Struktur Dasar Komputer & Organisasi
Komputer
Sebuah
komputer moderen/digital dengan program yang tersimpan di dalamnya merupakan
sebuah system yang memanipulasi dan memproses informasi menurut kumpulan
instruksi yang diberikan. Sistem tersebut dirancang dari modul-modul hardware
seperti :
1.
Register
2.
Elemen aritmatika dan
logika
3.
Unit pengendali
4.
Unit memori
5.
Unit masukan/keluaran
(I/O)
Komputer dapat dibagi menjadi 3 bagian utama,
yaitu :
1.
Unit pengolahan pusat
(CPU)
2.
Unit masukan/keluaran
(I/O)
3.
Unit memori
CPU
merupakan bagian fungsional yang utama dari sebuah sistem komputer, dapat
dikatakan bahwa CPU merupakan otak dari sebuah komputer. Di dalam CPU inilah
semua kerja komputer dilakukan.
Hal-hal yang perlu dilakukan CPU adalah:
1.
Membaca, mengkodekan dan
mengeksekusi instruksi program
2.
Mengirim data dari dan ke
memori, serta dari dan ke bagian input/output.
3.
Merespon interupsi dari
luar.
MEMORI
Adalah bagian fungsional komputer yang berfungsi untuk menyimpan program dan
data.
·
RAM (Random Access Memory)
Adalah
memori yang dapat dibaca atau ditulisi. Data dalam sebuah RAM bersifat
volatile, artinya data akan terhapus bila catu daya dihilangkan. Karena sifat
RAM yang volatile ini, maka program computer tidak tersimpan di RAM. RAM hanya
digunakan untuk mcnyimpaii data seinantara, yang ticlak begilu vital saal
aliran daya terpiilus.
·
ROM (Read Only Memory)
Adalah
memori yang hanya dapat dibaca. Data yang tersimpan dalam ROM bersifat
non-volatile, artinya data tidak akan lerhapus meskipun catu daya IcrpuWis.
Kaicna sil’alnya yang dcinikiaii, maka ROM dipergunakan untuk menyimpan
program. Ada beberapa tipe ROM, diantaranya ROM murni, PROM, dan EPROM.
Untuk
lebih memahami konsep komputer anda bisa perhatikan strktur organisasi komputer
berikut penjelasannya :
1.
Input Device (Alat
Masukan) Adalah perangkat keras komputer yang berfungsi sebagai alat untuk
memasukan data atau perintah ke dalam komputer
2.
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.
3.
I/O Ports, Bagian ini
digunakan untuk menerima ataupun mengirim data ke luar sistem. Peralatan input
dan output di atas terhubung melalui port ini.
4.
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.
5.
Memori, Memori terbagi
menjadi dua bagian yaitu memori internal dan memori eksternal. Memori internal
berupa RAM (Random Access Memory) yang berfungsi untuk menyimpan program yang
kita olah untuk sementara waktu, dan ROM (Read Only Memory) yaitu memori yang
haya bisa dibaca dan berguna sebagai penyedia informasi pada saat komputer
pertama kali dinyalakan.
6.
Data Bus Adalah
jalur-jalur perpindahan data antar modul dalam sistem komputer. Karena pada
suatu saat tertentu masing-masing saluran hanya dapat membawa 1 bit data, maka
jumlah saluran menentukan jumlah bit yang dapat ditransfer pada suatu saat.
Lebar data bus ini menentukan kinerja sistem secara keseluruhan. Sifatnya
bidirectional, artinya CPU dapat membaca dan menirma data melalui data bus ini.
Data bus biasanya terdiri atas 8, 16, 32, atau 64 jalur paralel.
7.
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.
8.
Control Bus digunakan
untuk mengontrol penggunaan serta akses ke Data Bus dan Address Bus. Terdiri atas
4 samapai 10 jalur paralel.
Cara Kerja Sistem Komputer :
Saat data
dan/atau instruksi dimasukkan ke processing-devices, pertama sekali diletakkan
di RAM (melalui Input-storage). apabila berbentuk instruksi ditampung oleh
Control Unit di Program-storage, namun apabila berbentuk data ditampung di
Working-storage). Jika register siap untuk menerima pengerjaan eksekusi, maka
Control Unit akan mengambil instruksi dari Program-storage untuk ditampungkan
ke Instruction Register, sedangkan alamat memori yang berisikan instruksi
tersebut ditampung di Program Counter. Sedangkan data diambil oleh Control Unit
dari Working-storage untuk ditampung di General-purpose register (dalam hal ini
di Operand-register). Jika berdasar instruksi pengerjaan yang dilakukan adalah
arithmatika dan logika, maka ALU akan mengambil alih operasi untuk mengerjakan
berdasar instruksi yang ditetapkan. Hasilnya ditampung di Accumulator. Apabila
hasil pengolahan telah selesai, maka Control Unit akan mengambil hasil
pengolahan di Accumulator untuk ditampung kembali ke Working-storage. Jika
pengerjaan keseluruhan telah selesai, maka Control Unit akan menjemput hasil
pengolahan dari Working-storage untuk ditampung ke Output-storage. Lalu
selanjutnya dari Output-storage, hasil pengolahan akan ditampilkan ke output-devices.
CARA
KERJA KOMPUTER
a.
Pemrosesan
Sebuah CPU atau singkatan dari Unit Pemproses
Pusat dalam bahasa inggrisnya central processing unit, bertugas untuk memproses
arahan, melakukan pengiraan dan mengatur lalu lintas informasi menerusi system
komputer. Unit atau perangkat pemprosesan juga akan melakukan komunikasi dengan
perangkat input, output dan penyimpanan untuk melaksanakan arahan-arahan yang
berkaitan.
Di dalam arsitektur milik bapak von Neumann
yang asli, ia telah menjelaskan tentang sebuah Unit Aritmatika dan Logika,
serta sebuah Unit Kontrol. Pada komputer modern, kedua unit ini terletak dalam
satu sirkuit terpadu yaitu IC atau Integrated Circuit, yang juga dinamakan CPU
atau Central Processing Unit.
Apakah yang dimaksud dengan Unit Aritmatika
dan Logika, atau Arithmetic Logic Unit (ALU)? Unit Aritmatika dan Logika, atau
Arithmetic Logic Unit (ALU) adalah alat yang melakukan tugas dasar seperti
tugas aritmatika (penjumlahan, pengurangan, dan semacamnya), tugas logis (and,
or, not), dan pelaksanaan perbandingan (contohnya, membandingkan isi sebanyak
dua slot untuk kesetaraan). Pada unit inilah dilakukan “kerja” yang nyata.
Unit kontrol menyimpan perintah yang
dilakukan oleh komputer, memerintahkan ALU untuk melaksanaan dan mendapat
kembali informasi (dari memori) yang diperlukan untuk melaksanakan perintah
itu, dan memindahkan kembali hasil ke lokasi memori yang sesuai. Sekali yang
terjadi, unit kontrol pergi ke perintah berikutnya.
b.
Input dan Hasil
I/O mengizinkan komputer memperoleh informasi
dari dunia luar, dan meletakkan hasil pekerjaannya di sana, dapat berbentuk
fisik atau non fisik. Ada berbagai macam alat I/O, dari yang akrab ditelinga
kita seperti keyboard, monitor dan hardisk, ke yang lebih tidak biasa misalnya
adalah webcam (kamera web), mesin printer, mesin scanner, dan lain lain.
Yang dipunyai oleh semua alat masukan biasa adalah bahwa mereka merubah informasi dari suatu macam ke dalam data yang bisa diolah lebih lanjut oleh sistem komputer digital. Alat output, merubah data ke dalam informasi yang dapat dimengerti oleh pemakai komputer. Dalam pengertian ini, sistem komputer digital ialah contoh dari sistem pengolah data.
Yang dipunyai oleh semua alat masukan biasa adalah bahwa mereka merubah informasi dari suatu macam ke dalam data yang bisa diolah lebih lanjut oleh sistem komputer digital. Alat output, merubah data ke dalam informasi yang dapat dimengerti oleh pemakai komputer. Dalam pengertian ini, sistem komputer digital ialah contoh dari sistem pengolah data.
c.
Instruksi / perintah
Perintah atau instruksi yang dibahas seperti
judul di atas adalah tidak perintah kaya bahasa manusiawi. Komputer hanya
mempunyai jumlah yang terbatas perintah sederhana yang dirumuskan dengan baik.
Perintah biasa yang dipahami kebanyakan komputer ialah misalnya “melakukan
penyalinan isi sel 456, dan tempat tiruan di sel 789?, menambahkan isi sel 888
ke sel 063, dan tempat akibat di sel 024?, dan “jika isi sel 777 adalah 0,
perintah berikutnya anda di sel 456?.
Perintah atau Instruksi dimulai dalam
komputer sebagai nomor – kode untuk “menyalin” mungkin menjadi 001, misalnya.
Suatu himpunan perintah khusus yang didukung oleh komputer tertentu diketahui
sebagai bahasa mesin komputer. Dalam prakteknya, orang biasanya tidak menulis
perintah untuk komputer secara langsung di bahasa mesin tetapi memakai bahasa
pemrograman “tingkat tinggi” yang kemudian diterjemahkan ke dalam bahasa mesin
secara otomatis oleh program komputer khusus (interpreter dan kompiler).
Beberapa bahasa pemrograman berhubungan erat dengan bahasa mesin, seperti
assembler (bahasa tingkat rendah); di sisi lain, bahasa seperti Prolog
didasarkan pada prinsip abstrak yang jauh dari detail pelaksanaan sebenarnya
oleh mesin (bahasa tingkat tinggi).
d.
Arsitektur
Komputer kontemporer meletakkan ALU dan juga
unit kontrol ke dalam satu sirkuit terpadu yang dikenal sebagai Central
Processing Unit (CPU). Biasanya, memori komputer ditempatkan di atas beberapa
sirkuit terpadu yang kecil dekat CPU. Alat yang menempati sebagian besar
ruangan dalam komputer adalah ancilliary sistem (misalnya, untuk menyediakan tenaga
listrik) atau alat I/O.
Beberapa komputer yang lebih besar berbeda
dari model di atas di satu hal utama – mereka mempunyai beberapa CPU dan unit
kontrol yang bekerja secara bersamaan. Terlebih lagi, beberapa komputer, yang
dipakai sebagian besar untuk maksud penelitian dan perkomputeran ilmiah, sudah
berbeda secara signifikan dari model di atas, tetapi mereka sudah menemukan
sedikit penggunaan komersial.
Fungsi dari komputer secara prinsip
sebenarnya cukup sederhana. Komputer mencapai perintah dan data dari memorinya.
Perintah dilakukan, hasil disimpan, dan perintah berikutnya dicapai. Ulang
prosedur ini sampai komputer dimatikan.
e.
Program
Program komputer merupakan daftar perintah
yang besar untuk dilakukan oleh komputer. Banyak program komputer berisi jutaan
perintah, dan banyak dari perintah itu dilakukan berulang kali. Suatu Komputer
modern yang umum dapat mengerjakan sekitar dua sampai tiga milyar perintah
dalam satu detik. Komputer tidak mendapat kemampuan luar biasa, mereka lewat
kemampuan untuk melakukan perintah kompleks.
Tetapi, mereka melakukan jutaan perintah
sederhana yang diatur oleh orang yang disebut (programmer). [Programmer Baik
mengembangkan set-set perintah untuk melakukan tugas biasa sebagai contoh,
menggambar titik di layar dan lalu membuat set-set perintah itu tersedia kepada
programmer lain]. Saat ini, kebanyakan komputer melakukan beberapa program
sekaligus. Ini biasanya diserahkan ke sebagai multitasking. CPU melakukan
perintah dari satu program, kemudian setelah beberapa saat, CPU beralih ke
program kedua dan melakukan beberapa perintahnya.
f.
Sistem Operasi
Sistem operasi merupakan semacam gabungan
dari potongan kode yang berguna. Ketika semacam kode komputer dapat dipakai
secara bersama oleh bermacam-macam program komputer, kemudian setelah
bertahun-tahun, programer akhirnya memindahkannya ke dalam sistem operasi.
Sistem operasi, dapat menentukan program man
yang dijalankan, kapan, dan alat mana “seperti memori atau I/O” yang mereka
pakai. Sistem operasi juga memberikan pelayanan kepada program lain, seperti
kode “driver” yang mengizinkan seorang programer untuk menulis program untuk
suatu mesin tanpa perlu mengetahui detail dari semua alat elektronik yang
berhubungan.