Sistem Pengolahan Data Komputer [PDF]

Citation preview

SISTEM PENGOLAHAN DATA KOMPUTER A. Struktur Komputer Struktur komputer didefinisikan sebagai cara-cara dari setiap komponen yang saling terkait. Struktursebuah komputer secara sederhana, dapat digambarkan dalam diagram blok pada gambar dibawah.



Adapun fungsi dari masing-masing komponen dalam struktur di atas adalah sebagai berikut: 1. Input Device (Alat Masukan) Adalah perangkat keras komputer yang berfungsi sebagai alat untuk memasukan data atau perintah kedalam komputer. 2. Output Device (Alat Keluaran) Adalah perangkat keras komputer yang berfungsi untuk menampilkan keluaran sebagai hasil pengolahan data. Keluarannya 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 keluar 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 OnlyMemory) yaitu memori yang hanya 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 busini 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 Control Bus digunakan untuk mengontrol penggunaan serta akses ke Data Bus dan Address Bus. Terdiri atas 4 sampai 10 jalur paralel. B. Central Processing Unit(CPU) CPU berfungsi seperti kalkulator, hanya saja CPU jauh lebih kuat daya pemrosesannya. Fungsi utama dari CPU adalah melakukan operasi aritmatika dan logika terhadap data yang diambil dari memori atau dari informasi yang dimasukkan melalui beberapa perangkat keras, seperti papan ketik, pemindai, tuas kontrol, maupun tetikus. CPU dikontrol menggunakan sekumpulan instruksi perangkat lunak komputer. Perangkat lunak tersebut dapat dijalankan oleh CPU dengan membacanya dari media penyimpan. Seperti cakram keras, disket, cakram padat, maupun pita perekam. Instruksi-instruksi tersebut kemudian disimpan terlebih dahulu pada memori fisik (RAM), yang mana setiap instruksi akan diberi alamat unik yang disebut alamat memori. Selanjutnya, CPU dapat mengakses data-data pada RAM dengan menentukan alamat data yang dikehendaki. Saat sebuah program dieksekusi, data mengalir dari RAM ke sebuah unit yang disebut dengan bus, yang menghubungkan antara CPU dengan RAM. Data kemudian didekode dengan menggunakan unit proses yang disebut sebagai pendekoder instruksi yang sanggup menerjemahkan instruksi. Data kemudian berjalan ke unit aritmatika dan logika (ALU) yang melakukan kalkulasi dan perbandingan. Data bisa jadi disimpan sementara oleh ALU dalam sebuah lokasi memori yang disebut dengan register supaya dapat diambil kembali dengan cepat untuk diolah. ALU dapat melakukan operasi-operasi tertentu, meliputi penjumlahan, perkalian, pengurangan, pengujian kondisi terhadap data dalam register, hingga mengirimkan hasil pemrosesannya kembali ke memori fisik, media penyimpan, atau register apabila akan mengolah hasil pemrosesan lagi. Selama proses ini terjadi, sebuah unit dalam CPU yang disebut dengan penghitung program akan memantau instruksi yang sukses dijalankan supaya instruksi tersebut dapat dieksekusi dengan urutan yang benar dan sesuai. Suatu sistem komputer terdiri dari lima unit struktur dasar, yaitu: • Unit masukan (Input Unit) • Unit kontrol (Control Unit) • Unit logika dan aritmatika (Arithmetic & Logical Unit / ALU) • Unit memori/penyimpanan (Memory / Storage Unit) • 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: • 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. • 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. • Unit Logika & Aritmatika (Arithmetical & Logical Unit) Berfungsi untuk melaksanakan pekerjaan perhitungan atau aritmatika & logika seperti menambah, mengurangi, mengalikan, membagi dan memangkatkan. Selain itu juga melaksanakan pekerjaan seperti pemindahan data, penyatuan data, pemilihan data, membandingkan data, dll, sehingga ALU merupakan bagian inti dari suatu sistem komputer. 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. • 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). • 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). Berikut dapat dilihat gambar-gambar mengenai informasi diatas : 1. Unit Masukan (Input Unit)



2. Unit Control (Control Unit)



3. Unit Logika & Aritmatika (Aritmetical & Logical Unit)



4. Unit Memori Penyimpanan (RAM/Storage Unit)



5. Unit Keluaran (Output Unit)



 Proses dalam CPU Proses merupakan instruksi atau perintah yang dikerjakan oleh computer untuk menjalankan operasi data secara aritmatika dan logika yang dilakukan pada data. Selama proses data, data diubah bentuk, urutan, dan strukturnya sehingga mendapatkan hasilnya. Setelah itu hasil tersebut disimpan didalam data. 1. CPU sebagai alat proses Di dalam pengertiannya CPU adalah kumpulan dari beberapa perangkat keras ( hardware) yang bisa memahami dan melaksanakan beberapah perintah dari perangkat lunak (software). CPU terdiri dari 3 bagian utama yaitu : - ALU ( aritmatica logical unit) - CU ( control unit ) - REGISTER  ALU ( aritmatica logical unit ) Tugas utama dari ALU ialah melakukan semua perhitungan aritmatika (matematika) yang terjadi sesuai denagan instruksi tambahan, pengurangan, perkalian dan sebagainya.  CU ( control unit ) CU berfungsi mengatur proses kerja komputer. Baik proses kerja dalam CPU sendiri maupun hubungan dengan Input dan Output Device. Dengan adanya CU komputer akan berkerja secara benar dan tepat.  REGISTER REGISTER merupakan alat penyimpanan kecil yang mempunyai akses kecepatan tinggi yang digunakan untuk menyimpan data dn instruksi yang sedang diperoses, sementara data dan instruksi lainnya masih disimpan di dalam memori utama untuk menunggu giliran diproses. 2. Komponen-komponen CPU Di dalam CPU terdapat berbagai macam komponen perangkat keras yang digunkan untuk menjalankan komputer. Salah satu Hardwarenya adalah Harddisk, Diskdrive, Processor, Memori, VGA card, SoundCard, Motherboard, Usb Port, Dan lain-lain yang tidak bisa disebutkan satu-persatu. Nah untuk mengetahui fungsi dari hadware-hadware tersebut disni saya sebagai penulis blog akan menjelaskannya. A. HARDDISK Harddisk merupakan tempat penyimpanan data pada CPU, Harddisk memilki komponen-komponen seperti piringan logam, head, rangkaian elektronik, rangkaian penguat, DSP (digital signal processor), cip memory, konektor, spindle, dan actuator arm motor controller. Besarnya kapasitas Harddisk bermacam-macam, ada yang 1,2 GB hingga sekarang-sekarang ini mencapai 1 Terabyte. B. DISK DRIVE



Disk Drive merupakan sebuah mesin atau alat yang dapat membaca dan menulis data ke disk. Disk Drive dapat dilakukan secara internal (yang terletak di dalam CPU) atau eksternal (yang terletak terpisah dengan CPU). C. PROSESOR (Processor) Fungsi dari Prosessor sendiri adalah untuk memproses semua perhitungan yang harus dilakukan oleh komputer. Kekuatan Prosesor diukur dari frekuensinya, seperti 550 MHz hingga saat ini mencapai 1,4 GHz. Saat ini prosesor yang sering digunakan adalah Intel, AMD, dan IBM. D. MEMORI Memori di dalam CPU tebagi menjadi 2 yaitu RAM dan ROM, dalam hal ini saya akan mencoba menjelaskan pengertian dan perbedaan baik RAM maupun ROM.  RAM RAM (Random Access Memory) merupakan salah satu bagian terpenting pada CPU, karena RAM berfungsi untuk menyimpan program yang kita olah untuk sementara waktu. Jika komputer dimatikan maka data di RAM akan hilang. Kecepatan RAM lebih cepat disbanding Harddisk. RAM dapat diakses secara acak. ROM ROM (Read Only Memory) merupakan salah satu bagian terpenting juga pada CPU, karena ROM berfungsi untuk menyimpan data untuk jangka waktu yang sangat lama. Isi dari ROM tidak boleh hilang atau rusak karena bila terjadi ynag demikian, maka system pada komputer tersebut tidaka akan berfungsi. Biasanya isi dari ROM tersebut sudah ada dari pabrikan dan biasanya pula tidak bisa di ubah-ubah oleh program lain atau para user (pengguna).ROM bersifat non volatile supaya isinya tidak hilang bila listrik komputer dimatikan. Pebedaan RAM dan ROM : * RAM adalah sebuah alat yang digunakan komputer untuk menyimpan sebuah data atau program yang di olah sementara dan dapat diambil sewaktu-waktu. Dan jika komputer dimatikan maka data di komputer akan hilang. Dan RAM dapat diakses secara acak. * ROM adalah sebuah alat penyimpanan data di komputer yang bersifat jangka panjang, maksudnya apa yang telah dimasukkan di dalam komputer tidak bisa di ubah-ubah, biasanya isi ROM telah ada dari pabrikan dan apabila listrik dalam komputer dimatikan data tersebut tidak hilang dan bersifat non volatile. Nah disini kita telah dapat kita mengetahui perbedaan yang signifikan sangat terlihat antara ROM dan RAM.



E. Kartu Grafis (VGA Card) Kartu VGA ( Video Graphic Adapter) berguna untuk menterjemahkan output ke monitor. Untuk gambar dan bermain game kita memerlukan VGA yang sangat tinggi kekuatannya. Hingga saat ini VGA bisa mencapai 2 GB.



F. KARTU SUARA (SoundCard) SoundCard adalah suatu perangkat keras komputer yang digunakan untuk merekam suara atau mengeluarkan suara. Kalau kita sedang mendengarkan musik atau bermain game, perangkat ini sangat berguna sekali. G. MOTHERBOARD Motherboard adalah sebuah papan induk yang di dalamnya merupakan kumpulan komponen utama di dalam komputer. Motherboard terdiri dari panel-panel elektronik untuk menggerakan system PC secara keseluruhan. Kualitas benda ini sangat berpengaruh terhadap dukungan terhadap jenis dan kapasitas komponen lainnya. Motherboard juga sebagai tempat berlalulalangnya data. H. USB Port (Konektor USB) Di zaman sebelumnya USB Port ini sangat jarang digunakan hanya sebagian orang saja yang menggunakannya, dikarenakan sebelumnya orang-orang hanya memakai Disket yang dimana disket tersebut tidak menggunakan USB Port . Namun dengan seiring perkembangan zaman, orang-orang sudah mulai menggunakan USB Port hal ini disebabkan kebutuhan orang yang semakin meningkat akhirnya orang-orang menggunakan Flash disk yang mempunyai penyimpanan lebih besar. Nah dengan adanya USB Port maka alat Flash disk tersebut terpakai. USB Port nerupakan alat penghubung antara Flash disk atau alat sejenisnya yang menghubungkan langsung dengan CPU. Letak dari USB Port sendiri terletak di bagian belakang atau depan.



C. Arsitektur Komputer Dalam bidang teknik komputer, arsitektur komputer adalah konsep perencanaan dan struktur pengoperasian dasar dari suatu sistem komputer. Arsitektur komputer ini merupakan rencana cetak-biru dan deskripsi fungsional dari kebutuhan bagian perangkat keras yang didesain (kecepatan proses dan sistem interkoneksinya). Dalam hal ini, implementasi perencanaan dari masing–masing bagian akan lebih difokuskan terutama, mengenai bagaimana CPU akan bekerja, dan mengenai cara pengaksesan data dan alamat dari dan ke memori cache, RAM, ROM, cakram keras,



dll). Beberapa contoh dari arsitektur komputer ini adalah arsitektur von Neumann, CISC, RISC, blue Gene, dll. Arsitektur komputer juga dapat didefinisikan dan dikategorikan sebagai ilmu dan sekaligus seni mengenai cara interkoneksi komponen-komponen perangkat keras untuk dapat menciptakan sebuah komputer yang memenuhi kebutuhan fungsional, kinerja, dan target biayanya.



Arsitektur komputer ini paling tidak mengandung 3 sub-kategori: 



Set instruksi (ISA)







Arsitektur mikro dari ISA, dan







Sistem desain dari seluruh komponen dalam perangkat keras komputer ini.



 Arsitektur Internal Komputer Fungsi dasar yang dibentuk komputer adalah untuk melakukan eksekusi program. Program yang akan dieksekusi berisi sejumlah instruksi yang tersimpan di dalam memori. CPU melakukan tugas ini dengan cara mengeksekusi suatu program.  Proses Eksekusi Pada setiap siklus instruksi, CPU awalnya akan membaca instruksi dari memori. Terdapat register dalam CPU yang berfungsi mengawasi dan menghitung instruksi selanjutnya, yang disebut Program Counter (PC). PC akan menambah satu hitungannya setiap kali CPU membaca instruksi. Instruksi–instruksi yang dibaca akan dibuat dalam register instruksi (IR). Instruksi – instruksi ini dalam bentuk kode – kode binner yang dapat diinterpretasikan oleh CPU kemudian dilakukan aksi yang diperlukan. Aksi – aksi ini dikelompokkan menjadi empat katagori, yaitu :



• CPU – Memori, perpindahan data dari CPU ke memori dan sebaliknya. • CPU –I/O, perpindahan data dari CPU ke modul I/O dan sebaliknya. • Pengolahan Data, CPU membentuk sejumlah operasi aritmatika dan logika terhadap data. • Kontrol, merupakan instruksi untuk pengontrolan fungsi atau kerja. Misalnya instruksi pengubahan urusan eksekusi.  Tahap Operasi Komputer Terdiri dari 2 tahapan operasi yaitu: 1. Hardware merupakan tahap yg dilakukan mulai dengan menakan tombol “ON”



2. Software (Perangkat Lunak) Tahap ini di sebut sebagai “bootup” yg membutuhkan file2 sistem untuk proses booting nya.  Kemudian setelah kedua proses diatas, ada beberapa hal yang digunakan untuk meningkatkan kecepatan system komputer 1. Menambah memory 2. Mengupgradekoneksi internet 3. Upgrade video card 4. Merawat performa system D. Abstraksi Sistem Komputer Secara abstrak level sebuah system komputer modern dari level rendah sampai level tinggi adalah logika digital ( digital logic level ), kendali ( control level ), mesin ( machine level), perangkat lunak, bahsa assembly, bahasa tingkat tinggi, dan pengguna ( user ).



‘  Digital Logic Pada level terendah Komputer tersusun dari Perangjat citcuit dan gerbanggerbang(gates).Yaitu berupa instruksi atau perintah yg memberitahukan ada atau



tidaknya sinyal listrik yg di lambang dengan biner “0” berarti tidak ada dan “1” berarti ada sinyal listrik,sehingga dapat juga di sebut sebagai binary digit(BIT). Sinyal logika, A, mengambil nilai 0 (FALSE, OFF) atau 1 (TRUE, ON).Sinyal yang mungkin benar-benar menjadi tegangan, penutupan switch, dll Namun, kami ingin berpikir dalam hal nol dan satu, tidak dalam hal nilai-nilai tegangan.



Operasi pada Sinyal Logic Setelah kita memiliki konsep sinyal logika kita bisa bicara tentang operasi yang dapat dilakukan pada sinyal logika.Mulailah dengan asumsi kita memiliki dua sinyal logika, A dan B.Kemudian berasumsi bahwa kedua sinyal merupakan masukan ditetapkan untuk beberapa sirkuit yang mengambil dua sinyal logika sebagai input, dan memiliki output yang juga merupakan sinyal logika.Situasi yang diwakili bawah. Logic Gates Jika kita berpikir tentang dua sinyal, A dan B, sebagai mewakili nilai kebenaran dua proposisi yang berbeda, maka A bisa menjadi TRUE (logika 1) atau FALSE (logis 0).B dapat mengambil nilai-nilai yang sama.Sekarang mempertimbangkan situasi di mana output, C, adalah TRUE hanya ketika kedua A adalah benar dan B adalah TRUE.Kita dapat membuat tabel kebenaran untuk situasi ini.Dalam tabel kebenaran, kita memasukkan semua kemungkinan kombinasi input, A dan B, dan untuk setiap kombinasi A dan B kita daftar output, C. SEBU B AH Sal Salah ah Be Salah nar Sal Benar ah Be Benar nar



C Sal ah Sal ah Sal ah Ben ar



 Control(Pengaturan) Merupakan Perangkat yg digunalan untuk mengatur pengoperasian Komputer dan mengerjakan instuksi-instruksi yg diberikan kepadanya.Dan semua perangkat itu d kemas dalam satu chip yg di sebut IC(Integrated Circuit)atau integrated circuit adalah salah satu komponen elektronika aktif yang merupakan gabungan dari ratusan bahkan ribuan komponen elektronika seperti



transistor, resistor, dioda, dan juga kapasitor. Jadi dalam komponen ini tersimpan berbagai jenis komponen tersebut dalam bentuk yang lebih compact.



Contoh IC