Sistem Komputer Mikro Komputer

Sistem Komputer Mikro Komputer

Siskom

Tanya April 09, 2020 Add Comment

A.Organisasi dan Arsistektur Koputer

Organisasi komputer adalah bagian yang terkait erat dengan unit- unit operasional dan interkoneksi antar komponen penyusun sistem komputer . Contoh aspek Organisasi Komputer adalah Teknologi Hardware, Perangkat Antarmuka, Teknologi memori, dan sinyal – sinyal kontrol

CPU mengendalikan urutan dari semua pertukaran informasi dalam komputer dan dengan dunia luar melalui unit I/O

Sedangkan Unit memori terdiri dari sejumlah besar lokasi yang menyimpan program dan data yang sedang aktif digunakan CPU. Ketiga unit tersebut dihubungkan dengan berbagai macam bus.

BUS adalah sekelompok kawat atau sebuah jalur fisik yang berfungsi menghubungkan register – register dengan unit fungsional yang berhubungan dengan tiap – tiap modul.   

B.Arsistektur Komputer

Konsep perencanaan dan struktur pengoperasian dasar dari suatu sistem komputer,  dalam hal ini, terutama mengenai bagaimana CPU akan bekerja, dan mengenai cara pengaksesan data dan alamat dari dan ke memori cache, RAM, ROM, cakram keras dll

Fungsi arsistektur komputer 

A.Fungsi Pengolahan Data (Data Prosessing) 

Komputer sebagai alat untuk mengolah data yaitu untuk mengolah data yang telah kita buat dan akan diproses di CPU. 

B.Fungsi penyimpanan Data (Data Storage)

Komputer sebagai alat untuk penyimpanan data yang telah dibuat dan akan bisa dibuka kembali. 

Fungsi arsistektur komputer 

C.Fungsi Pemindahan (Data Movement)

Komputer sebagai alat untuk pemindahan data yang telah dibuat dan akan bisa dibuka kembali. 

D.Fungsi Kendali (Control) 

Komputer sebagai alat kendali untuk memgatur data yang telah dibuat maupun yg akan dibuat dan bisa dibuka kembali. 

BAB III : Karakteristik Memori

BAB III : Karakteristik Memori

Siskom

Tanya April 02, 2020 Add Comment

Memori adalah suatu bagian yang paling penting dan seluruh sistem komputer.
Memori banyak mengalami perubahan teknologi seiring dengan berjalannya waktu.
Memori pertama kali mempunyai kapasitas yang sangat terbatas dan hanya terdiri dan
beberapa byte. Komputer terdiri dan memori fisik dalam bentuk cip yang ditancapkan ke
dalam soket memori motherboard. Bagian kedua dan memori adalah memori virtual, yang
pada dasarnya bagian terkecil dan hard drive. Bagian ini digunakan sistem operasi ketika
memori fisik penuh.

A. Karakteristik Sistem Memori
Dalam memahami berbagai karakteristik dari berbagai macam situasi, kita harus

mengetahui karakteristik memori satu persatu.  Karakterisik memori
yaitu sebagai berikut.

a. Lokasi
Memori berada pada 3 lokasi yang berbeda, antara lain sebagai berikut
1) Memori lokal
Memori ini built-in berada dalam CPU (mikroprosesor) dan diperlukan untuk
semua kegiatan CPU. Memori ini disebut register.
2) Memori internal
Memori ini berada di luar cip prosesor tetapi bersifat internal terhadap sistem
komputer dan diperlukan oleh CPU untuk proses eksekusi (operasi) program,
hingga dapat diakses secara langsung oleh prosesor (CPU) tanpa modul
perantara. Memori internal sering juga disebut sebagal memori primer atau
memori utama. Memori internal biasanya menggunakan media RAM.
3) Memori Eksternal (secondary)
Memori ini bersifat Eksternal tcrhadap sistem komputer dan tentu saja berada di
luar CPU dan diperlukan untuk menyimpan data atau instruksi secara pcrmanen.
Memori ini, tidak diperlukan di dalam proses eksekusi sehingga tidak dapat
diakses secara langsung oleh prosesor (CPU). Untuk akses memori Eksternal ini
oleh CPU harus melalui pengontrol / modul I/O. Memori Eksternal sering juga 
disebut sebagai memori sekunder. Memori ini terdiri atas perangkat penyimpanan

seperti disk atau pita magnetik.

b. Kapasitas

1) Kapasitas pada register dinyatakan dalam satuan bit.

2) Kapasitas memori Internal dinyatakan dalam bentuk satuan byte (1 byte = 8 bit)

atau word.

3) Kapasitas memori eksternal dinyatakan dalam byte. Memori Eksternal biasanya

lebih besar kapasitasnya daripada memori Internal , hal ini disebabkan karena

teknologi dan sifat penggunaannya yang berbeda.

4) Banyaknya word umumnya 8, 16, 16 bit.

c. Satuan Transfer

Satuan transfer merupakan jumlah bit yank dibaca atau ditulis ke dalam memori

pada suatu saat. Tiga konsep yang berhubungan dengan saluan transfer adalah

sebagai berikut :

1) Word

Merupakan satuan ―alami‖ organisasi memori. Ukuran word biasanya sama

dengan jumlah bit yang digunakan untuk representasi bilangan dan panjang

instruksi

2) Addressable units .

Pada sejumlah sistem, adressable units adalah word. Namun terdapat sistem

dengan pengalamatan pada tingkatan byte. Pada semua kasus hubungan antara

panjang A suatu alamat dan jumlah N adressable unit adalah 2A = N.

3) Unit of transfer

Adalah jumlah bit yang dibaca atau dituliskan ke dalam memori pada suatu saat.

Pada memori eksternal , tranfer data biasanya lebih besar dari suatu word, yang

disebut dengan block

d. Metode Akses

Perbedaan utama yang terdapat pada sejumlah jenis memori adalah metode

akses. Terdapatempat jenis pengaksesan, yaitu sebagai berikut.

1) Sequential access

Memori diorganisasikan menjadi unit-unit data yang disebut record dan akses

harus dibuat dalam bentuk urutan linear yang spesifik. Informasi mengalamatan

yang disimpan dipakai untuk memisahkan record-record dan untuk membantu

proses pencarian. Terdapat shared read /write mechanism untuk penulisan /

pembacaan memorinya. Pita magnetik merupakan memori yang menggunakan

metode sequential access.

2) Direct access

Sama seperri sequential access, yakni menggunakan shared read/write

mechanism, tetapi setiap blok dan record memiliki alamat yang unik berdasarkan

lokasi fisik. Akses dilakukan langsung pada alamat memori. Disk adalah contoh

memori yang menggunakan direct access.

3) Random access

Setiap lokasi memori dipiih secara acak (random) dan diakses serta diaLamati

secara langsung.

Contohnya adalah memori utama.

4) Associative access

Merupakan jenis akses acak yang memungkinkan pembandingan lokasi bit yang

diinginkan untuk pencocokan. Jadi data dicari berdasarkan isinya bukan

alamamya dalam memori.

e. Kinerja

Berdasarkan karakteristik unjuk kinerja, ada tiga parameter utama pengukuran

unjuk kinerja, yaitu sebagai berikut.

1) Access time, bagi RAM, waktu akses adalah waktu yang dibutuhkan untuk

melakukan operasi baca atau tulis. Sedangkan untuk memori non-random akses

merupakan waktu yang dibutuhkan dalam melakukan mekanisme baca atau tulis

pada lokasi tertentu.

2) Memory cycle time, konsep ini digunakan pada RAM dan terdiri dari access time

ditambah dengan waktu yang diperlukan transient agar hilang pada saluran

sinyal.

3) Transfer rate, adalah kecepatan data transfer ke unit memori atau dari unit

memori. Pada RAM sama dengan 1/ (cycle time).

f. Fisik

Tipe fisik yang digunakan menurut perkembangan teknologi saat ini adalah

memori semikonduktor dengan teknologi VLSI dan memori permukaan magnetik

seperti yang digunakan pada disk dan pita magnetik.

Ada dua tipe fisik memori, yaitu sebagai berikut.

1) Memori semikonduktor

Memori ini memakai teknologi LSI atau VLSI (very large scale integration).

Memori ini banyak digunakan untuk memori internal misalnya RAM.

2) Memori permukaann magnetik

Memori ini banyak digunakan untuk memori eksternal yaitu untuk disk atau pita

magnetik.

g. Berdasarkan Karakteristik Fisik

Ada dua kriteria yang mencerminkan karakteristik fisik memori, yaitu sebagai

berikut.

1) Volatile dan Non-volatile

Pada memori volatile, informasi akan rusak secara alami atau hilang bila daya

listriknya dimatikan. Sementara itu, pada memori non-volatile, sekali informasi

direkam akan tetap berada di sana tanpa mengalami kerusakan sebelum

dilakukan perubahan. Pada memori ini daya listrik tidak diperlukan untuk mempertahankan informasi tersebut. Memori permukaan magnetik adalah nonvolatile. Memori semikonduktor dapat berupa volatile atau non-volatile.

2) Erasable dan Non-erasable

Erasable artinya isi memori dapat dihapus dan diganti dengan informasi lain.

Memori semikonduktor yang tidak terhapuskan dan non-volatile adalah ROM.

B. Fungsi Memori

Memori adalah tempat penyimpanan program dan data sementara. Memori

bekerja dengan menyimpan dan menyuplai data-data penting yang dibutuhkan

prosesor, kemudian untuk diolahmenjadi informasi. Secara garis besar memori dapat

dikiasifikasikan menjadi dua bagian, yaitu primer dan sekunder.

kegiatan belajar 2

Kinerja dan Keandalan Memori

A. Kinerja Memori

Memori adalah sebuah array yang besar dan word atau byte, yang ukurannya mencapai ratusan,ribuan, atau bahkan jutaan. Setiap word atau byte mempunyai alamat tersendiri. Memori utama(mainmemory) berfungsi sebagai tempat penyimpanan yang akses datanya digunakan oleh CPU atau perangkat I/O. Memori utama termasuk tempat penyimpanan data yang sementara (volatile),artinya data dapat hilang begitu sistim dimatikan. Sistem operasi bertanggung jawab atas aktivitas-aktivitas yang berkaitan dengan manajemen memori seperti:

a. menjaga track dan memori yang sedang digunakan dan siapa yang menggunakannya,

b. memilih program yang akan dimuat ke memori, dan

c. mengalokasikan dan mendealokasikan memory space sesuai kebutuhan.

Memori utama dapat dibayangkan sebagai kumpulan kotak-kotak yang masingmasing dapat menyimpan sepenggal informasi baik berupa data maupun instruksi. Umumnya 1byte memori terdiri dan 8 bit dan tiap bit diwakili oleh 1 atau 0. Kombinasi bit dalam 1byte tcrsebut membentuk suatukode yang mewakili isi dan lokasi memori. Kode yang digunakan untuk mewakilinya bergantungpada komputer yang digunakan dapat membentuk sistem kode BCD (Binary-CodedDecimal) atau sistem kode SBCDIC (Standard Binary Coded Decimal interchange).

B. Keandalan Memori

Memori harus mampu mengikuti kecepatan CPU sehingga terjadi sinkronisasi kerja antara CPU dan memori tanpa adanya waktu tunggu karena komponen lain belum selesai prosesnya. Mengenal harga, sangatlah relatif. Bagi produsen selalu mencari harga produksi paling murah tanpa mengorbankan kualitasnya untuk memiliki daya saing di pasaran.

Untuk memperoleh kinerja yang optimal, perlu kombinasi teknologi komponen memori. Dan kombinasi ini dapat disusun hierarki memori sebagai berikut.

d. Hubungan Harga, Kapasitas dan Waktu Akses Memori

Hubungan harga, kapasitas dan waktu akses memori adalah sehagai berikut.

1) Semakin kecil waktu akses, semakin besar harga per bitnya. 2) Semakin besar kapasitas, semakin kecil harga per bitnya.

3) Semakin besar kapasitas, semakin besar waktu aksesnya

e. Hierarki Memori

Dilema yang dihadapi para perancang adalah keinginan menerapkan teknologi untuk kapasitas memori yang besar karena harga per bit yang murah namun hal itu dibatasi oleh teknologi dalam memperoleh waktu akses yang cepat. Salah satu pengorganisasian masalah ini adalah menggunakan hierarki memori. Semakin menurunnya hierarki maka hal berikut akan terjadi.

1) Penurunan bit.

2) Peningkatan kapasitas

3) Peningkatan waktu akses.

4) Penurunan frekuensi akses memori oleh CPU.

Kunci keberhasilan hierarki ini terletak pada penurunan frekuensi aksesnya. Semakin lambat memori maka keperluan CPU untuk mengaksesnya semakin sedikit. Secara keseluruhan sistem komputer akan tetap cepat namun kebutuhan kapasitas memori besar terpenuhi.

Kegiatan Belajar 3

Rangkaian RAM-EPROM

A.  RAM ( Random Access Memory )

RAM adalah sebuah tipe penyimpanan komputer yang isinya dapat diakses dalam waktu yang tetap tidak memperdulikan letak data rersebut dalam memori. ini berlawanan dengan alat memori urut, seperti tape magnetik, disk dan drum, dimana gerakan mekanikal dan media penyimpanan memaksa komputer untuk mengakses data secara berurutan.

Pertama kali dikenalkan pada tahun 60-an. Hanya saja saat itu memori semikonduktor belumlah populer karena harganya yang sangat mahal. Saat itu lebih lazim untuk menggunakan memori utama magnetik. Perusahaan semikonduktor seperti Intel memulai debutnya dengan memproduksi RAM, lebih tepatnya jenis DRAM. Biasanya RAM dapat ditulis dan dibaca, berlawanan dengan ROM (read-only-memory), RAM digunakan sebagai penyimpanan primer (memori utama) dalam komputer untuk mengubah informasi secara aktif, meskipun beberapa alat menggunakan beberapa jenis RAM untuk menyediakan penyimpanan sekunder jangka panjang.Tetapi ada juga yang berpendapat bahwa ROM merupakan jenis lain dari RAM, karena sifatnya yang sebenarnya juga random access seperti halnya SRAM ataupun DRAM. Hanya saja memang proses penulisan pada ROM membutuhkan proses khusus yang tidak semudah dan fleksibel seperti halnya pada SRAM atau DRAM. Selain itu heberapa bagian dan spaceaddres RAM (memori utama) dan sebuah sistem yang dipetakan ke dalam satu atau dua cip ROM.

1) Struktur RAM (Random Acces Memory)

Struktur RAM dapat dibagi menjadi 4 bagian, yaitu:

a) Input area, digunakan untuk menampung input yang dimasukkan lewat alat input.

b) Program area, digunakan untuk menyimpan semua instruksi-instruksi program yang akan diproses.

c) Working area, digunakan untuk menyimpan data yang akan diolah dan basil dan pengolahan

d) Output area, digunakan unwk menampuñg hisil akhir dan pengolahan data yang akan ditampilkan ke aLu output.

2) Dasar Pembuatan RAM

Berdasarkan bahan dasar pembuatan, RAM dikelompokkan menjadi dua, yaitu Dynamic RAM(DRAM), dan Static RAM (SRAM). 

a. DRAM (Dynamic Random Access Memory)

DRAM adalah jenis RAM yang menyimpan setiap bit data yang terpisah dalam kapasitor dalam satu sirkuit terpadu. Data yang terkandung di dalamnya harus diperbarui secara berkala oleh CPU agar tidak hilang. 1-Ial ini membuatnya sangat dinamis dibandingkan dengan memori Iainnya. Dalam struktumya, DRAMhanya memerlukan satu transistor dan kapasitor per hit, sehinggamemiliki kepadatan sangat tinggi. .

b. SRAM (Static Random Access Memory)

SRAM adalah jenis RAM yang tidak menggunakan kapasitor. Hal inimengakibatkan SRAM tidak perlu lagi diperbarui secara berkala seperti halnyadengan DRAM. Hal ni juga sekaligus membuatnya memiliki kecepatan lebih tinggi dari DRAM.

Selain DRAM dan SRAM, masih ada beberapa tipe RAM, yaitu sebagai berikut. 

a. FPM DRAM (Fast Page Mode Random Access Memory)

FPM DRAM adalah RAM yang paling pertama kali ditancapkan pada slot memori 30 pin motherboard komputer. RAM ini dapat kita temui pada komputer tipe 286 dan 386. Memori jenis ini sudah tidak lagi diproduksi.

b. EDORAM (Extended Data Out Random Access Memory)

EDORAM adalah jenis RAM yang dapat menyimpan dan mengambil isi memori secara bersamaan, sehingga kecepatan baca tulisnya pun menjadi lebih cepat EDORAM umumnya digunakan pada PC terdahulu sebagai pengganti FPM RAM:

c. SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory)

SDRAM adalah jenis RAM dinamis yang kemampuan kecepatannya lebih cepat dari pada EDORAM dan kepingannya terdiri dan 168 pin. RAM ini disinkronisasi oleh jam sistem dan cocok untuk sistem dengan bus yang memiliki kecepatan sampai 100 MHz.

d. RDRAM (Rambus Dynamic Random Acces Memory)

RDRAM adalah salah satu tipe dari RAM dinamis sinkron yang diproduksi oleh Rambus Corporation menggunakan kecepatan bus sebesar 800MHz tetapi memiliki jalur data yang sempit (8 bit). RDRAM memiliki memory controller yang canggih sehingga tidak semua motherboard bisa mendukungnya. Contoh produk yang memakainya adalah 3dfx sen Voodoo4.

e. NVRAM (Non-Volatile Random Access Memory)

NVRAM adalah jenis RAM yang menggunakan baterai litium di dalamnya sehingga data yang tersimpan tidak akan hilang meskipun catu daya dimatikan.

f. PCMCIA (Personal Computer Memory Card International Association)

PCMCIA adalah salah satu kartu memori pertama yang dibuat pada tahun 1990an dan setelah berkembang jenis dan modelnya, kini dipakai khusus sebagai perangkat koneksi pada notebook, misalnya sebagai modem untuk melakukan koneksi intemet melalui frekuensi GSM atau CDMA, dan wireless card.

B. Rangkaian EPROM ( Erasable Programmable Read-Only Memory)

EPROM adalah sebuah cip yang bisa diprogram dan mampu menyimpan data. Cip tersebut besi data (program-program) yang diiskian oleh pengguna ke EPROM tersebut. satu-satunya cara untuk menghapus data pada EPROM adalah dengan menggunakan sinar ultraviolet.

EPROM merupakan jembatan/penengah antara hardware dan software, sebagai contoh EPROM salah satu cip BIOS (Basic Input Output System) pada motherboard komputer.

BAB II : Media Penyimpanan Data Eksternal

BAB II : Media Penyimpanan Data Eksternal

Siskom

Tanya Januari 23, 2020 Add Comment

BAB II 

Media Penyimpanan Data Eksternal

A. Magnetic Disk


    Magnetic Disk merupakan piranti penyimpanan sekunder yang paling banyak
dijumpai pada sistem komputer modern. Disk adalah sebuah piringan bundar yang dibuat
dari logam atau plastic yang dilapisi dengan bahan yang dapat dimagnetisasi. Data yang
dikirim akan direkam di atasnya dan kemudian dapat dibaca dari disk dengan
menggunakan kumparan penginduksi (conducting coil) yang dikenal dengan sebutan head.
Selama operasi pembacaan dan penulisan, headakan bekerja dengan sifat stasioner,
sedangkan piringan berputar dibawah head tersebut.

    Pada saat disk digunakan, motor drive berputar dengan kecepatan yang sangat
tinggi (biasanya 60 - 100 putaran per detik). Mekanisme penulisan berdasarkan pada
medan magnet yang dihasilkan oleh arus listrik yang mengalir melalui sebuah kumparan,
tegangan dikirim ke head, dan pola magnetik direkam pada permukaan di bawahnya,
dengan pola yang berbeda di dalam kumparan yang dihasilkan oleh medan listrik yang
bergerak relatif terhadap kumparan. Pada saat disk melintasi bagian bawah head, maka
permukaan disk mengeluarkan arus yang mempunyai polaritas yang sama dengan polaritas
waktu merekam pada disk tersebut.

    Lebar piringan disk berkisar antara 1,8 sampai 14 inci. Disk yang berukuran besar
terdapat pada sistem-sistem yang besar karena daya simpannya juga sengat besar dan
proses transfer datanya yang tinggi. Disk yang kecil biasanya dipakai pada PC (personal
computer).

    Gambar di atas menjelaskan layout pada hard disk, track yang ada dipisahkan oleh gap (pada gambar yang terdapat garis putus-putus). Gap mencegah error akibat melesetnya head atau interferensi medan magnet. Track dan sector merupakan salah satu komponen dan magnetic disk.

    Sebuah disk magnetik terdiri dari satu atau lebih piringan aluminium dengan sebuah
lapisan yang dapat melekat. Awalnya piringan-piringan ini berdiameter 50 cm, namun kini
diameternya hanya 3 – 12 cm, dengan piringan untuk komputer-komputer notebook telah
berdiameter kurang dari 3 cm dan masih dapat lebih kecil lagi. Sebuah head disk yang
berisi sebuah koil induksi menggantung di atas permukaan, yang tertahan pada sebuah
buntalan udara (kecuali untuk floppy disk, dimana head disk ini menyentuh permukaan).
Ketika sebuah arus positif atau negatif melewati head tersebut, arus tersebut menarik
permukaan di bawah head itu, dengan menyatukan partikel-partikel magnetik yang
menghadap ke kiri atau menghadap ke kanan, tergantung pada polaritas arus drive
tersebut. Ketika head tersebut melewati daerah yang bermagnet, sebuah arus positif dan
negatif dimunculkan pada head tersebut, yang memungkinkannya untuk membaca kembali
bit-bit yang telah disimpan sebelumya. Jadi ketika piringan itu berputar di bawah head disk,
serangkaian bit-bit dapat ditulis dan kemudian dibaca kembali. 

    Urutan melingkar bit-bit yang ditulis ketika disk melakukan sesuatu putaran penuh
disebut track. Setiap track dibagi ke dalam sektor-sektor yang memiliki panjang tetap, yang
berisi 512 byte data, yang didahului oleh sebuah permulaan yang memungkinkan head disk
disinkronisasikan sebelum menulis atau membaca. Setelah data adalah Error-Correcting
Code (ECC), entah itu sebuah kode Hamming, atau lebih umum lagi, sebuah kode yang
dapat mengoreksi berbagai macam kesalahan yang disebut kode Reed-Solomon. Antara
sektor-sektor yang berurutan terdapat sebuah gap antarsektor kecil. Beberapa perusahaan
pembuat komputer membuat kapasitas-kapasitas disk mereka dalam keadaan tidak diformat (seolah-olah setiap track hanya berisi data), anmun suatu ukuran yang sebenarnya adalah kapasitas yang telah diformat, yang tidak memasukkan permulaan, ECC dan gapgap sebagai data. Kapasitas yang telah diformat biasanya sekitar 15 persen lebih rendah daripada kapasitas yang tidak diformat.

    Semua disk memiliki lengan-lengan yang mampu bergerak keluar-masuk pada kumparan dan piringan yang berputar sehingga terbentuk jarak-jarak radial yang berbeda. Pada setiap jarak radial, sebuah track berbeda dapat ditulis. 

    Densitas bit linier pada lingkaran track tersebut berbeda dari densitas bit radial. Densitas ini ditentukan sebagian besar oleh kebersihan permukaan dan kualitas udara yang mendukung. Sebagian besar disk terdiri dari banyak piringan yang disusun secara vertikal. Setiap permukaan memiliki lengan dan headnya sendiri. Seluruh lengan disatukan sehingga dapat bergerak ke posisi-posisi radial berbeda sekaligus. Kumpulan track-track pada suatu posisi radial tertentu disebut silinder.

    Kinerja disk tergantung pada berbagai macam faktor. Untuk membaca atau menulis sebuah sektor, pertama-tama lengan harus digerakkan ke posisi radial sebelah kanan. Gerakan ini disebut sebagai sebuah pencarian. Waktu pencarian rata-rata (antara tracktrack acak) berkisar dalam jangka 5 sampai 15 msec, meskipun pencarian antara tracktrack yang berurutan kini kurang dari 1 msec. Setelah head berada pada posisi radial, terjadi suatu penundaan, yang disebut latensi rotasi, sampai sektor yang diinginkan berotasi di bawah head itu. Sebagian besar disk berotasi pada 3600, 5400, atau 7200 RPM, sehingga penundaan rata-rata (separuh rotasi) adalah 4 sampai 8 msec.

    Penting untuk dikemukakan bahwa disebabkan karena permulaan, ECC, jarak antarsektor, waktu pencarian, dan latensi rotasi, terdapat perbedaan besar antara kecepatan picu maksimun sebuah drive dengan kecepatan tetap maksumun. Kecepatan picu maksimun adalah tingkat kecepatan data setelah head melewati bit data pertama. Komputer harus mampu menangani data yang muncul dengan kecepatan ini. Tetapi, drive hanya dapat mempertahankan kecepatan tersebut untuk satu sektor.

    Ketika disket berotasi pada kecepatan 60 hingga 120 revolusi/detik, disket tersebut menjadi panas dan memuai, sehingga mengubah geometri fisiknya. Beberapa drive perlu menyesuaikan kembali mekanisme-mekanisme posisinya secara berkala untuk mengimbangi pemuaian ini. 

B. Teknologi RAID ( Redundant Array of Independent Disks )



Pengertian RAID (Redundant Array of Independent Disks) 

    RAID (Redundant Array of Independent Disks) atau dalam bahasa indonesia
penyimpan data redundan yaitu sebuah teknologi dalam penyimpanan data yang
digunakan untuk meminimalkan kesalahan pada saat penyimpanan dan pembacaan data
dengan menggunakan redundansi (penumpukan data) dengan menggunakan perangkat
lunak atau menggunakan hard disk itu sendiri. Pola RAID terdiri atas enam level dan level
nol sampailima. Level ini tidak mengartikan hubungan hierakis (urutan tingkat) namun
penandaan arsitektur rancangan yang berbeda yang mempunyai tiga karakteristik umum :
a. RAID merupakan sekumpulan disk drive yang dianggap oleh sistem operasi sebagai
sebuah drive logical tunggal.
b. Data didistribusikan (disalurkan) ke drive fisik.
c. Kapasitas redundant disk digunakan untuk menyimpan informasi paritas (penggunaan
sandi),yang menjamin pemulihan data ketika terjadi kegagalan disk.

 Level RAID

a. RAID level 0

    RAID 0 merupakan non-redundant disk array, tidak memiliki redundansi sama sekali.
skema ini memberikan peningkatan performa dan penambahan media penyimpanan
namun tanpa toleransi fault. Semakin banyak disk yang digunakan semakin besar pula
kemungkinan disk failurnya. peningkatan bandwidth namun memiliki resiko kehilangan
data yang lebih besar. Biasanya digunakan untuk komputer yang membutuhkan performa

dan kapasistas yang besar, bukan reliabilitas, seperti pada lingkungan super-computing.

    RAID 0 yang dikenal juga dengan metode striping digunakan untuk mempercepat kinerja hard disk. Kapasitas total hard disk pada metode ini adalah jumlah kapasitas hard disk pertama ditambah hard disk kedua. Metodenya dilakukan dengan cara membagi data secara terpisah ke dua hard disk.

b. RAID level 1

    Skema yang digunakan pada RAID 1 adalah mirrorring. data yang dituliskan pada

satu drive akan diduplikasi atau dituliskan juga pada drive lainnya. pada umumnya skema

ini diterapkan dengan 2 harddisk/diskdrive tapi aplikasi mengunakan 3 atau lebih disk drive

juga memungkinkan. dengan skema ini didapatkan data yang reliable, kerusakan pada

satu disk tidak akan mempengaruhi disk yang lain, sistem akan tetap bekerja selama salah

satu disk berada dalam kondisi yang baik. kekurangannya adalah penurunan performa

pada penulisan data. 

    Metodenya dilakukan RAID 1yaitu dengan cara menyalin isi hard disk pertama ke hard disk kedua. Jadi, apa yang ditulis pada hard disk pertama juga akan ditulis di hard disk kedua. Apabila salah satu hard disk rusak, maka data pada hard disk yang satunya masih ada.

c. RAID level 2

    RAID level 2 pada level ini, menggunakan teknik akses paralel, seluruh anggota disk

berpartisipasi dalam mengeksekusi setiap request I/O. Umumnya, pemutaran setiap drive

disinkronisasikan sehingga seluruh head disk selalu berada pada posisi yang sama pada

setiap disk yang terdapat pada array.

     Pada RAID 1.evel 2 digunakan striping data, dengan RAID level 2 code errorcorrecting dihitung melalui semua bit-bit yang bersangkutan pada setiap disk data. RAID Level 2 hanya akan menjadi pilihan yang tepat untuk lingkungan yang sering mengalami disk error.

    Pada RAID2 data di stripe untuk beberapa disk dengan putaran disk yang sama, masing-masing bit data dimasukkan kedalam masing-masing disk, disertai dengan parity yang digunakan untuk melakukan identifikasi disk yang error/salah dan melakukan error recovery.

d. RAID level 3

    Pada level ini pengorganisasian sama dengan pada level 2. Perbedaan yang

mendasar adalah level 3 hanya mebutuhkan disk redundant tunggal, tidak bergantung

pada besarnya array disk. 

e. RAID level 4

    RAID level 4 menggunakan konsep yang sama dengan RAID level 3 hanya saja

pada RAID 4 striping dilakukan pada blok-blok yang ukurannya didefinisikan dalam stripesize. ukuran masing-masing blok pada umumnya dalam satuan KiB. Stripe size yang ada

biasanya dalam rentang 2KiB hingga 512 Kib, dengan ukuran yang diijinkan adalah dalam

2 pangkat x, (2, 4, 8, ... ) KiB.

f. RAID level 5

    RAID 5 mirip dengan RAID 4 dalam skema blok stripingnya, namun RAID 5

menggunakan parity yang didistribusikan ke dalam tiap disk, tentu saja untuk

menghilangkan bottleneck yang mungkin timbul pada skema RAID 4. Skema ini memiliki

performa yang paling baik untuk request pembacaan file kecil dan penulisan file yang

berukuran besar. peningkatan performa pembacaan karena semua disk dapat

berkontribusi dalam pengaksesan. Kekurangan dari skema ini adalah pada penulisan file

berukuran kecil karena proses read, modify, write yang terjadi untuk penulisan file kecil.

g. RAID level 6

    RAID level 6 disebut juga redundansi P + Q. Mirip seperti RAID level 5, tetapi

menyimpan informasi redundan tambahan untuk mengantisipasi kegagalan dan beberapa

disk sekaligus.RAID level 6 melakukan dua perhitungan paritas yang herbeda, kemudian

disimpan di dalam blok-blok yang terpisah pada disk-disk yang berbeda. Jadi, jika disk

data yang digunakan sebanyak n buah disk, maka jumlah disk yang dibutuhkan untuk

RAID level 6 ini adalah n + 2 disk. Keuntungan dari RAID level 6 ini adalah kehandalan

data yang sangat tinggi, karena untuk menyebabkan data hilang, kegagalan harus terjadi

pada tiga buah disk dalam interval rata-rata untuk perbaikan data (Mean Time To Repair

atau MTTR).

h. RAiD level 0 + I dan I + 0

   RAID level 0 + 1 dan 1 + 0 ini merupakan kombinasi dan RAID level 0 dan 1.

RAID Level 0 memiliki kinerja yang baik, sedangkan RAID level 1 memiliki kehandalan.

Namun, dalam kenyataannya kedua hal ini sama pentingnya. Dalam RAID 0 + 1,

sekumpulan disk di-strip,kemudian strip tersebut di-mirror ke disk-disk yang lain,

menghasilkan strip-strip data yang sama. Kombinasi Iainnya yaitu RAID 1 + 0, di mana

disk-disk di-mirror secara berpasangan,dan kemudian hasil pasangan mirromya di-strip.

RAID 1 + 0 ini mempunyai keuntungan lebih dibandingkan dengan RAID 0 + 1. Sebagai

contoh, jika sebuah disk gagal pada RAID 0 + 1, seluruh strip-nya tidak dapat diakses,

hanya sebagian strip saja yãng dapat diakses, sedangkan pada RAID 1 + 0, disk yang

gagal tersebut tidak dapat diakses, tetapi pasangan mirror-nya masih dapat diakses, yaitu

disk-disk selain dan disk yang gagal.

C.Optical Disk

    Optical disc (piringan optik) adalah sebuah perangkat keras yang menggunakan sinar laser ataugelombang elektromagnetik bertenaga rendah untuk melakukan proses pembacaan (reading) dan optical disc dan juga pada penulisan (writing) data. Optical disc dapat menampung data hingga ratusan bahkan ribuan kali daya tampung disket. Piringan optik dapat berupa CD atau DVD. Beberapa drive hanya bisa membaca data pada disk, namun teknologi saat ini memperbolehkan sebuah drive untuk melakukan pembacaan maupun penulisan pada drive.

 Ciri-Ciri Optical Disc

a. Menggunakan laser untuk membaca data

b. Dapat digunakan untuk menyimpan data yang volumenya sangat besar

c. Dapat membaca dengan cepat

Jenis-Jenis Optical Disc

Teknologi dan jenis-jenis dari optical disc bermacam-macam tergantung dari bahan

pembuatannya maupun perkembangan teknologi terbarunya. Ada beberapa Jenis optical disc

saat ini, dimulai dari CD, DVD, Blu-ray, hingga saat ini ada yang terharu dan optical disc yaitu

FM Disc. Berikut penjelasan jenis-jenis optical disc :

a.Compact Disc (CD)

    CD (compact disc) atau laser optical disc merupakan jenis piringan optik generasi

pertama kali yang muncul sebelum adanya DVD). Pembacaan dan penulisan data pada

piringan ditangani melalui sinar laser. 

    Di pasaran terdapat sedikitnya tiga macam CD berbeda yang ditawarkan sesuai dengan kebutuhan, yaitu CD-ROM,CD-WORM, dan CD-Rewriteable.

b. DVD (Digital Video Disc)

DVD adalah generasi selanjutnya dan teknologi penyimpanan dengan menggunakan

media optical disc. DVD memiliki kapastias yang jauh lebih besar daripada CD-ROM

biasa. Perkembangan teknologi DVD-ROM pun lebih cepat dibandingkan CD-ROM.

1) Macam-macam DVD-ROM dilihat dan transfer data

a) DVD-R for General, hanya sekali penulisan

b) DVD-R for Authoring, hanya sekali penulisan

c) DVD-RAM, dapat ditulis berulang kali

d) DVD-RW, dapat ditulis berulang kali

e) DVD+RW, dapat ditulis berulang kali

f) DVD+R, hanya sekali penulisan

2) Kompatibilitas jenis recorder dengan jenis disc

a) DVD unit

b) DVD-R(G) unit 

c) DVD-R(A) unit

d) DVD-RW unit

e) DVD-RAM unit

f) DVD+RW unit

g) DVD-ROM

3) Kemampuan DVD dilihat dari jenisnya

a) Single-side, single layer kapasitas 4,7 GB
b) Double-side, single layer kapasitas 8,5 GB
c) Single-sided, double layer kapasitas 9,4 GB
d) Double-sided, double layer kapasitas 17 GB

c. Blu-ray Disc

    Blu-ray merupakan sebuah format optik yang berfungsi untuk menyimpan media
digital, temiasuk video berkapasitas tinggi. Teknologi Blu-ray adalah format disc optik
yang merupakan perkembangan dan CD dan DVD.

    Selain itu, spesifikasi Blu-ray dalam kecepatan membaca tiga kali lipat lebih cepat dibandingkan DVD. 

d. Fluorescent Multilayer Disc (FM Disc)

    Fluorescent Multilayer Disc (FM Disc) merupakan jenis optical disc yang dapat

menampung data berkapasitas 140 GB sekaligus, derigan kecepatan baca data sampai

1 GB per detik. FM Disc berbeda dengan optical disc lainnya yang beredar saat ini. 

 Keistimewaan Fluorescent Multilayer Disc

1.) Multilayer

Masing-masing kepingan memiliki lebih dari satu layer atau lapisan. Bahkan lebih

dari 10 lapisan sekaligus. Tepatnya adalah 12 lapisan pada FM Disc yang

dikembangkan pada tahap awal.

2.) Aplikasi

Banyak sekali aplikasi yang dapat menggunakan teknologi ini, seperti game, musik,

film, dandata pekerjaan. Satu keping FM Disc bisa menampung Iebih dan 10 film

DVD.

Jenis-Jenis FMD 

1) FM Disc ROM

FM Disc ROM banyak digunakan untuk kepentingan produksi, baik film maupun

piranti lunak. Kapasitas penyimpanan yang besar membuat kualitas film menjadi

lebih baik. Kehadirannya sangat berpengaruh khususnya untuk piranti lunak

seperti game console dan piranti lunak lainnya.

2) FM Disc WORM (Write Once Read Many)

FM Disc WORM merupakan kepingan yang dapat diisi dengan sendiri. optical

disc inilah yang nantinya dipergunakan sebagai media back-up.

3) FM Card atau Clear Card

D. Pita Magnetic

    Pita magnetik (mangnetic tape) adalah media penyimpanan yang terbuat dan campuran plastik dan ferric oxide yang berfungsi untuk merekam serta menyimpan informasi. Pita magnetik mempunyai kecepatan putar sebesar 18,75-200 inci per detik. Data yang disimpan dalam magnetic tape umumnya adalah data yang tidak memerlukan perubahan serta backup data.

Lapisan Dasar

    Media penyimpanan pita magnetik (magnetic tape) terbuat dari bahan magnetik

yang dilapiskanpada plastik tipis, seperti pita pada kaset. 

Fungsi Magnetic Tape

    Fungsi-fungsi magnetic tape adalah media penyimpanan, alat input / output, merekam

audio, video, atau sinyal

Cara Kerja Magnetic Tape

    Data digital pada pita magnetik direkam dengan media tape recorder secara

berurutan menggunakan drive khusus untuk masing-masing jenis pita magnetik sebagai

titik-titik magnetisasi pada lapisan peroksida. 

Proses Penyimpanan

    Pada proses penyimpanan dan pembacaan data, kepala pita (tape head) harus
menyentuh media, sehingga dapat mempercepat kinerja pita. Data pada pita magnetik
direkam secara berurutan dengan menggunakan drive khusus untuk masing-masing
jenis pita magnetik. Karena perekaman dilakukan secara bersamaan maka untuk
mengakses data yang kebetulan terletak di tengah, drive terpaksa harus memutar
gulungan pita, hingga head mencapai tempat data tersebut.

Sistem Block pada Magnetic Tape

a. Data yang dibaca dari atau ditulis ke tape dalam suatu grup karakter disebut block.
Suatu block adalah jumlah terkecil dari data yang dapat ditransfer antara secondary
memory dan primary memory pada saat akses. Sebuah block dapat terdiri dan satu
atau lebih record. Sebuah block dapat merupakan physical record.
b. Di antara 2 block terdapat ruang yang kita sebut sebagai gap (inter block gap)

Keuntungan Penggunaan Magnetic Tape

a. Panjang pita yang ukurannya 600, 800 m bahkan lebih, memungkinkan panjang
rekaman (durasi) tidak terbatas.
b. Kepadatan data tinggi.
c. Volume penyimpanan datanya besar dn harganya murah.
d. Kecepatan transfer data tinggi.
e. Sangat efisien bila semua atau kebanyakan record dan sebuah tape file memerlukan
pemrosesan seluruhnya.

Keterbatasan Magnetic Tape

Keterbatasan magnetic tape adalah antara lain sebagai berikut.
a. Akses langsung terhadap record data lambat.
b. Kurang ramah lingkungan.
c. Memerlukan penafsiran terhadap mesin.
d. Proses harus sequential (artinya penyimpanan maupun pembacaan dilakukan secara
berurutan).

 Jenis-Jenis Magnetic Tape

a.Reel to Reel Tape
b.Catrige Tape
c.Cassette Tape

E. Hierarki dan Karakteristik Sistem Memori

Inboard Memori

Inboard memori dibagi menjadi 3:
a. Register Memori
b. Cache Memory
c. Memori Utama

Inboard Memori

a. Register Memori

Merupakan jenis memori dengan kecepatan akses yang paling cepat, memori ini terdapat pada CPU, prosesor. Contoh: Register Data, Register Alamat, Stack Painter Register, Memori AddresRegister, dan Instruction Register.

b. Cache Memory

Merupakan memori berkapasitas kecil yang lebih mahal dan memori utama. Cache memory terletak antara memori utama dan register pemroses, berfungsi agar pemroses tidak Iangsung mengacu pada memori utama agar kinerja dapat ditinggikan.

c. Memori Utama

Memori utama adalah memori yang berfungsi untuk menyimpan data dan program. Jenis memori utama adalah sebagai berikut :

1) ROM (Read Only Memory)

yaitu memori yang hanya bisa dibaca data atau programnya. Pada PC, ROM terdapat pada BiOS (Basic input Output System) yang terletak pada motherboard yang berfungsi untuk men-setting periferal yang ada pada sistem. Contoh: AMIBIOS, AWARD BIOS, dan Phoenix Bios. ROM untuk BIOS beragam jenis di antaranya jenis Flash EEPROM BIOS yang memiliki kemampuan dapat diganti programnya dengan software yang disediakan oleh perusahaan pembuat motherboard. Pada umumnya penggantian tersebut untuk peningkatan unjuk kerja dari periperal yang ada di motherboard.

2) RAM (Random Acces Memory)

yang memiliki kemampuan untuk diubah data atau program yang tersimpan di dalamnya. Ada beberapa jenis RAM yang ada di pasaran saat ini:

a) SRAM          

b) EDORAM

c) SDRAM  

d) DDRAM

e) RDRAM

f) VGRAM           

Outboard Storage

a. Magnetic Disk

Outboard storage yang terbuat dan satu atau lebih piringan yang bentuknya seperti piringan hitam yang terbuat dan metal atau dari plastik dan permukaannya dilapisi dengan magnet iron-oxide, serta memiliki read/write protect notch (lubang proteksi baca dan tulis).

b. Hard Disk

Terbuat dari piringan keras dari bahan alumunium atau keramik yang dilapisi dengan zat magnetik. Saat ini komputer telah menggunakan kapasitas hard disk hingga 500 gigabyte lebih.

sekian dan terima kasih.

BAB 1 : Arsitektur dan Organisasi Komputer

BAB 1 : Arsitektur dan Organisasi Komputer

Siskom

Tanya Januari 08, 2020 Add Comment

BAB 1
Arsitektur dan organisasi komputer

A. Pengertian Arsitektur Komputer dan Organisasi Komputer

   Arsitektur komputer adalah konsep perencanaan dan struktur pengoperasian dasar dan suatu sistem komputer.

   Arsitektur komputer juga dapat didefinisikan dan dikategorikan sebagal ilmu dan sekaligus seni mengenai cara menghubungkan komponen-komponen perangkat keras untuk dapat menciptakan sebuah komputer yang memenuhi kebutuhan fungsional, kinerja, dan target biayanya.

   Arsitektur komputer mempelajari komponen-komponen sistem komputer yang terkait dengan pemprograman, dan memiliki dampak langsung pada perintah logis sebuah program.Arsitektur komputer paling tidak mengandung 3 subkategori sebagai berikut : 

a. Set instruksi (ISA) 

b. Arsitektur mikro dari ISA, dan 

c. Sistem desain dari seluruh komponen dalam perangkat keras komputer ini.

   Organisasi komputer adalah bagian yang terhubung dengan komponen-komponen pelaksanaan dan interkoneksi antarkomponen penyusun sistem komputer dalam melaksanakan aspek arsitekturalnya. 

   Contoh aspek organisasional adalah teknologi hardware, perangkat antarmuka, teknologi memori, dan sinyal-sinyal kontrol. Sementara itu, arsitektur komputer lebih cenderung pada kajian komponen-komponen sistem komputer yang terkait dengan seorang pemprogram.

C. Perbedaan Arsitektur dan Organisasi Komputer

    Arsitektur komputer cenderung berkaitan dengan komponen sistem komputer yang terkait dengan pemprogram dan memiliki dampak langsung pada perintah logis sebuah program. 

    Sementara itu organisasi komputer mempelajari bagian yang terkait dengan unit operasional komputer dan hubungan antara komponen sistem komputer dan interkoneksi yang merealisasikan penjelasan arsitektural.

Perbedaaan utamanya adalah sebagai berikut :

a. Organisasi komputer: bagian yang terkait erat dengan komponen-komponen operasional.

Contoh: teknologi hardware, perangkat antarmuka, teknologi memori, sistem memori, dan sinyal-sinyal kontrol.

b. Arsitektur komputer: kelengkapan sistem komputer yang terkait dengan kegiatan pemrograman. 

Contoh: Set instruksi, aritmetika yang dipergunakan, teknik pengalamatan, mekanisme I/O.

    Arsitektur komputer merujuk pada atribut-atribut dari sistem tata terlihat atau, dengan kata lain, atribut-atribut yang memiliki dampak langsung pada eksekusi logis dari sebuah program. Arsitektur komputer merujuk pada unit operasional dan interkoneksi mereka yang menyadari spesifikasi arsitektur.

    Sebagai contoh, ini adalah masalah desain arsitektur apakah komputer akan memiliki instruksi multiply. Ini adalah masalah orgnizational apakah instruksi yang akan dilaksanakan oleh unit kalikan khusus atau dengan mekanisme yang menggunakan berulang unit add sistem. 

     Dalam kelas komputer yang disebut mikrokomputer, hubungan antara arsitektur dan organisasi sangat dekat. Perubahan teknologi tidak hanya mempengaruhi organisasi, tetapi juga mengakibatkan pengenalan arsitektur yang lebih kuat dan lebih kompleks.

D. Struktur dan Function

    Sebuah komputer adalah sebuah sistem yang kompleks; komputer kontemporer mengandung jutaan komponen elektronik dasar. Kuncinya adalah untuk mengenali sifat hirarkis sistem yang paling kompleks, termasuk komputer.

    Sifat hirarkis sistem yang kompleks sangat penting untuk kedua desain dan deskripsi mereka. Perancang hanya perlu berurusan dengan tingkat tertentu dari sistem pada suatu waktu. 

    Pada setiap tingkat, desainer yang bersangkutan dengan struktur dan fungsi:

Struktur : cara di mana komponen yang saling terkait

Fungsi : operasi masing-masing komponen sebagai bagian dari struktur Dalam hal deskripsi, kita memiliki dua pilihan: mulai dari bawah dan membangun untuk keterangan lengkap, atau dimulai dengan pandangan atas dan membusuk sistem kesubparts nya. Bukti dari sejumlah bidang menyarankan bahwa pendekatan topdown adalah jelas dan paling efektif.  

1. Fungsi

Kedua struktur dan fungsi Computerr sebuah, pada dasarnya, sederhana. Secara

umum, hanya ada empat:

- Pengolahan data

- Penyimpanan data

- Gerakan data

- Kontrol

2. Struktur

Komputer berinteraksi dalam somer fashion dengan lingkungan eksternalnya.

Secara umum, semua hubungan terhadap lingkungan eksternal dapat diklasifikasikan

sebagai perangkat periferal atau jalur komunikasi. Kami akan memiliki sesuatu untuk

dikatakan tentang kedua jenis hubungan.

Ada empat komponen struktural utama:

- Satuan pengolahan Tengah (CPU): Mengontrol operasi komputer dan melakukan

fungsi pengolahan data; sering hanya disebut sebagai prosesor

- Memori utama: Data Toko

- I / O: Data bergerak antara komputer dan lingkungan eksternal

- Sistem interkoneksi: Beberapa mekanisme yang menyediakan untuk komunikasi

antara CPU, memori utama, dan I / O

Mungkin ada satu atau lebih dari masing-masing komponen tersebut. Secara

tradisional, telah ada hanya satu CPU. Dalam beberapa tahun terakhir, telah terjadi

peningkatan penggunaan beberapa prosesor dalam satu komputer. Beberapa isu yang

berkaitan dengan desain prosesor ganda muncul dan dibahas sebagai hasil teks; Bagian

Kelima berfokus pada komputer tersebut.

Masing-masing komponen akan diperiksa secara rinci dalam Bagian Kedua.

Namun, untuk tujuan kita, yang paling menarik dan dalam beberapa hal komponen yang

paling kompleks adalah CPU. Its komponen struktural utama adalah sebagai berikut:

- Unit Control: mengontrol operasi CPU

- Aritmatika dan logika Unit (ALU): Melakukan fungsi pengolahan data komputer

- Register: menyediakan penyimpanan internal ke CPU

- CPU interkoneksi: beberapa mekanisme yang menyediakan untuk komunikasi

antara unit kontrol, ALU, dan register

A. Struktur Dasar Komputer

    Struktur dasar komputer mempelajari tentang bagaimana cara dari tiap komponen saling berkaitan. Fungsi komputer menjelaskan operasi masing-masing komponen sebagai bagian dari struktur.

1. Central Processor Unit (CPU)

    CPU berfungsi sebagai pengontrol operasi komputer dan sebagai pusat kegiatan dan pengolahan. Otak dalam CPU cukup disebut sebagai prosesor.

1) Struktur Utama CPU

a) Program Control Unit, bertugas untuk mengontrol operasi CPU secara

keseluruhan dan mengontrol operasi CPU sehingga terjadi kesamaan kerja

antarkomponen dalam menjalankan fungsi operasinya. Termasuk dalam tanggungjawab

unit kontrol adalah mengambil instruksi instruksi dari memori utama dan menentukan jenis

instruksi tersebut.

b) Arithmetic And Logic Unit (ALU), berfungsi untuk membentuk fungsi pengolahan

data komputer. ALU sering disebut mesin bahasa karena bagian ini mengerjakan instruksiinstruksi bahasa mesin yang diberikan padanya. Seperti istilahnya, ALU terdiri dari dua

bagian, yaitu unit aritmetika dan unit logika yang masing-masing memiliki penjelasan tugas

tersendiri.

c) Register, adalah media penyimpan internal CPU yang digunakan saat proses

pengolahan data. Memori ini bersifat sementara, biasanya digunakan untuk menyimpan

data saat diolah ataupun data untuk pengolahan selanjutnya.

d) CPU Interconnection, adalah sistem koneksi dan bus yang menghubungkan

komponen internal CPU, yaitu ALU, unit kontrol dan register-register dan juga dengan busbus eksternal CPU yang menghubungkan dengan sistem lainnya, seperti memori utama,

perangkat input/ output.

2. Memori Utama

1) RAM (Random Access Memory)

    RAM adalah memori yang dapat dibaca atau ditulis. Data dalam sebuah RAM bersifat volatile, artinya data akan terhapus bila arus Iistrik mati. Karena sifat RAM yang volatile ini, maka program komputer tidak tersimpan di RAM.

Jenis RAM sangat bervariasi, di antaranya:

a) DRAM (Dynamic RAM) adalah jenis RAM yang secara berkala harus

diperbarui oleh CPU agar data yang terkandung di dalamnya tidak hilang.

b) SDRAM (Synchronous Dynamic RAM) adalah jenis RAM yang paling umum

digunakan pada PC masa sekarang. RAM ini disinkronisasi oleh jam sistem

dan memiliki kecepatan lebih tinggi dan pada DRAM.

c) SRAM (Static RAM) adalah jenis memori yang tidak perlu pembaruan oleh

CPU agar data yang terdapat di dalamnya tetap tersimpan dengan baik.

RAM jenis ini memiliki kecepatan lebih tinggi dan pada DRAM.

d) RDRAM (Rambus Dynamic RAM) adalah jenis memori yang lebih cepat dan

lebih mahal dari pada SDRAM.

e) EDORAM (Extended Data Out RAM) adalah jenis memori yang digunakan

pada sistem yang menggunakan Pentium.

f) DDR (Double Data Rate) tipe RAM yang menggunakan teknologi double

clock cycle. DDR sekarang sudah semakin berkembang dengan munculnya

DDR2 dan DDR3 yang memiliki kecepatan yang sangat tinggi.

2) ROM (Read Only Memory) 

    ROM adalah memori yang hanya dapat dibaca. Data yang tersimpan dalam ROM bersifat non volatile, artinya data tidak akan terhapus meskipun arus listrik mati. Karena sifatnya yang demikian, maka ROM dipergunakan untuk menyimpan program. 

3. Input/Output

    Input/Output berfungsi memindahkan data dari/ke lingkungan luar atau perangkat lainnya Sistem komputer membutuhkan perantara I/O. 

1) Perangkat Input dan Cara Kerjanya

    Alat input Iangsung adalah alat yang inputnya Iangsung diproses oleh alat pemroses, sedangkan alat input tidak Iangsung prosesnya melalui media tertentu sebelum suatu input diproses oleh alat pemroses.

a) Keyboard

Keyboard adalah suatu alat input yang memiliki berbagai macam tombol dengan

setiap tombol memiliki fungsi yang berbeda-beda. Dalam hal ini, fungsi keyboard ini

sendiri sangat tergantung dan tombol-tombolnya. Setiap tombol merepresentasikan

karakter tertentu.

b) Mouse

 Mouse adalah alat yang digunakan untuk memasukkan perintah ke dalam komputer dengan cara menggesernya.Pergeseran ini menggerakkan pointer.

c) Scanner

 Scanner adalah suatu alat clektronik yang fungsinya mirip dengan mesin fotokopi. Mesin fotokopi hasilnya dapat langsung kita lihat pada kertas sedangkan scanner hasilnya ditampilkan pada layar monitor komputer atau disimpan di memori. Hasil ini dapat diubah dan dimodifikasi sehingga tampilan dan hasil akhirnya menjadi bagus yang kemudian dapat disimpan sebagai file teks, dokumen, atau gambar.

d) Mik (Mikrofon)

 

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

e) Pen Input

 Pen input adalah jenis perangkat input yang berfungsi sebagai pengganti pena untuk menulis maupun menggambar. Hal ini untuk memudahkan pekerjaan para desainer grafik agar lebih mudah untuk menggambar di komputer ketimbang menggunakan mouse. Biasanya terdapat alas/pad sebagai media untuk menulis atau menggambar. 

2) Perangkat Output dan Cara Kerjanya

    Output merupakan perangkat keras komputer yang berfungsi untuk menampilkan keluaran sebagai hasil pengolahan data. Keluaran dapat berupa hard-copy (kertas), softcopy (monitor atau file), ataupun berupa suara (voice). 

    Tiga golongan pertama adalah output yang dapat digunakan langsung

oleh manusia, sedangkan golongan terakhir biasanya digunakan sebagai input untuk

proses selanjutnya dari komputer.

a) Hard-copy device, yaitu alat yang digunakan untuk mencetak tulisan dan gambar

pada mediakeras seperti kertas atau film.

b) Soft-copy device, merupakan alat yang digunakan untuk menampilkan tulisan dan

gambar pada media lunak yang berupa sinyal elektronik. Output bentuk soft-copy

device dapat berupa video display, flat panel, dan speaker.

c) Monitor

Monitor adalah salah satu jenis soft-copy device karena keluarannya berupa sinyal

elektronik, yaitu berupa gambar yang tampil di layar monitor. 

d) Proyektor 

Komputer Berfungsi untuk menampilkan gambar/visual dan hasil pemrosesan data. Hanya saja, proyektor komputer memerlukan objek lain (layar) sebagai media penerima pancaran sinyal gambar yang dipancarkan. 

B. Fungsi Utama Komputer

    Fungsi utama sistem komputer merupakan operasi dasar dan masing-masing komponen sebagai bagian dan struktur. Pada prinsipnya fungsi utama sistem komputer sangat sederhana. Terdapat empat buah fungsi yang harus beroperasi, antara lain sebagai berikut. 

a. Pengolahan Data

Pengolahan data berfungsi mengolah kumpulan data yang menghasilkan suatu

informasi.Data yang diolah biasanya berupa dokumen, surat, kata, grafik, kondisi,

ide, objek, dan lain-laintergantung kebutuhan dan pengguna komputer tersebut.

Proses pengolahan data tersebut dilakukan oleh suatu perangkat lunak.

b. Penyimpan Data

Fungsi komputer sebagai penyimpan data yang juga berarti untuk mengamankan

data sepertidokumen, gambar, video dan lain-lain yang suatu saat nanti data

tersebut akan digunakan kembali untuk diolah. Semua data di dalam komputer

disimpan dalam sebuah hard disk. Hard disk ini sendiri juga memiliki kapasitas

memori yang berbeda-beda.

c. Pemindahan Data

Fungsi komputer sebagai pemindahan data adalah untuk mengirimkan atau

menerima datadari satu komputer ke komputer lainnya agar proses pengolahan

data lebih mudah.

d. Kendali

Fungsi komputer sebagai kendali adalah dikerjakan oleh seseorang dengan

memasukkan perintah-perintah ke dalam sistem komputer, lalu komputer akan

mengerjakan sesuai dengan perintah-periniah yang telah diinput oleh manusia.

Komputer harus dapat memproses data. Representasi data tersebut bermacammacam, tetapi nantinya harus disesuaikan dengan mesin pemrosesnya. Dalam

pengolahan data, komputer memerlukan unit penyimpanan sehingga diperlukan suatu mekanisme penyimpanan data.

A. Konsep Dasar Operasi Komputer

    Sistem Operasi komputer merupakan software pada lapisan pertama yang diletakkan pada memori komputer, (memori komputer dalam hal ini ada Hardisk, bukan memory ram) pada saat komputer dinyalakan. 

    Sistem komputer pada dasarnya terdiri dari empat komponen utama, yaitu perangkat-keras, program aplikasi, sistem-operasi, dan para pengguna. Sistem operasi berfungsi untuk mengatur dan mengawasi penggunaan perangkat keras oleh berbagai program aplikasi serta para pengguna. 

     Kata komputer awalnya dipergunakan untuk perhitungan aritmatika, tetapi kemudian lebih dikenal sebagai pengolah data. 

    Tujuan pokok dari sistem komputer adalah mengolah data untuk menghasilkan informasi. Supaya tujuan pokok tersebut tercapai, maka harus ada elemen-eletnen yang mendukungnya. Elemen-elemen dan sistem komputer adalah software, hardware dan brainware.

a. Hardware (perangkat keras) adalah peralatan di sistem komputer yang secara fisik

terlihat dan dapat dijamah, seperti monitor, keyboard, mouse dan lain-lain.

b. Software (perangkat lunak) adalah program yang berisi penintah-perintah untuk

melakukanpengolahan data, Software terdiri dari:

1) Sistem operasi: DOS, IJnux, Windows, Mac, dan lain-lain

2) Bahasa pemrograman: .Visual Basic, C++, Pascal, Java, Visual C, dan lain-lain

3) Aplikasi: MS Office, Antivirus, Winamp, Mozilla, dan lain-lain

c. Brainware adalah manusia yang terlibat dalam mengoprasikan serta mengatur system komputer.

A. Struktur Mesin Von Neumann

    Saat teknologi yang dipakai pada komputer digital sudah berganti-ganti,komputer kebanyakan masih menggunakan arsitektur milik Von Neumann,yang diusulkan pada awal 1940-an oleh John von Neumann sendiri. Mesin Von Neumann adalah arsitektur komputer yang diciptakan oleh Dr. John von Neumann (1903-1957), seorang ahli matematika kelahiran Budapest Hongaria. Arsitektur ini masih digunakan oleh hampir semua komputer

saat ini dan dengan unit sederhana ini sofware yang rumit seperti program pengolah kata dapat dibuat.

    Arsitektur Von Neumann menggambarkan komputer dengan empat bagian utama: Unit Aritmatika dan Logika (ALU), unit kontrol, memori, dan alat masukan dan hasil (secara kolektif dinamakan I/O). Bagian ini dihubungkan oleh berkas kawat, ―bus‖.

    Organisasi dan arsitektur komputer mempelajari tentang bagaimana struktur komputer dan fungsi masing-masing pembentuk struktur serta mengetahui berbagai arsitektur perancangan sistem komputer untuk mencapai kinerja yang tinggi.

B. Arsitektur Mesin Van Neumann (1952) 

    Mesin Van Neumann adalah mesin komputer pertama yang bersifat stored program. Arsitektur pada mesin ini mewakili mesin pertama dan digunakan pada komputer sekarang ini.

Lima bagian utama dan arsitektur tersebut yaitu sebagai berikut ;

a. Unit input untuk membaca data dan instruksi yang diberikan.

b. Memori utama terdiri dan 4096 word (satu word memuat 40 bit biner).

c. Arithmetic Logic Unit(ALU) sebagai bagian yang berfungsi unit pemrosesan.

d. Control Unit (CU) sebagai pengendali kerja antara komponen arsirektur.

e. Unit output untuk menampilkan hasil pengolahan data yang di lakukan ALU dan CU.

A. Generasi Pertama

a. ENIAC

    ENlAC (Eletronic Numerical Integrator And Computer) dirancang dan dibuat oleh

John Mauchlydan John Presper Eckert pada tahun 1946 di Universitas Pennsylvania.

ENIAC merupakan komputer digital elektronik untuk kebutuhan umum pertama di dunia. 

    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 penjumlahan per detik. ENIAC masih merupakan mesin desimal, representasi data bilangan dalam bentuk desimal dan arimetikanya dibuat dalam bentuk desimal.

    John Van Neumann seorang ahli matematika yang merupakan konsultan pembuatan

ENIAC pada tahun 1945 mencoba memperbaiki kelemahan komputer (Electronic ENIAC

barunya, Discrete dengan bernama Variable rancangan EDVAC Computer) dengan

konsep program tersimpan (stored-program concept) Tahun 1946 komputer

denganstored-program concept dipublikasikasikan, yang kemudian di kenal

dengan Komputer IAS (Computer of Institute for Advanced Studies). Komputer ini terdiri :

- Memori Utama, untuk menyimpan data maupun instruksi.

- Arithmetic Logic Unit (ALU), untuk mengolah data binner.

- Control Unit, untuk melakukan interpretasi instruksi – instruksi di dalam memori

sehingga adanya eksekusi instruksi tersebut.

- I/O, untuk berinteraksi dengan lingkungan luar.

    Memori IAS terdiri atas 1.000 lokasi penyimpanan yang disebut word. Word terdiri atas 40binary digit (bit).

Struktur detail komputer IAS disajikan dalam gambar diatas. Gambar ini

menjelaskan bahwa baik unit kontrol maupun ALU berisi lokasi – lokasi penyimpanan,

yang disebutregister, yaitu :

- Memory Buffer Register (MBR), berisi sebuah word yang akan disimpan di dalam

memori atau digunakan untuk menerima word dari memori.

- Memory Address Register (MAR), untuk menentukan alamat word di memori untuk

dituliskan dari MBR atau dibaca oleh MBR.

- Instruction Register (IR), berisi instruksi 8 bit kode operasi yang akan dieksekusi.

- Instruction Buffer Register (IBR), digunakan untuk penyimpanan sementara instruksi

sebelah kanan word di dalam memori.

- Program Counter (PC), berisi alamat pasangan instruksi berikutnya yang akan

diambil dari

- Accumulator (AC) dan Multiplier Quotient (MQ), digunakan untuk penyimpanan

sementara operand dan hasil ALU. Misalnya, hasil perkalian 2 buah bilangan 40 bit

adalah sebuah bilangan 80 bit; 40 bit yang paling berarti (most significant bit)

disimpan dalam AC dan 40 bit lainnya (least significant bit) disimpan dalam MQ. IAS

beroperasi secara berulang membentuk siklus instruksi. Komputer IAS memiliki 21

instruksi, yang dapat dikelompokkan seperti berikut ini :

- Data tranfer, memindahkan data di antara memori dengan register – register ALU

atau antara dua register ALU sendiri.

- Unconditional branch, perintah – perintah eksekusi percabangan tanpa syarat

tertentu.

- Conditional branch, perintah – perintah eksekusi percabangan yang memerlukan

syarat tertentu agar dihasilkan suatu nilai dari percabangan tersebut.

- Arithmetic, kumpulan operasi – operasi yang dibentuk oleh ALU.

- Address Modify, instruksi – instruksi yang memungkinkan pengubahan alamat saat

di komputasi sehingga memungkinkan fleksibilitas alamat yang tinggi pada program.

b. Komputer Komersial

    Tahun 1950 dianggap sebagai tahun kelahiran industri komputer dengan munculnya 2 perusahaan yang saat itu mendominasi pasar, yaitu Sperry dan IBM. Pada tahun 1947,Eckert dan Mauchly mcndinkan Eckerr-Mauchly Computer Corporation untuk memproduksi komputer secara komersial.

B. Generasi Kedua

a. Transistor (1955 — 1965)

    Pesatnya teknologi semikonduktor menghasilkan komponen transistor. Hal ini membawa perubahan besar pada dunia komputer. Komputer era ini tidak lagi menggunakan tabung vakum yang memerlukan daya operasional besar, tabung-tabung itu digantikan komponen kecil bernama transistor.

b. IBM 7094

    Komputer ini diluncurkan pada tahun 1962. Kemajuan IBM 7094 adalah adanya Instruction Backup Register (IBR) yang berfungsi menyangga instruksi berikutnya, sehingga komputer akan lebih cepat prosesnya.

C. Generasi Ketiga

    Pada tahun 1958 terjadi revolusi elektronika kembali, yaitu ditemukannya integrated circuit(IC) yang merupakan penggabungan komponen-komponen elektronika dalam suatu paket.

D. Generasi Keempat

    Era keempat perkembangan generasi komputer ditandai adanya VLSi. Paket VLSI dapat menampung 10.000 komponen Iebih per kepingnya dengan kecepatan operasi mencapai 100 juta operasi per detiknya.

    Masa-masa ini diawali peluncuran mikroprosesor Lntel sen 4004. Mikroprosesor 4004 dapat menjumlahkan dua bilangan 4 bit dan hanya dapat mengalikan dengan cara penjumlahan berulang.

    Tahun 1972 diperkenalkan dengan mikroprosesor 8008 yang merupakan mikroprosesor 8 bit. Mikroprosesor ini Iebih kompleks instruksinya tetapi lebih cepat prosesnya dan pendahulunya. Kemudian Bells dan HP menciptakan mikroprosesor 32 bit pada 1981, sedangkan Intel baru mengeluarkan tahun 1985 dengan mikroprosesor 80386.

E. Komputer Generasi Kelima

    Komputer generasi kelima sedang dalam pengembangan. Komponen yang dipergunakan adalah VLSI (Very Large Scale Intergration).

    Jepang adalah negara yang mempelopori perkembangan komputer generasi kelima. Suatu lembaga untuk pengembangan teknologi komputer telah didirikan di Tokyo, yaitu ICOT (Institute for New Computer Technology). Bila berhasil, komputer generasi kelima akan dapat menerjemahkan bahasa manusia, penghematan energi komputer, dapat melakukan diagnosa penyakit yang lebih akurat dan lain sebagainya.

F. Komputer Masa Depan 

    Beberapa ilmuwan komputer yakin, suatu ketika akan tercipta suatu komponen yang akan disebut dengan nama biochip, yang terbuat dari bahan protein sintesis.

Untuk selebihnya bisa tonton video di bawah ini....