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)
Beberapa
teknologi DRAM :
Teknologi
|
Keterangan
|
DRAM
Konvensional
|
Merupakan
DRM kuno dan tidak dipergunakan lagi dalam system komputer masa kini
|
Fast
Page Mode (FPM)
DRAM
|
Lebih
cepat dari DRAM biasa, pemakaiannya tidak memerlukan kompatibilitas teknologi
|
Extended
Data Out (EDO) DRAM
|
Lebih
cepat dari FDM, biasanya dipakai pada Pentium dan beberapa system 486
|
Burst
Extended Data Out (BEDO) RAM
|
Merupakan
perbaikan dari EDO RAM, memungkinkan penggunaan bus dengan kecepatan yang
lebih tnggi dari EDO
|
Synchronous
DRAM (SDRAM)
|
Terikat
pada pulsa detak system, mendukung penggunaan bus
|
RAMbus
RAM (RDRAM)
|
Dikembangkan
oleh intel sebagai system memori PC masa depan
|
Video
RAM (VRAM)
|
Merupakan
memori khusus yang digunaka untuk keperluan video monitor
|
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)
Beberapa
jenis ROM :
Jenis
|
Keterangan
|
ROM
|
Digunakan
untuk program yang bersifat static (jarang berubah) dan diproduksi masal
|
Programmable
ROM (PROM)
|
Dapat
diprogram dengan menggunakan peralatan khusus dan dilakukan sekali. Pola
datanya tersimpun digabungkan secara permanen ke dalam chip dengan
menggunakan “mask”
|
Erasable
PROM
|
Dapat
diprogram beberapa kali dengan peralatan khusus. Jika ingin menghapus harus
dikeluarkan dari komputer dengan sinar ultra violet.
|
Electrically
Erasable PROM
|
Dapat
diprogram dengan menggunakan perangkat lunak. Dihapus dengan pulsa tegangan
listrik. Diguakan untuk menyimpan BIOS
|
Electrically
Alterable ROM
|
Dapat
dibaca, dihapus dan ditulisi kembali tanpa mengeluarkannya dari komputer.
Proses penghapusan dan penulisannya kembali sangat lambat bila dibandingkan
proses pembacaan yang disebut RMM (Read Mostly Memories)
|
Electrically
Erasable ROM
|
Pada
dasarnya sam dengan EAROM
|
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.