Dokumen tersebut membahas tentang arsitektur komputer pada umumnya, meliputi komponen-komponen penting seperti input, output, memory, CPU, bus, dan penyimpanan tambahan (auxiliary storage). Komponen-komponen tersebut dijelaskan fungsi dan cara kerjanya beserta analoginya dengan sistem otak manusia. Juga dibahas tentang teknologi penyimpanan optik seperti CD dan DVD.
3. 3
Arsitektur Komputer Dasar
Untuk memudahkan kita mengerti mengenai
komputer, mari kita bandingkan dengan otak
manusia. Analogi ini membantu membuat
perbedaan penting pertama dalam teknologi
komputer –
hardware vs. software.
4. 4
Arsitektur Komputer Dasar
Hardware (Perangkat keras) adalah segala sesuatu
yang memiliki keberadaan , seperti juga otak
biologis kita, contohnya: komputer, disk drives,
keyboard, dsb.
Software (Perangkat lunak), dilain pihak,
merupakan properti konseptual atau intelektual
yang dapat disamakan dengan pikiran, contohnya:
program, sistem operasi, dan data.
10. 10
Arsitektur Komputer Dasar
Semua perangkat tersebut bersinergi satu dengan
yang lain membentuk komputer.
Semua komponen perangkat keras dari model komputer dasar
berkomunikasi dengan microprocessor.
12. 12
Komponen Komputer
Komputer terdiri dari 5 komponen dasar:
Input
Output
(Main) Memory
Central Processing Unit (CPU)
Auxiliary Storage (Secondary Memory)
13. 13
Komponen Komputer: Memory
2 macam informasi yang disimpan dalam
memory:
Instruksi
Data
Istilah:
memory word
Address
Addressable words
14. 14
Komponen Komputer: Memory
Memory dinyatakan dalam jumlah byte yang
tersedia, e.g. 640,000 bytes (640KB), 1
million bytes (1MB), 128MB, 512MB, 1GB,
dsb.
2 tipe dasar memory:
Random Access Memory (RAM)
Read-Only Memory (ROM)
15. 15
Komponen Komputer: CPU
Otak dari komputer
Register:
Register Instruksi
Program Counter
Register Data
23. 23
Komponen Komputer: Auxiliary
Storage
Perangkat direct access storage
Magnetic Disk
• Track adalah suatu pola sirkular
tempat direct access disk menyimpan
data
• Setiap track dibagi kedalam segmen-
segmen yang disebut sector.
• Magnetic disks arrange data in
concentric circular tracks (constant
angular velocity - CAV).
24. 24
Komponen Komputer: Auxiliary
Storage
Perangkat direct access storage - Magnetic
Hard Disks
Suatu disk magnetik menggunakan prinsip
permukaan yang sama: suatu permukaan
logam metal atau plastik bulat yang
dilapisi kedua sisinya dengan suatu mantel
magnetisable oxide.
25. 25
Komponen Komputer: Auxiliary
Storage
Perangkat direct access storage - Magnetic
Hard Disks
Hard disks biasanya terdiri dari sejumlah tertentu
disk campuran yang berputar bersama-sama.
Sector pada setiap disk dapat diakses pada saat
yang bersamaan untuk menyerempakkan head
membaca/menulis
Banyak dari unit penyimpan disk terdiri dari
sejumlah disk yang ditimbun (mounted) pada
suatu spindle untuk membentuk tumpukan disk.
26. 26
Komponen Komputer: Auxiliary
Storage
Perangkat direct access storage
Optical Disk
• Disk CD-ROM disk terdiri dari
satu track yang berkeliling
secara kontinyu dari lingkar luar
ke arah pusat.
• Format ini disebut constant
linear velocity (CLV).
27. 27
Komponen Komputer: Auxiliary
Storage
Perangkat direct access storage
3 Macam Optical disks
Read only (CD, CD-ROM)
Non-erasable write-once (CD-WO)
Erasable read/write (MO)
30. 30
Komponen Komputer: Auxiliary
Storage
Teknologi DVD (Digital Versatile Disk)
Media penyimpanan optik berdasarkan
teknologi CD-ROM yang lebih tua.
Kapasitas penyimpanan lebih besar
dibanding CD.
Double-sided disks.
Dapat menampung sekitar 4.7GB
31. 31
Komponen Komputer: Auxiliary
Storage
Teknologi DVD (Digital Versatile Disk)
Mengapa harus DVD?
Kapasitas yang tinggi
Kualitas sangat baik
Transfer data berkecepatan tinggiHigh speed
data transfer
Telah diadopsi oleh kebanyakan perusahaan
film
Akan tetapi, sampai dengan saat ini, belum
ada standard DVD
32. 32
Komponen Komputer: Auxiliary
Storage
Kesimpulan
Teknologi penyimpanan optik lebih dapat
mendukung teknologi multimedia:
Murah
Lebih kuat dibanding magnetic
Lebih akurat (teknologi laser)
Akan tetapi, penyimpanan optik masih
jauh lebih lambat untuk membaca/menulis
dibanding harddisk (penyimpanan
magnetik)
33. 33
Referensi
Ze-Nian Li & Mark S. Drew, Fundamental of
Multimedia, Prentice Hall, 2004.
Martin Suhartana
Editor's Notes
Jikalau kita bernapas, bukan berarti bahwa pada saat itu kita pasti sedang berpikir. Di dalam komputer, firmware, atau read only memory (ROM), mengandung instruksi-instruksi permanen yang berasosiasi dengan kemampuan dasar setiap hari. Walaupun kita sebagai manusia lahir dengan suatu firmware, akan tetapi kita harus belajar untuk berjalan, berbicara, makan, dan sebagainya. Akan tetapi, untuk komputer, sistem operasi mengetahui bagaimana harus berurusan dengan prosedur standar seperti menerima perintah atau pilihan menu, mengalokasi dan mengelola space dalam memory maupun media penyimpanan. Sejalan dengan pelajaran yang kita terima tentang hidup, kita mengembangkan kemampuan-kemampuan tertentu, seperti memainkan piano, mengendarai mobil, memasak kue, dan seterusnya. Analogi keahlian-keahlian ini adalah program-program atau aplikasi-aplikasi dalam komputer.
Otak kita secara konstan menerima data, atau inforamasi, dari luar melalui panca indera kita (mata, telinga, kulit, rambut, hidung, lidah), sebagaimana juga otak kita mengeluarkan informasi dalam bentuk kata-kata, gerak tubuh, tulisan. Komputer menerima data dari perangkat-perangkat input seperti keyboard, microphone, scanner, camera, dan mouse. Dan sebaliknya, komputer mengirimkan data ke perangkat-perangkat output seperti In monitor, speaker, dan printer.
Otak kita membuat keputusan-keputusan dan kalkulasi-kalkulasi berdasarkan input, pengalaman atau prosedur, dan kemudian menyimpan hasilnya kedalam memory. Pada komputer ada microprocessor yang melakukan perhitungan berdasarkan input yang diterima, memory, dan prosedur-prosedur, dan kemudian menyimpannya kedalam suatu random – access memory (RAM).
Dibandingkan dengan otak kita, komputer memiliki ukuran memory yang terbatas. Untuk alasan inilah program-program dan data harus disimpan secara permanen dalam suatu media penyimpanan ( storage media) seperti magnetic atau optical disk agar dapat diambil kembali kemudian.
Sistem syaraf kita berfungsi sebagai area yang mengoneksikan sekaligus media komunikasi antara otak kita dengan panca indera dan otot-otot. Dalam komputer, berbagai macam bus mengoneksikan microprocessor dengan memory, memory, media penyimpanan, dan perangkat input/output.
Memory dibagi-bagi kedalam unit-unit berukuran sama yang mengandung rangkaian digit-digit binari. Rangkaian ini diperlakukan sebagai unit tunggal dari informasi yang disebut memory word . Suatu memory word ditandai oleh suatu angka yang unik yang disebut alamat (address), kita juga bisa menganggap koleksi dari sejumlah memory dengan ukuran standar yang disebut addresable words Thus, we can conceive of memory as a collection of standard-length, addressable words.
Berapa banyakkah 1 MB itu? Misalkan 1 karakter ASCII memerlukan 1 byte, jadi 1 MB akan menampung 200,000 kata bhs inggris (dengan asumsi rata-rata 5 karakter per kata). RAM bersifat mudah hilang (isinya akan hilang ketika power suply ke komputer diputus) Sementara itu, ROM sulit hilang (isinya tidak akan hilang walaupun power suply ke komputer sudah diputus)
CPU adalah otak dari komputer, yang melakukan perhitungan, operasi atas data teks, menerima input maupun output dari/ke perangkat I/O, bahkan mengontrol semua operasi yang dilakukan dalam komputer. Cpu memiliki Registers, yaitu area penyimpanan yang dapat menyimpan Data dan Instruksi Instructions. Masing-masing register teridiri dari satu atau lebih kapasitas byte. Jumlah dari byte dalam register biasanya berasosiasi dengan ukuran word dari komputer bersangkutan.
Bagaimana CPU dan memory saling berkomunikasi? Bus-lah yang menghubungkan keduanya sehingga ketika CPU melakukan suatu operasi, bit-bit berpindah-pindah secara cepat melalui bus. Jumlah bit-bit yang bergerak pada suatu saat melalui bus disebut bus width.
Sequential access storage Jenis sequential access storage yang paling akhir sampai dengan saat ini masih digunakan, biasanya digunakan untuk penyimpanan untuk jangka waktu yang lama. Akan tetapi tidak cocok untuk pengaksesan data secara random. Direct access storage
Bagaimana data disimpan: data disimpan dalam media campuran plastik, biasanya memilik beberapa layer, yaitu: satu layer tipis yang mengandung partikel-partikel magnetik, dan sedikitnya 1 layer untuk menutupinya. Layer atau mantel tipis tersebut terbuat dari ferrite alloy. Atom dari tipe alloy ini mudah dimagnetisasi. Pada waktu kekuatan magnet yang besar diberlakukan pada alloy tersebut, daerah yang dilaluinya akan dipolarisasi
Tape magnetic tersebut dilalukan suatu perangkat yang disebut tape drive, yang akan menggelindingkan tape tersebut (head untuk membaca/menulis) Head untuk membaca/menulis mengandung lempeng elektronik yang dapat menginduksi suatu tegangan magnetik. Arus yang melalui lempeng tersebut menyebabkan head memagnetisasi daerah dari tape pada saat berlalu dari bawahnya.
Informasi magnetik dituliskan dalam pola parallel (yang disebut track ) sepanjang tape tersebut. Ada 3 format track dasar, yaitu: Longitudinal Serpentine Helical
Tape magnetic tersebut dilalukan suatu perangkat yang disebut tape drive, yang akan menggelindingkan tape tersebut (head untuk membaca/menulis) Head untuk membaca/menulis mengandung lempeng elektronik yang dapat menginduksi suatu tegangan magnetik. Arus yang melalui lempeng tersebut menyebabkan head memagnetisasi daerah dari tape pada saat berlalu dari bawahnya.
Disk magenetik mengatur data dalam track-track circular yang concentric. Sehingga, semakin dekat track bergerak ke pusat, maka semakin kecil pulalah area fisik dari suatu sektor
Disk magenetik mengatur data dalam track-track circular yang concentric. Sehingga, semakin dekat track bergerak ke pusat, maka semakin kecil pulalah area fisik dari suatu sektor
Compact Disk terbuat dari suatu lapisan alumunium wafer-thin yang dilapisi dengan 2 lapisan plastik pada kedua sisinya. Pada waktu pembuatan, data distempelkan kedalam disk dalam bentuk kolam-kolam (pits) dan daratan-daratan (lands), dimana masing-masing merepresentasikan data binari 1 dan 0. pits dan lands membentuk suatu spiral dengan arah dari pusak ke pinggir. Pada waktu playback, suatu head pembaca akan memancarkan sinar laser ke CD-ROM yang berputar tersebut yang kemudian ditangkap oleh suatu prisma dan cermin. Sinar tersebut akan menembus mantel plastik menuju lapisan alumunium, ketika sinar tersebut menyentuh pit, maka hampir semuanya diserap, sementara ketika sinar tersebut menyentuh land, maka hampir semuanya dipantulkan kembali. Sinar yang dipantulkan tersebut diarahkan oleh sebuah prisma ke suatu diode yang sensitif yang menerjemahkan pola dari cahaya yang dipantulkan kedalam data binari.
Transfer data berkecepatan tinggi berarti dapat mendukung full motion video Standardisasi: Tape dipegang oleh Philips CD dipegang oleh Philips - Sony.
Lebih lambat terutama untuk menulis dan transfer data.