Sistem Komputer dan Perangkat Lunak

A. PERANGKAT KERAS (HARDWARE)
Adalah komponen fisik komputer yang terdiri dari rangkaian elektronika dan peralatan mekanis lainnya.
Pada abtraksi tingkat atas terdiri dari empat komponen, yaitu :
1. Pemroses (Processor)
2. Memori Utama (Main Memory)
3. Perangkat masukan dan keluaran (device I/O)
4. Interkoneksi antar komponen (user interface, device controler)

1
Gambar 2.1: SKEMA DASAR SISTEM KOMPUTER

2
Gambar 2.2: SKEMA DASAR SISTEM KOMPUTER

Sumber daya perangkat keras terdiri atas :

1. Pemroses (Processor)
Komponen komputer yang bertugas untuk mengolah data dan melaksanakan berbagai perintah.

Pemroses terdiri dari :
a. Bagian ALU (Aritmatic Logic Unit) untuk komputasi, berupa operasi-operasi aritmatika dan logika.
b. Bagian CU (Control Unit) untuk pengendalian operasi yang dilaksanakan sistem komputer.
c. Register-register, untuk membantu pelaksanaan operasi dan sebagai tempat operand-operand dari operasi yang dilakukan.

Register -Register
Register-register dapat dikategorikan menjadi dua,
yaitu:
1) Register yang terlihat pemakai
Pemrogram dapat memeriksa ini register-register tipe ini.
Register Data (untuk menampung nilai)
Register Alamat (untuk keperluan pengalamatan)
contoh : Indeks Register, Segment pointer register, stack pointer register.

2) Register untuk Kendali dan Status
Register ini mengendalikan operasi pemroses terdiri dari :
a) Register untuk alamat dan buffer (MAR,MBR,I/O AR, I/O BR).
b) Register untuk eksekusi instruksi (PC, IR)
c) Register untuk informasi status (PSW) berisi Sign, Zero, Carry, Equal, Overflow, Interupt enable/disable , Supervisor

2. Memori
Memori berfungsi tempat menyimpanan data dan program.

Terdapat beberapa tipe memori :
Register
Memori case (Chace Memory)
Memori kerja (Main Memory)
Disk Magnetik (Magnetic Disk)
Disk Optik (Optical Disk)
Tape Magnetik (Magnetic Tape)

Menurut urutan dari atas ke bawah dapat diukur hirarki dalam hal :
a. Kecepatan Akses
b. Hubungan Kapasitas
c. Hubungan Frekwensi Pengaksesan
d. Hubungan Harga

Setiap kali pemroses melakukan eksekusi adanya lalulintas data dengan memory utama, maka diimplementasikan adanya konsep Chace memory , menanggulangi kelambatan proses.
Juga pada memori Utama dengan Peralatan masukan/keluaran saling berhubungan, maka diimplementasikan adanya konsep penampung sementara yang akan dikirim keperangkat masukan/keluaran berupa Buffering.

3. Perangkat Masukan/Keluaran
Perangkat masukan/keluaran terdiri dua bagian, yaitu :
a. Komponen mekanik, yaitu perangkat itu sendiri
b. Komponen elektronik, yaitu pengendali perangkat berupa chip controller.

Pengendalian perangkat (Device Adapter)
Terdapat dua macam pengedali alat :
Pengerak alat (Device Controller)
Pekerja alat (Device Driver)

Struktur I/O
a. I/O Interrupt I/O Device kecepatan rendah
b. Struktur DMA I/O Device kecepatan Tinggi
DMA dibagi menjadi : Third Party DMA dan First Party DMA

4. Interkoneksi antar Komponen
Interkoneksi antar komponen disebut galur/jalur (bus) yang terdapat pada mainboard, bus terdiri dari tiga macam :
a. Bus alamat (address bus), satu arah. 16,20,24 jalur
b. Bus data (data bus), dua arah. 8,16,32 jalur
c. Bus kendali (control bus), dua arah. 4-10 jalur

Signal bus kendali antara lain: memori read, memori write, I/O read, I/O write.
Mekanisme pembacaan :
Untuk membaca data suatu alokasi memori, CPU mengirim alamat memori yang dikehendaki melalui bus alamat kemudian mengirim sinyal memory read pada bus kendali. Sinyal memory read memerintahkan ke perangkat memori untuk mengeluarkan data pada lokasi tersebut ke bus data agar dibaca CPU.

Interkoneksi antar komponen membentuk jenis koneksitas yang populer antara lain: ISA, VESA, PCI,AGP.

Tingkatan Konsep Komputer
Terdiri dari :
a. Diagram blok (tertinggi)
b. Arsitektur
c. Transfer register
d. Rangkaian saklar
e. Elektronika (terendah)

Penjelasan dari tingkatan paling rendah:
a. Tingkat Konsep Elektronika
Bentuk komputer terdiri atas sejumlah rangkaian komponen elektronika ditambah dengan komponen mekanika, magnetika dan optika.

b. Tingkat Konsep Rangkaian Saklar
Sudah dapat terlihat rangkaian elektronika yang sesungguhnya, yang membentuk banyak saklar yang tersusun secara paralel dan membentuk sekelompok saklar. (terhubung dan terputus).

c. Tingkat Konsep Transfer Register
Berbagai kelompok sakelar di dalam komputer membentuk sejumlah register (Logika, aritmatika, akumulator, indeks, adress register dll)

d. Tingkat Konsep Arsitektur
Sejumlah register tersusun dalam suatu arsitektur tertentu. Prosesor, memory dan satuan komponen lain nya terhubung melalui galur (bus) penghubung.

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

Kerja Komputer
Kerja komputer pada tingkat konsep, antara lain :

a. Tingkat konsep diagram blok, berlangsung sebagai lalu lintas informasi di dalam dan diantara blok pada sistem komputer.

b. Tingkat transfer register, kerja komputer berlangsung melalui pemindahan rincian informasi di antara register.

c. Tingkat konsep saklar, kerja komputer berlangsung dalam bentuk terputus dan terhubungnya berbagai saklar eletronika di dalam sistem komputer.

Kerja komputer pada fungsi komputer, terdiri atas :
kegiatan masukan, catatan, pengolahan dan keluaran
Kerja komputer pada rekaman Sekelompok satuan data direkam ke dalam alat perekaman dalam bentuk berkas data.
Tataolah direkam ke dalam alat perekam dan membentuk berkas tataolah

B. PERANGKAT LUNAK (SOFTWARE)
Merupakan komponen non fisik berupa kumpulan program beserta struktur datanya.

Program adalah sekumpulan instruksi yang disusun sedemikian rupa untuk dapat menyelesaikan masalah-masalah tertentu sesuai dengan kebutuhan.

3
Gambar 2.3: Susunan Hirarki Perangkat Lunak

C. SIKLUS INSTRUKSI
Untuk memproses instruksi dilakukan melalui 2 tahap :
1. Mengambil instruksi (instruction fetch)
2. Mengeksekusi instruksi (instruction execution)

Interrupt suatu signal dari peralatan luar atau permintaan dari program. Penyebab Interrupt, yaitu:
Program (Division By Zero), I/O, Timer (Quantum pada Round Robin), dan Kegagalan hardware
Trap Software Generated Interrupt yang disebabkan oleh kesalahan atau karena permintaan user

4
Gambar 2.2: Siklus Instruksi