Buku_Arsitektur_Sistem_Komputer_pdf.pdf

Buku Ajar
Arsitektur
Sistem Komputer
Disusun Oleh:
Rozeff Pramana
Alena Uperiati

ARSITEKTUR SISTEM KOMPUTER
Sampul : Rozeff Pramana
Tata Letak : Rozeff Pramana
Diterbitkan pertama kali oleh
UMRAH PRESS
Alamat penerbit:
Gedung Rektorat Kampus Universitas Maritim Raja Ali Haji,
Lantai III, Jalan Dompak, Tanjungpinang, Provinsi Kepulauan
Riau 29111 Telp: 0771-7001550 Fax: 0771-7038999
Email: umrahpress@gmail.com / umrahpress@umrah.ac.id
Hak Cipta © dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip atau memperbanyak sebagian atau seluruh
isi buku ini tanpa
izin tertulis dari penerbit.
Cetakan Pertama:
Huruf : Times New Roman
Ukuran : 12
Perpustakaan Nasional RI: Data Katalog Dalam Terbitan
(KDT)
Rozeff Pramana, S.T., M.T dan Alena Uperiati, S.T., M.Cs
Arsitektur Sistem Komputer: Buku Ajar / Rozeff Pramana dan
Alena Uperiati
Tanjungpinang: Universitas Maritim Raja Ali Haji. 2016
V, 239 Hal, 14,8 x 21 cm
ISBN : 978-602-6770-34-9
Komputer 1. Judul

ii
KATA PENGANTAR
Buku ajar ini merupakan bahan ajar bagi dosen dan
mahasiswa pada mata kuliah Arsitektur Sistem Komputer
di Fakultas Teknik jurusan Teknik Elektro Universitas
Maritim Raja Ali Haji.
Buku ajar ini di rancang agar pembacanya dapat dengan
mudah memahami materi mata kuliah Arsitektur Sistem
Komputer dan menjadi referensi bagi dosen dan
mahasiswa dalam mempelajari tentang komputer. Setiap
materi disajikan dengan penjelasan umum, definisi dan
sub-sub materi dengan sumber referensi diambil dari
berbagai literatur. Penyajian suatu materi dilengkapi
dengan gambar-gambar, blok diagram, dan ilustrasi
untuk memberikan pemahaman bagi pembaca.
Semoga karya dari penulis ini bermanfaat bagi
perkembangan Sain dan teknologi, untuk hari ini dan
masa yang akan datang.
Tanjungpinang, November 2016
Penulis

iii
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR......................................................... i
DAFTAR ISI ....................................................................... iii
BAB I................................................................................... 1
PENDAHULUAN............................................................... 1
A. Informasi Mata Kuliah............................................... 1
B. Deskripsi Mata Kuliah............................................... 3
C. Rencana Kegiatan Program Pembelajaran dan
Rencana Pembelajaran Semester............................... 11
BAB II ................................................................................. 20
EVOLUSI, PENGGOLONGAN DAN PENERAPAN
KOMPUTER ....................................................................... 20
A. Generasi Computer.................................................... 21
1. Generasi Pertama..................................................... 21
2. Generasi Kedua ....................................................... 23
3. Generasi Ketiga ....................................................... 27
4. Generasi Keempat.................................................... 29
5. Generasi Kelima ...................................................... 29
B. Penggolongan komputer............................................ 31
1. Penggolongan berdasar data yang diolah ................ 32
2. Penggolongan berdasarkan Penggunaannya............ 36

iv
3. Penggolongan berdasarkan Ukurannya ................... 39
C. Penerapan komputer .................................................. 46
BAB III................................................................................ 51
KONSEP DASAR DAN KINERJA KOMPUTER............. 51
A. Sistem bilangan ......................................................... 51
1. Sistem Bilangan Desimal ........................................ 54
2. Sistem Bilangan Biner............................................. 55
3. Sistem Bilangan Oktal............................................. 60
4. Sistem Bilangan Hexadesimal................................. 61
B. Komponen-komponen Komputer.............................. 70
C. Hardware ................................................................... 72
D. Software..................................................................... 81
E. Brainware................................................................... 84
BAB IV................................................................................ 85
CPU ..................................................................................... 86
A. Komponen Utama CPU............................................. 87
B. Fungsi CPU ............................................................... 90
C. Cara Kerja CPU......................................................... 102
D. Array Processor ......................................................... 103
E. Main Memory............................................................ 104
F. Pemrosesan Instruksi................................................. 112

v
G. Hubungan antara CPU dengan Main Memory dan
alat-alat I/O................................................................ 117
BAB V................................................................................. 124
ORGANISASI INPUT/OUTPUT ....................................... 124
A. Modul Input/Output................................................... 124
B. Sistem Masukan & Keluaran Komputer.................... 126
C. I/O Terprogram.......................................................... 134
D. Interrupt – Driven I/O................................................ 138
E. Direct Memory Access (DMA)................................. 143
F. Perangkat Eksternal................................................... 154
BAB VI................................................................................ 159
MEMORI............................................................................. 159
A. Pengertian Memory ................................................... 159
B. Karakteristik Sistem Memori .................................... 164
C. Hierarki Memori........................................................ 170
D. Memori Utama Semikonduktor................................. 173
E. Cache Memori ............................................................ 186
F. Auxiliary Memory..................................................... 206

1
BAB I
PENDAHULUAN
A. Informasi Mata Kuliah
1 Nama Mata Kuliah : Arsitektur Komputer
2 Bobot Kredit : 3 SKS
3 Program Studi : Teknik Elektro
4 Kode Mata Kuliah : TE-1114
5 Status Mata Kuliah/Semester : Wajib / III
6 Prasyarat : -
7 Bentuk Pengajaran : Ceramah, diskusi,
tanya jawab, tugas,
praktikum
8 Penilaian :
a. Absensi 10%
b. Tugas dan Kuis 30%
c. UTS 30%
d. UAS 30%

2
9 Jumlah Pertemuan : 16 kali pertemuan
(termasuk UTS dan
UAS)
10 Masa Perkuliahan :
150 menit tatap muka
di kelas perminggu
11 Dosen Pengajar : RozeffPramana,ST.,MT
12 Tujuan Mata Kuliah :
Setelah mengikuti
mata kuliah
Arsitektur Komputer,
mahasiswa dapat
mengetahui dengan
jelas tentang
penggolongan
komputer dan
evolusinya, cara kerja
dasar komputer,
bagian- bagian dari
komputer, fungsi
CPU, proses kerja
pada CPU,

3
komponen-
komponen CPU,
aplikasi-aplikaksi
pada organisasi
Input/Output dan
peripheral, jenis-jenis
memori komputer
serta aplikasinya,
sistem Bus, set
instruksi, prosesor
paralel, arsitektur
RISC dan CISC serta
Pipeline pada
komputer.
B. Deskripsi Mata Kuliah
Kata komputer berasal dari bahasa latin yaitu
“computare” yang artinya berhitung. Secara definisi
komputer diterjemahkan sebagai sekumpulan alat
elektronika yang saling bekerjasama, dapat menerima
data (input), mengolah data (proses) dan memberikan

4
informasi (output) serta terkoordinasi dibawah kontrol
program yang tersimpan pada memorinya.
Pada matakuliah ini akan di bahas tentang penggolongan
komputer, konsep dasar dan kinerja komputer, perangkat
Input/ Output, CPU, memori, sistem Bus, set instruksi,
prosesor paralel, arsitektur RISC dan CISC serta Pipeline
pada komputer.
Standar Kompetensi
1. Mendeskripsikan penggolongan komputer dan
penerapannya diberbagai bidang kehidupan
manusia
2. Mampu mendeskripsikan Kinerja komputer secara
umum
3. Memahami fungsi CPU, mengetahui bagian-bagian
dan proses kerjanya
4. Memahami dan mampu menjelaskan dan
menganalisa aplikasi-aplikaksi I/O dan peripheral
5. Mampu menjelaskan, membandingkan dan
menganalisa jenis-jenis memori komputer

5
6. Memahami dan mampu mendeskripsikan fungsi set
instruksi, mode dan pengalamatan
7. Memahami dan mampu mengaplikasikan paralel
prosesor secara umum
8. Memahami dan mampu menganalisa perbandingan
komputer RISC dan CISC serta aplikasi
penggunaannya
9. Dapat mengaplikasikan dan berinovasi dalam
penggunaan Pipeline

6
Pokok Bahasan Dan Sub Pokok Bahasan
No. Pokok Bahasan Sub Pokok Bahasan
1. Evolusi,
Penggolongan
Dan Penerapan
Komputer
1. Generasi komputer
2. Penggolongan berdasar
data yang diolah
3. Penggolongan
berdasarpenggunaan
4. Penggolongan berdasar
ukuran
5. Penerapan komputer
diberbagai bidang
2. Konsep Dasar
Dan Kinerja
Komputer
1. Sistem bilangan
2. Komponen-komponen
komputer
3. Hardware
4. Software
5. Brainware
3. CPU (Central
Processing
Unit)
1. Fungsi CPU
2. Komponen-komponen
CPU
3. Cara kerja CPU

7
4. Array Processor
5. Main memory
6. Pemrosesan instruksi
7. Hubungan CPU dengan
main memory dan
perangkat I/O
4. Organisasi
Input/Output
1. Perangkat peripheral
2. I/O terprogram
3. Interrupt-driven I/O
4. Direct Memory Access
(DMA)
5. Hubungan I/O dengan
CPU
5. Memori 1. Deklarasi Array
2. Hirarki memori
3. Karakteristik memori
4. Memori utama
5. RAM
6. ROM
7. Cache memory
8. Auxiliary memory

8
6. Set instruksi,
karakteristik
dan fungsi;
Mode dan
pengalamatan
1. Karakteristik instruksi
2. Jenis-jenisinstruksi
3. Pemrosesan instruksi
4. Instruction fetch
5. Instruction execute
6. Pengalamatan
7. Bentuk-bentuk instruksi
8. Jenis operasi
9. Cycle time
7. Parallel
Processor
1. Organisasi berbagai
prosesor
2. Multiprosesor simetris
3. Koherensi Cache dan
protokol Mesi
4. Cluster
5. Non Uniform Memory
Access (NUMA)
8. Register
transfer , risc
dan cisc
1. Sejarah
2. Konsep Arsitektur RISC.
3. Elemen penting dan ciri-
ciri.

9
4. Arah perkemba-ngan
prosesor RISC.
5. Eksekusi Instruksi
6. Transfer Bus dan Memori
7. Definisi CISC.
8. Konsep CISC.
9. Arsitektur CISC.
10. Ciri-ciri prosesor CISC
11. Aspek komputasi dalam
merancang RISC.
12. Chip-chip RISC.
13. Prospek arsitektur RISC.
14. Deskripsi transfer
register.
15. Bahasa transfer register
9. Pipelining 1. Pengertian Pipelining.
2. Kategori Pipeline.
3. Arithmetic pipeline
4. Instruction pipeline
5. Pipeline pada
mikroprosesor

10
Daftar Pustaka
1. William Stalling, “Organisasi dan Arsitektur
Komputer”, edisi bahasa Indonesia, Jilid 1,
Prenhallindo, 1998.
Komputer. Rancangan Kinerja”, Jilid 2 edisi 6,
Indeks, kelompok Gramedia, 2005
3. William, S., “Komunikasi data dan Komputer”,
Salemba Teknika, 2001.
4. M. Morris Mano, “Computer System
Architecture”, third edition, Prentice Hall
International, 1993.
5. Syahrul, “Organisasi dan Arsitektur Komputer”,
Penerbit Andi Yogyakarta, 2010.
6. Albert Paul Malvino, “Elektronika Komputer
Digital’, edisi kedua, Penerbit Erlangga, 1996.
7. Prof. Dr. Jogiyanto H.M, M.B.A., Akt,
“Pengenalan komputer”, penerbit Andi, 2005.

11
C. Rencana Kegiatan Program Pembelajaran dan
Rencana Pembelajaran Semester
MataKuliah KodeMK SKS Semester DosenPengampu
Arsitektur
Komputer
TE-1114 3 3 /
Ganjil
Rozeff
Pramana, ST,
MT
Deskripsi Mata Kuliah
Komputer berasal dari bahasa latin yaitu “computare” yang
artinya berhitung. Secara definisi komputer diterjemahkan
sebagai sekumpulan alat elektronika yang saling bekerjasama,
dapat menerima data (input), mengolah data (proses) dan
memberikan informasi (output) serta terkoordinasi dibawah
kontrol program yang tersimpan pada memorinya.
Pada matakuliah ini akan di bahas tentang penggolongan
komputer, konsep dasar dan kinerja komputer, perangkat
Input/ Output, CPU, memori, sistem Bus, set instruksi,
prosesor paralel, arsitektur RISC dan CISC serta Pipeline
pada komputer.
Standar Kompetensi
1. Mendeskripsikan penggolongan komputer dan
penerapannya diberbagai bidang kehidupan manusia

12
2. Mampu mendeskripsikan Kinerja komputer secara umum
3. Memahami fungsi CPU, mengetahui bagian-bagian dan
proses kerjanya
4. Memahami dan mampu menjelaskan dan menganalisa
aplikasi-aplikaksi I/O dan peripheral
5. Mampu menjelaskan, membandingkan dan menganalisa
jenis-jenis memori komputer
6. Memahami dan mampu mendeskripsikan fungsi set
instruksi, mode dan pengalamatan
7. Memahami dan mampu mengaplikasikan paralel prosesor
secara umum
8. Memahami dan mampu menganalisa perbandingan
komputer RISC dan CISC serta aplikasi penggunaannya
9. Dapat mengaplikasikan dan berinovasi dalam penggunaan
Pipeline
Perte
muan
ke-
Capaian
pembelajaran
Pokokdan
subpokokbahasan
Esti-
masi
Wak-
tu
Daftar
Pustaka
1 Mahasiswa
mengetahui
tentang
1. Generasi
komputer.
2. Penggolongan

13
penggolong
an komputer
dan
evolusinya.
Mahasiswa
dapat
menyebutka
n penerapan
komputer
dalam
kehidupan.
berdasar data
yang diolah.
3. Penggolongan
berdasarpenggun
aan
4. Penggolongan
berdasar ukuran.
5. Penerapan
komputer
diberbagai
bidang.
2 Mahasiswa
mengetahui
cara kerja
dasar
komputer.
Mahasiswa
dapat
menyebutka
n bagian -
bagian dari
1. Sistem bilangan
2. Komponen-
komponen
komputer
3. Hardware
4. Software
5. Brainware

14
komputer.
3 – 4 Mahasiswa
memahami
fungsi CPU,
dapat
menjelaskan
komponen -
komponen
CPU, dapat
membandin
gkan Main
memory,
dapat
menjelaskan
pemprosesa
n instruksi
pada CPU.
1. Fungsi CPU
2. Komponen-
komponen CPU
3. Cara kerja CPU
4. Array Processor
5. Main memory.
6. Pemrosesan
instruksi.
7. Hubungan CPU
dengan main
memory dan
perangkat I/O
5 Mahasiswa
dapat
memaparka
n aplikasi-
1. Perangkat
peripheral
2. I/O terprogram
3. Interrupt-driven

15
aplikasi
pada
Organisasi
Input /
Output
I/O
4. Direct Memory
Access (DMA)
5. Hubungan I/O
dengan CPU.
6 – 7 Mahasiswa
dapat
menyebutka
n jenis -
jenis
memori
serta
aplikasinya
pada
komputer
1. Hirarki memori
2. Karakteristik
memori
3. Memori utama
4. RAM
5. ROM
6. Cache memory
7. Auxiliary
memory
8 UTS
9 Mahasiswa
dapat
menganalisa
pemprosesa
n Set
1. Karakteristik
instruksi
2. Jenis-
jenisinstruksi.
3. Pemrosesan

16
instruksi
pada
komputer.
instruksi.
4. Instruction fetch.
5. Instruction
execute.
10 Mahasiswa
dapat
menganalisi
s hubungan
dari mode
dan bentuk
pengalamata
n
1. Pengalamatan.
2. Bentuk-bentuk
instruksi.
3. Jenis operasi.
4. Cycle time
11 Mahasiswa
dapat
menjelaskan
kategori
sistem
komputer
dan
keterkaitann
nya antara
1. Organisasi
berbagai
prosesor
2. Multiprosesor
simetris
3. Koherensi Cache
dan protokol
Mesi
4. Cluster

17
satu dengan
lain
5. Non Uniform
Memory Access
(NUMA)
12 Mahasiswa
dapat
menjelaskan
penggunaan
teknologi
RISC
dibanding
teknologi
yang ada
sebelumnya
1. Sejarah
2. Konsep
Arsitektur RISC.
3. Elemen penting
dan ciri-ciri.
4. Arah perkemba-
ngan prosesor
RISC.
5. Eksekusi
Instruksi
13 Mahasiswa
dapat
menjelaskan
penggunaan
teknologi
CISC
dibanding
teknologi
1. Transfer Bus dan
Memori
2. Definisi CISC
3. Konsep CISC
4. Arsitektur CISC
5. Ciri-ciri prosesor
CISC.

18
yang ada
sebelumnya
14 Mahasiswa
dapat
menjelaskan
perbedaan
antara
teknologi
RISC dan
CISC.
1. Aspek komputasi
dalam
merancang RISC
2. Chip-chip RISC
3. Prospek
arsitektur RISC
4. Deskripsi
transfer register
5. Bahasa transfer
register.
15 Mahasiswa
dapat
menghitung
jumlah set
instruksi
yang masuk
pada suatu
pipelining
dan dapat
1. Pengertian
Pipelining
2. Kategori
Pipeline
3. Arithmetic
pipeline
4. Instruction
pipeline
5. Pipeline pada

19
mengkreasi
kannya
dengan
kategori
pipeline lain
mikroprosesor
16 UAS

20
BAB II
EVOLUSI, PENGGOLONGAN DAN PENERAPAN
KOMPUTER
Standar Kompetensi
Setelah mengikuti kuliah ini mahasiswa dapat
mendeskripsikan penggolongan komputer dan
penerapannya diberbagai bidang kehidupan manusia
Indikator
Setelah mengikuti perkuliahan mahasiswa
diharapkan dapat:
1. Mahasiswa mampu menjelaskan dan
mendeskripsikan pengertian sistem
mikroprosesor
2. Mahasiswa mampu menjelaskan sejarah dan
evolusi dari perkembangan sistem
mikroprosesor
3. Mahasiswa mampu menjelaskan dan
mendeskripsikan komponen utama dalam
sistem mikroprosesor

21
A. Generasi Computer
1. Generasi Pertama : Tabung Vakum (1945 –
1955) ENIAC.
Tabung hampa udara sebagai penguat sinyal,
merupakan ciri khas komputer generasi pertama.
Pada awalnya, tabung hampa udara (vacum-tube)
digunakan sebagai komponen penguat sinyal.
Bahan bakunya terdiri dari kaca, sehingga banyak
memiliki kelemahan, seperti: mudah pecah, dan
mudah menyalurkan panas. Panas ini perlu
dinetralisir oleh komponen lain yang berfungsi
sebagai pendingin. Dan dengan adanya komponen
tambahan, akhirnya komputer yang ada menjadi
besar, berat dan mahal.
Pada tahun 1946, komputer elektronik didunia
yang pertama yakni ENIAC (Electronic
Numerical Integrator And Computer) selesai
dibuat. Komputer ini dirancang dan dibuat oleh
John Mauchly dan John Presper Eckert di
Universitas Pennsylvania merupakan komputer
digital elektronik untuk kebutuhan umum pertama

22
di dunia. Pada komputer tersebut terdapat 18.800
tabung hampa udara, daya listrik yang dibutuhkan
sebesar 140 KW. Begitu besar ukurannya, hingga
memerlukan suatu ruangan tersendiri.
Pada gambar terlihat komputer ENIAC, yang
mempunyai bobot seberat 30 ton, panjang 30 m
dan tinggi 2.4 m. ENIAC masih merupakan mesin
desimal, representasi data bilangan dalam bentuk
desimal dan arimetiknya dibuat dalam bentuk

23
desimal. Kekurangan utama mesin ini adalah
pemogramannya masih manual, yaitu dengan
menyetel switch – switch, memasang dan
menanggalkan kabel – kabelnya.
2. Generasi Kedua : Transistor (1955 – 1965)
Sejak pesatnya teknologi semikonduktor
hingga menghasilkan komponen transistor
membawa perubahan besar pada dunia komputer.
Komputer era ini tidak lagi menggunakan tabung
vakum yang memerlukan daya operasional besar,
tabung – tabung itu digantikan komponen kecil
bernama transistor. Konsumsi daya listrik amat
kecil dan bentuknyapun relatif kecil.
Transistor ditemukan di Bell Labs pada tahun
1947 dan tahun 1950 telah meluncurkan revolusi
elektronika modern. IBM sebagai perusahaan
pertama yang meluncurkan produk komputer
dengan transistor sehingga tetap mendominasi
pangsa pasar komputer. NCR dan RCA adalah
perusahaan yang mengembangkan komputer
berukuran kecil saat itu, kemudian diikuti IBM.

24
Dengan adanya transistor membuat hardware
komputer saat itu makin cepat prosesnya, lihat
Tabel .
Memori makin besar kapasitasnya namun
makin kecil bentuknya. Generasi dua ini juga
terdapat perubahan perkembangan pada ALU
yang makin kompleks, lahirnya bahasa
pemrograman tingkat tinggi maupun tersedianya
software sistem operasi.
Transistor merupakan singkatan dari Transfer
Resistor, yang berarti dengan mempengaruhi daya
tahan antara dua dari tiga lapisan, maka daya
(resistor) yang ada pada lapisan berikutnya dapat
pula dipengaruhi. Bahan bakunya terdiri atas tiga
lapis, yaitu: "basic", "collector" dan "emmiter".
Gen Tahun Teknologi
Kec
(operasi/detik)
1 1946 – 1957 Tabung Vakum 40.000
2 1958 – 1964 Transistor 200.000
3 1965 – 1971
Small and medium scale
integration
1.000.000
4 1972 – 1977 Large scale integration 10.000.000
5 1978 Very large scale integration 100.000.000

25
Dengan demikian, fungsi transistor adalah
sebagai penguat sinyal. Transistor mempunyai
banyak keunggulan seperti misalnya: tidak mudah
pecah, tidak menyalurkan panas dan dengan
demikian, komputer yang ada menjadi lebih kecil
dan lebih murah.

26
Beberapa contoh komputer generasi kedua
adalah: IBM Serie 1400, NCR Serie 304, MARK
IV dan Honeywell Model 800. Pada gambar
nampak sebuah papan rangkaian yang
menggunakan transistor dan digunakan oleh
Komputer MARK IV ditahun 1957 yang
merupakan komputer pertama yang diproduksi di-
Jepang. Pada tahun 1960-an, komputer komersial
yang memanfaatkan transistor dan digunakan
secara luas mulai beredar dipasaran. Komputer
IBM- 7090 buatan Amerika Serikat merupakan
salah satu komputer komersial yang
memanfaatkan transistor.

27
3. Generasi Ketiga : Integrated Circuits (1965 –
1980)
Pada tahun 1958 terjadi revolusi elektronika
kembali, yaitu ditemukannya integrated circuit
(IC) yang merupakan penggabungan komponen –
komponen elektronika dalam suatu paket. Dengan
ditemukan IC ini semakin mempercepat proses
pada komputer, kapasitas memori makin besar
dan bentuknya semakin kecil.
Konsep semakin kecil dan semakin murah
dari transistor, akhirnya memacu orang untuk
terus melakukan pelbagai penelitian. Ribuan
transistor akhirnya berhasil digabung dalam satu
bentuk yang sangat kecil. Secuil silicium yag
mempunyai ukuran beberapa milimeter berhasil
diciptakan, dan inilah yang disebut sebagai
Integrated Circuit atau IC-Chip yang merupakan
ciri khas komputer generasi ketiga. Contoh
komputer generasi ini adalah: Apple Computer
dan TRS 80 dan IBM S/360.

28
Pada gambar diatas tampak komputer IBM
S/360 yang menggunakan komponen IC.
Dinamakan IBM S/360 karena mampu melakukan
operasi satu lingkaran penuh (360 derajat) yang
maksudnya mampu melakukan proses yang
dibutuhkan oleh aplikasi bisnis maupun teknik.

29
4. Generasi Keempat : Large Scale Integration
(1972 - 1977)
Pada generasi ini ditandai dengan munculnya
LSI (Large Scale Integration) yang merupakan
pemadatan ribuan IC kedalam sebuah Chip.
Istilah chip digunakan untuk menunjukkan suatu
lempengan persegi empat yang memuat
rangkaian-rangkaian terpadu (integreted circuits).
5. Generasi Kelima : Very Large Scale
Integration (1978)
VLSI (Very Large Scale Integration)
merupakan pengembangan dari LSI. VLSI dapat
menampung 10.000 komponen lebih per
kepingnya dengan kecepatan operasi mencapai
100juta operasi per detiknya. Gambar berikut
mengilustrasikan perkembangan mikroprosesor
Pentium terhadap jumlah transistor per
kepingnya.

30
Masa – masa ini diawali peluncuran
mikroprosesor Intel seri 4004. Memang masih
primitif, namun mikroprosesor ini tonggak
perkembangan mikroprosesor – mikroprosesor
canggih saat ini. Tidak ada ukuran pasti dalam
melihat mikroprosesor, namun ukuran terbaik
adalah lebar bus data : jumlah bit data yang dapat
dikirim – diterima mikroprosesor. Ukuran lain
adalah jumlah bit dalam register.

31
Tahun 1972 diperkenalkan dengan
mikroprosesor 8008 yang merupakan
mikroprosesor 8 bit. Mikroprosesor ini lebih
kompleks instruksinya namun prosesnya lebih
cepat dari pendahulunya. Kemudian Bells dan HP
menciptakan mikroprosesor 32 bit pada 1981,
sedangkan Intel baru mengeluarkan tahun 1985
dengan mikroprosesor 80386. Perusahaan-
perusahaan yang membuat micro-processor
diantaranya adalah: Intel Corporation, Motorola,
Zilog dan lainnya lagi.
Dipasaran bisa kita lihat adanya
microprocessor dari Intel dengan model 4004,
8088, 80286, 80386, 80486, 80586 (yang lebih
dikenal dengan nama: Pentium ) dan lainnya lagi.
Sedang pabrik Motorola mengeluarkan model
6502, 6800 dan lainnya.
B. Penggolongan komputer
Komputer oleh beberapa profesional digolongkan
dalam beberapa sudut pandangan. Yaitu berdasarkan

32
data yang diolah, berdasarkan penggunaannya dan
berdasar ukurannya.
1. Penggolongan berdasar data yang diolah
Data yang diolah oleh komputer jenisnya
sangat banyak. Ada data yang berwujud gambar,
suara, huruf, angka, simbol ataupun yang lainnya.
Dalam hal ini, tidak setiap komputer bisa
mengolah seluruh data yang ada. Ada komputer
yang hanya bisa mengolah suara, ataupun hanya
bisa mengolah gambar ataupun hanya mengolah
huruf dan angka saja. Walaupun demikian, ada
pula komputer yang bisa mengolah beberapa data
secara bersama-sama.
Berdasarkan data yang diolahnya komputer
dapat digolongkan dalam 3 golongan yaitu,
Analog Computer (komputer analog), Digital
computer (komputer digital), Hybrid computer
(komputer hibrid).
a. Analog Computer (komputer analog)
Komputer jenis ini digunakan untuk
mengolah data yang sifatnya kontinyu/ data

33
kualitatif, dan bukan data yang berbentuk
angka seperti arus, temperatur, kecepatan,
tekanan dll. Output dari komputer analog
umumnya adalah untuk
pengaturan/pengontrolan suatu mesin.
Contohnya komputer analog yang digunakan
untuk mengatur temperatur pada suatu alat
pembakar atau pengontrol aliran fluida yang
mengalir melewati sebuah pipa. Komputer
analog banyak digunakan pada proses
pengontrolan pada pabrik kimia, pembangkit
tenaga listrik, penyulingan minyak dan lain
sebagainya.
Keuntungan dari komputer analog adalah
kemampuannya untuk menerima data dalam
besaran phisik dan langsung mengukur data
tersebut tanpa harus dikonversikan terlebih
dahulu seperti pada komputer digital,
sehingga proses pada komputer analog lebih
cepat dibandingkan dengan komputer digital.

34
Komputer Analog
Kerugian komputer analog adalah terletak
pada faktor ketepatannya, komputer digital
lebih tepat dibandingkan dengan komputer
analog.
b. Digital Computer (komputer digital)
Merupakan suatu jenis komputer yang
bisa digunakan untuk mengolah data yang
bersifat kuantitatif (sangat banyak
jumlahnya). Data dari komputer digital
biasanya berupa simbol yang memiliki arti
tertentu, misalnya: simbol aphabetis yang
digambarkan dengan huruf A s/d Z ataupun a
s/d z, simbol numerik yang digambarkan
dengan angka 0 s/d 9 ataupun simbol-simbol
khusus, seperti halnya: ? / + * & !.

35
Komputer Digital
Keuntungan dari komputer digital adalah :
- Memproses data lebih tepat dibandingkan
dengan komputer analog.
- Dapat menyiumpan data selama masih
dibutuhkan oleh proses.
- Dapat melakukan operasi logika yaitu
membandingkan dua nilai dan
menentukan hasilnya.
- Data yang telah dimasukkan dapat
dikoreksi atau dihapus.
- Output dari komputer digital dapat berupa
angka, grafik maupun gambar.
c. Hybrid Computer (komputer hibrid)

36
Merupakan jenis komputer yang bisa
digunakan untuk mengolah data yang bersifat
kuantitatif ataupun kualitatif. Hibrid komputer
juga bisa dikatakan sebagai gabungan dari analog
dan digital komputer. Didalam aplikasi yang
khusus, dibutuhkan suatu komputer yang mampu
menyelesaikan permasalahan lebih cepat dari
komputer digital dan lebih tepat dari komputer
analog. Komputer jenis ini banyak digunakan
oleh pelbagai rumah sakit yang digunakan untuk
memeriksa keadaan tubuh dari pasien, yang pada
akhirnya, komputer bisa mengeluarkan pelbagai
analisa yang disajikan dalam bentuk gambar,
grafik ataupun tulisan.
2. Penggolongan berdasarkan Penggunaannya
Berdasarkan penggunaannya komputer
digolongkan atas Special purpose computer
(komputer untuk penggunaan khusus) dan
General purpose computer (komputer untuk
penggunaan umum).
a. Special purpose computer

37
Special-purpose computer digunakan
untuk menyelesaikan pekerjaan ataupun
aplikasi khusus yang biasanya hanya berupa
satu masalah saja. Special purpose pada
awalnya merupakan general-purpose, yang
digunakan secara khusus dan disesuaikan
dengan konfigurasi ataupun peralatan di
dalamnya yang sudah dimodifikasi
sedemikian rupa. Program komputernya juga sudah
tertentu dan tersimpan di dalam komputernya.
Komputer ini dapat berupa komputer digital maupun
komputer analog, dan umumnya komputer analog
adalah Special purpose computer.
Special-purpose computer banyak
dikembangkan untuk pengontrolan yang
otomatis pada proses-proses industri seperti
pada pabrik kimia dan penyulingan minyak,
masalah navigasi di kapal selam/pesawat
terbang. Special-purpose computer yang
sudah diprogram untuk suatu masalah maka ia
tidak dapat digunakan untuk masalah yang

38
lainnya, tanpa adanya perubahan-perubahan
yang dilakukan didalam komputer.
b. General purpose computer
Komputer ini dirancang untuk
menyelesaikan bermacam-macam masalah
dan bisa menggunakan berbagai program
untuk menyelesaikan berbagai jenis
permasalahan yang berbeda. Kecepatan
komputer jenis ini lebih rendah dibanding
Special-purpose computer. General –purpose
computer dapat merupakan komputer digital
maupun komputer analog, tetapi umumnya
komputer digital adalah General –purpose
computer, dan hal ini berlangsung sejak
munculnya komputer generasi ketiga.
Komputer jenis ini dapat digunakan untuk
masalah-masalah yang berbeda seperti untuk
aplikasi bisnis, teknik, pengolahan kata,
pendidikan dan lain sebagainya. Komputer
yang umum digunakan setiap hari, juga bisa
disebut sebagai general-purpose computer.

39
3. Penggolongan berdasarkan Ukurannya
Berdasarkan ukurannya, komputer
digolongkan atas micro computer (komputer
mikro), mini computer (komputer mini), small
computer (komputer kecil), medium computer
(komputer menengah), large computer (komputer
besar), super computer (komputer super).
a. Micro Computer
Micro computer disebut juga dengan
personal computer. Pada awalnya, komputer
jenis ini diciptakan untuk memenuhi
kebutuhan per-orangan (personal). Kebutuhan
per-orangan dalam hal menyimpan ataupun
memproses data, tentunya tidak sebanyak
kebutuhan sebuah perusahaan. Dikarenakan
hal tersebut, kemampuan dan teknologi yang
dimiliki oleh Personal Komputer pada
awalnya memang sangat terbatas.
Pada awalnya, memori yang dimiliki oleh
sebuah personal komputer hanya berkisar
antara 32 hingga 64 KB (Kilo Byte). Tetapi
dalam perkembangannya, banyak personal

40
komputer memiliki memory hingga 8 ataupun
32 MB (Mega Byte) bahkan kini jauh lebih
besar. Komputer personal model Apple II
merupakan pelopor dari kelahiran personal
komputer yang ada pada saat sekarang.
Komputer mikro umumnya adalah single
user (pemakai tunggal), yaitu satu komputer
hanya dapat digunakan untuk satu pemakai
saja untuk tiap saat. Ruangan yang dibutuhkan
kecil sehingga disebut juga dengan desktop
computer karena bisa diletakkan diatas meja.
Notebook juga tergolong dalam micro
computer.
Perkembangan selanjutnya dari komputer
mikro adalah komputer super mikro
(supermicro computer). Supermicro computer
merupakan multiuser system dengan harga
yang murah dibandingkan komputer mini.
Supermicro computer ini mulai menggantikan
komputer mini karena komputer jenis ini
dapat melakukan pekerjaan-pekerjaan seperti
yang dilakukan komputer mini.

41
Perkembangan komputer yang cepat
menyebabkan komputer mikro dan komputer
super-mikro tidak dapat dibedakan lagi karena
kini sama-sama memiliki kemampuan yang
sama. Dengan menggunakan konsep LAN
(Local Area Network) personal
komputer/komputer mikro juga dapat
digunakan untuk melayani banyak pemakai
dalam saat yang bersamaan (multiuser
system).
b. Mini Computer
Komputer mini mempunyai kemampuan
beberapa kali lebih besar jika dibanding
dengan personal komputer. Hal ini disebabkan
karena micro-pocessor yang digunakan untuk
memproses data memang mempunyai
kemampuan jauh lebih unggul jika dibanding
dengan micropocessor yang digunakan pada
personal komputer. Ukuran pisiknya dapat
sebesar almari kecil.

42
Komputer Mini
Komputer mini pada umumnya dapat
digunakan untuk melayani lebih dari satu
pemakai (multi user). Dalam sistem multi user
ini, pada akhirnya personal komputer banyak
digunakan sebagai terminal yang berfungsi
untuk memasukkan data. Komputer mini
dapat dihubungkan sampai dengan 64
terminal. Tiap terminal dapat diletakkan
ditempat terpisah yang terhubung dengan
pusat komputernya. Komputer mini
merupakan komputer pertama yang
diterapkan terhadap aplikasi pengendalian
proses produksi, laboratorium riset dan
komunikasi data. Perusahaan yang pertama
kali memproduksi komputer mini adalah DEC

43
(Digital Equipment Corporation). Contoh
Komputer mini yang terkenal adalah IBM
AS-400.
c. Mainframe Computer
Ciri utama yang membedakan pengertian
antara mini komputer dengan mainframe
adalah, mainframe memiliki processor lebih
dari satu. Dengan demikian, dari segi
kecepatan proses mainframe jauh lebih cepat
dibanding dengan mini komputer. Kecepatan
kerja mainframe mencapai 1 milyar operasi
perdetik (1 giga operations per-seconds = 1
GOPS). Kecepatan semacam ini sangatlah
diperlukan, karena mainframe biasanya
digunakan untuk memproses data-data yang
mempunyai kapasitas sangat besar, dan
disamping itu, mainframe biasanya juga
digunakan oleh puluhan hingga ratusan
pemakai yang bekerja secara bersama-sama.
Mainframe komputer dapat dibagi atas small
computer, medium computer dan large
computer.

44
Mainframe komputer
Suatu teknik atau cara yang
memungkinkan banyak orang pada pelbagai
terminal dapat meng-access pada satu
komputer pada saat yang bersamaan, dikenal
dengan time-sharing. Didalam pengertian time
sharing sendiri, CPU dalam memberikan
perhatiannya sebenarnya hanya kepada satu
pemakai pada satu saat, dan kemudian
dilanjutkan dengan pemakai berikutnya.
Tetapi karena memiliki kecepatan yang sangat
tinggi, maka jarak pemakaian waktu antara
satu pemakai dan lainnya tidaklah nampak
secara jelas.
Mainframe secara umum membutuhkan
ruangan khusus dimana faktor lingkungan

45
yang terdiri dari temperatur, kelembaban
udara ataupun gangguan asap dapatlah
dimonitor. Hal ini disebabkan karena nilai
komputer serta nilai dari informasi yang
tersimpan didalamnya sangatlah mahal.
Ruangan yang ada biasanya juga dilengkapi
dengan pelbagai sistem pengamanan
elektronik.
d. Super Computer
Super komputer memiliki kecepatan
proses yang tinggi serta memiliki kemampuan
menyimpan data yang jauh lebih besar
dibanding dengan main-frame komputer.
Perusahaan-perusahaan di amerika dan jepang
telah berhasil melakukan pengembangan
komputer ini. IBM misalnya, telah melakukan
pengembangan lebih dari 15 th dengan dana
lebih dari $100 juta. Penggunaan super
komputer memungkinkan penerapan time-
sharing yang lebih efektif. Ribuan terminal
dapat dihubungkan dengan super komputer
dan dapat dipakai secara bersamaan. Super

46
komputer dikenal juga dengan parallel
processor, karena super komputer adalah
komputer mainframe yang mempunyai
banyak prosesor yang dipasang secara paralel.
Harga super komputer juga sangat mahal.
Salah satau contoh super komputer adalah
Cray-2. Pengguna super komputer biasanya
negara-negara yang sudah maju ataupun
perusahaan-perusahaan yang sangat besar,
seperti misalnya industri pesawat terbang.
Super Computer
C. Penerapan komputer
Saat ini kita hidup dalam dunia yang sedang
mengalami proses revolusi penerapan teknologi

47
komputer yang disebut computerization.
Komputerisasi telah mempengaruhi segala lapisan
masyarakat, organisasi-organisasi dan bidang lainnya.
a. Bidang teknik dan ilmu pengetahuan
Kecepatan dan ketepatan komputer sangat
bermanfaat dalam pengolahan data pada aplikasi
teknik. Komputer dapat menyelesaikan
perhitungan yang sulit dan rumit dalam waktu
singkat. Penelitian dan riset yang berbahaya bila
dilakukan oleh manusia, sekarang dapat
dilakukan secara simulasi pada komputer. Para
ahli nuklir dapat membuat model reaktor nuklir
pada komputer, tidak perlu membuat model yang
sebenarnya. Kondisi yang diperlukan dapat
diprogram dan dapat diberikan data melampaui
batas keamanan reaktor tersebut untuk melihat
apa efeknya. Komputer juga dapat digunakan
untuk merancang bentuk mobil yang efisien dan
efektif atau merancang bentuk gedung dalam
bidang arsitektur.
b. Bidang Bisnis

48
Keadaan pasar yang bersaing dan berkembang
serta kompleksnya suatu perusahaan
membutuhkan informasi yang dapat diandalkan
dan tepat waktu. Management Information
System(MIS) merupakan sistem informasi yang
banyak diterapkan pada perusahaan untuk
menyediakan informasi yang diperlukan oleh
semua tingkat manajemen.
c. Bidang Industri
Didalam proses produksi komputer dapat
digunakan untuk pengawasan numerik dan
pengawasan proses. Pengawasan numerik berarti
pengawasan secara otomatis terhadap posisi dan
operasi dari mesin-mesin yang dipergunakan
seperti mesin potong, grenda, mesin pres.
Komputer mengerjakan instruksi dan mengatur
hasil kerja mesin sesuai data yang dimasukkan.
Pengawasan proses dilakukan secara otomatis dan
kontinu. Komputer mengatur variabel-variabel
secara serentak sehingga menghasilkan produk
yang baik.
d. Bidang Perbankan

49
Dibidang perbankan komputer digunakan untuk
menghasilkan informasi bagi pihak manajemen
bank dan untuk meningkatkan pelayanan kepada
nasabah.
e. Bidang Kedokteran
Komputer digunakan untuk membantu para
dokter untuk mendiagnosa penyakit dan
menemukan obat yang tepat. Dengan
memasukkan gejala-gejala penyakit dari pasien ke
komputer, dokter akan segera mendapatkan hasil
dari jenis penyakit pasien dan obat yang
diperlukan.
Komputer dapat digunakan untuk menganalisa
organ tubuh manusia bagian dalam yang sulit
untuk dilihat tanpa harus memotong organ tubuh.
Bahkan saat ini komputer mampu menampilkan
gambar 3 dimensi dari organ tubuh yang bergerak
dan dapat menghilangkan bagian-bagian yang
tidak diperlukan untuk keperluan pemeriksaan.
f. Bidang Penerbangan
Komputer dapat mengatur jadwal penerbangan
dan mengatur sistem pemesanan tiket. Semua data

50
penerbangan ditempatkan dikantor pusat. Tiap
cabang dapat menanyakan jadwal penerbangan
dan kursi yang masih kosong untuk suatu jadwal
penerbangan. Komputer cabang dihubungkan
dengan kantor pusat lewat alat komunikasi,
sehingga pelayanan dan penjadwalan
penerbangan akan lebih cepat.
Daftar Pustaka
Prenhallindo, 1998.

51
BAB III
KONSEP DASAR DAN KINERJA KOMPUTER
Standar Kompetensi
mendeskripsikan kinerja komputer secara umum
Indikator
diharapkan dapat:
1. Mahasiswa mengetahui cara kerja dasar
komputer.
2. Mahasiswa dapat menyebutkan bagian- bagian
dari komputer.
A. Sistem bilangan
Pada dasarnya, komputer baru bisa bekerja kalau
ada aliran listrik yang mengalir didalamnya. Dalam
hal ini, aliran listrik yang mengalir ternyata memiliki
dua kondisi, yaitu kondisi ON yang berarti ada arus
listrik, dan kondisi OFF yang berarti tidak ada arus

52
listrik. Berdasar hal tersebut kemudian dibuat
perjanjian, bahwa kondisi ON diberi lambang 1
(angka satu), dan kondisi OFF diberi lambang 0
(angka nol).
Seluruh data yang berupa angka, abjad ataupun
special character kemudian ditulis dalam rangkaian
kombinasi 0 dan 1, misal angka 5 ditulis dalam
bentuk 000101 dan huruf D ditulis dalam 110100.
Pabrik komputer membuat seluruh terjemahan ini
dalam bentuk rangkaian elektronik yang tersimpan
didalamnya. Dengan demikian, seandainya kita
kemudian memasukkan tulisan yang berbunyi:
ELEKTRO melalui keyboard, tulisan ini secara
otomatis akan diterjemahakan kedalam bentuk 1 dan
0 oleh komputer. Agar bisa dibaca oleh manusia,
hasil terjemahan ini kemudian diterjemahkan kembali
kedalam bentuk huruf ataupun angka seperti asalnya,
dan kemudian dikeluarkan melalui layar monitor.
Karena hanya memiliki 2 angka dasar, yaitu 0 dan
1, maka sistem bilangan semacam ini kemudian
dikenal sebagai sistem bilangan biner (binary
number). Untuk perbandingan, sistem bilangan yang

53
telah kita kenal disebut sebagai sistem bilangan
desimal; Disebut desimal karena memiliki angka
dasar yang berjumlah 10, yaitu 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8,
dan 9.
Disamping sistem bilangan biner komputer juga
menggunakan sistem bilangan yang lain yaitu sistem
bilangan Oktal (octal number system) dan sistem
bilangan heksadesimal (hexadecimal number system).
Sistem bilangan menggunakan suatu bilangan
dasar/basis (radix) tertentu. Radix yang dipergunakan
masing-masing sistem bilangan tergantung dari
jumlah nilai bilangan yang dipergunakan.
- Sistem bilangan desimal dengan radix/basis 10,
menggunakan 10 macam simbol bilangan.

54
- Sistem bilangan biner dengan radix/basis 2,
- Sistem bilangan oktal dengan radix/basis 8,
- Sistem bilangan hexadecimal dengan radix/basis
16, menggunakan 16 mcm simbol bilangan.
1. Sistem Bilangan Desimal
Sistem bilangan yang selama ini kita kenal
adalah sistem bilangan desimal, dimana sistem
bilangan desimal ini memiliki angka dari 0 hingga
9, dengan jumlah bilangan/simbol mencapai 10
buah (0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10). Bentuk nilai suatu
bilangan desimal dapat berupa integer desimal
(decimal integer) atau pecahan desimal (decimal
fraction). Integer desimal adalah nilai desimal
yang bulat, contohnya 8598 ; yang dapat diartikan
Absolut value
Position value
8 x 103
= 8000
5 x 102
= 500
9 x 101
= 90
8 x 100
= 8
--------+
8598

55
Absolut value merupakan nilai mutlak dari
masing-masing digit di bilangan. Position
value(nilai posisi) merupakan penimbang atau
bobot dari masing-masing digit tergantung dari
letak posisinya yaitu bernilai basis dipangkatkan
dengan urutan posisinya.
Posisi digit
(dari kanan)
Position value
1
2
3
4
5
100
= 1
101
= 10
102
= 100
103
= 1000
104
= 10000
Pecahan desimal adalah niai desimal yang
mengandung nilai pecahan dibelakang koma,
misalnya nilai 183,75 adalah pecahan desimal
yang dapat diartikan :
1 x 102
= 100
8 x 101
= 80
3 x 100
= 3
7 x 10-1
= 0,7
5 x 10-2
= 0,05
----------+
183,75
2. Sistem Bilangan Biner
Sistem bilangan biner/binary menggunakan 2
macam simbol bilangan dengan bentuk 2 digit

56
angka yaitu 0 dan 1. Sistem bilangan biner
menggunakan radix 2. Misalnya nilai bilangan
biner 1001 dapat diartikan dalam sistem bilangan
desimal bernilai :
1 0 0 1
1 x 20
= 1
0 x 21
= 0
0 x 22
= 0
1 x 23
= 8
-----+
9
Pertambahan bilangan Biner
Operasi arithmatika pada bilangan biner yang
dilakukan oleh komputer di ALU terdiri dari
operasi pertambahan dan operasi pengurangan.
Sedangkan perkalian biner dapat dilakukan
dengan operasi pertambahan yang dilakukan
secara berulang-ulang. Pertambahan bilangan
biner dapat dilakukan dengan cara yang sama
seperti halnya pertambahan bilangan desimal.
0 + 0 = 0
0 + 1 = 1
1 + 0 = 1

57
1 + 1 = 0 dengan carry of 1,
yaitu 1+1 = 2,
karena digit
terbesar biner
adalah 1, maka
harus dikurangi
dengan 2 (basis/radix). Jadi 2 – 2 = 0.
Contoh pertambahan biner :
0 1 0 1 1 1 1 1
0 0 1 1 1 0 1 0 0
----------+ -------------+
1 0 0 0 1 0 0 0 1 1
Pengurangan bilangan Biner
Pengurangan pada bilangan biner sama seperti
pengurangan pada bilangan desimal. Dasar
pengurangan untuk masing-masing digit biner
adalah :
0 – 0 = 0
1 – 0 = 1
1 – 1 = 0

58
0 – 1 = 1 dengan barrow of 1
(pinjam digit 1
dari posisi sebelah
kirinya).
Contoh pengurangan biner :
1011 11101
1001 1011
------- - --------- -
0010 10010
Metode pengurangan bilangan biner tersebut
biasanya dilakukan oleh manusia bila ingin
menghitung pengurangan antar biner. Tetapi pada
komputer biasanya metode yang dilakukan adalah
dengan cara menggunakan komplemen, yaitu
dengan komplemen basis/radix minus 1
(komplemen basis). Komplemen pada dasarnya
merubah bentuk pengurangan menjadi bentuk
pertambahan. Didalam sistem bilangan desimal
ada 2 macam komplemen yang dipergunakan,
yaitu komplemen 9 dan komplemen 10.
Sedangkan dalam sistem bilangan biner

59
digunakan komplemen 1 (komplemen basis minus
1) dan komplemen 2 (komplemen basis minus 2).
Perkalian bilangan Biner
Perkalian bilangan biner dapat dilakukan
dengan cara yang sama dengan perkalian bilangan
desimal. Dasar perkalian masing-masing digit
bilangan biner adalah :
0 x 0 = 0 0 x 1 = 0
1 x 0 = 0 1 x 1 = 1
Hal yang perlu diperhatikan dalam perkalian
biner dengan digit biner adalah adanya dengan 2
keadaan yaitu :
1. Jjika pengali yang berupa digit biner adalah
biner 1, maka hasilnya adalah bilangan biner
yang dikali, sehingga cukup disalin saja.
2. Jika pengali yang berupa digit biner adalah
bernilai 0, maka hasilnya semua adalah 0.
Contoh perkalian biner :
0101
0010
------- x

60
0000
0101
0000
0000
----------- +
0001010
Contoh diatas terlihat bahwa digit biner
pertama posisi paling ujung kanan dari pengali
adalah bernilai 0, maka hasilnya semua adalah 0.
Demikian juga dengan digit biner di kolom dua.
Sedangkan digit biner pengali kolom 3 dan 4
bernilai 1, maka hasilnya cukup disalin saja dari
bilangan biner yang dikalikan.
3. Sistem Bilangan Oktal
Sistem bilangan Oktal menggunakan 8 macam
simbol bilangan (0,1,2,3,4,5,6,7). Sistem bilangan
oktal menggunakan basis/radix 8. Position value
sistem bilangan oktal merupakan perpangkatan
dari nilai 8.
Contohnya bilangan oktal 1213 didalam sistem
bilangan desimal bernilai :

61
1 x 83
= 512
2 x 82
= 128
1 x 81
= 8
3 x 80
= 3
----------+
12138 = 65110
4. Sistem Bilangan Hexadesimal
Sistem bilangan oktal menggunakan 16
macam simbol (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C,
D, E, F). sistem bilangan hexadesimal
menggunakan radix 16. Beberapa mini komputer
dan mikro komputer mengorganisasikan main
memory kedalam satuan byte yang terdiri dari 8
bit. Masing-masing byte digunakan untuk
menyimpan satu karakter alphanumerik yang
dibagi dalam dua group yang masing-masing
terdiri dari 4 bit. Bila satu byte dibentuk dari dua
group 4 bit. Masing-masing bagian 4 bit disebut
nibble. 4 bit pertama disebut high order nibble
dan 4 bit kedua disebut low order nibble.

62
byte
nibble nibble
Bila komputer menggunakan bilangan biner
yang diorganisasikan dalam 4 group, maka akan
lebih mudah menggunakan suatu simbol yang
mewakili sekaligus 4 digit biner tersebut.
Kombinasi 4 bit akan didapatkan sebanyak 16
kemungkinan kombinasi yang dapat diwakili,
sehingga dibutuhkan suatu sistem bilangan yang
terdiri dari 16 simbol yaitu sistem bilangan
hexadesimal. Digit 0 sampai 9 tidak mencukupi,
maka huruf A,B,C,D,E dan F dipergunakan.
Contoh bilangan C7 pada bilangan desimal adalah
:
C7 = C x 161
+ 7 x 160
= 12 x 16 + 7 x 1
= 192 + 7
=19910
Position value sistem bilangan hexadesimal
merupakan perpangkatan dari nilai 16.

63
Konversi Sistem Bilangan
Bila suatu nilai telah dinyatakan dalam suatu
sistem bilangan yang tertentu dan bila ingin
merubahnya dalam sistem bilangan yang lain,
maka nilai dalam sistem bilangan sebelumnya
harus dikonversikan terlebih dahulu ke sistem
bilangan yang diinginkan.
a. Konversi dari bilangan desimal ke bilangan
biner
Ada beberapa metode untuk
mengkonversikan dari sistem bilangan
desimal ke sistem bilangan biner :
o Membagi dengan nilai 2 dan sisa setiap
pembagian merupakan digit biner dari
bilangan biner hasil konversi (remainder
method)
Contoh :

64
45 : 2 = 22, sisa 1
22 : 2 = 11, sisa 0
11 : 2 = 5, sisa 1
5 : 2 = 2, sisa 1
2 : 2 = 1, sisa 0
1 0 1 1 0 1
o Dengan menjumlahkan bilangan-bilangan
pangkat 2 yang jumlahnya sama dengan
bilangan desimal yang akan
dikonversikan.
Contoh :
20
= 1 1
22
= 4 100
23
= 8 1000
25
= 32 100000
------ + ----------- +
45 101101
b. Konversi dari bilangan desimal ke bilangan
oktal
Mengkonversikan bilangan desimal ke
bilangan oktal dapat dilakukan dengan
remainder method dengan pembaginya basis
dari bilangan oktal, yaitu 8.

65
Contoh :
385:8=48,sisa1
48 : 8 =6, sisa 0
maka 38510 = 6018
6 0 1
c. Konversi dari bilangan desimal ke bilangan
hexadesimal
Dengan menggunakan remainder method,
dengan pembaginya adalah basis dari bilangan
hexadesimal yaitu 16, maka bilangan desimal
dapat dikonversikan ke hexadesimal.
Contoh :
1583 :16 = 98, sisa 15 = F
98 : 16 = 6, sisa 2 = 2
maka 158310 = 62F16
6 2 F
d. Konversi dari bilangan biner ke bilangan
desimal

66
Bilangan biner dapat dikonversikan ke
bilangan desimal dengan cara mengalikan
masing-masing bit dalam bilangan tersebut
dengan position value-nya.
Contoh :
1011012 = 1x 25
+ 0x24
+ 1x23
+ 1x22
+ 0x21
+ 1x20
= 32 + 0 + 8 + 4 + 0 + 1
= 4510
e. Konversi dari bilangan biner ke bilangan oktal
Konversi bilangan biner ke bilangan oktal
dapat dilakukan dengan mengkonversikan
tiap-tiap tiga buah digit biner.
Contoh :
11010100 = 11 010 100 = 3248
3 2 4
f. Konversi dari bilangan biner ke bilangan
hexadesimal
Konversi bilangan biner ke bilangan
hexadesimal dapat dilakukan dengan
mengkonversikan tiap-tiap empat buah digit
biner.

67
Contoh :
11010100 = 1101 0100 = D416
D 4
g. Konversi dari bilangan oktal ke bilangan
desimal
Bilangan oktal dapat dikonversikan ke
bilangan desimal dengan cara mengalikan
masing-masing bit dalam bilangan dengan
position value-nya.
Contoh :
3248 = 3x82
+ 2x81
+ 4x80
= 3x64 +2x8 + 4x1
= 192 +16 + 4
= 21210
h. Konversi dari bilangan oktal ke bilangan biner
Konversi bilangan oktal ke bilangan biner
dapat dilakukan dengan mengkonversikan
masing-masing digit oktal ke 3 digit biner :
Contoh :
6 5 0 2 6 5 0 2

68
110 101 000 010
Sehingga 6502 = 110101000010
i. Konversi dari bilangan oktal ke bilangan
hexadesimal
Konversi bilangan oktal ke bilangan
hexadesimal dilakukan dengan cara merubah
dari bilangan oktal menjadi bilangan biner
terlebih dahulu baru dikonversikan ke
bilangan hexadesimal.
Contoh :
2537 akan dikonversikan ke hexadesimal,
maka langkah yang dilakukan :
o Dikonversikan terlebih dahulu ke bilangan
biner ;
2 5 3 7 2 5 3 7
010 101 011 111
o Dari bilangan biner kemudian
dikonversikan ke bilangan hexadesimal ;
0101 0101 1111
5 5 F

69
maka 25378 = 55F16
j. Konversi dari bilangan hexadesimal ke
bilangan desimal
Dari bilangan hexadesimal dapat
dikonversikan ke bilangan desimal dengan
cara mengalikan masing-masing digit
bilangan dengan position valuenya.
Contoh :
B6A16 = 11x162
+ 6x161
+ 10x160
= 11x256 + 6x16 + 10x1
= 2816 + 96 +10
= 292210
k. Konversi dari bilangan hexadesimal ke
bilangan biner
Konversi dari bilangan hexadesimal ke
bilangan biner dapat dilakukan dengan
mengkonversikan masing-masing digit
hexadesimal ke 4 digit biner sbb:
Contoh :
D 4 maka D416 = 110101002
1101 0100

70
l. Konversi dari bilangan hexadesimal ke
bilangan oktal
Konversi dari bilangan hexadesimal ke
bilangan oktal dapat dilakukan dengan
merubah dari bilangan hexadesimal menjadi
bilangan biner terlebih dahulu, baru kemudian
dikonversikan ke bilangan oktal.
Contoh : 55F16 = ....8
o Dikonversikan terlebih dahulu ke biner
5 5 F
0101 0101 1111
o Kemudian dari biner baru dikonversikan
ke bilangan oktal,
010 101 011 111
2 5 3 7
maka 55F16 = 25378
B. Komponen-komponen Komputer
Dari apa yang telah jelaskan sebelumnya, bahwa
pengertian komputer bisa ditinjau dari bermacam-

71
macam sudut, seperti misalnya: tinjauan komputer
dari generasi ke-generasi, tinjauan komputer dari
sudut kapasitasnya, dan disamping itu, komputer juga
dapat ditinjau dari jenis data yang diolahnya.
Walaupun demikian, secara prinsip sebuah komputer
selalu memiliki sebuah konsep dasar seperti yang
tampak pada gambar berikut.
Komputer apapun jenisnya, selalu memiliki suatu
peralatan yang disebut sebagai: Input device, Central
Processing Unit, Output Device dan memory.
Komputer terdiri dari tiga komponen utama yang
tidak dapat dipisahkan, yaitu hardware, software dan
brainware.

72
C. Hardware
Komputer adalah serangkaian ataupun
sekelompok mesin elektronik yang terdiri dari ribuan
bahkan jutaan komponen yang dapat saling bekerja
sama, serta membentuk sebuah sistem kerja yang rapi
dan teliti. Sistem ini kemudian dapat digunakan untuk
melaksanakan serangkaian pekerjaan secara otomatis,
berdasar urutan instruksi ataupun program yang
diberikan kepadanya.
Definisi yang ada memberi makna bahwa
komputer memiliki lebih dari satu bagian yang saling
bekerja sama, dan bagian-bagain itu baru bisa bekerja
kalau ada aliran listrik yang mengalir didalamnya.
Istilah mengenai sekelompok mesin, ataupun istilah
mengenai jutaan komponen kemudian dikenal
sebagai hardware komputer atau perangkat keras
komputer. Hardware komputer juga dapat diartikan
sebagai peralatan pisik dari komputer itu sendiri.
Peralatan yang secara pisik dapat dilihat, dipegang,
ataupun dipindahkan.

73
a. Input Device
Input device bisa diartikan sebagai peralatan
yang berfungsi untuk memasukkan data ke-dalam
komputer. Jenis input device yang dimiliki oleh
komputer cukup banyak. Dalam kehidupan
sehari-hari, mata manusia juga bisa diartikan
sebagai salah satu input device yang berfungsi
untuk memasukkan data kedalam otak manusia.
Membaca bisa diartikan sebagai memasukkan
data (kedalam otak manusia) melalui mata.

74
b. Central Processing Unit (CPU)
Bagian ini berfungsi sebagai pemegang
kendali dari jalannya kegiatan komputer dan
merupakan komponen terpenting dari sistem
komputer. CPU adalah komponen pengolah data
berdasarkan instruksi – instruksi yang diberikan
kepadanya. Oleh karena itu, CPU juga disebut
sebagai otak dari komputer. CPU terbuat dari

75
jutaan transistor dalam suatu circuit yang disebut
chip. Chip terbuat dari lempengan silikon murni
yang merupakan kumpulan komponen-komponen
elektronik(transistor) yang sangat kecil. Chip
sering disebut juga dengan IC (Integrated
Circuit). Pekerjaan pengolahan data diantaranya
melakukan proses perhitungan arithmatika,
mencatat, melihat, membaca, mengingat,
membentuk garis, image (gambar),dan suara,
mengurutkan maupun membandingkan.
CPU terbagi atas :
o Internal Memory/Main Memory/
Register, berfungsi untuk penyimpanan
data sementara dalam CPU selama proses
eksekusi. Dengan adanya register, proses
pengolahan data dapat dilakukan jauh
lebih cepat dibandingkan dengan apabila
data-data tersebut harus diambil langsung
dari lokasi-lokasi memori.
o ALU (Arithmatic Logical Unit),
berfungsi untuk melakukan
perhitungan/operasi arithmatika (operasi

76
penjumlahan, pengurangan, perkalian,
pembagian, dll) dan data logika
(perbandingan).
o Control Unit, bertugas untuk mengatur
dan mengawasi seluruh operasi/aktifitas
komputer. Selain itu, Control Unit juga
mengontrol semua perangkat yang
terpasang dalam komputer, baik itu input
device maupun output device.
CPU juga disebut sebagai microprocessor.
Untuk bekerja microprocessor dipengaruhi oleh
kapasitas pemrosesan Bit-nya dan juga frekwensi
kerjanya. Kapasitas bit untuk Microprocessor ada
8 bit, 16 bit, 32 bit dan 64 bit. Kemampuan CPU
dilihat dari bit-nya, bila suatu processor
berkapasitas pemrosesan 8 bit, dapat diartikan
bahwa pemrosesan tersebut memiliki 8 pintu
masuk untuk menerima bit-bit instruksi. Dengan
demikian, processor 16 bit, dapat memproses
kira-kira 2 kali lebih cepat dari yang 8 bit. Faktor
lain yang mempengaruhi kecepatan kerja

77
microprocessor adalah frekwensi kerja komputer.
Ada CPU yang mempunyai frekwensi 4.77 Mhz
(mega hertz = juta hertz), 8 Mhz, 16 Mhz, 40
Mhz, 50 Mhz dan bahkan kini sudah mencapai
nilai Giga herzt. Semakin tinggi frekwensi yang
dimilikinya, semakin tinggi pula kecepatan
memprosesnya.
c. Output Device
Output device bisa diartikan sebagai peralatan
yang berfungsi untuk mengeluarkan hasil
pemrosesan ataupun pengolahan data yang
berasal dari CPU kedalam suatu media yang dapat
dibaca oleh manusia ataupun dapat digunakan
untuk penyimpanan data hasil proses. Jenis output
device yang dimiliki oleh komputer cukup
banyak.

78
d. Memory
Memori adalah media penyimpan data pada
komputer. Memori ini dibagi atas dua macam
yaitu ROM (Read Only Memory) dan RAM
(Random Access Memory). ROM adalah memori
yang bisa dibaca saja tidak bisa diubah atau
dihapus dan data tidak akan hilang walau tidak

79
ada aliran listrik. Data ROM diperlukan saat
komputer dihidupkan. Perintah yang ada pada
ROM sebagian akan dipindahkan ke RAM.
Perintah yang ada di ROM antara lain adalah
perintah untuk membaca sistem operasi dari disk,
perintah untuk mencek semua peralatan yang ada
di unit sistem dan perintah untuk menampilkan
pesan di layar. Jenis-jenis ROM antara lain :
o PROM (Programable ROM), yaitu ROM
yang bisa kita program kembali dengan
catatan hanya boleh satu kali perubahan
setelah itu tidak dapat lagi diprogram.
o RPROM (Re-Programable ROM),
merupakan perkembangan dari versi PROM
dimana kita dapat melakukan perubahan
berulangkali sesuai dengan yang diinginkan.
o EPROM (Erasable Program ROM),
merupakan ROM yang dapat kita hapus dan
program kembali, tapi cara penghapusannya
dengan menggunakan sinar ultraviolet.
o EEPROM (Electrically Erasable Program
ROM), perkembangan mutakhir dari ROM

80
dimana kita dapat mengubah dan menghapus
program ROM dengan menggunakan teknik
elektrik. EEPROM ini merupakan jenis yang
paling banyak digunakan saat ini.
RAM adalah memori yang dapat diakses
secara random. RAM berfungsi untuk menyimpan
program yang kita olah untuk sementara waktu,
jika komputer kita matikan maka seluruh data
yang tersimpan dalam RAM akan hilang. Tujuan
dari RAM ini adalah mempercepat pemroses data
pada komputer.
e. Monitor /Screen
Monitor merupakan sarana untuk
menampilkan apa yang kita ketikkan pada papan
keyboard setelah diolah oleh prosesor. Monitor
disebut juga dengan Visual Display Unit (VDU).
f. Casing Unit
Casing unit adalah tempat dari semua
peralatan komputer, baik itu motherboard, card,

81
peripheral lain dan Central Procesing Unit (CPU).
Casing unit ini disebut juga dengan System Unit.
D. Software
Komputer tidak mungkin bisa bekerja tanpa
adanya program yang telah dimasukkan kedalamnya.
Program ini bisa berupa suatu prosedur peng-
operasian dari komputer itu sendiri ataupun berbagai
prosedur dalam hal pemrosesan data yang telah
ditetapkan sebelumnya. Dan program-program inilah
yang kemudian disebut sebagai software komputer
atau perangkat lunak komputer. Dalam arti yang
paling luas, software komputer bisa diartikan sebagai
suatu prosedur pengoperasian.
Software merupakan program-program komputer
yang berguna untuk menjalankan suatu pekerjaan
sesuai dengan yang dikehendaki. Program tersebut
ditulis dengan bahasa khusus yang dimengerti oleh
komputer. Software terdiri dari beberapa jenis, yaitu ;
 Sistem Operasi, Adalah software yang berfungsi
untuk mengaktifkan seluruh perangkat yang
terpasang pada komputer sehingga masing-

82
masingnya dapat saling berkomunikasi. Tanpa
ada sistem operasi maka komputer tak dapat
difungsikan sama sekali. seperti DOS, Unix,
Novell, OS/2, Windows, dll.
 Program Utility, Program utility berfungsi untuk
membantu atau mengisi kekurangan/kelemahan
dari system operasi, misalnya PC Tools dapat
melakukan perintah format sebagaimana DOS,
tapi PC Tools mampu memberikan keterang dan
animasi yang bagus dalam proses pemformatan.
File yang telah dihapus oleh DOS tidak dapat
dikembalikan lagi tapi dengan program bantu hal
ini dapat dilakukan. seperti Norton Utility,
Scandisk, PC Tools, dll.
 Program Aplikasi, Merupakan program yang
khusus melakukan suatu pekerjaan tertentu,
seperti program gaji pada suatu perusahaan. Maka
program ini hanya digunakan oleh bagian
keuangan saja tidak dapat digunakan oleh
departemen yang lain. Biasanya program aplikasi
ini dibuat oleh seorang programmer komputer
sesuai dengan permintaan/kebutuhan
seseorang/lembaga/perusahaan guna keperluan
interennya. seperti GL, MYOB, Payroll, dll.
 Program Paket, Adalah program yang disusun
sedemikian rupa sehingga dapat digunakan oleh
banyak orang dengan berbagai kepentingan.
Seperti MS-Word, dapat digunakan oleh

83
departemen keuangan untuk membuat nota, atau
bagian administrasi untuk membuat surat
penawaran dan lain sebagainya. seperti MS-
Word, MS-Excel, Lotus 125, dll.
 Bahasa Pemrograman, Merupakan software
yang khusus digunakan untuk membuat program
komputer, apakah itu sistem operasi, program
paket dll. Pascal, Fortran, Clipper, dBase, dll.
Bahasa pemrograman ini biasanya dibagi atas 3
tingkatan, yaitu ;
1. Low Level Language, bahasa pemrograman
generasi pertama, bahasa pemrograman jenis
ini sangat sulit dimengerti karena instruksinya
menggunakan bahasa mesin. Biasanya yang
mengerti hanyalah pembuatnya saja.
2. Midle Level Language, merupakan bahasa
pemrograman tingkat menengah dimana
penggunaan instruksi sudah mendekati bahasa
sehari-hari, walaupun begitu masih sulit untuk
di mengerti karena banyak menggunakan
singkatan-singakatan seperti STO artinya
simpan (singkatan dari STORE) dan MOV
artinya pindah (singkatan dari MOVE).Yang

84
tergolong kedalam bahasa ini adalah
Assembler, ForTran (Formula Translator).
3. High Level Language, merupakan bahasa
tingkat tinggi yang mempunyai ciri mudah
dimengerti, karena menggunakan bahasa
sehari-hari, seperti BASIC, COBOL, dBase
dll.
E. Brainware
Secara prinsip, komputer hanyalah merupakan
sebuah alat yang bisa digunakan untuk membantu
manusia dalam menyelesaikan pekerjaannya. Untuk
bisa bekerja, alat tersebut memerlukan adanya
program dan manusia. Pengertian manusia kemudian
dikenal dengan istilah brainware (perangkat
manusia). Pengertian brianware ini bisa mencakup
orang-orang yang bekerja secara langsung dengan
menggunakan komputer seperti Sistem analis,
programmer, operator, user, dll. Ataupun orang-orang
yang tidak bekerja secara langsung menggunakan

85
komputer, tetapi menerima hasil kerja dari komputer
yang berbentuk laporan.
Konsep hardware - software - brainware adalah
merupakan konsep tri-tunggal yang tidak bisa
dipisahkan satu dengan lainnya. Untuk tahap
pertama, manusia harus memasukkan program
terlebih dahulu kedalam komputer. Setelah program
tersimpan didalam komputer, maka komputer baru
bisa bekerja untuk membantu manusia dalam
menyelesaikan persoalan ataupun pekerjaannya.
Daftar Pustaka
Prenhallindo, 1998.

86
BAB IV
CPU (Central Processing Unit)
Standar Kompetensi
mendeskripsikan dan memahami fungsi CPU dan
mengetahui bagian-bagiannya. Mahasiswa dapat
memahami dan mampu mendeskripsikan proses kerja
pada CPU
Indikator
diharapkan dapat:
1. Mahasiswa memahami fungsi CPU
2. Dapat menjelaskan komponen- komponen CPU
3. Mahasiswa dapat membandingkan Main memory
4. Dapat menjelaskan pempro-sesan instruksi pada
CPU

87
A. Komponen Utama CPU
Arsitektur dasar mesin tipe Von Neumann
menjadi kerangka referensi pada komputer digital
modern. Tiga bagian fundamental tersebut adalah
I/O, CPU dan Memori. CPU merupakan komponen
terpenting dari sistem komputer. CPU adalah
komponen pengolah data berdasarkan instruksi –
instruksi yang diberikan kepadanya.
Dalam mewujudkan fungsi dan tugasnya, CPU
tersusun atas beberapa komponen sebagai bagian dari
struktur CPU, seperti terlihat pada gambar berikut.

88
CPU tersusun atas beberapa komponen, yaitu :
Arithmetic and Logic Unit (ALU), bertugas
membentuk fungsi – fungsi pengolahan data
komputer. ALU sering disebut mesin bahasa
(machine language) karena bagian ini mengerjakan
instruksi – instruksi bahasa mesin yang diberikan
padanya. Seperti istilahnya, ALU terdiri dari dua
bagian, yaitu unit arithmetika dan unit logika
boolean, yang masing – masing memiliki spesifikasi
tugas tersendiri.
Control Unit, bertugas mengontrol operasi CPU
dan secara keselurahan mengontrol komputer
sehingga terjadi sinkronisasi kerja antar komponen
dalam menjalankan fungsi – fungsi operasinya.
Termasuk dalam tanggung jawab unit kontrol adalah
mengambil instruksi – instruksi dari memori utama
dan menentukan jenis instruksi tersebut.
Registers, adalah media penyimpan internal CPU
yang digunakan saat proses pengolahan data. Memori
ini bersifat sementara, biasanya digunakan untuk
menyimpan data saat diolah ataupun data untuk
pengolahan selanjutnya.

89
CPU Interconnections, adalah sistem koneksi dan
bus yang menghubungkan komponen internal CPU,
yaitu ALU, unit kontrol dan register – register dan
juga dengan bus – bus eksternal CPU yang
menghubungkan dengan sistem lainnya, seperti
memori utama, piranti masukan/keluaran.
Struktur detail internal CPU terlihat pada gambar
berikut.

90
B. Fungsi CPU
Fungsi CPU adalah menjalankan program –
program yang disimpan dalam memori utama dengan
cara mengambil instruksi – instruksi, menguji
instruksi tersebut dan mengeksekusinya satu persatu
sesuai alur perintah.
Untuk memahami fungsi CPU dan caranya
berinteraksi dengan komponen lain, perlu kita tinjau
lebih jauh proses eksekusi program. Pandangan
paling sederhana proses eksekusi program adalah
dengan mengambil pengolahan instruksi yang terdiri
dari dua langkah, yaitu : operasi pembacaan instruksi
(fetch) dan operasi pelaksanaan instruksi (execute).
Siklus instruksi yang terdiri dari siklus fetch dan
siklus eksekusi diperlihatkan pada gambar berikut.

91
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 keyboard dan mouse. 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

92
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 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

93
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.
1. Siklus Fetch - 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.

94
 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.
Perlu diketahui bahwa siklus eksekusi untuk
suatu instruksi dapat melibatkan lebih dari sebuah
referensi ke memori. Disamping itu juga, suatu
instruksi dapat menentukan suatu operasi I/O.
Perhatikan gambar dibawah yang merupakan
detail siklus operasi pada gambar sebelumnya,
yaitu :
 Instruction Addess Calculation (IAC), yaitu
mengkalkulasi atau menentukan alamat
instruksi berikutnya yang akan dieksekusi.
Biasanya melibatkan penambahan bilangan
tetap ke alamat instruksi sebelumnya.
Misalnya, bila panjang setiap instruksi 16 bit
padahal memori memiliki panjang 8 bit, maka
tambahkan 2 ke alamat sebelumnya.

95
 Instruction Fetch (IF), yaitu membaca atau
pengambil instruksi dari lokasi memorinya ke
CPU.
 Instruction Operation Decoding (IOD), yaitu
menganalisa instruksi untuk menentukan jenis
operasi yang akan dibentuk dan operand yang
akan digunakan.
 Operand Address Calculation (OAC), yaitu
menentukan alamat operand, hal ini dilakukan
apabila melibatkan referensi operand pada
memori.
 Operand Fetch (OF), adalah mengambil
operand dari memori atau dari modul I/O.
 Data Operation (DO), yaitu membentuk
operasi yang diperintahkan dalam instruksi.
 Operand store (OS), yaitu menyimpan hasil
eksekusi ke dalam memori.

96
2. Fungsi Interrupt
Fungsi interupsi adalah mekanisme
penghentian atau pengalihan pengolahan instruksi
dalam CPU kepada routine interupsi. Hampir
semua modul (memori dan I/O) memiliki
mekanisme yang dapat menginterupsi kerja CPU.
Tujuan interupsi secara umum untuk
menejemen pengeksekusian routine instruksi agar
efektif dan efisien antar CPU dan modul – modul
I/O maupun memori. Setiap komponen komputer
dapat menjalankan tugasnya secara bersamaan,
tetapi kendali terletak pada CPU disamping itu
kecepatan eksekusi masing – masing modul
berbeda sehingga dengan adanya fungsi interupsi
ini dapat sebagai sinkronisasi kerja antar modul.
Macam – macam kelas sinyal interupsi :

97
o Program, yaitu interupsi yang dibangkitkan
dengan beberapa kondisi yang terjadi pada
hasil eksekusi program. Contohnya: arimatika
overflow, pembagian nol, oparasi ilegal.
o Timer, adalah interupsi yang dibangkitkan
pewaktuan dalam prosesor. Sinyal ini
memungkinkan sistem operasi menjalankan
fungsi tertentu secara reguler.
o I/O, sinyal interupsi yang dibangkitkan oleh
modul I/O sehubungan pemberitahuan kondisi
error dan penyelesaian suatu operasi.
o Hardware failure, adalah interupsi yang
dibangkitkan oleh kegagalan daya atau
kesalahan paritas memori.
Dengan adanya mekanisme interupsi, prosesor
dapat digunakan untuk mengeksekusi instruksi –
instruksi lain. Saat suatu modul telah selesai
menjalankan tugasnya dan siap menerima tugas
berikutnya maka modul ini akan mengirimkan
permintaan interupsi ke prosesor. Kemudian
prosesor akan menghentikan eksekusi yang
dijalankannya untuk menghandel routine

98
interupsi. Setelah program interupsi selesai maka
prosesor akan melanjutkan eksekusi programnya
kembali. Saat sinyal interupsi diterima prosesor
ada dua kemungkinan tindakan, yaitu interupsi
diterima/ditangguhkan dan interupsi ditolak.
Apabila interupsi ditangguhkan, prosesor akan
melakukan hal – hal dibawah ini :
o Prosesor menangguhkan eksekusi program
yang dijalankan dan menyimpan konteksnya.
Tindakan ini adalah menyimpan alamat
instruksi berikutnya yang akan dieksekusi dan
data lain yang relevan.
o Prosesor menyetel program counter (PC) ke
alamat awal routine interrupt handler.
Gambar berikut menjelaskan siklus eksekusi
oleh prosesor dengan adanya fungsi interupsi.

99
Untuk sistem operasi yang kompleks sangat
dimungkinkan adanya interupsi ganda (multiple
interrupt). Misalnya suatu komputer akan
menerima permintaan interupsi saat proses
pencetakan dengan printer selesai, disamping itu
dimungkinkan dari saluran komunikasi akan
mengirimkan permintaan interupsi setiap kali data
tiba. Dalam hal ini prosesor harus menangani
interupsi ganda.
Dapat diambil dua buah pendekatan untuk
menangani interupsi ganda ini. Pertama adalah
menolak atau tidak mengizinkan interupsi lain

100
saat suatu interupsi ditangani prosesor. Kemudian
setelah prosesor selesai menangani suatu interupsi
maka interupsi lain baru di tangani. Pendekatan
ini disebut pengolahan interupsi berurutan /
sekuensial. Pendekatan ini cukup baik dan
sederhana karena interupsi ditangani dalam ututan
yang cukup ketat. Kelemahan pendekatan ini
adalah metode ini tidak memperhitungkan
prioritas interupsi. Pendekatan ini diperlihatkan
pada gambar (a) dibawah ini.
Pendekatan kedua adalah dengan
mendefinisikan prioritas bagi interupsi dan
interrupt handler mengizinkan interupsi
berprioritas lebih tinggi ditangani terlebih dahulu.
Pedekatan ini disebut pengolahan interupsi
bersarang. Metode ini digambarkan pada gambar
(b) berikut.

101
Sebagai contoh untuk mendekatan bersarang,
misalnya suatu sistem memiliki tiga perangkat
I/O: printer, disk, dan saluran komunikasi, masing
– masing prioritasnya 2, 4 dan 5. Pada awal
sistem melakukan pencetakan dengan printer, saat
itu terdapat pengiriman data pada saluran
komunikasi sehingga modul komunikasi meminta
interupsi. Proses selanjutnya adalah pengalihan
eksekusi interupsi mudul komunikasi, sedangkan
interupsi printer ditangguhkan. Saat
pengeksekusian modul komunikasi terjadi

102
interupsi disk, namun karena prioritasnya lebih
rendah maka interupsi disk ditangguhkan. Setelah
interupsi modul komunikasi selesai akan
dilanjutkan interupsi yang memiliki prioritas lebih
tinggi, yaitu disk. Bila interupsi disk selesai
dilanjutkan eksekusi interupsi printer. Selanjutnya
dilanjutkan eksekusi program utama.
C. Cara Kerja CPU
Saat data dan/atau instruksi dimasukkan ke
processing-devices, pertama sekali diletakkan di
RAM (melalui Input-storage); apabila berbentuk
instruksi ditampung oleh Control Unit di Program-
storage, namun apabila berbentuk data ditampung di
Working-storage). Jika register siap untuk menerima
pengerjaan eksekusi, maka Control Unit akan
mengambil instruksi dari Program-storage untuk
ditampungkan ke Instruction Register, sedangkan
alamat memori yang berisikan instruksi tersebut
ditampung di Program Counter. Sedangkan data
diambil oleh Control Unit dari Working-storage

103
untuk ditampung di General-purpose register (dalam
hal ini di Operand-register). Jika berdasar instruksi
pengerjaan yang dilakukan adalah arithmatika dan
logika, maka ALU akan mengambil alih operasi
untuk mengerjakan berdasar instruksi yang
ditetapkan. Hasilnya ditampung di Accumulator.
Apabila hasil pengolahan telah selesai, maka Control
Unit akan mengambil hasil pengolahan di
Accumulator untuk ditampung kembali ke Working-
storage. Jika pengerjaan keseluruhan telah selesai,
maka Control Unit akan menjemput hasil pengolahan
dari Working-storage untuk ditampung ke Output-
storage. Lalu selanjutnya dari Output-storage, hasil
pengolahan akan ditampilkan ke output-devices.
D. Array Processor
Bila sejumlah besar dari perhitungan harus
dilakukan, untuk mempercepat waktu proses dapat
dipergunakan array processor. Suatu array processor
(co-processor) adalah processor terpisah yang dapat
ditambahkan pada processor utamanya. Dengan array

104
processor perhitungan arithmatika yang besar dan
sulit dapat dilakukan dengan memecah atau membagi
pergitungan tersebut dan dilakukan bersama-sama
antara central processor dan array processor.
Pada IBM PC XT, disebelah kanan dari central
processornya (8088) terdapat tempat kosong yang
khusus disediakan untuk co-processor
(8087)bilamana diperlukan. Untuk paket-paket
program tertentu dituntut adanya co-processor ini
seperti paket program statistik TSP. karena fungsi
utama dari co-processor ini adalah untuk perhitungan
matematika yang rumit, maka disebut juga dengan
nama math-processor atau numeric data processor.
E. Main Memory
CPU hanya dapat menyimpan data dan instruksi
di register yang ukurannya kecil, sehingga tidak dapat
menyimpan semua informasi yang dibutuhkan untuk
keseluruhan proses dari program. Untuk mengatasi
hal ini, maka dialat pemroses dilengkapi dengan
simpanan yang kapasitasnya lebih besar yaitu main

105
storage/ internal memory. Main memory dapat
dibayangkan sebagai sekumpulan kotak-kotak yang
masing-masing kotak dapat menyimpan suatu
penggal informasi baik berupa data maupun instruksi.
Tiap-tiap lokasi dari kotak ditunjukkan oleh suatu
alamat (address). Alamat memori merupakan suatu
nomor yang menunjukkan lokasi tertentu dari kotak
memori.
Main memory terdiri dari RAM dan ROM.
Ukuran dari main memory dinyatakan dengan satuan
Kilo Byte (KB) yaitu 1024 byte, Mega Byte (MB)
yaitu 1024KB ataupun Giga Byte (GB) yaitu
1024MB. Umumnya 1 byte memori terdiri dari 8 bit.
Tiap-tiap bit diwakili oleh digit 1 atau 0. Kombinasi
dari bit dalam 1 byte tersebut membentuk suatu kode
yang mewakili isi dari lokasi memori. Kode yang
digunakan tergantung dari komputer, ada yang
menggunakan sistem BCD, sistem kode SBCDIC,
sistem EBCDIC maupun ASCII.

106
RAM
Semua data dan program yang dimasukkan lewat
alat input akan disimpan terlebih dahulu di main
memory, khususnya di RAM (Random Access
Memory). RAM merupakan memori yang dapat
diakses, diisi dan diambil isinya oleh programmer.
Struktur dari RAM dibagi menjadi 4 bagian, yaitu :
1. Input storage, digunakan untuk menampung input
yang dimasukkan lewat alat input.
2. Program storage, digunakan untuk menyimpan
semua instruksi-instruksi program yang akan di
proses.
3. Working storage, digunakan untuk menyimpan
data yang akan diolah dan hasil dari pengolahan.
4. Output storage, digunakan untuk menampung
hasil akhir dari pengolahan data yang akan
ditampilkan ke alat output.
Input yang dimasukkan lewat alat input pertama
kali ditampung terlebih dahulu di input storage, bila
input tersebut berbentuk program, maka dipindahkan
ke program storage dan bila berbentuk data akan
dipindahkan ke working storage. Hasil dari

107
pengolahan juga ditampung di working storage dan
hasil yang akan ditampilkan ke alat output
dipindahkan ke output storage.
RAM mempunyai kemampuan untuk melakukan
pengecekan dari data yang disimpannya, yang disebut
dengan istilah parity check. Bila data hilang atau
rusak, dapat diketahui dari sebuah bit tambahan yang
disebut parity bit/ check bit. Misalnya 1 byte memori
di RAM terdiri dari 8 bit, sebagai parity bit
digunakan sebuah bit tambahan sehingga menjadi 9
bit.
Ada dua macam cara yang dilakukan oleh parity
check, yaitu pengecekan pariti genap (even parity)
dan pengecekan pariti ganjil (odd parity). Even parity
check menunjukkan jumlah bit 1 untuk tiap-tiap bit
dalam 1 byte beserta parity bit harus berjumlah
genap. Kalau berjumlah ganjil, berarti ada kerusakan
data. Misalnya karakter “C” dalam sistem kode
ASCII 8 bit berbentuk :
0 1 0 0 0 0 1 1

108
Dengan cara even parity check, pada waktu data
ini direkam parity bit diisi bit 1. Supaya jumlah bit 1
bernilai genap, sebagai berikut :
1 0 1 0 0 0 0 1 1
Parity bit
Pada saat data tersebut diambil untuk
dipergunakan, maka akan dilakukan pengecekan
terhadap bit-bitnya. Bila ada kerusakan bit, misalnya
salah satu bit terganti dari bit 1 menjadi bit 0 atau dari
bit 0 menjadi bit 1, maka jumlah bit 1 dalam byte
tersebut tidak akan berjumlah genap dan akan
terdeteksi oleh CPU.
Kemudian dengan cara Odd parity check
menunjukkan jumlah bit 1 untuk tiap-tiap bit dalam 1
byte beserta parity bit harus berjumlah ganjil. Bila
berjumlah genap berarti ada kerusakan data. Misalnya
karakter “C” dalam sistem kode ASCII 8 bit tersebut
dengan odd parity check seharusnya terekam sebagai
berikut :

109
0 0 1 0 0 0 0 1 1
Parity bit
Bila jumlah bit 1 dalam 1 byte tersebut tidak
berjumlah ganjil, berarti ada kesalahan data.
ROM
ROM (Read Only Memory) adalah memori yang
dapat dibaca saja. Programmer tidak bisa mengisi
sesuatu ke dalam ROM. Isi ROM sudah diisi oleh
pabrik pembuatnya berupa sistem operasi yang terdiri
dari program-program utama yang dipergunakan oleh
sistem komputer. Contohnya adalah program untuk
mengatur panampilan karakter di layar, pengisian
tombol kunci di keyboard untuk keperluan kontrol
tertentu dan bootstrap program. Bootstrap program
diperlukan pada waktu pertama kali sistem komputer
diaktifkan yang dikenal dengan istilah booting. Ada
dua macam booting yaitu cold booting dan warm
booting. Cold booting adalah proses mengaktifkan

110
sistem komputer pertama kali untuk mengambil
bootstap program dari keadaan listrik komputer off
(mati) dengan cara menghidupkannya. Warm booting
merupakan proses pengulangan pengambilan
bootstap program dalam keadaan komputer masih
menyala (on) dengan cara menekan beberapa tombol
tertentu di keyboard komputer. Warm booting
biasanya dilakukan bila sistem komputer macet.
Instruksi-instruksi yang tersimpan di ROM
disebut dengan microinstructions atau microcode
(firmware), karena software dan hardware dijadikan
satu oleh pabrik pembuatnya. ROM itu sendiri adalah
hardware dan microinstructions adalah software.
Isi dari ROM tidak boleh hilang atau rusak, bila
terjadi demikian maka sisten komputer tidak akan
bisa berfungsi. Oleh karena itu untuk mencegahnya
pabrik komputer merancang ROM sedemikian rupa
sehingga hanya bisa dibaca saja. ROM sifatnya non
volatile, agar isinya tidak hilang bila listrik komputer
dimatikan.
Dalam kasus lain memungkinkan untuk merubah
isi ROM, yaitu dengan cara memprogram kembali

111
instruksi-instruksi yang ada di dalam ROM tersebut.
ROM yang bisa diprogram berbentuk chip yang
ditempatkan pada rumahnya yang mempunyai jendela
diatasnya. ROM yang dapat diprogram kembali
adalah :
1. PROM (Programmable Read Only Memory),
yang dapat diprogram sekali saja oleh
programmer dan selanjutnya tidak dapat diubah
kembali.
2. EPROM (Erasable Programmable Read Only
Memory) atau RPROM(Reprogrammable ROM),
yang dapat dihapus dan diprogram kembali.
3. EEPROM (Electrically Erasable Programmable
ROM), yang dapat dihapus secara elektronik dan
dapat diprogram kembali.
Jenis-jenis main memory berdasarkan komponen-
komponen yang digunakan diantaranya adalah vacum
tube, magnetic core storage, planar thin film storage,
semiconductor storage, josephon junction dan charge-
couple divice (CCD).

112
F. Pemrosesan Instruksi
Jika programmer menginginkan CPU untuk
mengerjakan sesuatu. Maka harus ditulis suatu
instruksi yang dikenal oleh CPU. Kumpulan dari
instruksi ini disebut dengan program.
Program yang akan diproses dan data yang akan
diolah oleh CPU, harus diletakkan terlebih dahulu di
main memory. Instruksi-instruksi yang dapat diproses
oleh CPU adalah instruksi-instruksi yang sudah
dalam bentuk bahasa mesin, yang terdiri dari dua
bagian yaitu operation code (op-code) dan operand.
Op-code menunjukkan perintah yang akan
dikerjakan oleh CPU, sedang operand menunjukkan
data atau register atau alamat dari data di main
memory. Jumlah dari operand di instruksi bervariasi
tergantung dari CPU komputer yang digunakan.
Pemrosesan instruksi yang dilakukan oleh CPU
mencakup 2 tahap, yaitu instruksi fetch dan instruksi
execute. Waktu yang dibutuhkan untuk
menyelesaikan pemrosesan instruksi disebut cycle
time.

113
Instruction Fetch
Tahap pertama dari pemrosesan suatu instruksi
oleh CPU disebut dengan instruction fetch (fetch
phase/fetch cycle/instruction cycle), yaitu proses
CPU mengambil atau menjemput instruksi dari main
memory ke CPU. Penjemputan instruksi ini
dilakukan dengan langkah-langkah sbb :
1. Alamat dari instruksi yang ada di program
counter (PC) register diletakkan di Memory
Address Register (MAR). MAR dihubungkan ke
main memory dengan address bus, sehingga
alamat dari instruksi tersebut dikirimkan ke main
memory lewat address bus.
2. Sementara itu control unit di CPU mengirimkan
sinyal permintaan membaca instruksi lewat
control bus untuk instruksi di alamat yang
dikirimkan lewat address bus.
3. Setelah mengirimkan sinyal permintaan tersebut,
CPU menunggu sampai menerima sinyal jawaban
dari main memory yang dikirimkan balik lewat
control bus bahwa pengiriman instruksi telah
dilakukan dan telah berada di Memory Data

114
Register (MDR) lewat data bus.
4. Instruksi yang telah berada di MDR dipindahkan
oleh CPU ke instruction Register (IR).
5. Alamat instruksi sebelumnya di PC register
ditambah satu yang merupakan alamat dari
instruksi berikutnya di main memory.
Instruction Execute
Tahap kedua dari pemrosesan instruksi adalah
instruction execute (execution phase/execution
cycle), yaitu proses dari CPU untuk mengerjakan
instruksi yang sudah dijemput dari main memory dan
sudah berada di IR register. Controll unit di CPU
mengartikan instruksi tersebut, menentukan dan
mengerjakan operasi apa yang harus dilakukan, dapat
berupa penjemputan/pengambilan data dari main
memory, mengirim instruksi ke ALU untuk
melakukan operasi arithmatika atau logika dan
menyimpan hasil pengolahan kembali ke main
memory.

115
Bila operasi yang dilakukan membutuhkan data,
maka data tersebut harus dijemput dari main memory
yang dilakukan dengan langkah-langkah berikut ini :
1. Alamat dari main memory tempat data tersebut
berada,yang ditunjukkan oleh operand alamat
diletakkan di MAR dan dikirimkan ke main
memory lewat address bus.
2. Control unit mengirimkan sinyal permintaan
membaca isi dari alamat memori tersebut ke main
memory lewat control bus.
3. Control unit menunggu sinyal balik jawaban dari
main memory bahwa data yang diminta sudah
dikirimkan dan sebagai hasilnya mainmemory
mengirimkan data tersebut ke MDR lewat data
bus.
4. Data yang sudah berada di MDR dikirim oleh
control unit ke operand register.
Data yang sudah ada di operand register tersebut
siap untuk diolah oleh ALU dan bila hasil pengolahan
data akan direkamkan kembali ke main memory,
maka dapat dilakukan dengan langkah berikut ini :

116
1. Alamat dari main memory tempat data akan
direkamkan, yang ditunjukkan oleh operand
alamat diletakkan di MAR dan dikirimkan ke
main memory lewat address bus.
2. Data hasil pengolahan yang berada di
accumulator dipindahkan ke MDR.
3. Control unit mengirimkan sinyal permintaan tulis
ke alamat memori tersebut ke main memory lewat
control bus.
4. Control unit menunggu sinyal balik jawaban dari
main memory lewat control bus bahwa
perekaman data sudah diilakukan.
Cycle Time
Waktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikan
tahap pertama disebut waktu instruksi (instruction
time). Waktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikan
tahap kedua disebut waktu pengerjaan (execution
time). Tahap pertama dan kedua secara keseluruhan
disebut dengan siklus mesin (machine cycle) dan
seluruh waktu yang dibutuhkan pada kedua tahap ini
disebut waktu siklus (cycle time). Setelah kedua

117
tahap siklus tersebut selesai dikerjakan untuk sebuah
instruksi, siklus diulangi kembali untuk instruksi
berikutnya sampai instruksi yang terakhir.
Beberapa pabrik komputer mengukur kecepatan
dari CPU berdasarkan lamanya melakukan satu kali
siklus mesin tersebut yang diukur dengan satuan
megahertz(Mhz) yang menunjukkan jutaan siklus
dilakukan tiap detiknya. Suatu pengukur waktu a
(timer) yang disebut clock akan berdetak untuk tiap-
tiap siklus yang dilakukan.
Misalnya suatu prosesor 8 Mhz, ini berarti clock
akan berdetak sebanyak 8 jt kali tiap detiknya atau 8jt
siklus mesin dapat dilakukan tiap detiknya.
G. Hubungan antara CPU dengan Main Memory dan
alat-alat I/O
Hubungan antara CPU dengan main memory
ataupun dengan alat-alat input/output dilakukan
dengan suatu jalur yang disebut Bus. Hubungan
antara CPU dengan main memory malalui jalur bus
yang diletakkan pada memory data register, memory

118
address register dan control unit di CPU. Sedangkan
bus yang menghubungkan CPU dengan alat-alat I/O
tidak diletakkan langsung ke alat-alat I/O tersebut
tapi dapat melalui suatu alat I/O port, I/O channel
atau DMA controller.
Bus
Bus atau disebut juga dengan pathway merupakan
suatu sirkuit yang merupakan jalur transportasi
informasi antara dua atau lebih alat-alat dalam sistem
komputer.
Bus yang menghubungkan CPU dengan main
memory disebut internal bus. Sedangkan bus yang
menghubungkan CPU dengan alat-alat I/O disebut
external bus.
Data bus adalah bus yang digunakan untuk jalur
transportasi data dan instruksi. Address bus adalah
bus yang digunakan untuk jalur trnsportasi alamat di
main memory untuk data atau instruksi yang akan
diambil atau direkamkan/simpan. Control bus adalah
bus yang digunakan untuk mengirimkan sinyal
sebagai pemberitahuan akan dikirimkan suatu

119
informasi atau telah diterimanya informasi yang
dikirimkan dari satu alat ke alat yang lain. Didalam
internal bus hubungan antara CPU dengan main
memory melalui data bus yang dihubungkan dengan
memory data register (MDR), address bus yang
dihubungkan dengan memory address register (MAR)
dan control bus yang dihubungkan dengan control
unit.
I/O Port
Alat-alat I/O tidak diletakkan langsung dengan
bus, tetapi melalui suatu I/O port. Alat-alat I/O dapat
berkomunikasi dengan CPU dengan cara
mengirimkan informasi yang akan dikomunikasikan
lewat bus. Informasi yang dikirim dari alat I/O
(peripheral device) ke main memory atau register di
CPU diletakkan di I/O port dan dikirimkan lewat data
bus. Informasi dikirimkan ke peripheral device juga
melalui bus data, dan diterima di I/O port. Cara
pengiriman informasi ke alat-alat I/O seperti ini
disebut dengan program controlled I/O.

120
Dengan cara program controlled I/O hanya satu
word data saja yang dapat dikirimkan setiap saat.
Cara ini banyak diterapkan pada alat I/O yang dapat
menangani satu karakter atau 1 byte atau 1 word (1
word = 2/lebih byte) saja setiap saat. Contoh I/O port
atau I/O interface ini adalah keyboard yang
dihubungkan dengan keybord interface.
DMA Controller
Untuk peripheral device yang mempunyai
kecepatan tinggi, tidaklah ekonomis untuk
pengiriman informasi byte per byte atau word per
word, dan akan lebih ekonomis bila pengiriman
informasi dilakukan sekaligus per blok informasi.
Bila informasi dikirimkan sekaligus per blok, CPU
dapat beroperasi lebih cepat dibandingkan dengan
proses peripheral device, bila CPU harus selalu
mengawasi pengiriman informasi, maka akan terjadi
suatu waktu yang terbuang (idle time) di CPU.
DMA (Direct Memory Access) merupakan suatu
konsep yang akan membuat komunikasi informasi
antara peripheral device dengan main memory akan

121
lebih efisien. DMA ini dilakukan dengan meletakkan
bus pada DMA controller yang dihubungkan dengan
peripheral device.
DMA controller mempunyai suatu processor
sendiri di dalamnya (IC khusus) yang akan
menangani operasi baca dan tulis antara main
memory dan peripheral device. Bila dengan cara
program controlled I/O setiap kali terjadi pengiriman
informasi harus selalu diawasi oleh CPU, maka
dengan cara DMA, CPU cukup sekali saja memberi
sinyal ke DMA controller untuk melakukan
pengiriman sejumlah blok data antara main memory
dengan peripheral device, yang selanjutnya urusan
pengiriman data CPU tersebut akan dilakukan oleh
processor di DMA tanpa turut campur dari CPU
sehingga dapat melakukan pekerjaan yang lain.
I/O Channel
Bila beberapa peripheral device yang mempunyai
kecepatan tinggi akan dihubungkan dengan CPU,
maka tidaklah ekonomis menyediakan beberapa
DMA controller yang terpisah untuk masing-masing

122
peripheral device, yang lebih ekonomis adalah
menyediakan suatu DMA controller yang digunakan
untuk sejumlah peripheral device. Pemikiran inilah
yang menimbulkan konsep I/O channel. Suatu I/O
channel adalah suatu DMA controller yang
dipergunakan bersama-sama untuk sejumlah alat-alat
I/O.
Masing-masing alat I/O dihubungkan dengan
suatu channel lewat suatu control unit/controller.
Sebuah controller dapat digunakan untuk sejumlah
alat-alat I/O yang sejenis., misalnya untuk dua atau
lebih disk drive akan digunakan, dapat dipergunakan
sebuah controller. Controller ini fungsinya sama
dengan I/O port atau I/O interface untuk cara
program controlled I/O.

123
Daftar Pustaka
2. William, S., “Komunikasi data dan Komputer”,
Salemba Teknika, 2001.

124
BAB V
ORGANISASI INPUT/OUTPUT
Standar Kompetensi
Setelah mengikuti kuliah ini mahasiswa dapat memahami
dan mampu menjelaskan dan menganalisa aplikasi-
aplikaksi I/O dan peripheral.
Indikator
diharapkan dapat memaparkan aplikasi-aplikasi pada
Organisasi Input / Output
A. Modul Input/Output
Modul I/O merupakan peralatan antarmuka
(interface) bagi sistem bus atau switch sentral dan
mengontrol satu atau lebih perangkat peripheral.
Modul I/O tidak hanya sekedar modul penghubung,
tetapi sebuah piranti yang berisi logika dalam
melakukan fungsi komunikasi antara peripheral dan
bus komputer.

125
Ada beberapa alasan kenapa piranti – piranti tidak
langsung dihubungkan dengan bus sistem komputer,
yaitu :
• Bervariasinya metode operasi piranti peripheral,
sehingga tidak praktis apabila sistem komputer
harus menangani berbagai macam sisem operasi
piranti peripheral tersebut.
• Kecepatan transfer data piranti peripheral
umumnya lebih lambat dari pada laju transfer data
pada CPU maupun memori.
• Format data dan panjang data pada piranti
peripheral seringkali berbeda dengan CPU,
sehingga perlu modul untuk menselaraskannya.
Dari beberapa alasan diatas, modul I/O memiliki dua
buah fungsi utama, yaitu :
1. Sebagai piranti antarmuka ke CPU dan memori
melalui bus sistem.
2. Sebagai piranti antarmuka dengan peralatan
peripheral lainnya dengan menggunakan link data
tertentu.

126
B. Sistem Masukan & Keluaran Komputer
Bagaimana modul I/O dapat menjalankan
tugasnya, yaitu menjembatani CPU dan memori
dengan dunia luar merupakan hal yang terpenting
untuk kita ketahui. Inti mempelajari sistem I/O suatu
komputer adalah mengetahui fungsi dan struktur
modul I/O. Perhatikan gambar dibawah berikut ini.
Fungsi Modul I/O
Modul I/O adalah suatu komponen dalam sistem
komputer yang bertanggung jawab atas pengontrolan

127
sebuah perangkat luar atau lebih dan bertanggung
jawab pula dalam pertukaran data antara perangkat
luar tersebut dengan memori utama ataupun dengan
register – register CPU.
Dalam mewujudkan hal ini, diperlukan antarmuka
internal dengan komputer (CPU dan memori utama)
dan antarmuka dengan perangkat eksternalnya untuk
menjalankan fungsi – fungsi pengontrolan.
Fungsi dalam menjalankan tugas bagi modul I/O
dapat dibagi menjadi beberapa katagori, yaitu:
• Kontrol dan pewaktuan. • Pem-buffer-an data.
• Komunikasi CPU. • Deteksi kesalahan.
• Komunikasi perangkat eksternal.
Fungsi kontrol dan pewaktuan (control & timing)
merupakan hal yang penting untuk mensinkronkan
kerja masing – masing komponen penyusun
komputer. Dalam sekali waktu CPU berkomunikasi
dengan satu atau lebih perangkat dengan pola tidak
menentu dan kecepatan transfer komunikasi data
yang beragam, baik dengan perangkat internal seperti
register – register, memori utama, memori sekunder,
perangkat peripheral. Proses tersebut bisa berjalan

128
apabila ada fungsi kontrol dan pewaktuan yang
mengatur sistem secara keseluruhan. Contoh kontrol
pemindahan data dari peripheral ke CPU melalui
sebuah modul I/O dapat meliputi langkah – langkah
berikut ini :
1. Permintaan dan pemeriksaan status perangkat dari
CPU ke modul I/O.
2. Modul I/O memberi jawaban atas permintaan
CPU.
3. Apabila perangkat eksternal tlh siap untuk
transfer data,maka CPU akan mengirimkan
perintah ke modul I/O
4. Modul I/O akan menerima paket data dengan
panjang tertentu dari peripheral.
5. Selanjutnya data dikirim ke CPU setelah diadakan
sinkronisasi panjang data dan kecepatan transfer
oleh modul I/O sehingga paket – paket data dapat
diterima CPU dengan baik.
Transfer data tidak akan lepas dari penggunaan
sistem bus, maka interaksi CPU dan modul I/O akan
melibatkan kontrol dan pewaktuan sebuah arbitrasi
bus atau lebih.

129
Adapun fungsi komunikasi antara CPU dan modul
I/O meliputi proses – proses berikut :
• Command Decoding, yaitu modul I/O menerima
perintah – perintah dari CPU yang dikirimkan
sebagai sinyal bagi bus kontrol. Misalnya, sebuah
modul I/O untuk disk dapat menerima perintah:
Read sector, Scan record ID, Format disk.
• Data, pertukaran data antara CPU dan modul I/O
melalui bus data.
• Status Reporting, yaitu pelaporan kondisi status
modul I/O maupun perangkat peripheral,
umumnya berupa status kondisi Busy atau Ready.
Juga status bermacam –macam kondisi kesalahan
(error).
• Address Recognition, bahwa peralatan atau
komponen penyusun komputer dapat dihubungi
atau dipanggil maka harus memiliki alamat yang
unik, begitu pula pada perangkat peripheral,
sehingga setiap modul I/O harus mengetahui
alamat peripheral yang dikontrolnya.

130
Pada sisi modul I/O ke perangkat peripheral juga
terdapat komunikasi yang meliputi komunikasi data,
kontrol maupun status. Perhatikan gambar berikut :
Fungsi selanjutnya adalah buffering. Tujuan
utama buffering adalah mendapatkan penyesuaian
data sehubungan perbedaan laju transfer data dari
perangkat peripheral dengan kecepatan pengolahan
pada CPU. Umumnya laju transfer data dari
perangkat peripheral lebih lambat dari kecepatan
CPU maupun media penyimpan.
Fungsi terakhir adalah deteksi kesalahan. Apabila
pada perangkat peripheral terdapat masalah sehingga
proses tidak dapat dijalankan, maka modul I/O akan
melaporkan kesalahan tersebut. Misal informasi

131
kesalahan pada peripheral printer seperti: kertas
tergulung, pinta habis, kertas habis, dan lain – lain.
Teknik yang umum untuk deteksi kesalahan adalah
penggunaan bit paritas.
Struktur Modul I/O
Terdapat berbagai macam modul I/O seiring
perkembangan komputer itu sendiri, contoh yang
sederhana dan fleksibel adalah Intel 8255A yang
sering disebut PPI (Programmable Peripheral
Interface). Bagaimanapun kompleksitas suatu modul
I/O, terdapat kemiripan struktur, seperti terlihat pada
gambar berikut :

132
Antarmuka modul I/O ke CPU melalui bus sistem
komputer terdapat tiga saluran, yaitu saluran data,
saluran alamat dan saluran kontrol. Bagian terpenting
adalah blok logika I/O yang berhubungan dengan
semua peralatan antarmuka peripheral, terdapat
fungsi pengaturan dan switching pada blok ini.
Modul dihubungkan dengan bagian komputer lainnya
melalui jalur sinyal (jalur sistem Bus). Data yang
ditransfer ke modul dan dari modul di-buffer-kan
dalam sebuah register data atau lebih. Mungkin
terdapat sebuah register status atau lebih yang
memberikan informasi status saat itu. Register status

Buku_Arsitektur_Sistem_Komputer_pdf.pdf

Buku_Arsitektur_Sistem_Komputer_pdf.pdf

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to Buku_Arsitektur_Sistem_Komputer_pdf.pdf

Similar to Buku_Arsitektur_Sistem_Komputer_pdf.pdf (20)

Buku_Arsitektur_Sistem_Komputer_pdf.pdf