ARSITEKTUR KOMPUTER TERBARU

1.          Penyimpanan Data

ü Komputer bertindak sebagai penyimpan data.

ü Komputer melakukan penyimpanan data dengan memindahkan data dari lingkungan luar ke media penyimpanan pada komputer (baca) dan sebaliknya (tulis).

2.          Pengolahan Data (Storage ßà I/O)

ü Komputer melakukan pengolahan data serta perpindahan data.

ü Data dari media penyimpanan diolah kemudian dipindahkan ke perangkat output.

ü Data dari perangkat input diolah kemudian dipindahkan ke media penyimpanan

3.          Komponen Utama Sistem Komputer

1.    CPU (Central Processing Unit) : merupakan sebuah mikroprosesor yang berfungsi sebagai “otak” dari sistem komputer. Semua kegiatan dan proses yang dilakukan komputer dikendalikan oleh CPU.

2.    Memori : merupakan media penyimpan data elektronik. Memori langsung berhubungan dengan mikroprosesor.

3.    Motherboard : merupakan circuit board utama di mana semua komponen internal saling terhubung. Komponen atau sistem yang lain seringkali juga langsung terintegrasi di dalamnya (onboard) atau terkoneksi melalui interfacenya.

4.    Power Supply : sumber daya untuk mencatu seluruh sub-sistem komputer.

5.    Hard Disk : media magnetik penyimpan data permanen berkapasitas besar, baik untuk program atau data yang lain.

6.    Sistem Operasi : software dasar yang memungkinkan pengguna untuk berinteraksi dengan komputer. Tanpa sistem operasi, pengguna mustahil bisa “menggunakan” komputer.

7.    IDE (Integrated Device Electronics) Controller : merupakan interface untuk pengendalian hard drive, CD-ROM drive, dan floppy disk drive.

8.    Bus PCI (Peripheral Component Interconnect) : slot di motherboard yang digunakan untuk menghubungkan komponen tambahan ke komputer. Bus adalah jalur data yang ada di dalam motherboard.

9.    SCSI (Small/Simple Computer System Interface) : interface untuk menambahkan peranti dari luar, seperti scanner, harddisk drive, CDROM drive, dlsb. ke dalam komputer. Tidak semua peranti luar memiliki fasilitas SCSI.

10. Kartu Grafik (Graphics Card) : kartu yang bekerja menerjemahkan data citra dari komputer ke sebuah format tertentu sehingga bisa di tayangkan di layar monitor.

11. AGP (Accelerated Graphics Port) : interface berkecepatan sangat tinggi yang digunakan untuk menghubungkan kartu grafik dengan komputer. Berfungsi untuk meningkatkan kualitas tayangan grafis, misalnya untuk tayangan 3D.

12. Kartu Suara (Sound Card) :  kartu yang berfungsi untuk merekam atau memainkan rekaman audio, dan membunyikan informasi audio. Kartu ini bekerja atas dasar pengubahan data digital ke analog atau sebaliknya (D/A atau A/D Converter).

4.          C P U (Central Processing Unit)
Merupakan otak dari komputer yang :

·         Mengkoordinasikan seluruh operasi komputasi.

·         Melakukan operasi aritmatik

·         Melakukan operasi logika

·         Mengendalikan kerja seluruh sistem

5.          Cara Kerja Mikroprosesor

Mikroprosesor bekerja dengan bahasa assembly. Eksekusi instruksi dilakukan dengan bahasa ini. Walau sebenarnya pekerjaan mikroprosesor jauh lebih rumit, tetapi pada dasarnya hanya ada 3 pekerjaan yang dilakukan :

1.    Menggunakan ALU, mikroprosesor dapat melakukan operasi aritmatik (penjumlahan, pengurangan, perkalian, dan pembagian).

2.    Mikroprosesor dapat memindahkan data dari lokasi memori ke peranti lainnya.

3.    Mikroprosesor dapat membuat keputusan dan melompat ke set instruksi yang baru, berdasar pada keputusan itu.

§  MIPS (Millions of Instructions Per Second): salah satu parameter pengukur unjuk-kerja sebuah CPU. Ukurannya adalah berapa instruksi manipulasi aritmatik yang bisa dilakukan oleh CPU dalam 1 detiknya.

§  Date : tahun saat prosesor pertama kali diluncurkan. Banyak prosesor diluncurkan kembali (re-introduced) dengan kecepatan clock yang lebih tinggi pada tahun-tahun berikutnya. Contoh : 80486 diluncurkan lagi dengan kecepatan clock 100 MHz (80486-100).

§  Microns : lebar kawat terkecil (dalam mikron atau sepersejuta) yang ada di dalam chip, yang digunakan untuk menghubungkan komponen-komponen penyusunnya.

§  Sebagai gambaran, selembar rambut manusia memiliki ketebalan sekitar 100 mikron (= 0,1 mm).

§  Prosesor P-IV memiliki kawat terkecil 0.18 micron maka lebarnya ≈ selembar rambut dibagi 18.000

§  Clock Speed : laju maksimum clock yang dapat diberikan pada chip. Semakin tinggi clock, semakin cepat proses yang bisa ditangani CPU.

§  Data Width : lebar data dari ALU. Sebuah ALU 8-bit dapat melakukan penjumlahan /pengurangan /perkalian dlsb dua buah angka 8-bit, sementara ALU 32-bit dapat melakukan manipulasi angka 32-bit.

Dalam banyak hal, bus data eksternal adalah sama dengan lebar dari ALU, walau kadang ada perkecualian. Chip 8088 mempunyai ALU sebanyak 16-bit sementara bus-nya hanya 8-bit, sedangkan Pentium memiliki bus data 64-bit dengan ALU 32-bit.

6.          Memory Elektronik

§  Hingga saat ini ada banyak jenis memori elektronik, yang digunakan secara luas pada peralatan elektronik (telepon selular, televisi, radio mobil, game pads, video recorder, PDA (personal data assistant), dlsb.

§  Memori pada peralatan elektronika pada umumnya berbeda dengan memori untuk komputer.

7.          Memory Komputer

a)    RAM (Random-Access Memory) : memori untuk menyimpan informasi yang bersifat temporer yang digunakan oleh komputer pada suatu saat. Isi memori bisa dengan mudah ditulis dan dihapus.

b)   ROM (Read-Only Memory) : memori untuk menyimpan informasi secara permanen dan tidak bisa diubah karena hanya bisa dibaca saja. Namun demikian ada jenis ROM yang bisa ditulis dengan cara khusus.

c)    BIOS (Basic Input-Output System) : termasuk jenis ROM yang digunakan untuk menyimpan informasi yang dikhususkan untuk membentuk komunikasi dasar saat komputer baru dinyalakan (bootstrap/booting)

d)   Cache : berupa RAM berkecepatan sangat tinggi untuk penyimpanan data-data yang paling sering digunakan oleh mikroprosesor. Memori ini langsung terhubung dengan CPU.

e)    Virtual Memory : berupa sebuah ruang di hard disk yang digunakan untuk menyimpan data secara temporer. Biasanya isinya segera dihapus jika proses telah selesai.

8.          R A M (Random Access Memory)

·         RAM merupakan memori utama di dalam komputer.

·         Disebut random access ( akses sembarang ) karena kita bisa mengakses sembarang alamat sel memori langsung ke alamat (kolom dan baris) sel memori tersebut.

9.          S A M (Serial Access Memory)

·         Lawan dari RAM : Serial Access Memory (SAM), menyimpan data dalam satu deretan sel memori yang hanya dapat diakses secara berurutan (seperti pita kaset).

·         SAM bekerja sangat baik sebagai memory buffer di mana data secara normal disimpan dalam urutan yang sesuai dengan urutan pemakaiannya.

·         Contoh : tekstur buffer memory pada kartu video.

10.      Hirarki Pengaksesan Memori

Setiap kali sesuatu data dimuat atau dibuka, maka data tersebut ditempatkan di RAM. Berarti data yang akan diakses oleh komputer diletakkan di area penyimpan temporer sehingga CPU dapat mengakses informasi dengan lebih mudah dan cepat.

CPU meminta data yang diperlukan dari RAM, memprosesnya, dan menuliskan data baru kembali ke RAM dalam siklus kontinyu. Pada kebanyakan komputer, perpindahan bolak-balik data dari CPU ke RAM dan sebaliknya terjadi jutaan kali per detik. Jika aplikasi ditutup : semua file data dari aplikasi dihapus dari RAM.

Memori termurah yang bisa dibuat saat ini adalah hard disk. Media ini juga digunakan sebagai virtual memory, yang merupakan tingkat akhir dari hirarki memori CPU.

Hirarki pada aras berikutnya adalah RAM dan Cache. Ukuran bit dari sebuah CPU menginformasikan berapa banyak informasi byte yang dapat diakses dari RAM pada satu waktu.

Contoh : CPU 16-bit bisa memproses 2 bytes pada satu waktu (1 byte = 8 bit sehingga 16 bit = 2 bytes), dan sebuah CPU 64-bit dapat memproses 8 bytes pada satu waktu. Sebuah CPU 32-bit dengan kecepatan clock 800 MHz dapat memproses 4 byte data secara simultan, 800 juta per detik. Jika digunakan sistem pipeline maka kapasitas meningkat.

11.      BURST Mode

Dalam kenyataan, RAM tidak selalu bekerja pada kecepatan optimumnya. Latency bisa mengubah penampilan secara drastis.

Latency merujuk pada jumlah siklus clock yang diperlukan untuk membaca sebuah bit informasi.

Contoh : RAM yang memiliki laju 100 MHz mampu untuk mengirim sebuah bit dalam 0.00000001 sekon, tetapi ternyata memerlukan 0.00000005 sekon untuk memulai proses pembacaan bit yang pertama. Inilah latency.

Untuk mengkompensasi latency, digunakan teknik burst mode.

ü Burst mode : data yang diinginkan oleh CPU akan disimpan dalam sequential memory cell. Hanya bit pertama saja yang akan mengalami efek latency, yang berikutnya tidak.  Burst mode sering kali digunakan untuk membantu proses pipeline.

12.      Removable Storage

·         Floppy Disk : perangkat penyimpan paling umum, sederhana, dan murah untuk menyimpan data.

·         CD-ROM (Compact Disk, Read-Only Memory) : berupa cakram optik yang berfungsi sebagai media penyimpan permanen dari bermacam software dan data. Ada juga jenis CD-R (recordable), yakni cakram optik yang dapat direkam dan CD-RW (rewritable), yakni cakram optik yang bisa dibaca dan dihapus/tulis ulang.

·         Flash Memory : berupa memori dari jenis ROM yang dapat dihapus (disebut EEPROM, Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory). Flash memory dapat menyimpan data secara permanen dan bekerja sangat cepat. Beberapa contoh flash memory : CompactFlash, SmartMedia, dan kartu PCMCIA.

·         DVD-ROM (Digital Versatile Disc, Read-Only Memory) : mirip dengan CD-ROM tetapi memiliki kapasitas yang jauh lebih besar, bisa mencapai 8 kalinya.

·         Floppy disk drive (FDD) merupakan peranti tambahan utama pada komputer generasi awal. Penemunya Alan Shugart (IBM), 1967. Saat ditemukan ukurannya 8”, kemudian menyusut jadi 5.5” dan akhirnya menjadi 3.5”.

Pada dasarnya, FDD membaca dan menulis data ke sebuah cakram plastik yang dilapisi dengan bahan metal (seperti pada pita kaset audio).

13.      CD-ROM

CD-ROM termasuk ke dalam peranti penyimpan optis. Sebuah cakram optis setebal 1.2 mm dapat menyimpan data hingga 783 MB.

Informasi/data dituliskan ke cakram dengan cara membuat bendul-bendul pada permukaan cakram. CD Player membaca bendul-bendul ini sebagai data dengan sinar laser presisi yang bertindak seperti sebuah head pada sistem tape recorder.

Track CD dimulai dari pusat, ukuran track sangat kecil (lebarnya + 0.5 mikron). Lebar bendul + 0.5 mikron, panjangnya minimum 0.83 mikron, dan tinggi bendul 125 nanometer. CD-ROM berkembang menjadi CD-recordable (CD-R) CD-rewritable (CD-RW).

14.      Membakar CD

CD-RW bekerja atas dasar perubahan fasa. Cakramnya memiliki paduan bahan kristal khusus (terdiri dari antimony, indium, perak dan tellurium) yang memiliki sifat khas : jika dipanaskan ke suatu suhu maka kristal akan sangat reflektif, sedangkan bila dipanaskan ke suhu lain yang lebih tinggi akan menjadi buram.

15.      Setting Laser CD

CD-RW drives memiliki 3 seting sinar laser :

ü  Read - Seting normal (sama dengan CD-ROM)

ü  Erase - Laser diset ke suhu tertentu untuk mengubah kristal bahan

ü  Write - Laser diset ke suhu tertentu untuk mendekristalisasi bahan

16.  Jenis – jenis Port

Ada 4 jenis port yang digunakan pada komputer standar :

a.    Parallel Port : umumnya digunakan untuk menghubungkan printer ke komputer, atau peranti lain yang bekerja dengan format data parallel.

b.    Serial Port : umumnya digunakan untuk menghubungkan komputer dengan peranti modem eksternal, atau peranti lain yang bekerja dengan format data serial.

c.    USB (Universal Serial Bus) :  jenis pintu terbaru untuk menghubungkan komputer dengan peranti eksternal. Datanya berformat serial. Port ini sangat praktis dan berkecepatan tinggi, sehingga kini banyak peranti eksternal yang dilengkapi dengan pintu jenis ini.

d.    Firewire (IEEE 1394) : digunakan untuk menghubungkan perangkat video digital (misalnya digital camcoder berformat DV) ke komputer.