Hardware Komputer

A. Apa itu Sistem Komputer?

Hardware komputer terdiri atas beberapa komponen yaitu: central processing unit (CPU), alat input, alat output, memori utama, memori sekunder, alat-alat komunikasi. Masing-masing komponen hardware memilki peran yang sangat penting. Alat input menerima data dan instruksi dan mengkonversi nya menjadi sebuah bentuk yang dapat dimengerti oleh komputer. Alat output menyediakan data dalam bentuk yang dapat dimengerti oleh manusia. CPU memanipulasi data dan mengontrol tugas yang dikerjakan oleh berbagai komponen. Memori utama menyimpan data dan instruksi-instruksi program secara sementara selama proses berlangsung. Memori sekunder menyimpan sata dan program-program untuk penggunaan dikemudian hari. Akhirnya, komunikasi antar alat/device memunculkan aliran data dari jaringan komputer eksternal ke CPU dan dari CPU ke jaringan komputer yang ada.

Gambar Komponen-komponen Hardware (Bus merupakan Media penghubung)

B. Data

ASCII

Komputer pada saat sekarang telah terintegrasi dengan chip. Masing-masing dari chip tersebut terdiri dari berjuta subminiatur transistor yang saling terkoneksi di dalam sebuah area chip yang berukuran kecil (kurang dari 1 ins-persegi). Tiap transistor dapat terdiri atas 2 keadaan/karakter yaitu “on” atau “off”. Keadaan transistor yang “on-off “ biasanya dibentuk dari binary 1 atau 0 untuk satu penyimpanan digit binary, atau bit. Sebuah bit cukup untuk menggambarkan sifat yang spesifik berupa huruf, angka, dan simbol spesial-yang dikenal sebagai byte yang terdiri atas 8 bit. Karena sebuah bit hanya terdiri dari 2 keadaan, 0 atau 1, bit-bit yang terdiri dari byte dapat berjumlah 28 atau 256 dan lain sebagainya. Karakter yang terbentuk bergantung kepada kombinasi bit atau koding skema yang digunakan. Dua koding skema yang biasanya digunakan adalah ASCII (American National Standard Code for Information Interchange) dan EBCDIC (Extended Binary Coded Decimal Interchange Code). EBCDIC dikembangkan oleh IBM digunakan utamanya pada skala besar yaitu mainframe komputer. ASCII telah difungsikan sebagai skema koding standar untuk mikro komputer.

Kode ASCII dan EBCDIC

C. Evolusi Hardware Komputer

Hardware komputer berkembang melalui empat tahap atau 4 generasi teknologi. Masing-masing generasi memiliki pertambahan daya proses dan kapasitas memori, sementara itu, biaya yang dikeluarkan juga makin berkurang atau makin murah. Berikut empat generasi tersebut:

Generasi pertama (1946-1956). Di sini menggunakan vacuum tubes untuk media penyimpanan pemrosesan. vacuum tubes mengkonsumsi daya yang besar, menghasilkan panas yang berlebihan, dan memiliki umur yang pendek. Jadi pada intinya, generasi pertama ini memiliki keterbatasan kapasitas memori dan pemrosesan.

Generasi kedua (1957-1963). Generasi ini menggunakan transistor sebagai media penyimpanan dan memproses informasi. Transistor mengkonsumsi daya yang lebih kecil , menghasilkan panas yang lebih rendah, lebih murah, lebih stabil dan lebih andal dari pada vacuum tube. Komputer Generasi kedua, dengan pertambahan daya pemrosesan dan kapasistas ruang penyimpanan, mulai banyak digunakan untuk sains dan tujuan bisnis.

Generasi ketiga (1964-1979), Generasi ini menggunakan integrated circuits untuk meyimpan dan pemrosesan informasi. integrated circuits dibuat dengan membentuk transistor-transistor yang berukuran kecil dan berjumlah banyak pada chip silikon. Alat ini dinamakan “Semi Konduktor”. Komputer generasi ketiga memakai software yang dapat digunakan oleh orang awam. Komputer Generasi ini banyak berperan dalam dunia bisnis.

Komputer masa awal hingga pertengahan generasi keempat (1980-1995), menggunakan largescale integrated (VLSI) circuits untuk menyimpan dan memproses informasi. VLSI memungkinkan instalasi beratus hingga beribu sirkuit (transistor dan berbagai komponen) pada sebuah chip berukuran kecil. Dengan ultra-large-scale integration (ULSI), sepuluh juta transistor dapat sitempatkan dalam satu chip. Komputer ini terbilang mahal dan biasanya digunakan untuk bisnis dan aktivitas sehari-hari.

Generasi keempat pada saat sekarang (1996-saat ini), menggunakan grand-scale integrated (GSI) circuits untuk menyimpan dan memproses informasi. Dengan GSI, sati milyar transistor dapat ditempatkan dalam satu chip.

Komputer generasi keempat pada masa awal, memproses informasi secara berurut, satu instruksi untuk satu waktu. Komputer Generasi kelima menggunakan proses paralel untuk memproses banyak instruksi secara serentak. Komputer paralel menggunakan beribu jaringan yang terhubung secara fleksibel. Biasanya menggunakan chip untuk menentukan masalah komputerisasi yang besar hingga mencapai kecepatan komputer super. Dengan adanya cukup chip yang terhubung, mesin paralel dapat melakukan lebih dari triliun operasi per detik. A floating point operation (flop) adalah dasar dari operasi aritmatik komputer, seperti pertambahan atau perkurangan angka yang didalamnya sudah mencakup bilangan desimal. Terdapat juga komputer generasi masa depan yang disebut dengan komputer DNA dan Komputer optik.

Gambaran Generasi Hardware

D. Jenis-jenis Komputer

1. Super Komputer.

Super Komputer adalah komputer dengan daya proses yang paling tinggi. Penerapan utamanya adalah pada bidang sains dan militer, tapi komputer ini juga digunakan pada dunia bisnis sejak makin murahnya peralatan hardware. Super komputer dikhususkan untuk model simulasi yang besar dari fenomena alam nyata, dimana adanya matematika yang rumit dan kebutuhan kalkulasi, atau untuk menciptakan dan memproses gambar. Komputer super digunakan untuk pemodelan cuaca untuk kebutuhan peramalan cuaca, untuk uji coba senjata tanpa perusakan, untuk mendesain kapal terbang agar lebih efisien dan mengurangi biaya produksi. Komputer super umumnya beroperasi 4 hingga 10 kali lebih cepat dari komputer Mainframe. Super Komputer dapat melakukan 1 triliun operasi per detik.

2. Mainframe

Mainframe tidak se-powerful dan tidak semahal super komputer. Perusahaan besar, dimana data diproses secara terpusat dan memilki database yang besar, pada umumnya menggunakan komputer mainframe. Penerapan yang banyak pada mainframe dapat secara luas dan kompleks dengan memungkinkan data dan informasi untuk dibagi keseluruh perusahaan. Pada tahun 2001 saja, sebuah sistem mainframe memiliki beberapa gigabyte memori utama. Memori sekunder dapat menggunakan kapasitas magnetik yang besar serta media penyimpanan optik dengan kapasitas dalam satuan terabyte. Beberapa ratus atau bahkan ribuan komputer yang online dapat dihubungkan ke komputer mainframe ini.

3. Midrange komputer

Midrange komputer terdiri atas mini komputer dan srver.

a. Mini komputer

Mini komputer lebih kecil dan lebih murah jika dibandingkan dengan mainframe komputer. Mini komputer biasanya didesain untuk menyelesaikan tugas-tugas spesifik seperti kontrol proses, penelitian ilmu pengetahuan, dan penerapan teknik. Perusahaan besar memperoleh fleksibilitas dari mendistribusikan proses data dengan mini komputer pada unit-unit organisasi perusahaan dari komputer yang terpusat pada satu lokasi. Mini komputer ini dihubungkan satu sama lain dan sering dihubungkan dengan sebuah mainframe melalui kanal telekomunikasi.

b. Server

Server biasanya digunakan sebagai support dalam jaringan komputer, memungkinkan pengguna untuk berbagi file, software, peripheral device, dan sumber daya jaringan lainnya. Server memiliki ukuran memori utama dan memori sekunder yang besar serta powerful CPU. Perusahaan yang berkutat dengan kebutuhan akan e-commerce dan website yang tangguh mengoperasikan web dan e-commerce aplikasi mereka pada multiple server di dalam server farms.

4. Mikro Computer

Mikro komputer huga disebut dengan Personal Computer (PC) yang merupakan komputer kategori terkecil dan paling murah dari komputer-komputer lainnya. Umumnya mikro komputer modern memiliki 64 hingga 1 gigabyte memori utama, satu buah 3,5 ins floppy drive, sebuah CD/DVD ROM, dan 100 gigabyte memori sekunder/harddisk. Komputer ini dikelompokkan menjadi lima kategori berdasarkan ukuran masing-masing yaitu: desktop, thin client, laptop, notebook, dan mobile device

E. Mikro prosesor dan Memori Utama

1. Mikroprosesor

central processing unit (CPU) merupakan pusat dari keseluruhan aktivitas pemrosesan, dimana semua pemrosesan dikontrol, data dimanipulasi, perhitungan aritmatik digunakan, dan perbandingan logika dibuat. CPU terdiri dari kontrol unit, arithmetic-logic unit (ALU) dan memori utama.

Bagaimana mikroprosesor bekerja?

CPU pada level dasar, beroperasi layaknya sebuah pabrik yang sangat kecil. Input masuk dan disimpan sampai dibutuhkan, untuk nantinya dipanggil dan diproses dan output juga disimpan dan nantinya didistribusikan pada suatu tempat.

Adapun ilustrasi aktivitas mikroprosesor adalah sebagai berikut:

a. Input adalah data dan instruksi singkat tentang apa yang akan dilakukan terhadap data. Instruksi berasal dari software dibagian lain. Data dimasukkan oleh user melalui keyboard. Input disimpan di dalam register hingga nantinya dikirim kelangkah berikutnya.

b. Data dan instruksi diangkut di dalam chip dengan jalan elektrik yang disebut dengan “bus”. Ukuran bus tergantung berapa banyak informasi yang dapat dialirkan dalam suatu waktu.

c. Control unit langsung mengalirkan data dan instruksi dari dalam chip.

d. ALU menerima data dan instruksi dari register dan membuat perhitungan yang diminta. Data dan instruksi dikonversi menjadi bentuk binary yang terdiri atas 0 dan 1. Hal ini disebabkan CPU hanya dapat memproses data binary.

e. Data dan instruksi dikirim ke memori register dan kemudian dikirim kembali ke tempat penyimpnan di luar chip, seperti hardrive. Sementara itu, Data yang telah diolah dikirim ke register, setelah dari register maka data tersebut dikirim ke bagian lain , bisa monitor untuk ditampilkan atau pun untuk dimpan kembali.

Alur Kerja CPU

Evolusi Mikroprosesor

Evolusi mikroprosesor dimulai dari diperkenalkannya tipe 4004 di tahun 1971 hingga, dalam tulisan ini, di tahun 2001 dengan adanya mikro prosesor pentium 4. Sudah 30 tahun, mikroprosesor telah menjadi menjadi lebih cepat, lebih kompleks, dan padat dengan bertambahnya jumlah transistor yang dipasang pada lempengan silikon.

Tabel Evolusi Mikro Prosesor

2. Memori Utama

Memori utama bermanfaat untuk menyimpan data dan program bagi CPU. Terdiri atas fungsi dasar, yaitu:

a. Untuk menyimpan data yang telah dimasukkan hingga nantinya inputan tersebut ditansfer ke ALU untuk diproses.

b. Untuk menyimpan data hasil pemrosesan selama tengah berlangsungnya pemrosesan.

c. Untuk menyimpan data setelah pemrosesan hingga akhirnya ditansfer ke output device

d. Untuk menyimpan statemen program atau instruksi yang diterima dari input device dan dari memori sekunder.

Memori utama di era mikrokomputer pada saat sekarang menggunakan integrated circuit. Circuit ini merupakan layer-layer yang terhubung pada material semikonduktor.

F. Input dan Output Device (I/O)

I/O device bukan merupakan bagian dari CPU tapi merupakan media komunikasi antara lingkungan luar dengan CPU. Data dan instruksi dimasukkan ke dalam komputer malalui input device, dan hasil pemrosesan dialirkan melalui output device. Biasanya I/O device dapat berupa cathode-ray tube (CRT) atau visual display unit (VDU), magneticstorage media, printers, keyboards, “mice,” and image-scanning devices. I/O dikontrol langsung oleh CPU. Umumnya I/O device diklasifikasikan menjadi secondary storage devices (primarily disk and tape drives) dan peripheral device (beberapa alat I/O yang dipasang pada komputer).

Tabel Input Device