Docstoc

Perangkat Komputer

Document Sample
Perangkat Komputer Powered By Docstoc
					4. Arsitektur Komputer

Perangkat keras merupakan perangkat elektronik yang menyusun bentuk fisik
dari sebuah sistem komputer.
Pada awalnya komputer tersusun dari perangkat keras yang masih bekerja
secara mekanis dengan digerakkan oleh mesin uap maupun tenaga manusia.
Beberapa contoh komputer mekanis adalah mesin diferensial dan mesin analitis
buatan Charles Babbage (1792-1871).
Perangkat keras yang bekerja secara elektronik berhasil diciptakan pada masa
Perang Dunia Kedua, dimana Inggris berhasil mengembangkan mesin komputer
bernama COLOSSUS yang ditujukan untuk memecahkan kode ENIGMA milik
Jerman.
Pada jaman modern saat ini, hampir semua komputer mengadopsi arsitektur
yang dibuat oleh John von Neumann (1903-1957).
Kunci utama arsitektur von Neumann adalah unit pemrosesan sentral (CPU),
yang memungkinkan seluruh fungsi komputer untuk dikoordinasikan melalui satu
sumber tunggal.


                            Memory




                                        Unit Logika          Input
                Unit                     Aritmatik
               Kontrol                   Akumulator
                                                            Output


                 Gambar 1 Arsitektur Komputer Von Neumann

Pada dasarnya komputer arsitektur Von Neumann adalah terdiri dari elemen
sebagai berikut:
 Prosesor, merupakan pusat dari kontrol dan pemrosesan instruksi pada
   komputer.
 Memori, digunakan untuk menyimpan informasi baik program maupun data.
 Perangkat input-output, berfungsi sebagai media yang menangkap respon
   dari luar serta menyajikan informasi keluar sistem komputer.

Model kerja dari arsitektur dasar Von Neumann dapat dilihat pada Gambar 1.
Pada gambar tersebut prosesor terdiri atas Unit Kontrol (CU) dan Unit Logika
dan Aritmatik (ALU). Memori berfungsi sebagai tempat menyimpan instruksi yang
sedang dijalankan oleh prosesor, lalu hasilnya dapat disajikan melalui perangkat
input/output.
a. Prosesor atau Central Processing Unit (CPU)

CPU merupakan tempat untuk melakukan pemrosesan instruksi-instruksi dan
pengendalian sistem komputer.
Perkembangan perangkat CPU mengikuti generasi dari sistem komputer.
Pada generasi pertama CPU terbuat dari rangkaian tabung vakum sehingga
memiliki ukuran yang sangat besar.
Pada generasi kedua telah diciptakan transistor sehinga ukuran CPU menjadi
lebih kecil dari sebelumnya.
Pada generasi ketiga CPU telah terbuat dari rangkaian IC sehingga ukurannya
menjadi lebih kecil.
Pada generasi keempat telah diciptakan teknologi VLSI dan ULSI sehingga
memungkinkan ribuan sampai jutaan transistor tersimpan dalam satu chip.

       Generasi I         Generasi II        Generasi III       Generasi IV




          Gambar 2 Perkembangan Prosesor pada generasi komputer


   Elemen CPU

Pada perkembangan komputer modern, setiap prosesor terdiri atas:
 Control Unit (CU).
 Arithmatic and Logic Unit (ALU).
 Register.
 Bus.

o Control Unit (CU).
Control Unit atau Unit Kontrol berfungsi untuk mengatur dan mengendalikan
semua peralatan yang ada pada sistem komputer. Unit kendali akan mengatur
kapan alat input menerima data dan kapan data diolah serta kapan ditampilkan
pada alat output.
Unit ini juga mengartikan instruksi-instruksi dari program komputer, membawa
data dari alat input ke memori utama, dan mengambil data dari memori utama
untuk diolah.
Bila ada instruksi untuk perhitungan aritmatika atau perbandingan logika, maka
unit kendali akan mengirim instruksi tersebut ke ALU. Hasil dari pengolahan data
dibawa oleh unit kendali ke memori utama lagi untuk disimpan, dan pada
saatnya akan disajikan ke alat output.
o Arithmatic and Logic Unit (ALU).
Arithmatic and Logic Unit atau Unit Aritmetika dan Logika berfungsi untuk
melakukan semua perhitungan aritmatika (matematika) dan logika yang terjadi
sesuai dengan instruksi program. ALU menjalankan operasi penambahan,
pengurangan, dan operasi-operasi sederhana lainnya pada input-inputnya dan
memberikan hasilnya pada register output.

o Register
Register merupakan alat penyimpanan kecil yang mempunyai kecepatan akses
cukup tinggi, yang digunakan untuk menyimpan data dan instruksi yang sedang
diproses, sementara data dan instruksi lainnya yang menunggu giliran untuk
diproses masih disimpan di dalam memori utama. Setiap register dapat
menyimpan satu bilangan hingga mencapai jumlah maksimum tertentu
tergantung pada ukurannya. Register-register dapat dibaca dan ditulis dengan
kecepatan tinggi karena berada pada CPU.


                                    A+B




                                     A               Register-
                                                      register

                                     B




                                                    ALU Input
                                                     Register



                                                   ALU Input
                                                     Bus


                                    ALU


                                                   ALU Output
                                    A+B
                                                    Register




                 Gambar 3 Sistem kerja register pada prosesor

Beberapa jenis register adalah:

 Program Counter (PC), merupakan register yang menunjuk ke instruksi
  berikutnya yang harus diambil dan dijalankan.
 Instruction Register (IR), merupakan register yang menyimpan instruksi yang
  sedang dijalankan.
 General Purpose Register, merupakan register yang memiliki kegunaaan
  umum yang berhubungan dengan data yang diproses.
 Memory Data Register (MDR), merupakan register yang digunakan untuk
  menampung data atau instruksi hasil pengiriman dari memori utama ke CPU
  atau menampung data yang akan direkam ke memori utama dari hasil
  pengolahan oleh CPU.
 Memory address register (MAR), merupakan register yang digunakan untuk
  menampung alamat data atau instruksi pada memori utama yang akan
  diambil atau yang akan diletakkan.
 Sebagian besar komputer memiliki beberapa register lain, sebagian
  digunakan untuk tujuan umum, dan sebagian lainnya untuk tujuan khusus.

o Bus
Bus merupakan penghubung antara semua komponen CPU. Bus berupa
sekumpulan kabel-kabel paralel untuk mentransmisikan alamat (address), data,
dan sinyal-sinyal kontrol.


   Klasifikasi Prosesor

o Berdasarkan jenis mikroprosesor, dapat dibagi menjadi dua yaitu:
 Tipe Intel untuk Personal Computer (PC), diproduksi oleh Intel Corp.,
  Advanced Micro Devices (AMD), Cyrix, DEC, dll.
 Tipe Motorola untuk komputer Macintosh, diproduksi oleh Motorola.

o Ukuran kecepatan prosesor adalah:
 Hertz, yaitu jumlah clock atau ketukan prosesor tiap satu detik. Untuk
  prosesor modern memakai satuan Megahertz atau Gigahertz.
 MIPS, singkatan dari Million Instruction Per Second, yaitu jumlah instruksi
  dalam juta tiap satu detik.
 Flops, singkatan dari Floating Point per Second, yaitu jumlah perhitungan
  floating point tiap satu detik. Floating point adalah metode untuk menuliskan
  bilangan dengan mantisa, contoh: 3 x 10-5.
 Fractions of a second, yaitu waktu eksekusi relatif dari suatu instruksi pada
  sistem komputer.

o Dalam desain mikroprosesor, terdapat dua jenis desain, yaitu:
 CISC (Complex instruction set computing chips), dapat menampung
  banyak instruksi yang kompleks.
 RISC (Reduced instruction set computing chips), dapat meringkas
  beberapa instruksi sehingga dapat mempercepat kerja prosesor.

o Jenis bus yang telah didukung oleh sistem komputer saat ini adalah:
 ISA, singkatan dari Industry Standard Architecture, merupakan jenis bus
  standar pertama yang digunakan industri. Bus ISA beroperasi pada
  kecepatan 8.33 MHz. Versi perkembangan dari ISA adalah EISA (Extended
  ISA).
 PCI, singkatan dari Peripheral Component Interconnect bus, merupakan jenis
  bus yang dikembangkan dan dipatenkan oleh Intel pada tahun 1990. Versi
  pertama PCI beroperasi pada kecepatan 33 MHz dengan bandwidth 133
  MB/dtk. PCI 2.0 diperkenalkan tahun 1993 dan PCI 2.1 tahun 1995 dengan
  bandwidth 528 MB/dtk.
 AGP, singkatan dari Accelerator Graphic Port, merupakan bus hasil
  perkembangan dari PCI yang dikhususkan untuk pemrosesan data grafik dan
  video.
 USB, singkatan dari Universal Serial Bus, pada awalnya dikembangkan
  secara bersama-sama oleh tujuh perusahaan, yaitu Compaq, DEC, IBM,
  Intel, Microsoft, NEC, dan Northern Telecom. Saat ini USB telah menjadi
  standar yang digunakan secara luas dalam Personal Computer.


b. Memori

Memori adalah bagian dari komputer yang digunakan untuk menyimpan program
atau instruksi dan data-data. Beberapa pakar komputer menggunakan istilah
store atau storage untuk menamakan memori, meskipun kata storage sering
digunakan untuk menamakan tempat penyimpanan disket. Peran memori sangat
penting supaya program maupun data dapat disimpan pada sistem komputer,
sehingga lebih memudahkan dalam pengoperasian komputer. Terdapat dua jenis
memori dalam sistem komputer, yaitu memori utama dan memori sekunder.

   Memori Utama

Dalam sebuah sistem komputer, memori utama berfungsi untuk menyimpan
program yang sedang atau akan dijalankan dalam prosesor. Untuk mengimbangi
kinerja prosesor yang cenderung sangat cepat, kecepatan akses memori juga
harus relatif cepat, meskipun tidak secepat prosesor. Setiap lokasi penyimpanan
dalam memori ditunjukkan melalui sebuah alamat (address) dengan panjang
sesuai ukuran memori, biasanya dalam bilangan heksadesimal. Besar kapasitas
memori diukur dengan satuan bit atau byte. Satu alamat memori dapat
menyimpan 8-32 bit bilangan biner tergantung dari jenis memori. Sebagian besar
memori ini bersifat volatil atau data akan hilang jika aliran listrik berhenti kecuali
flash memory.

o Random Access Memory (RAM)
Memori jenis ini memiliki karakteristik akses alamat secara acak untuk
menyimpan data dan instruksi program. Struktur RAM terbagi menjadi empat
bagian utama, yaitu:
 Input storage, digunakan untuk menampung input yang dimasukkan melalui
   alat input.
 Program storage, digunakan untuk menyimpan semua instruksi-instruksi
   program yang akan diakses.
 Working storage, digunakan untuk menyimpan data yang akan diolah dan
  hasil pengolahan.
 Output storage, digunakan untuk menampung hasil akhir dari pengolahan
  data yang akan ditampilkan ke alat output.
Beberapa jenis RAM antara lain:
 EDO-RAM
 SD-RAM
 RD-RAM
 DDR-RAM

o Read Only Memory (ROM)
Memori jenis ini hanya dapat dibaca saja sehingga program tidak dapat menulis
dalam memori ini. Biasanya memori jenis ini sudah terisi dari pabriknya berisi
program-program ataupun data. Biasanya program berupa sistem operasi
ataupun program bios untuk sebuah sistem komputer yang spesifik.
Beberapa jenis ROM adalah:
 ROM (Read Only Memory), merupakan memori yang benar-benar tidak
   dapat dihapus lagi.
 PROM (Programmable Read Only Memory), merupakan memori yang
   dapat diprogram selanjutnya tidak dapat dihapus lagi.
 EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory), merupakan
   memori yang dapat dihapus dengan sinar ultraviolet dan dapat diprogram
   berulang-ulang.
 EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory),
   merupakan memori yang dapat dihapus secara elektronik dan dapat
   diprogram berulang-ulang.

o Cache Memory
Cache memory digunakan untuk tujuan mengatasi perbedaan kecepatan antara
prosesor dan memori. Sebagian besar produsen memori hanya berkonsentrasi
untuk meningkatkan kapasitasnya saja, sehingga dalam hal kecepatan semakin
tertinggal jauh dengan prosesor. Cache memory mengatasi hal ini karena
memiliki kecepatan yang sangat tinggi dan biasanya tertanam dalam prosesor.
Beberapa instruksi yang sering digunakan akan tersimpan dalam cache,
sehingga dapat mempercepat pemrosesan instruksi, karena prosesor tidak perlu
menunggu terlalu lama reaksi dari memori konvensional. Cache Memory
memiliki dua level, yaitu:
 Level 1 (L1) cache, merupakan bagian dari mikroprosesor menjadi satu
    kemasan dengan unit prosesor yang lain. L1 dapat disebut juga internal
    cache.
 Level 2 (L2) cache, berada di luar kemasan mikroprosesor. L2 dapat disebut
    juga external cache.
 Memori Sekunder
Dalam sebuah sistem komputer, memori sekunder berfungsi untuk menyimpan
program maupun data dalam bentuk file dalam ukuran yang cukup besar. Karena
sifatnya yang non-volatile, data dan program dapat disimpan secara permanen
meskipun mesin sedang dimatikan. Memori sekunder dapat melakukan proses
penulisan, pembacaan, dan penghapusan data.

o Floppy Disk
Floppy Disk merupakan media penyimpanan eksternal yang bersifat mobile atau
dapat dipindah-pindahkan ke tiap komputer. Bentuk fisik floppy disk adalah
berbentuk piringan magnetik dan untuk mengoperasikan floppy disk diperlukan
sebuah disk drive. Kecepatan operasi floppy disk juga tergolong rendah.
Beberapa jenis floppy disk adalah:
 5.25 inci floppy disk yang mempunyai kapasitas 360 Kbytes untuk tipe
   Double Density (DD) dan 1.2 Mbytes untuk tipe High Density (HD).
 3.5 inci floppty disk yang mempunyai kapasitas 720 Kbytes untuk DD dan
   1.44 Mbytes untuk HD.
 Zip Disk terbuat dari bahan plastik dan memiliki kapasitas 100 sampai 250
   Mbytes.
 Superdisk terbuat dari piringan magnetik dengan kapasitas 120 Mbytes dan
   dan dapat membaca floppy ukuran 1.44 MBytes.
 HiFD (High Floppy Disk) terbuat dari piringan magnetik dengan kapasitas
   200 Mbytes dan dan dapat membaca floppy ukuran 1.44 MBytes.

o Hard Disk
Hard disk merupakan media penyimpanan eksternal yang dikhususkan untuk
penggunakan tidak mobile atau tidak dapat dipindah-pindahkan. Hard disk dapat
disebut juga sebagai fixed disk yang berarti hanya dapat digunakan hanya untuk
satu sistem komputer. Kapasitas hard disk jauh lebih besar jika dibandingkan
dengan media penyimpanan lain dimana ukurannya mulai ukuran Mbytes sampai
Gbytes. Kecepatan operasi hard disk relatif lebih cepat dibandingkan dengan
floppy. Ukuran kecepatan sebuah hard disk tergantung dari kecepatan
maksimum bus dan kecepatan putar piringannya yang diukur dengan satuan
RPM (Rotation Per Minute). Jenis bus yang dipakai untuk transfer data pada
hard disk adalah:
 Ultra ATA (EIDE).
 SCSI.

Sebuah hard disk tersusun dari komponen-komponen sebagai berikut:
 Piringan Logam (Platter).
 Head yang digunakan untuk proses membaca, menulis, dan menghapus bit
  pada piringan.
 Rangkaian Elektronik.
 Rangkaian Penguat.
 Digital Signal Processor (DSP).
 Chip Memory.
 Konektor.
 Spindle.
 Actuator Motor Arm Controller.

o Optical Disk
Media penyimpanan optical disk mulai diperkenalkan pada tahun 1983 dengan
nama Digital Audio Compact Disc. Sejak saat itu mulai banyak digunakan media
penyimpanan jenis ini dan perkembangannya sangat pesat. Saat ini terdapat dua
jenis optical disk, yaitu:

 Compact Disc (CD)
CD terbuat dari resin (polycarbonate) dan dilapisi permukaan yang sangat
reflektif seperti alumunium. Informasi direkam secara digital sebagai lubang-
lubang mikroskopis pada permukaan yang reflektif. Proses ini dilakukan dengan
menggunakan laser yang berintensitas tinggi. Permukaan yang berlubang ini
kemudian dilapisi oleh lapisan bening.
Informasi dibaca dengan menggunakan laser berintensitas rendah yang
menyinari lapisan bening tersebut sementara motor memutar disk. Intensitas
laser tersebut berubah setelah mengenai lubang-lubang tersebut kemudian
terefleksikan dan dideteksi oleh fotosensor yang kemudian dikonversi menjadi
data digital.
Kapasitas sebuah CD mulai dari 650 Mbytes sampai 800 Mbytes. Beberapa jenis
Compact Disc adalah:
 CD-ROM (Compact Disc – Read Only Memory), hanya dapat dibaca saja.
 CD-R (Compact Disc – Can Read), dapat ditulis hanya sekali selanjutnya
    hanya dapat dibaca saja.
 CD-RW (Compact Disc – Can Read Write), dapat ditulis beberapa kali
    setelah diformat dahulu.

 Digital Video Disc (DVD)
DVD merupakan generasi lebih lanjut dari model optical disk. DVD memiliki
kapasitas jauh lebih besar dari jenis CD yaitu dapat menampung data sampai
dengan 6 Gbyte. Karena kapasitasnya yang sangat besar ini, DVD digunakan
untuk menyimpan sebuah film dengan kualitas gambar dan suara yang sangat
baik. Beberapa jenis DVD adalah:
 DVD-ROM (Digital Video Disc – Read Only Memory), hanya dapat dibaca
   saja.
 DVD-R (Digital Video Disc – Can Read) , dapat ditulis hanya sekali
   selanjutnya hanya dapat dibaca saja.
 DVD-RW (Digital Video Disc – Can Read Write) dan DVD-RAM, dapat ditulis
   beberapa kali.


o Magnetic Tape
Magnetic tape merupakan media penyimpanan yang digunakan pada awal
munculnya komputer. Magnetic tape tersusun atas sebuah pita magnetik dan
sebuah alat pembaca pita tersebut agar dapat dikenali oleh sistem komputer.
Saat ini magnetic tape sudah sangat jarang digunakan.

o Smart Card
Smart Card merupakan sistem komputer dengan ukuran kartu nama.
Kemampuan komputasi dan kapasitas memori sistem ini sangat terbatas
sehingga optimasi merupakan hal yang paling memerlukan perhatian. Umumnya,
sistem ini digunakan untuk menyimpan informasi rahasia untuk mengakses
sistem lain. Umpamanya, telepon seluler, kartu pengenal, kartu bank, kartu
kredit, sistem wireless, uang elektronis, dst. Dewasa ini smart card dilengkapi
dengan prosesor 8 bit (5 MHz), 24 kB ROM, 16 kB EEPROM, dan 1 kB RAM.
Namun kemampuan ini meningkat drastis dari waktu ke waktu.

o Flash Memory
Flash memory merupakan jenis memori utama yang bersifat non-volatile dimana
data maupun instruksi dapat disimpan secara permanen meskipun aliran listrik
terputus. Jenis memori ini bisa berupa memori eksternal, sehingga dapat
dipindahkan ke sistem komputer yang lain. Saat ini sudah banyak beredar jenis
flash memory yang memiliki ukuran sangat besar sehingga bisa menyimpan
banyak file.

o Online Storage
Online storage merupakan tempat penyimpanan berbasis jaringan komputer,
dimana dari sebuah komputer bisa menyimpan data di tempat lain. Biasanya
terdapat beberapa file server yang menyediakan tempat untuk penyimpanan file
maupun data melalui jaringan komputer.

				
DOCUMENT INFO
Shared By:
Categories:
Stats:
views:6235
posted:3/12/2010
language:Indonesian
pages:9