Pengertian Komputer , Struktur Komputer , Alat Input , Output , & Proses

Pengertian Komputer

Pengertian Komputer Adalah Mesin penghitung elektronik yang cepat dan dapat menerima informasi input digital, kemudian memprosesnya sesuai dengan program yang tersimpan di memorinya, dan menghasilkan output berupa informasi. ( Menurut Hamacher ), Sedangkan Definisi Komputer itu sendiri berasal dari bahasa latin computare yang mengandung arti menghitung. Karena luasnya bidang garapan ilmu komputer, para pakar dan peneliti sedikit berbeda dalam mendefinisikan termininologi komputer.

Untuk mewujudkan konsepsi komputer sebagai pengolah data untuk menghasilkan suatu informasi, maka diperlukan sistem (computer system) yang elemennya terdiri dari hardware, software dan brainware. Ketiga elemen sistem komputer tersebut harus saling berhubungan dan membentuk kesatuan. Hardware tidak akan berfungsi apabila tanpa software, demikian juga sebaliknya. Dan keduanya tiada bermanfaat apabila tidak ada manusia ( Brainware ) yang mengoperasikan dan mengendalikannya.

1. Hardware atau Perangkat Keras : peralatan yang secara fisik terlihat dan bisa di jamah.

2. Software atau Perangkat Lunak : program yang berisi instruksi/perintah untuk melakukan pengolahan data.

3. Brainware : manusia yang mengoperasikan dan mengendalikan sistem komputer. Penggolongan Komputer Literatur terbaru tentang komputer melakukan penggolongan komputer berdasarkan Tiga hal, Yaitu : Data yang diolah, Penggunaan, Kapasitas/Ukurannya, dan Generasinya.

►Berdasarkan Data Yang Diolah

1. Komputer Analog

2. Komputer Digital

3. Komputer Hybrid

►Berdasarkan Penggunannya

1. Komputer Untuk Tujuan Khusus (Special Purpose Computer)

2. Komputer Untuk Tujuan Umum (General Purpose Computer)

►Berdasarkan Kapasitas dan Ukurannya

1. Komputer Mikro (Micro Computer)

2. Komputer Mini (Mini Computer)

3. Komputer Kecil (Small Computer)

4. Komputer Menengah (Medium Computer)

5. Komputer Besar (Large Computer)

6. Komputer Super (Super Computer)

►Berdasarkan Generasinya

1. Komputer Generasi Pertama (1946-1959)

2. Komputer Generasi Kedua (1959-1964)

3. Komputer Generasi Ketiga (1964-1970)

4. Komputer Generasi Keempat (1979-sekarang)

5. Komputer Generasi Kelima

Struktur Komputer

Struktur sebuah sistem komputer dapat dibagi menjadi:

• Sistem Operasi Komputer.
• Struktur I/O.
• Struktur Penyimpanan.
• Storage Hierarchy.
• Proteksi Perangkat Keras.

Sistem Operasi Komputer

Dewasa ini sistem komputer multiguna terdiri dari CPU (Central Processing Unit); serta sejumlah device controller yang dihubungkan melalui bus yang menyediakan akses ke memori. Setiap device controller bertugas mengatur perangkat yang tertentu (contohnya disk drive, audio device, dan video display). CPU dan device controller dapat dijalankan secara bersamaan, namun demikian diperlukan mekanisme sinkronisasi untuk mengatur akses ke memori.

Pada saat pertama kali dijalankan atau pada saat boot, terdapat sebuah program awal yang mesti dijalankan. Program awal ini disebut program bootstrap. Program ini berisi semua aspek dari sistem komputer, mulai dari register CPU, device controller, sampai isi memori.

Interupsi merupakan bagian penting dari sistem arsitektur komputer. Setiap sistem komputer memiliki mekanisme yang berbeda. Interupsi bisa terjadi apabila perangkat keras (hardware) atau perangkat lunak (software) minta "dilayani" oleh prosesor. Apabila terjadi interupsi maka prosesor menghentikan proses yang sedang dikerjakannya, kemudian beralih mengerjakan service routine untuk melayani interupsi tersebut. Setelah selesai mengerjakan service routine maka prosesor kembali melanjutkan proses yang tertunda.

Struktur I/O

Bagian ini akan membahas struktur I/O, interupsi I/O, dan DMA, serta perbedaan dalam penanganan interupsi.

Interupsi I/O

Untuk memulai operasi I/O, CPU me-load register yang bersesuaian ke device controller. Sebaliknya device controller memeriksa isi register untuk kemudian menentukan operasi apa yang harus dilakukan. Pada saat operasi I/O dijalankan ada dua kemungkinan, yaitu synchronous I/O dan asynchronous I/O. Pada synchronous I/O, kendali dikembalikan ke proses pengguna setelah proses I/O selesai dikerjakan. Sedangkan pada asynchronous I/O, kendali dikembalikan ke proses pengguna tanpa menunggu proses I/O selesai. Sehingga proses I/O dan proses pengguna dapat dijalankan secara bersamaan.

Struktur DMA

Direct Memory Access (DMA) suatu metoda penanganan I/O dimana device controller langsung berhubungan dengan memori tanpa campur tangan CPU. Setelah men-set buffers, pointers, dan counters untuk perangkat I/O, device controller mentransfer blok data langsung ke penyimpanan tanpa campur tangan CPU. DMA digunakan untuk perangkat I/O dengan kecepatan tinggi. Hanya terdapat satu interupsi setiap blok, berbeda dengan perangkat yang mempunyai kecepatan rendah dimana interupsi terjadi untuk setiap byte (word).

Struktur Penyimpanan

Program komputer harus berada di memori utama (biasanya RAM) untuk dapat dijalankan. Memori utama adalah satu-satunya tempat penyimpanan yang dapat diakses secara langsung oleh prosesor. Idealnya program dan data secara keseluruhan dapat disimpan dalam memori utama secara permanen. Namun demikian hal ini tidak mungkin karena:

• Ukuran memori utama     relatif kecil untuk dapat menyimpan data dan program secara     keseluruhan.
• Memori utama bersifat     volatile,     tidak bisa menyimpan secara permanen, apabila komputer     dimatikan maka data yang tersimpan di     memori utama     akan hilang.

Memori Utama

Hanya memori utama dan register merupakan tempat penyimpanan yang dapat diakses secara langsung oleh prosesor. Oleh karena itu instruksi dan data yang akan dieksekusi harus disimpan di memori utama atau register.

Untuk mempermudah akses perangkat I/O ke memori, pada arsitektur komputer menyediakan fasilitas pemetaan memori ke I/O. Dalam hal ini sejumlah alamat di memori dipetakan dengan device register. Membaca dan menulis pada alamat memori ini menyebabkan data ditransfer dari dan ke device register. Metode ini cocok untuk perangkat dengan waktu respon yang cepat seperti video controller.

Register yang terdapat dalam prosesor dapat diakses dalam waktu 1 clock cycle. Hal ini menyebabkan register merupakan media penyimpanan dengan akses paling cepat bandingkan dengan memori utama yang membutuhkan waktu relatif lama. Untuk mengatasi perbedaan kecepatan, dibuatlah suatu penyangga (buffer) penyimpanan yang disebut cache.

Magnetic Disk

Magnetic Disk berperan sebagai secondary storage pada sistem komputer modern. Magnetic Disk disusun dari piringan-piringan seperti CD. Kedua permukaan piringan diselimuti oleh bahan-bahan magnetik. Permukaan dari piringan dibagi-bagi menjadi track yang memutar, yang kemudian dibagi lagi menjadi beberapa sektor.

Storage Hierarchy

Dalam storage hierarchy structure, data yang sama bisa tampil dalam level berbeda dari sistem penyimpanan. Sebagai contoh integer A berlokasi pada bekas B yang ditambahkan 1, dengan asumsi bekas B terletak pada magnetic disk. Operasi penambahan diproses dengan pertama kali mengeluarkan operasi I/O untuk menduplikat disk block pada A yang terletak pada memori utama Operasi ini diikuti dengan kemungkinan penduplikatan A ke dalam cache dan penduplikatan A ke dalam internal register. Sehingga penduplikatan A terjadi di beberapa tempat. Pertama terjadi di internal register dimana nilai A berbeda dengan yang di sistem penyimpanan. Dan nilai di A akan kembali sama ketika nilai baru ditulis ulang ke magnetic disk.

Pada kondisi multi prosesor, situasi akan menjadi lebih rumit. Hal ini disebabkan masing-masing prosesor mempunyai local cache. Dalam kondisi seperti ini hasil duplikat dari A mungkin hanya ada di beberapa cache. Karena CPU (register-register) dapat dijalankan secara bersamaan maka kita harus memastikan perubahan nilai A pada satu cache akan mengubah nilai A pada semua cache yang ada. Hal ini disebut sebagai Cache Coherency.

Proteksi Perangkat Keras

Sistem komputer terdahulu berjenis programmer-operated systems. Ketika komputer dioperasikan dalam konsul mereka (pengguna) harus melengkapi sistem terlebih dahulu. Akan tetapi setelah sistem operasi lahir maka hal tersebut diambil alih oleh sistem operasi. Sebagai contoh pada monitor yang proses I/O sudah diambil alih oleh sistem operasi, padahal dahulu hal ini dilakukan oleh pengguna.

Untuk meningkatkan utilisasi sistem, sistem operasi akan membagi sistem sumber daya sepanjang program secara simultan. Pengertian spooling adalah suatu program dapat dikerjakan walau pun I/O masih mengerjakan proses lainnya dan disk secara bersamaan menggunakan data untuk banyak proses. Pengertian multi programming adalah kegiatan menjalankan beberapa program pada memori pada satu waktu.

Pembagian ini memang menguntungkan sebab banyak proses dapat berjalan pada satu waktu akan tetapi mengakibatkan masalah-masalah baru. Ketika tidak di sharing maka jika terjadi kesalahan hanyalah akan membuat kesalahan program. Tapi jika di-sharing jika terjadi kesalahan pada satu proses/ program akan berpengaruh pada proses lainnya.

Sehingga diperlukan pelindung (proteksi). Tanpa proteksi jika terjadi kesalahan maka hanya satu saja program yang dapat dijalankan atau seluruh output pasti diragukan.

Banyak kesalahan pemprograman dideteksi oleh perangkat keras. Kesalahan ini biasanya ditangani oleh sistem operasi. Jika terjadi kesalahan program, perangkat keras akan meneruskan kepada sistem operasi dan sistem operasi akan menginterupsi dan mengakhirinya. Pesan kesalahan disampaikan, dan memori dari program akan dibuang. Tapi memori yang terbuang biasanya tersimpan pada disk agar programmer bisa membetulkan kesalahan dan menjalankan program ulang.

Operasi Dual Mode

Untuk memastikan operasi berjalan baik kita harus melindungi sistem operasi, program, dan data dari program-program yang salah. Proteksi ini memerlukan share resources. Hal ini bisa dilakukan sistem operasi dengan cara menyediakan pendukung perangkat keras yang mengizinkan kita membedakan mode pengeksekusian program.

Mode yang kita butuhkan ada dua mode operasi yaitu:

• Mode Monitor.
• Mode Pengguna.

Pada perangkat keras akan ada bit atau Bit Mode yang berguna untuk membedakan mode apa yang sedang digunakan dan apa yang sedang dikerjakan. Jika Mode Monitor maka akan benilai 0, dan jika Mode Pengguna maka akan bernilai 1.

Pada saat boot time, perangkat keras bekerja pada mode monitor dan setelah sistem operasi di-load maka akan mulai masuk ke mode pengguna. Ketika terjadi trap atau interupsi, perangkat keras akan men-switch lagi keadaan dari mode pengguna menjadi mode monitor (terjadi perubahan state menjadi bit 0). Dan akan kembali menjadi mode pengguna jikalau sistem operasi mengambil alih proses dan kontrol komputer (state akan berubah menjadi bit 1).

Proteksi I/O

Pengguna bisa mengacaukan sistem operasi dengan melakukan instruksi I/O ilegal dengan mengakses lokasi memori untuk sistem operasi atau dengan cara hendak melepaskan diri dari prosesor. Untuk mencegahnya kita menganggap semua instruksi I/O sebagai privilidge instruction sehingga mereka tidak bisa mengerjakan instruksi I/O secara langsung ke memori tapi harus lewat sistem operasi terlebih dahulu. Proteksi I/O dikatakan selesai jika pengguna dapat dipastikan tidak akan menyentuh mode monitor. Jika hal ini terjadi proteksi I/O dapat dikompromikan.

Proteksi Memori

Salah satu proteksi perangkat keras ialah dengan proteksi memori yaitu dengan pembatasan penggunaan memori. Disini diperlukan beberapa istilah yaitu:

• Base Register yaitu alamat memori fisik awal     yang dialokasikan/ boleh digunakan oleh pengguna.
• Limit Register yaitu nilai batas dari alamat memori fisik awal yang dialokasikan/boleh digunakan oleh pengguna.
• Proteksi Perangkat Keras.

Sebagai contoh sebuah pengguna dibatasi mempunyai base register 300040 dan mempunyai limit register 120900 maka pengguna hanya diperbolehkan menggunakan alamat memori fisik antara 300040 hingga 420940 saja.

Pengertian Input, Proses & Output

Dalam Perangkat Keras (Hardware) Komputer, terdapat 3 Buah Konsep perangkat keras,, yakni:

• Alat Input adalah alat-alat yang berfungsi memasukan data atau perintah kedalam komputer.Contoh dari alat input antara lain:

1. Keyboard–> Papan Ketik yang berfungsi memasukan data baik itu char(Karakter),number(nomor) atau symbol.
2. Mouse–> Sebuah alat input yang digunakan untuk menunjukan cursor(Pointer)
3. Scanner–> Alat input yang berfungsi untuk men duplikat/ mengcopy teks/gambar dari kertas/foto dsb
4. Joystick–> Alat input yang berfungsi memberikan masukan namun biasanya dipakai dalam game
5. Camera digital–> Input Gambar/image
6. Microphone–> Input Suara
7. Digitizer–>Digunakan dalam pemetaan
8. Touch Screen–>Digunakan memberikan instruksi sama seperti mouse namun kelebihan nya di sentuh
9. Touch pad
10. Track ball
11. Light Pen
12. Handy cam

• Alat Pemproses adalah alat-alat yang berfungsi mengolah data kedalam komputer setelah mengalami proses Input.Contoh dari alat pemproses adalah Processor
• Alat Output adalah alat-alat yang berfungsi mengeluarkan data-data yang berbentuk informasi.Contoh dari alat Output adalah:

1. Monitor–> Menampilkan display gambar, teks, symbol dsb
2. Printer–> Mencetak document yang telah kita buat
3. Speaker–> Memunculkan suara yang dapat di input lewat microphone atau mp3
4. Proyektor–> sama seperti monitor, namun media proyektor dapat di dinding

DIAGRAM BLOK ALUR KERJA KOMPUTER

1. Input Device (Alat Masukan)

Adalah alat-alat yang berfungsi memasukan data atau perintah kedalam komputer

2. Output Device (Alat Keluaran)

Adalah alat-alat yang berfungsi mengeluarkan data-data yang berbentuk informasi

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. Contoh memory External berupa Hardisk,Flashdisk dan compact disk.

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

Control Bus digunakan untuk mengontrol penggunaan serta akses ke Data Bus dan Address Bus. Terdiri atas 4 samapai 10 jalur paralel.

Untuk memudahkan Blogger dalam memahami arti dari Input,Output dan Pemproses, saya akan membuat definisi salah satu Hardware,,,Dalam kesempatan kali ini, Hardware yang akan saya bahas adalah Hardisk

Hardisk

A.Definisi Hardisk

Hardisk merupakan Hardware tempat penyimpanan sekunder dimana data disimpan sebagai pulsa magnetik pada piringan metal yang berputar yang terintegrasi.Hardisk juga dapat disebut memory Permanen karena dapat tetap menyimpan data walaupun aliran listrik pada computer telah mati,berbeda dengan RAM yang tidak dapat menyimpan data secara permanent karena jika aliran listrik mati,data-data nya pun tidak dapat disimpan.Hardisk dapat bersifat Input maupun Output. Hardisk Bersifat Input apabila hardisk mentransfer data ke Hardisk lainya atau Ke flashdisk, Hardisk juga dapat bersifat Output apabila ada data yang dikirimkan ke hardisk ini.Berikut ini merupakan Contoh Hardisk:

Pada Hardisk,Data disimpan dalam lingkaran konsentris yang disebut track. Tiap track dibagi dalam beberapa segment yang dikenal sebagai sector. Untuk melakukan operasi baca tulis data dari dan ke piringan, harddisk menggunakan head untuk melakukannya, yang berada disetiap piringan. Head inilah yang selanjut bergerak mencari sector-sector tertentu untuk dilakukan operasi terhadapnya. Waktu yang diperlukan untuk mencari sector disebut seek time. Setelah menemukan sector yang diinginkan, maka head akan berputar untuk mencari track. Waktu yang diperlukan untuk mencari track ini dinamakan latency.

B.Sejarah Hardisk

Harddisk pada awal perkembangannya didominasi oleh perusahaan raksasa yang menjadi standard komputer yaitu IBM. Ditahun-tahun berikutnya muncul perusahaan-perusahaan lain antara lain Seagate, Quantum, Conner sampai dengan Hewlet Packard’s di tahun 1992. Pada awalnya teknologi yang digunakan untuk baca/tulis, antara head baca/tulisnya dan piringan metal penyimpannya saling menyentuh. Tetapi pada saat ini hal ini dihindari, dikarenakan kecepatan putar harddisk saat ini yang tinggi, sentuhan pada piringan metal penyimpan justru akan merusak fisik dari piringan tersebut. Berikut ini Sejarah Singkatnya:

1. Punched Card

Data storage tertua yang diketahui adalah punch card, diciptakan pada tahun 1725 oleh Basile Bouchon pada saat itu penggunaannya adalah untuk menyimpan data pola tenun kain dengan cara melubangi gulungan kertas.

2. Selectron Tube

Pada tahun 1946 RCA mulai membuat Selectron Tube yang merupakan bentukmemori pertama berbasis komputer dengan ukuran panjang sekitar 30 cmdengan kapasitas 4 Kb, memori ini tidak berumur panjang dipasarankarena harganya terlalu mahal.

3. Magnetic Tape

Magnetic tape merupakan media penyimpanan data yang biasanya digunakan untuk komputer jenis mini ataupun mainframe

4.Floppy Disk

Pada tahun 1969 disket pertama kali diperkenalkan dengan ukuran 20 cmmampu menampung data 80 Kb tetapi hanya untuk sekali pakai, 4 tahunkemudian dengan ukuran yang sama, ditingkatkan lagi kemampuannyamenjadi 256 Kb dan bisa dipakai berulang-ulang. Tahun demi tahun ukurandisket semakin kecil dan kemampuan menyimpan datanya semakin besar pula.Namun Pada saat sekarang,diskete sudah mulai jarang digunakan karena MuncuLnya “Hardisk”

5.Hardisk

Pada 13 September 1956 IBM memperkenalkan Komputer model terbarunya IBM 305 RAMAC,pada saat itu merupakan revolusi karena IBM 305 RAMAC disertai denganHardisk pertama di dunia dengan kapasitas yang luar biasa yaitu 4,4 MB.Hardisknya sendiri terdiri dari 50 keping piringan berukuran 60 cm. IBMmenyewakan komputer ini seharga Rp. 30 jutaan perbulan.

Hardisk masih terus dipakai sampai sekarang dengan ukuran yang lebihkecil dan dengan kapasitas yang tentu saja jauh lebih besar.

Jika dibandingkan Hardisk pertama, hardisk generasi baru inikapasitasnya bisa sekitar 200,000 kali lipat, kapasitasnya juga bukanlagi Mega Bites tapi Giga Bites bahkan Tera Bites.

Masih banyak Data Storage lain pada saat ini yang terus berkembangdengan berbagai macam genre dan variannya semacam CD, DVD, Flash, SD,MicroSD, BlueRay dan sebagainya.

Kecepatan Putar Disk

Kecepatan putar pada jaman awal sekitar 3600RPM. Dengan semakin berkembangnya teknologi, kecepatan putar ditingkatkan menjadi 4500RPM dan 5400RPM. Karena kebutuhan media penyimpan yang mempunyai kemampuan tinggi dibuatlah dengan kecepatan 7200RPM yang digunakan pada harddisk SCSI.

Berikut tabel kecepatan harddisk yang diaplikasikan pada berbagai jenis interface yang berbeda :

Kapasitas

Kapasitas harddisk pada saat ini sudah mencapai orde ratusan GB bahkan TB(Terra Byte). Hal ini dikarenakan teknologi bahan yang semakin baik, kerapatan data yang semakin tinggi. Teknologi dari Western Digital saat ini telah mampu membuat harddisk 200GB dengan kecepatan 7200RPM. Sedangkan Maxtor dengan Maxtor MaxLine II-nya yaitu harddisk berukuran 300GB dengan kecepatan 5400RPM. Beriringan dengan transisi ke ukuran harddisk yang lebih kecil dan kapasitas yang semakin besar terjadi penurunan dramatik dalam harga per megabyte penyimpanan, membuat hardisk kapasitas besar tercapai harganya oleh para pemakai komputer biasa.