accses Memory ini mempunyai dua varian tipe yang berlainan, yaitu :

1. Static Random Accses Memory (SRAM).

SRAM terdiri dari empat transistor dan dua kapasitor.

2. Dynamic Random Accses Memory (DRAM).

DRAM terdiri dari satu transistor dan satu kapasitor

RAM yang ada saat saat ini, baik itu Rambus, SDRAM atau DDR merupakan tipe

DRAM. Semua Memory Cells Dynamic RAM terdiri dari satu transistor dan satu

kapasitor.

Struktur dari RAM dibagi menjadi 4 bagian, yaitu :

1. Input storage, digunakan untuk menampung input yang dimasukkan lewat

alat input.

2. Program storage, digunakan untuk menyimpan semua instuksi program yang

akan diproses.

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

hasil dari pengolahan.

4. Output storage, digunakan untuk menampung hasil akhir dari pengolahan

data yang akan ditampilkan ke alat output.

Kerja RAM yang cukup sederhana :

Input yang dimasukkan lewat alat input, pertama kali ditampung terlebih dahulu di

input storage, bilai input tersebut berbentuk program, maka dipindahkan ke ke

program storage dan bila berbentuk data, akan dipindahkan ke working storage. Hasil

dari pengolahan juga ditampung di working storrage dan hasil yang akan ditampilkan

ke alat output dipindahkan ke output storage.

RAM mempunyai kemampuan untuk melakukan pengecekan dari data disimpannya,

yang disebut dengan istilah parity check. Bila data hilang atau rusak, dapat diketahui

dari sebuah bit tambahan yang disebut dengan parity bit atau check bit. Misalnya 1

byte memory di RAM terdiri dari 8-bit, sebagai parity bit digunakan sebuah bit

tambahan, sehingga menjadi 9 bit.

Kerja RAM yang kompleks :

A. Melakukan pengorganisasian kerja pada RAM.

1. RAM terdiri dari beberapa bagian kecil yang disebut memory cells, dan setiap

cells itu terdiri dari satu bin yang didalamnya ada satu kolom dan satu baris.

14 https://id.wikipedia.org/wiki/Memori_akses_acak

31

2. Setelah RAM menerima sebuah data, maka data tadi akan dibagi dan

diperkecil ukurannya.

3. Setiap data yang diperkecil tadi disimpan didalam sebuah bin dan diberi tanda

agar bila data tadi diperlukan oleh CPU, RAM dapat mengenalinya. Untuk

pekerjaan ini dibutuhkan sebuah pengaturan kerja yang sangat baik, ini

berguna agar RAM dapat mengelola tempat penyimpanan data dengan

efesien, kemudian memberikan tanda atau alamat kepada setiap data yang

disimpan.

B. Setelah adanya pengorganisasian sistem kerja pada RAM, maka pekerjaan

selanjutnya adalah bagaimana caranya agar data yang ada didalam RAM tadi

dapat keluar dan masuk.

1. Dalam skema penyimpanan RAM, posisi kunci untuk membawa data masuk

dan keluar itu dipegang oleh bus data.

2. Serta yang menentukan lokasi dari data yang akan diambil oleh bus data itu

posisinya dipegang oleh address bus.

3. Jadi jika CPU meminta data, hal pertama yang dilakukan oleh RAM yaitu

dengan memerintahkan address bus untuk mengidentifikasi data mana yang

diperlukan.

4. Kemudian setelah lokasi ditemukan lalu bus data akan membawanya ke CPU.

Sebagai contoh : jika RAM akan menyimpan 1024 bit data, maka data tadi akan

disimpan didalam jalur 32x32. Hal ini memang lebih kompleks, karena data tadi

dipecah pada dua tempat, tetapi jauh lebih efesien dibanding bila menampung di satu

jalur dengan 1024 bit data.

Selain dari dua tipe RAM yang kita ketahui berikut tipe RAM yang ada hingga saat ini

:

▪ FPM DRAM (Fast page mode dynamic random access memory)

Memiliki kemampuan transfer data ke L2 cache sebesar 176 MBps.

▪ EDO DRAM (Extended data-out dynamic random access memory)

Memiliki kemampuan transfer data ke L2 cache sebesar 264 MBps.

▪ 128 bit

Ini merupakan jenis memori hasil penggabungan dua bus data dengan 64 bit

modul sehingga didapat lebar bus data 128 bit. Hal ini dikenal dengan istilah

interleaving.

▪ HSDRAM

Memori ini tercipta karena perkembangan kecepatan prosessor yang berjalan

pada rate GHz. High Speed DRAM merupakan jenis memori yang menempati

pada slot DIMM dengan panjang 12 cm.

▪ ESDRAM

Memori ini memiliki keunggulan seperti memiliki cache internal serta

menggabungkan buffer SRAM didalamnya. ESDRAM ini sendiri mempunyai

kesamaan dalam konstruksi rancang bangun dengan HSDRAM.

▪ VC SDRAM

Virtual Channel SDRAM. RAM tipe ini mengandung cache SRAM, sama seperti

tipe RAM dari ESDRAM. RAM tipe ini dirancang untuk menggunakan 16 virtual

channel, atau sama dengan 16 x 1 KB SRAM cache.

32

▪ SDRAM

(Synchronous dynamic random access memory)

Memiliki kemampuan transfer data ke L2 cache sebesar 528 MBps.

▪ DDR SDRAM

Seperti yang telah Anda ketahui DDR SDRAM merupakan evolusi dari SDRAM

biasa. Perbedaannya dengan SDRAM biasa yaitu terletak pada kemampuan

RAM ini untuk mengirimkan data dua kali lipat per clock cycle, dibandingkan

dengan SDRAM yang hanya mampu mengirimkan data satu kali per clock

cycle. Pada DDR, jalur data yang disediakan untuk mengangkut data ke CPU

telah ditingkatkan menjadi 64-bit. Berbeda dibandingkan dengan SDRAM yang

hanya selebar 16-bit. Memiliki kemampuan transfer data ke L2 cache sebesar

1,064 MBps (for DDR SDRAM 133 MHZ).

▪ DIRECT RAMBUS DRAM (DRDRAM)

Jenis memori ini menggunakan teknologi memory cells yang sama dengan

SDRAM konvensional. Dengan kata lain, bila pada SDRAM diperlukan waktu

sekitar 20ns untuk mengakses data dari memory array SDRAM. Begitu juga

pada Rambus DRAM diperlukan waktu yang sama 20ns untuk mengambil data

dari DRDRAM memory array.

ROM (Read Only Memory)

Dari namanya, memori ini hanya dapat dibaca saja, programmer tidak bisa mengisi

sesuatu ke dalam ROM. Isi ROM sudah diisi oleh pabrik pembuatnya, berupa sistem

operasi (Operating System) yang terdiri dari program-program pokok yang diperlukan

oleh sistem komputer, seperti misalnya program untuk mengatur penampilan karakter

di layar, pengisian tombol kunci di keyboard untuk keperluan kontrol tertentu dan

bootstrap program.

Bootstrap program diperlukan pada waktu pertama kali sistem komputer diaktifkan,

yang proses ini disebut dengan istilah booting dapat berupa cold booting dan warm

booting. ROM bersifat non-volatile.

Ada lima dasar dari jenis ROM :

▪ ROM

▪ PROM

▪ EPROM

▪ EEPROM

▪ Flash memory

1. ROM

Read Only Memory (ROM), juga dikenal sebagai firmware, adalah suatu

integrated sirkit (ic) yang diprogramkan dengan data yang spesifik ketika

dihasilkan oleh pabrik pembuatnya. ROM chip digunakan tidak hanya didalam

komputer, tetapi didalam hampir semua materi yang elektronik juga.

33

Gambar 1 : ROM

2. PROM

Merupakan ROM yang dapat diprogram kembali, tetapi yang dapat diprogam

sekali saja oleh programmer yang selanjutnya tidak dapat diubah kembali.

Dari gambar 2 , kita dapat melihatnya adanya grid terdiri dari kolom dan baris

sama halnya yang ada pada ROM.

Gambar 2 : PROM

3. EPROM

EPROM dikenal juga dengan RPROM (Reprogrammable Read Only Memory),

merupakan jenis memory yang dapat dihapus dengan sinar ultra violet

(dapat juga dijemur di sinar matahari) serta dapat diprogram kembali

berulang-ulang.

4. EEPROM

Merupakan jenis memory yang dapat dihapus secara elektronik dan dapat

diprogram kembali.

5. Flash memory

Flash memory bekerja lebih cepat dari memori tradisional EEPROM dalam

menulis data didalam chunks, pada umumnya 512 bytes dalam ukuran,

sebagai ganti 1 bytes pada waktu yang sama.

Cache Memory

- Mempercepat kerja memori sehingga mendekati kecepatan prosesor.

- Memori utama lebih besar kapasitasnya namun lambat operasinya, sedangkan

cache memori berukuran kecil namun lebih cepat.

- Cache memori berisi salinan memori utama.

- Ukuran cache memori adalah kecil, semakin besar kapasitasnya maka akan

memperlambat proses operasi cache memori itu sendiri, disamping harga

cache memori yang sangat mahal.

34

Gambar 1 : Cache Memori

Gambar 2 : Organisasi Cache Memory

Peralatan Penyimpanan Data

Kebutuhan akan memori utama saja tidak mencukupi maka diperlukan peralatan

tambahan untuk menyimpan data yang lebih besar dan dapat dibawa kemana-mana.

Semakin besarnya peralatan penyimpanan maka dengan sendirinya akan

mempengaruhi waktu pemrosesan data.

Beberapa alat penyimpanan data, terdiri dari :

- Magnetik Disk

- Floppy Disk

- IDE Disk

- SCSI Disk

- RAID

- Optical Disk

- CDROM

- CD-R

- CD-RW

- DVD

- Pita Magnetik

35

Tabel 1 : Satuan waktu kecepatan proses komputer

Satuan waktu Kecepatan

millisecond (ms)

microsecond (us)

nanosecond (ns)

picosecond (ps)

ribu operasi perdetik (1/1000)

juta operasi perdetik (1/1.000.000)

milyard operasi perdetik (1/1.000.000.000)

triliun operasi perdeti (1/1.000.000.000.000)

Tabel 2 : Satuan Memory

Term/Byte Abbreviation Value

Kilo K, KB 1,024 bytes

Mega M, MB, Meg 1,048,576 bytes (Million)

Giga G, GB, Giga 1,073,741,824 bytes (Billion)

Tera T, TB, Tera 1,099