STRUKTUR DAN FUNGSI
Komputer adalah sebuah sistem yang
kompleks. Struktur komputer didefinisikan sebagai cara-cara dari tiap komponen
saling terkait. Struktur sebuah komputer secara sederhana, dapat digambarkan
dalam diagram blok pada Gambar a. Sedangkan fungsi komputer didefinisikan
sebagai operasi masing-masing komponen sebagai bagian dari struktur. Adapun
fungsi dari masing-masing komponen dalam struktur tersebut adalah sebagai
berikut:
Input Device (Alat Masukan)
Adalah perangkat keras komputer yang
berfungsi sebagai alat untuk memasukan data atau perintah ke dalam komputer.
Input device adalah alat yang digunakan untuk menerima input dari luar sistem,
dan dapat berupa signal input atau maintenance input. Di dalam sistem komputer,
signal input berupa data yang dimasukkan ke dalam system komputer, sedangkan
maintenance input berupa program yang digunakan untuk mengolah data yang
dimasukkan. Dengan demikian, alat input selain digunakan untuk memasukkan data
juga untuk memasukkan program. Beberapa alat input mempunyai fungsi ganda,
yaitu disamping sebagai alat input juga berfungsi sebagai alat output
sekaligus. Alat yang demikian disebut sebagai terminal. Terminal dapat
dihubungkan kesistem komputer dengan menggunakan kabel langsung atau lewat alat
komunikasi. Terminal dapat digolongkan menjadi non intelligent terminal, smart
terminal, dan intelligent terminal. Non intelligent terminal hanya berfungsi
sebagai alat memasukkan input dan penampil output, dan tidak bisa diprogram
karena tidak mempunyai alat pemroses. Peralatan seperti ini juga disebut
sebagai dumb terminal. Smart terminal mempunyai alat pemroses dan memori di
dalamnya sehingga input yang terlanjur dimasukkan dapat dikoreksi kembali. Walaupun
demikian, terminal jenis ini tidak dapat diprogram oleh pemakai, kecuali oleh
pabrik pembuatnya. Sedangkan intelligent terminal dapat diprogram oleh pemakai.
Peralatan yang hanya berfungsi sebagai alat input dapat digolongkan menjadi
alat input langsung dan tidak langsung. Alat input langsung yaitu input yang
dimasukkan langsung diproses oleh alat pemroses,
Sedangkan alat input tidak langsung melalui media
tertentu sebelum suatu input diproses oleh alat pemroses. Alat input langsung
dapat berupa papan ketik (keyboard), pointing device (misalnya mouse, touch
screen, light pen, digitizer graphics tablet), scanner (misalnya magnetic ink
character recognition, optical data reader atau optical character recognition
reader), sensor (misalnya digitizing camera), voice recognizer (misalnya
microphone). Sedangkan alat input tidak langsung misalnya keypunch yang
dilakukan melalui media punched card (kartu plong), key-to-tape yang merekam
data ke media berbentuk pita (tape) sebelum diproses oleh alat pemroses, dan key-to-disk
yang merekam data ke media magnetic disk (misalnya disket atau harddisk)
sebelum diproses lebih lanjut.
- Keyboard
- Mouse
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. Output
yang dihasilkan dari pemroses dapat digolongkan menjadi empat bentuk, yaitu
tulisan (huruf, angka, simbol khusus), image (dalam bentuk grafik atau gambar),
suara, dan bentuk lain yang dapat dibaca oleh mesin (machine-readable form).
Tiga golongan pertama adalah output yang dapat digunakan langsung oleh manusia,
sedangkan golongan terakhir biasanya digunakan sebagai input untuk proses
selanjutnya dari komputer.
I/O Ports
Bagian ini digunakan untuk menerima
ataupun mengirim data ke luar sistem. I/O Port juga biasa disebut dengan bagian
interface (antar muka) karena peralatan input dan output di atas terhubung
melalui port ini.
CPU (Central Processing Unit)
CPU merupakan otak sistem komputer,
dan memiliki dua bagian fungsi operasional, yaitu: ALU (Arithmetical Logical
Unit) sebagai pusat pengolah data, dan CU (Control Unit) sebagai pengontrol
kerja komputer.
Memori
a. Random
Access Memory (RAM)
Semua data dan program yang
dimasukkan melalui alat input akan disimpan terlebih dahulu di memori utama,
khususnya RAM, yang dapat diakses secara acak (dapat diisi/ditulis, diambil,
atau dihapus isinya) oleh pemrogram. Struktur RAM terbagi menjadi empat bagian
utama, yaitu:
- 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.
Input yang dimasukkan melalui alat
input akan ditampung terlebih dahulu di input storage. Bila input tersebut
berupa program maka akan dipindahkan ke program storage, dan bila berbentuk
data maka akan dipindahkan ke working storage. Hasil dari pengolahan juga
ditampung terlebih dahulu di working storage dan bila akan ditampilkan ke alat
output maka hasil tersebut dipindahkan ke output storage.
b. Read
Only Memory (ROM)
Dari namanya, ROM hanya dapat dibaca
sehingga pemrogram tidak bisa mengisi sesuatu ke dalam ROM. ROM sudah diisi
oleh pabrik pembuatnya berupa sistem operasi yang terdiri dari program-program
pokok yang diperlukan oleh sistem komputer, seperti misalnya program untuk
mengatur penampilan karakter di layar, pengisian tombol kunci papan ketik untuk
keperluan kontrol tertentu, dan bootstrap program. Program bootstrap diperlukan
pada saat pertama kali sistem komputer diaktifkan. Proses mengaktifkan komputer
pertama kali ini disebut dengan booting, yang dapat berupa cold booting atau
warm booting. Cold booting merupakan proses mengaktifkan sistem computer
pertama kali untuk mengambil program bootstrap dari keadaan listrik komputer
mati (off) menjadi hidup (on). Sedangkan warm booting merupakan proses
pengulangan pengambilan program bootstrap pada saat komputer masih hidup dengan
cara menekan tiga tombol tombol pada papan ketik sekaligus, yaitu Ctrl, Alt,
dan Del. Proses ini biasanya dilakukan bila sistem computer macet, daripada
harus mematikan aliran listrik komputer dan menghidupkannya kembali.
Instruksi-instruksi yang tersimpan di ROM disebut dengan microinstruction atau
firmware karena hardware dan software dijadikan satu oleh pabrik pembuatnya.
Isi dari ROM ini tidak boleh hilang atau rusak karena bila terjadi demikian,
maka system komputer tidak akan bisa berfungsi. Oleh karena itu, untuk
mencegahnya maka pabrik pembuatnya merancang ROM sedemikian rupa sehingga hanya
bisa dibaca, tidak dapat diubah-ubah isinya oleh orang lain. Selain itu, ROM
bersifat non volatile supaya isinya tidak hilang bila listrik komputer
dimatikan.
Pada kasus yang lain memungkinkan
untuk merubah isi ROM, yaitu dengan cara memprogram kembali instruksi-instruksi
yang ada didalamnya. ROM jenis ini berbentuk chip yang ditempatkan pada
rumahnya yang mempunyai jendela di atasnya. ROM yang dapat diprogram kembali
adalah PROM (Programmable Read Only Memory), yang hanya dapat diprogram satu
kali dan selanjutnya tidak dapat diubah kembali. Jenis lain adalah EPROM
(Erasable Programmable Read Only Memory) yang dapat dihapus dengan sinar
ultraviolet serta dapat diprogram kembali berulang-ulang. Disamping itu, ada
juga EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) yang dapat
dihapus secara elektronik dan dapat diprogram kembali.
Data Bus
Adalah jalur-jalur perpindahan data
antar modul dalam sistem komputer. Karena pada suatu saat tertentu
masing-masing saluran hanya dapat membawah 1 bit data, maka jumlah saluran
menetukan jumlah bit yang dapat ditransfer pada suatu saat. Lebar data bus ini
menetukan kinerja sistem secara keseluruhan. Sifatnya bldirectional, artinya
CPU dapat membaca dan menerima data melalui data bus ini. Data bus biasanya
terdiri atas 8, 16, 32, atau 64 paralel.
Address Bus
Digunakan untuk menandakan lokasi sumber ataupun
tujuan pada proses transfer data. Pada jalur ini, CPU akan mengirimkan alamat
memori yang akan ditulis atau dibaca. Address bus biasanya terdiri atas 16, 20,
24, atau 32 jalur paralel.
Control Bus
Control Bus digunakan untuk
mengontrol penggunaan serta akses ke Data Bus dan Address Bus. terdiri dari 4
sampai 10 jalur paralel.
Setelah tahun 1940
Perkembangan komputer
setelah tahun 1940 dibagi lagi menjadi 5 generasi.
1. Komputer generasi pertama
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 di kawasan sekitarnya dan
ukuran komputer generasi pertama ini sangat besar
. Komputer generasi pertama ini 100% elektronik dan membantu para ahli dalam
menyelesaikan masalah perhitungan dengan cepat dan tepat. Beberapa computer
generasi pertama :
- ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Calculator )
Pada tahun 1946 dirancang dan dibuat
oleh John Mauchly dan John Presper Eckert di Universitas
Pennsylvania merupakan komputer digital elektronik untuk
kebutuhan umum pertama di dunia. ENIAC
dibuat di bawah lembaga Army’s Ballistics
Research Laboratory (BRL). Sebuah badan yang
bertanggung jawab dalam pembuatan jarak dan tabel
lintasan peluru kendali senjata baru. Sebelumnya tugas ini dilakukan oleh
kurang lebih 200 personil dengan menggunakan kalkulator untuk menyelesaikan
persamaan matematis peluru kendali yang memakan waktu lama. ENIAC
mempunyai berat 30 ton, bervolume 15.000 kaki
persegi, dan berisi lebih dari 18.000 tabung vakum.
Daya listrik yang dibutuhkan sebesar 140
KW. Kecepatan operasi mencapai 5.000 operasi
penambahan per detik. ENIAC masih merupakan
mesin desimal, representasi data bilangan dalam bentuk desimal dan
arimetiknya dibuat dalam bentuk desimal. Memorinya terdiri
atas 20 akumulator, yang masing –
masing akumulatornya mampu menampung 10 digit desimal. Setiap digit
direpresentasikan oleh cincin yang terdiri atas 10 buah tabung
vakum. Kekurangan utama mesin ini adalah
masih manual pemrogramannya, yaitu dengan
menyetel switch – switch, memasang dan
menanggalkan kabel - kabelnya. ENIAC selesai pada
tahun 1946 sejak proposal diajukan tahun
1943, sehingga tahun 1946 merupakan gerbang bagi zaman baru
komputer elektronik. ENIAC digunakan oleh BRL untuk
kepentingan perang sampai dengan tahun1955. Setelah itu, ENIAC
tidak lagi digunakan. Komputer generasi ini sudah mulai menyimpan data yang
dikenal sebagai konsep penyimpanan data (stored program concept) yang
dikemukakan oleh John Von Neuman.
- EDVAC Computer.
Von Neumann
mencetuskan ide mengenai konsep stored-program
(program penyimpanan) sebagai pengembangan dari
ENIAC. Idenya tersebut dipublikasikan dalam bentuk
proposal pada tahun 1945 dengan nama EDVAC
(Electronic Discrete Variable Computer). Pada tahun
1946 Von Neumann bersama koleganya mulai
mendesain komputer baru dengan konsep program
penyimpanan, dimana kemudian dikenal dengan sebutan
komputer IAS (Computer of Institute for Advanced
Studies) karena dikembangkan di Computer of Institute for Advanced
Studies. Pada tahun 1952 IAS computer meskipun
belum lengkap namun sudah memenuhi kegunaannya sebagai
komputer yang berbasis konsep stored-program.
Secara umum, struktur dari komputer
IAS adalah sebagai berikut:
a) Memori
utama, untuk menyimpan data dan intruksi.
b) Arithmetic
Logic Unit (ALU), untuk mengolah data binner
c) Control
Unit, untuk melakukan interpretasi instruksi -
instruksi di dalam memori sehingga adanya eksekusi
instruksi tersebut
d) I/0,
untuk berinteraksi dengan lingkungan luar
- EDSAC COMPUTER
EDSAC (Electonic Delay Storage
Automatic Calculator) memperkenalkan penggunaan raksa (merkuri) dalam tabung
untuk menyimpan data.
- Komputer Komersial (Commersial Computer)
Tahun 1950
dianggap sebagai tahun kelahiran industri
komputer dengan munculnya 2 buahperusahaan yang saat
itu mendominasi pasar, yaitu Sperry dan IBM. Tahun 1947,
Eckert dan Mauchly mendirikan Eckert-Mauchly
Computer Corporation untuk memproduksi komputer secara komersial.
Komputer pertama yang mereka hasilkan adalah UNIVAC I (Universal Automatic
Computer). UNIVAC I menjadi tulang punggung penghitungan sensus tahun 1950 di
USA. UNIVAC II yang memiliki kapasitas memori
lebih besar dan kinerja yang lebih baik
diluncurkan tahun 1950. Mulai saat itu perusahaan telah mengembangkan produk –
produk baru yang kompatibel dengan produk
sebelumnya sehingga pangsa pasar konsumen
mereka tetap terjaga menggunakan produknya. IBM pun
tidak mau kalah dengan mengeluarkan produk
mereka yang akhirnya mendominasi pangsa pasar bisnis saat ini. Seri
IBM pertama adalah seri 701 tahun 1953 dan terus berkembang menjadi lebih baik
hingga sekarang.
2.
Komputer Generasi Kedua
Pada tahun 1947, Transistor
ditemukan di Lab. Bell oleh William Shockley . 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.
Dimana transistor memiliki
spesifikasi sebagai berikut:
-
Lebih kecil
- Lebih ringan
- Disipasi daya lebih rendah
- Solid State device
- Terbuat dari silikon
Silicon (Sand)
Yang termasuk dalam komputer
generasi kedua antara lain:
- IBM 7094
IBM 7094 memiliki konfigurasi
sebagai berikut:
IBM 7094 dibuat dengan tujuan
kemampuannya semakin meningkat, kapasitasnya semakin besar,
dan biayanya semakin kecil.
- DEC PDP 1
Digital Equipment Corporation (DEC)
tahun 1957 meluncurkan komputer pertamanya yaitu PDP 1
3.
Komputer Generasi Ketiga
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. Pada ilmuwan kemudian berhasil
memasukkan lebih banyak komponen-komponen ke dalam suatu chip tunggal yang
disebut semikonduktor. Hasilnya, komputer menjadi semakin kecil karena
komponen-komponen dapat dipadatkan dalam chip. Kemajuan computer 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.
4.
Komputer Generasi Keempat
Setelah IC, tujuan pengembangan
menjadi lebih jelas: mengecilkan ukuran sirkuit dan komponenkomponen elektrik.
Large Scale Integration (LSI) dapat memuat ratusan komponen dalam sebuah chip.
Pada tahun 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. 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 pada10 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.
Pada komputer generasi ini sudah
memanfaatkan mikroprocessors.
PERKEMBANGAN MICROPROCESSOR
- 1971 - 4004
- Microprocessor pertama
- Semua komponen
CPU adalah single chip
- 4bit
- Diikuti dengan
munculnya 8008 tahun 1972
- 8bit
- 1974 – 8080
- Intel adalah mikroprosessor
dengan kegunaan umum
5.
Komputer generasi kelima ( masa depan )
Banyak
kemajuan di bidang desain komputer dan teknologi semakin 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 computer generasi kelima ini akan membawa
perubahan baru paradigma komputerisasi di dunia.
Daftar
Pustaka :
- Kadir Abdul dan Terra Ch.Triwahyuni,Pengenalan
Teknologi Informasi,Andi Riyanto Yogyakarta
:2005.
- Stallings
William, Organisasi & Arsitektur Komputer Edisi 6, 2004, PT.INDEKS
Kelompok GRAMEDIA.
- Naskan,
S.Kom. Pertemuan II - Evolusi dan Kinerja Komputer, Organisasi &
Arsitektur Komputer,2009.
- http://www.masaguz.com/search/EVOLUSI+DAN+KINERJA+MIKROPROSES
v
Tidak ada komentar:
Posting Komentar