STRUKTUR DASAR KOMPUTER
1. Pengertian
Struktur Komputer didefinisikan sebagai
cara-cara dari tiap-tiap komponen yang menyusun computer saling berkaitan,
komponen-komponen disusun dengan alur-alur bus yang mengalirkan data, alat dan
mengendalikan antar komponen tersebut.
2. Struktur komputer terdiri
Suatu sistem komputer terdiri dari lima unit struktur dasar,
yaitu:
A. Unit masukan (Input Unit)
B. Unit kontrol (Control Unit)
C. Unit logika dan aritmatika (Arithmetic & Logical Unit / ALU)
D. Unit memori/penyimpanan (Memory / Storage Unit)
E. Unit keluaran (Output Unit)
Control Unit dan ALU membentuk suatu unit
tersendiri yang disebut Central Processing Unit (CPU). Hubungan antar
masing-masing unit yang membentuk suatu sistem komputer dapat dilihat pada
gambar berikut:
Data diterima melalui Input Device dan dikirim
ke Memory. Di dalam Memory data disimpan dan selanjutnya diproses di ALU. Hasil
proses disimpan kembali ke Memory sebelum dikeluarkan melalui Output Device.
Kendali dan koordinasi terhadap sistem ini dilakukan oleh Control Unit. Secara
ringkas prinsip kerja komputer adalah Input – Proses – Output, yang dikenal
dengan singkatan IPO.
Fungsi Utama dari masing-masing Unit akan dijelaskan berikut
ini:
A. Unit Masukan (Input Unit)
Berfungsi untuk menerima masukan (input)
kemudian membacanya dan diteruskan ke Memory / penyimpanan. Dalam hubungan ini
dikenal istilah peralatan masukan (input device) yaitu alat penerima dan
pembaca masukan serta media masukan yaitu perantaranya. Berikut beberapa alat
contoh uniti masukan :
· Keyboard, merupakan peranti masukan yang
terdiri dari kumpulan huruf, angka dan karakter khusus. Keyboard juga
memberikan kemudahan bagi user untuk memberikan perintah yang diperlukan
apabila menekan kombinasi antara karakter yang ada pada keyboard dengan
tombol-tombol tertentu.
· Mouse, Peranti masukan dengan bentuk seperti
tikus ini berfungsi untuk memindahkan pointer atau kursor secara cepat.
· Scanner, berfungsi untuk menyalin (copy) file
atau dokumen baik berupa teks atau gambar menjadi teks atau gambar digital.
· Floopy Disk Drive, adalah alat untuk menulis,
membaca data, dan merekam data.
· CD-ROM ( Compact Disc-Read Only Memory),
adalah alat untuk membaca CD (Compact Disc) atau VCD (Video Compact Disk) pada
komputer.
· CD-RW (Compact Disk-Read and
Write), yaitu alat sertupa CD-ROM namun selain dapat membaca CD,
dapat juga merekam data ke CD.
· DVD-ROM (Digital Video Disc-Read Only Memory)
adalah alat untuk membaca CD, VCD, atau DVD pada komputer.
· DVD RW (Digital Video Disc-Read and Write),
yaitu alat seperti DVD-ROM namun selain dapat membaca CD, VCD dan DVD, dapat
juga merekam data pada keping DVD.
· Touchpad, biasanya terdapat pada notebook.
Memiliki fungsi yang sama dengan mouse namun dalam penggunaannya hanya cukup
dengan memberikan sentuhan jari.
· Joystick, merupakan alat yang biasa digunakan
pada permainan (games) komputer
· Light pen, yaitu pointer elektronik untuk
memodifikasi dan mendesain gambar dengan screen (monitor).
· Barcode, berfungsi untuk membaca suatu kode
yang berbentuk kotak atau garis-garis vertikal tipis dan tebal yang
selanjutnya diterjemahkan dalam bentuk angka-angka. Biasanya kode barcode ini
ditemukan pada kemasan makanan, minuman, buku, alat elektronik serta
produk-produk. Biasanya barcode ini memudahkan kasir yang ada di toko swalayan
atau departemen store untuk mengidentifikasi suatu barang yang dibeli.
· Kamera digital, merupakan kamera modern yang
telah dimodifikasi sehingga tidakmemerlukan roll film. Kamera ini dapat
langsung dihubungkan dengan komputer melalui kabel data, sehingga memudahkan
user untuk mentransfer data baik berupa image (gambar) digital ataupun video.
· Voice input, adalah alat yang berfungsi
merubah suara sehingga terekam ke dalam komputer menjadi suara
digital.
· Graphics pads, Merupakan suatu peranti yang
dapat digunakan untuk menggambar suatu objek pada monitor.
B. Unit Kontrol (Control Unit)
Berfungsi untuk melaksanakan tugas pengawasan
dan pengendalian seluruh sistem komputer. Ia berfungsi seperti pengatur rumah
tangga komputer, memutuskan urutan operasi untuk seluruh sistem, membangkitkan
dan mengendalikan sinyal-sinyal kontrol untuk menyesuaikan operasi-operasi dan
arus data dari bus alamat (address bus) dan bus data (data bus), serta
mengendalikan dan menafsirkan sinyal-sinyal kontrol pada bus kontrol (control
bus) dari sistem komputer. Pengertian mengenai bus dapat dilihat di bagian
bawah halaman ini. Control Unit juga bertugas mengatur dan mengendalikan semua
peralatan yang ada pada sistem komputer. Control unit mengatur kapan alat input
menerima data dan kapan data diolah serta kapan ditampilkan pada alat output.
Control Unit mengartikan instruksi-instruksi dari program komputer, membawa
data dari alat input ke main memory, mengambil data dari main memory untuk
diolah. Bila ada instruksi untuk perhitungan aritmatika atau perbandingan
logika, control unit mengirim instruksi tersebut ke aritmetic and logic unit.
Hasil dari pengolahan data ini dibawa oleh control unit ke main memory lagi
untuk disimpan.
Jadi tugas dari control unit adalah :
1. mengatur dan mengendalikan alat-alat input dan
output
2. mengambil instruksi-instruksi dari main memory
3. mengambil data dari main memory kalau
diperlukan oleh proses
4. mengirim instruksi ke aritmaetic and logic
unit bila perhitungan aritmatik atau perbandingan logika serta mengawasi kerja
aritmatik dan logika
5. menyimpan hasil proses ke main memory
C. Unit Logika & Aritmatika (Arithmetical
& Logical Unit)
ALU merupakan bagian inti dari suatu sistem
komputer. Arithmetic And Logic Unit (ALU) Tugas utama dari ALU adalah melakukan
semua perhitungan aritmatik atau matematika yang terjadi sesuai dengan
instruksi program. ALU melaukan operasi aritmatik dengan dasar pertambahan,
sedang operasi aritmatik yang lainnya seperti pengurangan, perkalian dan
pembagian dilakukan dengan dasar penjumlahan. Sehingga sirkuit elektronik di
ALU yang digunakan untuk melaksanakan operasi aritmatik ini disebut adder.
Tugas lain ALU adalah melakukan keputusan dari
operasi logika sesuai dengan instruksi program. Operasi logika meliputi
perbandingan dua buah elemen logika dengan menggunakan operator logika, yaitu
=, <>, <, >, <+, >=. ALU juga sering disebut mesin bahasa
karena ALU terdiri dari dua bagian, yaitu unit aritmetika dan unit logika
boolean yang masing-masing memiliki spesifikasi tugas tersendiri.
a. Fungsi Aritmatika pada sebuah ALU
Ada banyak jenis angka yang berbeda dan untuk
setiap jenis angka yang berbeda tersebut ada perbedaan cara untuk mewakili
angka di dalam sistem computer. Berbagai jenis data yang berbeda
biasanya mencakup bilangan bulat, bilangan real, dan bilangan desimal
berkode-biner. Pada umumnya, data digambarkan dalam notasi sign-magnitude,
one’s complememnt atau two’s complement. Karena itu logika ALU untuk proses
tertentu merupakan fungsi dari jenis angka yang sedang diproses dan bagaimana
mereka direpresentasikan. Jika bilangan bulat digambarkan dalam notasi
sign-magnitude, maka penambahan pertama-tama dikerjakan dengan memeriksa sign
bit dan kemudian menambah atau mengurangi angka, tergantung pada magnitude
relatifnya.
b. Fungsi logika pada sebuah ALU
Dibandingkan fungsi aritmatika, fungsi logika
pada ALU lebih sederhana. Untuk segala operasi logika yang ingin diterapkan,
hanya perlu memuat sejumlah n gerbang logika tertentu untuk operasi tersebut
(satu untuk setiap pasangan bit input). Kesederhanaan fungsi logika ini
disebabkan oleh tidak adanya sinyal lateral carry-borrow seperti yang dibutuhkan
pada fungsi aritmatika. Semua operasi logika secara ketat dijalankan pada
posisi bit tunggal dengan tidak menggunakan informasi dari posisi bit
sebelumnya atau pengiriman informasi apapun ke posisi bit berikutnya.
ALU dapat diset untuk menangani berapapun
jumlah operasi-mikro logika. Empat operasi logika dasar biasanya
adalah AND, OR, NOR, dan XOR sedangkan operasi logika lainnya yang tidak
tercakup secara eksplisit dapat diturunkan dari keempat operasi dasar ini.
Tugas utama dari ALU adalah melakukan semua perhitungan aritmatika (matematika)
yang terjadi sesuai dengan instruksi program. ALU melakukan semua operasi
aritmatika dengan dasar penjumlahan sehingga sirkuit elektronik yang digunakan
disebut adder. Kebanyakan operasi komputer dieksekusi dalam unit aritmatika dan
logika pada prosesor. Perhatikanlah suatu contoh umum:
Misalkan dua bilangan yang berada
dalam memori ditambahkan. Bilanga tersebut dibawa ke prosesor dan penambahan yang sesungguhnya
dilakukan oleh ALU. Jumlahtersebut kemudian disimpan
dalam memori atau tetap dalam prosesor untuk segera digunakanOperasi aritmatika
atau logika yang lain misalnya, perkalian, pembagian, atau perbandingan
bilangan, diawali dengan membawa operan yang diperlukan ke prosesor, di mana
operasi tersebut dilakukan oleh ALU. Pada saat operan dibawa ke prosesor,
operan tersebut disimpan dalam elemen penyimpanan kecepatan tinggi yang
disebut register. Tiap register dapat menyimpan satu word data.
Waktu akses ke register lebih cepat daripada waktu akses ke unit cache tercepat
hierarki memori.
Pada beberapa sistem komputer untuk
memperingan dan membantu tugas ALU dari CPU ini diberi suatu peralatan tambahan
yang disebut coprocessor sehingga khususnya proses perhitungan serta
pelaksanaan pekerjaan pada umumnya menjadi lebih cepat. Pengertian mengenai
coprocessor dapat dilihat di bagian bawah halaman ini.
D. Unit Memori / Penyimpan (Memory / Storage
unit)
Berfungsi untuk menampung data/program yang
diterima dari unit masukan sebelum diolah oleh CPU dan juga menerima data
setelah diolah oleh CPU yang selanjutnya diteruskan ke unit keluaran. Pada
suatu sistem komputer terdapat dua macam memori, yang penamaannya tergantung
pada apakah alat tersebut hanya dapat membaca atau dapat membaca dan menulis
padanya. Bagian memori yang hanya dapat membaca tanpa bisa menulis padanya
disebut ROM (Read Only Memory), sedangkan bagian memori yang dapat melaksanakan
membaca dan menulis disebut RAM (Random Access Memory).
Memori dalam komputer dibagi dalam dua bagian yaitu :
1. Memori Utama
2. Memori cadangan
1. Memori Utama (Main Memory)
Merupakan elemen yang penting dari suatu
komputer yang digunakan sebagai penyangga data dan instruksi program untuk
digunakan oleh prosesor.
Fasilitas Penyimpanan Utama adalah :
a. operasinya secara keseluruhan bersifat
elektronis, operasi sangat cepat dan handal.
b. Data hampir bisa diakses secara sekaligus dari
memori utama karena operasinya elektronis dan proksimitasnya mendekati prosesor
c. Data harus ditransfer ke pntimpan utama
sebelum dapat diproses oleh prosesor
Penyimpan utama digunakan untuk meyimpan semua
data yang memrlukan pemrosessan guna mencapai kecepatan pemrosesan yang
maksimum ini disebut memori jangka pendek.
Penyimpanan utama dapat menyimpan :
a. instruksi yang menunggu dipatuhi
b. instruksi yang saat itu sedang dipatuhi
c. data yang saat itu sedang diproses
d. data yang menunggu pemrosesan
e. data yang sedang menunggu dikeluarkan (output)
Akses Random (direct access)
Proses menjemput data dari lokasi dalam penyimpanan utama dengan
urutan acak dan lama waktu yang diperlukan tidak tergantung pada posisi dari
lokasi tersebut .
Satuan Unit Data
1. Word adalah lokasi dalam penyimpanan utama
atau penyangga unit data. Pembagian word dapat berdasarkan Fixed Word-length
computer (word machine) dan Variabel word – length computer. Pada Fixed
Word-length computer (word machine) dimana satu word adalah satu lokasi dalam
penyimpanan utama, yakni data ditransfer ke satu lokasi dalam penyimpanan utama
setiap kali, word length adalah jumlah bit dalam setiap lokasi (word). Pada
Variabel word – length computer satu word memiliki panjang satu lokasi atau
beberapa lokasi dan di set (ditetapkan panjangnya) menurut panjang yang
diperlukan pada setiap transfer data. Jenis word lengtha adalah byte dan
character machine, dimana dalam byte setiap lokasi mempunyai 8 bit dan pada
character machine setiap lokasi mempunyai panjang 16 bit.
2. Byte adalah unit-unit yang lebih kecil dari
word
Berikut contoh beberapa cara penyimpanan data pada bebrapa jenis
komputer :
1. Komputer 8 bit mikrokomputer
Mempunyai word length sebesar 8 bit untuk
menyangga satu karakter ASCII, satu karakter BCD, satu karakter EBCDIC, atau
dua nilai numeric BCD
2. Komputer 16 bit
Satu lokasi penyimpanan dapat menyangga dua
karakter dan mempuyai fasilitas untuk mengakses setengah bagian kanan dan
bagian kiri dari setiap word secara terpisah guna menangani karakter secara
terpisah.
3. Komputer 32 bit
Mempunyai keragaman cara untuk mengakses semua
atau sebagian dari setiap lokasi memori
Jenis memori semi konduktor
1. RAM ( Random Access memory)
Digunakan sebagai memori baca tulis, artinya dapat diisi dan
isinya dapat dibaca kembali
Ada 2 macam RAM :
- SRAM (Static RAM); dapat tetap menyimpan data
selama ada catu daya
- DRAM (Dynamic RAAM); akan tetap menyimpan data
jika data tersebut secara periodic ditulis kembali dalam sel memory yang
bersangkutan 9di refresh)
2. ROM (Read Only Memory)
Digunakan untuk menyimpan urutan instruksi
tertentu yang sering digunakan sehingga lebih efisien jika selalu tersedia di
memori. Contoh BIOS (Basic Input Output System)
Proses manufacturing dasar semi konduktor adalah :
a. Teknologi Bipolar ; mini komputer dan
mainframe komputer misal Schottly bipolar dan I2L (integrated injection logic)
b. Teknologi MOS; mikrokomputer, misal PMOS,
CMOS, SOS, VMOS, HMOS
3. BUS
Data biasanya ditransfer antara penyimpanan
utama dan prosesor melalui perangkat (bus) yang secara efektif berarti pengirim
beberapa (banyak) bit data secara parallel.
MAIN
MEMORY
PROCESSOR
B U S
Penyimpanan utama yang dikoneksikan ke prosesor dengan bus
4. Memory Cache
Area penyanggaan temporer untuk data yang
sedang diakses berulang-ulang dan untuk lewat semua data serta instruksi.
MAIN
MMORY
PROCESSOR
CACHE
MEMORY
Penggunaan memori cache
2. Memori Cadangan (backing Storage)
Disediakan untuk menyimpan program dan file
yang besar yakni program-program dan file yang tidak sedang dioperasikan saat
itu, namun akan ditensfer ke penyimpan utama ketika diperlukan.
Media Penyimpan Cadangan
1. Unit Disk Magnetis – disk magnetis
Fasilitas unit disk tetap (fixed)
a. dapat menampung sejumlah disk yang tidak bisa
dikeluarkan
b. mempunyai head baca tulis yang mungkin
dilokasikan pada ujung/akhir (end) “arms” atau mungkin melayani setiap track.
c. Mempunyai motor yang merotasikan drive
tersebut pada kecepatan konstan yang tinggi
2. Unit disket magnetis – disket magnetis (Floppy
Disk)
Floppy Disk disebut disket media penyimpanan
pada system mikrokomputer ukuran 8”, 5i/4”, 31/2”
Fasilitas unit Floppy Disk :
a. unit sigle drive yang dapat menyangga disk
tunggal
b. setiap disk dimasukkan ke dalam celah sempit
yang ada di depan disk drive yang mempunyai penutup
c. head baca tulis digerakkan maju mundur
disepanjang disk guna membaca data pada permukaan disk
d. dapat berotasi pada kecepatan sekitar 360 rpm
Fasilitas Floppy Disk
a. disklentur yang secara permanan disegel dalam
selubung plastik protektif, terlkapisi secara tipis dan bersifat keras
b. data disimpan dalam rack
c. ukuran yang umum 8”, 5i/4”, 31/2”
d. kapasitas penyimpanan berjangkauan 60.000 –
11/4 juta byte
Fungsi Floppy Disk ;
a. media untuk menyimpan software
b. media untuk tempat dikumpulkannya dan
dimasukkannya data yang akan diteranfer atau diinput pada system lain
c. sebagai media backup untuk harddisk kecil
3. Unit Disk Optis – disk optis
Menggunakan laser untuk menulis atau membaca data
Ada 3 jenis pokok Disk Optis
a. CD – ROM (Compact Disk Read Only Memory)
Dapat menyangga sekitar 55 MB data, kecepatan
aksesnya cenderung lamban dari pada disk magnetis. Digunakan untuk menyediakan
pekerjaan referensi, katalog, directory, ensiklopedia, softaware, deskripsi
font, tampilan grafik dan suara.
b. WORM (Write Once Read Memory)
Datanya dituliskan ke dalam disk dengan cara
menanamkan pola permanen ke dalam permukaan disk tersebut dengan menggunakan
sinar laser berkecepatan tinggi, bersifat exchangeable (dapat diubah).
Mempunyai permukaan sebear 40.000 track yang masing-masing dibagi menjadi 25
sektor dan kapasitasnya sekitar 16 MBV. Penggunaan untuk system yang dirancang
untuk mengarsip jumlah data yang besar dan ditempatlan secara on-line.
c. EO (Erasable Optical)
Datanya dituliskan ke dalam disk dengan cara
panas laser menyorot pada permukaan disk yang terbuat dari campuran logam.
Kapasitas sekitar 650 MB.
E. Unit Keluaran (Output Unit)
Berfungsi untuk menerima hasil pengolahan data
dari CPU melalui memori. Seperti halnya pada unit masukan maka pada unit
keluaran dikenal juga istilah peralatan keluaran (Output device) dan media
keluaran (Output media).
Unit keluaran adalah alat untuk menampilkan
hasil pengolahan yang dilakukan oleh CPU. Dalam teori kontrol, output dari
suatu sistem adalah apa yang dapat diukur. Specifically, outputs are
differentiated from states . Spesifik, output dibedakan dari negara.
Dalam rekayasa keluaran istilah dapat merujuk kepada:
1. The power or work output of a machine. The
power atau bekerja output dari mesin.
2. An observable output, such as distance moved
or velocity , of a mechanical system. Sebuah diamati keluaran, seperti jarak
dipindahkan atau kecepatan, dari sistem mekanis.
Dalam interaksi manusia-komputer, output
informasi yang dihasilkan oleh program komputer dan dirasakan oleh pengguna.
The kinds of output the program produces, and the kinds of input the program
accepts, define the user interface of the program. Jenis-jenis program
menghasilkan keluaran, dan jenis-jenis input program menerima, menentukan
antarmuka pengguna program. In this context, feedback and output are often used
interchangeably. Dalam konteks ini, umpan balik dan keluaran sering digunakan
secara bergantian. However, output tends to refer specifically to explicit
output, something that is intentionally provided for the user, whereas feedback
also encompasses byproducts of operation that happen to contain information
(see low-key feedback ). Namun, output cenderung untuk merujuk pada output
eksplisit, sesuatu yang sengaja disediakan untuk user, sedangkan produk
sampingan umpan juga meliputi operasi yang terjadi pada berisi informasi (lihat
kunci rendah umpan balik).
Dalam pengolahan informasi, output adalah
proses transmisi informasi atau informasi yang ditransmisikan itu sendiri. The
output of one process may well form the input for another information processor
. Output dari satu proses mungkin membentuk masukan untuk lain prosesor
informasi. Essentially, output is any data exiting a computer system. Pada
dasarnya, output data keluar sistem komputer. This could be in the form of
printed paper, audio, video. Ini bisa dalam bentuk kertas cetakan, audio,
video. In the medical industry this might include CT scans or x-rays. Dalam
industri medis ini mungkin termasuk CT scan atau x-ray. Typically in computing,
data is entered through various forms (input) into a computer, the data is
often manipulated, and then information is presented to a human (output).
Biasanya dalam komputer, data yang dimasukkan melalui berbagai bentuk (input)
ke dalam komputer, data sering dimanipulasi, dan kemudian informasi yang
disajikan kepada manusia (output).
Berapa alat unit keluaran, di antaranya sebagai
berikut :
a. Monitor
Monitor adalah alatr yang berfungsi
menampilkan dua data atau informasi dalam bentuk teks atau grafik. Terdapat
bermacam-macam jenis monitor. jenis yang paling terpopuler, yaitu Cathode Ray
Tube (CRT) yang berbentuk tabung dan Flat Panel / Liquid Crystal Display (LCD)
yang memiliki bentuk permukaan datar sehingga lebih praktis.
b. Printer
Printer adalah alat untuk mencetak informasi
yang dihasilkan oleh komputer.
c. Speaker
Speaker adalah unit keluaran yang menghasilkan
suara. pasang aplikasi pemutar lagu (misalnya winamp), kemudian dengarkan suara
yang keluar dari Speaker komputer anda.
