KONSEP DASAR SISTEM KOMPUTER

Kata Pengantar

Puji syukur kita panjatkan kehadiran ALLAH SWT,atas rahmat,nikmat serta hidayahnya , sehingga akhirnya kami dapat membuat makalah tentang “KONSEP DASAR SISTEM KOMPUTER” dengan cermat dan tepat.

           

Dalam pembahsan kali ini kami akan mencoba mambahas tentang pengertian,cara kerja sebuah computer yang terdiri dari perangakat keras,memory, register,perangakat masukan dankeluran 0/1,Interkoneksi antar komponen serta tantang perangkat lunak yang terbahas dalam system operasi.dan semua akan dibahas yang berhubungan langsung dengan skema dasar computer.

           

      Terima kasih kepada dosen pembimbing kami,dan juga internet dunia karena telah memuat informasi yang tiada tara khususya yang kami bahas dalam makalah ini.

Memang kami menyadari terdapat kekurangan dalam pembahasan ini, maka kami harapkan saran-saran yang dapat membangun kami dikemudain hari.

Terima Kasih

Wassalamu’alikum WR,WB

BAB I

PENDAHULUAN

A.    Konsep Dasar Komputer

Salah satu kemajuan yang paling pesat diperoleh manusia pada dekade ini adalah kemajuan teknologi komputer. Komputer telah mengisi hampir segala aspek dari kehidupan kita. Dimana-mana disekeliling kita, kita selalu melihat komputer.  Di rumah, di kantor di pabrik dimana saja ada komputer.  Tidak peduli apapun pendidikan, dan profesi yang ditekuni seseorang pengetahuan tentang komputer menjadi mutlak.Komputer dapat dikatakan sebagai sebuah sistem, yang dapat kita bagi menjadi dua buah subsistem - hardware dan software. Berikut

ini kita akan membicarakan beberapa prinsip dasar tentang komputer. Pembahasan akan dimulai dengan hardware kemudian dilanjutkan dengan sotfware.

Yang dikatakan hardware komputer adalah pisik dari mesin atau komputer itu sendiri. Tentu anda bertanya apakh memang kita perlu mengerti tentang hardware komputer, sebagai orang yang bukan spesialis komputer, kita hanya sebagai pemakai dari komputer. Hal ini sama saja dengan seorang pengendara mobil, sebai sopir apakah anda perlu tahu dengan mesin, cara kerja mesin. Memang anda dapat menjadi pengandara mobil tanpa tahu cara kerja mesin. Tetapi dengan mengetahui cara kerja mesin kita dapat berbicara dengan mekanik, anda dapat membenarkan sendiri jika ada kesalahan atau kerusakan kecil. Demikian juga dengan komputer dengan adanya pengetahuan tentang hardware komputer anda dapat berkomunikasi dengan komputer specialist.

Lebih lagi dengan banyaknya aneka ragam komputer yang beredar dipasar dan beraneka software pakages, pengetahuan tetang komputer oleh sipemakai terasa semakin lebih penting.  Hampir setiap hari muncul peralatan baru, pemakai harus memahami bahwa ada berbagai alternative yang jenis dan kapasitasnya mungkin berbeda. Mulai dari pembuatan keputusan untuk membeli komputer pribadi sampai pada sebagai seorang anggota komite pembelian komputer dalam organisasi. Bila anda melihat komputer atau anda sedang berbicara tetang komputer, dengan adanya pengetahuan komputer anda dapat berkomunikasi dengan lancar dan memberikan pendapat anda tentang topik yang sedang dibicarakan.

BAB II

SKEMA DASAR SISTEM KOMPUTER

A. Perangakat Keras

Adalah komponen fisik komputer yang terdiri darirangkaian elektronika dan peralatan mekanis lainnya. Pada abtraksi tingkat atas terdiri dari empat komponen, yaitu :

1.  Pemroses (processor)

Berfungsi mengendalikan operasi komputer & melakukan fungsi pemrosesan data.

2.  Memori utama

-  Berfungsi menyimpan data & program

-  Biasanya volatile : tidak dapat mempertahankan data & program yang disimpan bila sumber

daya energi (listrik) dihentikan.

3.  Perangkat masukan dan keluaran 

Berfungsi memindahkan data antara komputer & lingkungan eksternal yaitu : perangkat

penyimpan sekunder, perangkat komunikasi, terminal, dsb

4.  Interkoneksi antarkomponen (bus)

Adalah struktur & mekanisme untuk menghubungkan  pemroses, memori utama, & perangkat  masukan/keluaran.

A.1 Proses

      Pemroses disebut CPU, berfungsi mengendalikan operasi komputer dan melakukan pengolahan data.

Pemroses melakukan kerja dengan langkah sbb:

1.      Mengambil instruksi yang dikodekan secara biner dari memori utama

2.      Men-dekode instruksi menjadi proses-proses sederhana

3.      Melaksanakan proses-proses tersebut

Operasi-operasi pada pemroses dikategorikan menjadi:

1.      Operasi aritmetika

      Penambahan, pengurangan, perkalian, pembagian dsb

2.      Operasi logika

      OR, AND, X-OR, inversi dsb

3.      Operasi pengendalian

      Operasi percabangan, lompat dsb

Pemroses terdiri dari tiga komponen, yaitu:

1.      CU (Control Unit)

      Berfungsi mengendalikan operasi yang dilaksanakan      sistem komputer

2.      ALU (Aritmetic Logic Unit)

      Berfungsi melakukan operasi aritmatika dan logika

3.      Register

      Merupakan memori yang sangat cepat yang berfungsi     sebagai            tempat operan-operan dari operasi yang akan     dilakukan oleh             pemroses.

A.2  Register

Register atau yang disebut dengan memori adalah suatu rangkaian logika yang mampu menyimpan data dalam bentuk bilangan biner. Fungsi dar i register ini selain sebagai penyimpanan data juga untuk menghindari berkedipnya angka yang ditunjukkan oleh display (seven segment) pada saat menerima pulsa-pulsa  yang diberikan oleh decoder.

            Sebuah register geser dapat memindahkan bit-bit yang tersimpan ke kiri atau ke kanan.  Register geser dikelompokkan sebagai urutan rangkaian logika, oleh karena itu register geser disusun dari rangkain  Flip-Flop. Selain untuk pergeseran data, register geser juga dapat digunakan untuk mengubah data seri ke paralel atau dari data parallel ke seri.

Skema blok Pemroses 

Register dapat dikategorikan menjadi 2 :

1.  Register yg terlihat pemakai (pemrogram)

Pemrogram dapat memeriksa isi dari register-register tipe ini. Beberapa instruksi disediakan  untuk mengisi (memodifikasi) register tipe ini. Terdiri dari 2 jenis :

1.1 Register Data : menyimpan suatu nilai untuk beragam keperluan

1.1.1  General purpose register

  Digunakan untuk beraneka ragam keperluan pada suatu instruksi mesin yang

melakukan suatu operasi terhadap data.

1.1.2  Special purpose register

Digunakan untuk menampung operasi floating point, menampung limpahan operasi

penjumlahan atau perkalian.

1.2 Register Alamat : berisi alamat data di memori utama, alamat instruksi di memori  

utama,bagian alamat yang digunakan dalam penghitungan alamat lengkap

1.2.1  Register Indeks (index register)

Pengalamatan berindeks merupakan salah satu mode pengalamatan popular.

Pengalamatan melibatkan penambahan indeks ke nilai dasar  untuk memperoleh

alamat efektif

1.2.2  Register penunjuk segmen (segment pointer register)

Pada pengalamatan bersegmen, memori  dibagi menjadi segmen-segmen. Segmen

berisi satu blok memori yang panjangnya  dapat bervariasi.Untuk mengacu memori

bersegmen digunakan pengacuan terhadap segmen dan offset di segmen itu. Register

penunjuk segmen mencatat alamat dasar (lokasi awal) dari segmen. Mode

pengalamatan bersegmen sangat penting dalam manajemen memori.

1.2.3  Register penunjuk stack (stack pointer register)

Instruksi yang tak memerlukan alamat karena alamat operan ditunjuk register

penunjuk stack. Operasi-operasi terhadap stack :

-  instruksi push : menyimpan data pada stack, dengan meletakkan data di puncak

stack

-  instruksi pop : mengambil data dari puncak stack.

1.2.4  Register penanda (flag register) 

Isi register merupakan hasil operasi dari pemroses. Register berisi kondisi-kondisi

yang dihasilkan pemroses berkaitan dengan operasi yang baru  saja dilaksanakan.

Register ini terlihat oleh pemakai tapi  hanya dapat diperbaharui oleh pemroses

sebagai dampak (efek) operasi yang dijalankannya.

2.  Register untuk kendali & status

Digunakan untuk mengendalikan operasi pemroses, kebanyakan tidak terlihat oleh pemakai. Sebagian dapat diakses dengan instruksi mesin yang dieksekusi dalam mode kontrol atau kernel sistem operasi.

2.1  Register untuk alamat dan buffer, terdiri dari :

2.1.1  MAR (Memory Address Register) 

Untuk mencatat alamat memori yang akan diakses (baik yang akan ditulisi maupun dibaca)

2.1.2  MBR (Memory Buffer Register)

Untuk menampung data yang akan ditulis ke memori yang alamatnya ditunjuk MAR atau untuk menampung data dari memori (yang alamatnya ditunjuk oleh MAR) yang akan dibaca.

2.1.3  I/O AR (I/O Address Register)

Untuk mencatat alamat port I/O yang akan diakses(baik akan ditulisi / dibaca).

2.1.4  I/O BR (I/O Buffer Register)

Untuk menampung data yang akan dituliskan ke port yang alamatnya ditunjuk I/O

AR atau untuk menampung data dari port  (yang alamatnya ditunjuk oleh I/O AR)

yang akan dibaca.

2.2 Register untuk eksekusi instruksi

2.2.1   PC (Program Counter) : mencatat alamat memori dimana instruksi di dalamnya akan dieksekusi

2.2.2  IR (Instruction Register) : menampung instruksi yang akan dilaksanakan

2.3  Register untuk informasi status

Register ini berupa satu register / kumpulan register. Kumpulan register ini disebut PSW (Program Status Word). PSW berisi kode-kode kondisi pemroses ditambah informasi-informasi status lain, yaitu :

♦  Sign 

Flag ini mencatat tanda yang dihasilkan operasi yang sebelumnya dijalankan

♦  Zero

Flag ini mencatat apakah operasi sebelumnya menghasilkan nilai nol

♦  Carry 

Flag ini mencatat apakah dihasilkan carry (kondisi dimana operasi penjumlahan/

perkalian menghasilkan bawaan yang tidak dapat ditampung register akumulator)

♦  Equal

Flag ini mencatat apakah operasi menghasilkan kondisi sama dengan

♦  Interupt enable/disable

Flag ini mencatat apakah interrupt sedang dapat diaktifkan atau tidak

♦  Supervisor

Flag ini mencatat mode eksekusi yang dilaksanakan, yaitu mode supervisor atau bukan. Pada mode supervisor maka seluruh instruksi dapat dilaksanakan sedang untuk mode bukan mode supervisor(mode user) maka beberapa instruksi kritis tidak dapat diaktifkan.

B.                 Memory

Memori berfungsi untuk menyimpan data dan program. Hirarki memori berdasarkan kecepatan akses :

• Register
• Memori case (Chace Memory)
• Memori kerja (Main Memory)
• Disk Magnetik (Magnetic Disk)
• Disk Optik (Optical Disk)
• Tape Magnetik (Magnetic Tape

 Menurut urutan dari atas ke bawah dapat diukur hirarki dalam hal :

• Harga : semakin ke bawah, harga semakin murah, harga dihitung dari rasio rupiah
• per bit data disimpan
• Kapasitas : semakin ke bawah, kapasitas makin terbatas
• Kecepatan akses :  semakin ke bawah, semakin lambat
• Frekuensi pengaksesan : semakin ke bawah, semakin rendah frekuensi pengaksesan

Setiap kali pemroses melakukan eksekusi, pemroses harus membaca instruksi dari memori utama. Agar eksekusi dilakukan secara cepat maka harus diusahakan instruksi tersedia di memori pada lapisan berkecepatan akses lebih tinggi. Kecepatan eksekusi ini akan meningkatkan kinerja sistem.

Konsep ini diimplementasikan antara lain berupa :

Chace memory

Merupakan memori berkapasitas terbatas,  berkecepatan tinggi yang lebih mahal dibanding memori utama. Chace memory adalah di antara memori utama dan register pemroses yang berfungsi agar pemroses tidak langsung mengacu memori utama tetapi di chace memory yang kecepatan akses lebih tinggi. Metode ini akan meningkatkan kinerja sistem.

Buffering

Bagian memori utama untuk menampung data yang akan ditransfer dari / ke perangkat masukan / keluaran dan penyimpan sekunder. Buffering dapat mengurangi frekuensi pengaksesan dari/ke perangkat masukan/keluaran dan penyimpan sekunder sehingga meningkatkan kinerja sistem.

C.                Perangakat Masukan Dan Keluaran

C.1. Macam- Macam Perangakat masukan Dan Keluaran

Perangkat masukan/keluaran terdiri dari 2 bagian :

1.  Komponen mekanis : perangkat itu sendiri

2.  Komponen elektronis : pengendali perangkat berupa chip controller

Pengendali perangakat (Device Adapter) terdapat dua macam alat pengendali yaitu:

• Perangkat adalah perangkat nyata yang dikendalikan  chip controller di board system atau card.
• Controller dihubungkan dengan pemroses dan komponen-komponen lain lewat bus. Controller  berbeda-beda, tapi biasanya mempunyai register-register untuk mengendalikannya.

C.2 Sruktur I/O

1. I/O interrupt yaitu I/O kecapatan rendah

2. Struktur DMA yaitu I/O kecapatan tinggi

DMA dibagi menjadi : Third Party DMA dan frist party DMA

D. Interkoneksi Antar Komponen

      Disebut BUS dan interkoneksi ini berkaitan dengan tatacara hubungan antarkomponen-komponen sistem komputer.

Bus terdiri dari tiga macam, yaitu:

1.      Bus alamat (addres bus)

      Untuk memberikan alamat dari memori atau port yang hendak         diakses. Bus alamat berisi 16, 20, 24 jalur sinyal paralel atau lebih.

2.      Bus data (data bus)

      Untuk membaca dan mengirim data dari/ke memori atau port.          Bus data berisi 8,16, 32 jalur sinyal paralel atau lebih.

3.      Bus kendali (control bus)

      Sinyal bus kendali antara lain:

•         Memory Read

•         Memory Write

•         I/O read

•         I/O Write

Mekanisme pembacaan :

Untuk membaca data suatu alokasi memori, CPUmengirim alamat memori yang dikehendaki melalui busalamat kemudian mengirim sinyal memory read pada bus kendali. Sinyal memory read memerintahkan keperangkat memori untuk mengeluarkan data padalokasi tersebut ke bus data agar dibaca CPU.

Interkoneksi antar komponen membentuk jenis koneksitas yang populer antara lain :

ISA, EISA, MCA, VESA, PCI dan AGP.

Tingkatan Konsep Komputer

a. Tingkat Konsep Elektronika

Bentuk komputer terdiri atas sejumlah rangkaian komponen elektronika ditambah dengan komponen mekanika, magnetika dan optika.

b. Tingkat Konsep Rangkaian Saklar

Sudah dapat terlihat rangkaian elektronika yangsesungguhnya, yang membentuk banyak saklar yangtersusun secara paralel dan membentuk sekelompoksaklar. (terhubung dan terputus).

c. Tingkat Konsep Transfer Register

Berbagai kelompok sakelar di dalam computer membentuk sejumlah register (Logika, aritmatika, akumulator, indeks, adress register dll)

d. Tingkat Konsep Arsitektur

Sejumlah register tersusun dalam suatu arsitektur tertentu. Prosesor, memory dan satuan komponen lainnya terhubung melalui galur (bus) penghubung.

e. Tingkat Konsep Diagram Blok Arsitektur komputer atau sistem komputer dapat dipetak-petakan ke dalam sejumlah blok (masukan,blok satuan, prosesor pusat, memori, dll.)

Kerja komputer

Kerja komputer pada tingkat konsep, antara lain :

•  Tingkat konsep diagram blok, berlangsung sebagailalu lintas informasi di dalam dan diantara blokpada sistem komputer
•  Tingkat transfer register, kerja komputerberlangsung melalui pemindahan rincian  informasidi antara register.
•  Tingkat konsep saklar, kerja komputer berlangsungdalam bentuk terputus dan terhubungnya berbagaisaklar eletronika di dalam sistem komputer.
•  Kerja komputer pada fungsi komputer, terdiri atas :kegiatan masukan, catatan, pengolahan dan keluaran
•  Kerja komputer pada rekaman
•  Sekelompok satuan data direkam ke dalam alatperekaman dalam bentuk berkas data.
•  Tataolah direkam ke dalam alat perekam danmembentuk berkas tataolah  

Eksekusi instruksi

Tahap pemrosesan instruksi :

1.  Pemroses membaca instruksi dari memori (fetch)

2.  Pemroses mengeksekusi instruksi (execute)

Eksekusi program berisi pengulangan fetch dan execute. Pemrosesan 1 instruksi disebut satu siklus

instruksi. Siklus eksekusi instruksi :

Mode eksekusi instruksi

1.  Mode pemakai (user mode)

Mode dengan kewenangan rendah, program pemakai (aplikasi) biasa dieksekusi dalam mode ini.

2.  Mode sistem (system mode)

Mode dengan kewenangan tinggi. Biasanya rutin sistem atau kendali atau kernel dieksekusi dengan mode ini.  

E. Perangkat Lunak (Software)

Merupakan komponen non fisik berupa kumpulanprogram beserta struktur datanya.Program adalah Sekumpulan instruksi yang disusun sedemikian rupa untuk dapat menyelesaikan masalah-

masalah tertentu sesuai dengan kebutuhan.Siklus Instruksi, Untuk memproses instruksi dilakukan melalui 2 tahap :

• mengambil instruksi (instruction fetch)
• eksekusi instruksi (instruction execution)
• Interrupt
• Trap

E.1 Sistem Operasi

 

  Tujuan mempelajari sistem operasi :

1.  Agar dapat merancang sendiri 

2.  Dapat memodifikasi sistem yang telah ada sehingga sesuai dengan kebutuhan

3.  Dapat memilih di antara berbagai alternatif sistem operasi

4.  Memaksimalkan penggunaan sistem operasi

5.  Konsep dan teknik sistem operasi dapat diterapkan pada aplikasi-aplikasi lain.

Pengertian sistem operasi secara umum :

Sistem operasi sebagai resource manager yaitu pengelola seluruh sumber daya yang terdapat pada sistem komputer dan sebagai extended machine yaitu menyediakan sekumpulan layanan ke pemakai sehingga memudahkan dan menyamankan penggunaan  serta pemanfaatan sumber daya sistem komputer.

Prinsip dasar sistem operasi :

Sistem operasi merupakan program komputer yang berisi perintah-perintah (command) dan bertugas menjembatani pengertian manusia dengan komputer, sehingga komputer dapat bekerja sesuai keinginan.

Definisi sistem operasi :

1.  Sistem operasi adalah software yang mengontrol hardware. 

2.  Program yang menjadikan hardware lebih mudah untuk digunakan

3.  Kumpulan program yang mengatur kerja hardware sesuai keinginan user

4. Manager sumber daya atau pengalokasian sumber daya komputer, seperti mengatur memori, printer, dll

5.  Sebagai program pengendali, yaitu program yang digunakan untuk mengontrol program yang lain

6.  Sebagai kernel, yaitu program yang terus-menerus running selama computer dihidupkan

7.  Sebagai guardian yang menjaga komputer dari berbagai kejahatan komputer.

E.2 Perangkat Lunak Aplikasi (PLA)

Perangkat lunak ini membantu pengelolaan sumber daya fisik dan konseptual  perusahaan. PLA diperoleh dengan 2 cara yaitu:

1.      Membuat sendiri (custom programming)

Sebagian perusahaan yang menggunakan komputer besar dengan dibantu  staf spesialis informasi, merancang sistem berbasis komputer untuk memenuhi kebutuhan unik perusahaan. Produk mereka adalah koleksi perangkat lunak (software library) dari program pesanan (custom program).

2.      Membeli jadi (preweritten package).

Beberapa program aplikasi jadi yang terdapat dipasaran dapat dikelompokkan menjadi empat kelompok::

1.      Paket Aplikasi Bisnis Umum

2.      Paket Aplikasi Khusus industri

3.      Paket Aplikasi Peningkatan Produktivitas Organisasi

4.      Paket Produktivitas Perorangan

BAB III

PENUTUP

A.    Kesimpulan

Dari Skema Dasar Sistem Komputer dapat kita tarik kesimpulan bahwa, terdapat 4 komponen yang terdapat di dalamnya yaitu:

1.      Pemroses

2.      Memori Utama

3.      Perangkat masukan dan keluaran

4.      Interkoneksi antarkomponen

Didalam Pemroses disebut CPU, berfungsi mengendalikan operasi komputer dan melakukan pengolahan data.Sedangkan fungsi dari register adalah sebagai suatu rangkaian logika yang mampu menyimpan data dalam bentuk bilangan biner

Memory berfungsi sebagai menyimpan data dan program. Hirarki memori berdasarkan kecepatan akses,hal ini sangat berguna karena setiap data yang kita kirimkan membutuhkan kecepatan akses yang tinggi maka bila sebuah computer neggunakan memory yang besar dan diimbangi dengan kinerja prosesor yang tinggi maka akan cepat pula kita mengakses suatu perintah.

            Untuk perangakat interkoneksi terdapat beberapa buah dalam sebuah Matherboard seperti: ISA, EISA, MCA, VESA, PCI dan AGP. Slot – slot ini merupakan pendukung interkoneksi Motherboard dengan Sound Card,Modem,VGA Card, Lan Card, DLL. Dalam perkembanganya Banyak Slot yang sudah banyak tergantikan Seperti:

• ISA dengan PCI
• PCI dengan PCI Express 1x
• AGP dengan PCI Express 16x
• DLL