MIKROKOMPUTER
Nama : Naufal Aldi
Npm : 27114845
1 Peran Mikrokomputer
Dalam Sistem Kom-
puter
Mikrokomputer pada dasarnya
menggunakan mikroprosesor sebagai
cpu
uta- manya,
mikrokomputer biasanya di sebut
personal komputer ataupun
juga lap- top
Pada intinya peran dari mikrokomputer dalam sistem komputer sangat besar karna di era modern saat
ini hampir semua pekerjaan di
lakukan oleh komputer dan ciri utama sistem mikrokomputer adalah
hubungan yang berbentuk “bus”.
(Istilah bus diambil
dari
bahasa
latin
omnibus
yang berarti kepada
atau
un- tuk semua). Bus menunjukkan hubungan
antara komponen-komponen secara elektris. Bus meneruskan data,
alamat-alamat (address) atau sinyal pengontrol.
2 Konsep Dasar Mikrokomputer
Konsep dasar mikrokomputer yaitu sebuah sirkuit terpadu yang berisi semua el- emen
logika yang diperlukan untuk
sistem komputer yang lengkap. Seperti pen- jelasan sbelumnya konsep dasar
mikrokomputer dihubungkan oleh garis sejajar yang disebut bus. yaitu CPU, MEMORY UNIT
dan I/O, berikut penjelasannya
1.Central Processing Unit (CPU)
Central Processing Unit terdiri
dari
dua
bagian
utama yakni
Control Unit dan Arithmatic Logical Unit (ALU). Control Unit atau unit pengendali
berfungsi untuk
mengambil, mengkode dan melaksanakan instruksi
sebuah program
yang tersimpan dalam memori. Unit pengendali
atau
control unit juga
berfungsi un- tuk mengatur urutan operasi seluruh
sistem.
Control unit atau unit
pengendali berfungsi untuk
menghasilkan dan
mengatur signal pengendali
yang diperlukan untuk
menyerempakkan operasi, aliran dan instruksi
program.
Arithamtic Log- ical Unit (ALU) adalah
sebuah unit yang berfungsi untuk
melaksanakan operasi
matematik dan operasi-operasi logika.
2.Memory Unit
(Unit
Penyimpanan)
Adalah unit-unit yang
mengandung program-program yang
bersangkutan dan data yang sedang
diolah. Memory
utama
pada mikrokomputer
terdiri dari dua
macam. RAM
(RandomAccessMemory) RAM
adalah unit memori yang dapat dibaca
dan/atau ditulisi.
Data
dalam RAM bersifat volatile (akan
hilang bila
power mati). RAM hanya
digunakan untuk
menyimpan data sementara, yaitu data yang tidak begitu
penting
(tidak
masalah
bila hilang akibat aliran daya listrik
terputus) ROM (ReadOnlyMemory) ROM merupakan memori yang hanya dapat dibaca. Data tidak
akan terhapus meskipun
aliran
listrik terputus (non-volatile).
3.Input Output (I/O)
Unit yang berhubungan
denga peripheral sistem mikrokomputer. Piran- tiInput/Output (I/O interface)
dibutuhkan untuk menghubungkan piranti di luar sistem. I/O dapat menerima/memberi data dari/ke mikroprosesor.
Un-
tuk menghubungkan antara I/O
interface dengan
mikroprosesor dibutuhkan pi-
ranti address. Dua macam I/O interface
yangdipakai yaitu:
serial dan
paralel. Piranti serial (UART/universal asynchronous
receiver-transmitter) merupakan
pengirim-penerima tunggal (tak serempak). UART mengubah masukan serial
menjadi keluaran
paralel
dan mengubah masukan
paralel
menjadi
keluaran se- rial. PIO (paralel input
output) merupakan pengirim-penerima serempak.
PIO dapat diprogram dan menyediakan perantara masukan dan keluaran
dasar
un- tuk data paralel 8 bit.
3 Sejarah Perkembangan Komputer
Seperti yang sudah
kita ketahui terdapat 5 generasi
komputer berdasarkan evo-
lusinya, berikut penjelasannya:
1.Generasi Pertama (1944-1959)
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 di dunia
yang pertama yakni ENIAC
selesai dibuat. Pada
komputer tersebut terdapat
18.800 tabung hampa udara dan
berbobot 30 ton.
begitu
besar
ukurannya, sampai- sampai memerlukan suatu ruangan kelas tersendiri.
Pada
gambar nampak komputer ENIAC, yang merupakan komputer elektronik pertama di dunia yang mempunyai bobot
seberat 30 ton,
panjang
30 M dan tinggi
2.4 M dan membutuhkan daya listrik 174 kilowatts.
2.Generasi Kedua
(1959-1964)
Pada tahun 1948, penemuan transistor sangat mempengaruhi perkemban-
gan komputer. Transistor
menggantikan tube vakum
di televisi, radio, dan komputer. Akibatnya, ukuran
mesin-mesin elektrik berkurang drastis. Transis- tor mulai digunakan di dalam komputer mulai pada tahun 1956. Penemuan lain
yang berupa
pengembangan memori inti-magnetik membantu pengembangan komputer generasi kedua yang lebih kecil, lebih
cepat, lebih
dapat
diandalkan, dan lebih
hemat
energi
dibanding
para
pendahulunya.
Mesin pertama yang memanfaatkan teknologi
baru
ini adalah superkomputer. IBM membuat su- perkomputer
bernama Stretch, dan
Sprery-Rand membuat komputer bernama LARC. Komputerkomputer
ini, yang dikembangkan untuk
laboratorium energi atom, dapat menangani sejumlah besar data, sebuah kemampuan yang sangat dibutuhkan oleh peneliti atom. Mesin
tersebut sangat mahal dan cenderung
terlalu kompleks untuk
kebutuhan komputasi bisnis, sehingga membatasi ke- populerannya. Hanya ada dua LARC
yang
pernah dipasang dan
digunakan: satu di Lawrence Radiation Labs di Livermore, California,
dan
yang lainnya di US Navy Research and
Development Center di Washington D.C. Komputer
generasi kedua
menggantikan bahasa
mesin dengan bahasa assembly. Bahasa
assembly adalah bahasa yang menggunakan singkatan-singakatan untuk meng-
gantikan kode biner.
Pada
awal 1960-an, mulai bermunculan komputer
gen-
erasi kedua yang sukses di bidang bisnis, di universitas, dan di pemerintahan.
Komputer-komputer generasi kedua ini merupakan komputer yang sepenuhnya menggunakan transistor. Mereka juga memiliki
komponen-komponen yang da- pat
diasosiasikan dengan
komputer pada
saat
ini: printer, penyimpanan dalam disket, memory,
sistem operasi,
dan program.
Salah
satu contoh
penting
kom- puter pada masa ini
adalah IBM 1401 yang
diterima
secara
luas di kalangan industri.
Pada tahun 1965, hampir seluruh bisnis-bisnis besar
menggunakan komputer generasi kedua untuk
memproses informasi
keuangan. Program yang tersimpan di dalam komputer dan bahasa pemrograman yang ada di dalam- nya memberikan fleksibilitas
kepada komputer. Fleksibilitas
ini meningkatkan
kinerja dengan harga yang pantas bagi
penggunaan bisnis. Dengan konsep ini, komputer dapat mencetak
faktur
pembelian konsumen
dan kemudian men- jalankan desain produk atau menghitung daftar gaji. Beberapa bahasa pem- rograman mulai
bermunculan pada saat itu. Bahasa pemrograman Common Business-Oriented Language
(COBOL)
dan Formula Translator (FORTRAN)
mulai umum
digunakan.
Bahasa
pemrograman ini menggantikan kode mesin yang rumit dengan kata-kata, kalimat,
dan formula matematika yang lebih mu- dah dipahami
oleh manusia.
Hal ini memudahkan seseorang untuk
memprogram dan mengatur komputer.
Berbagai macam karir
baru
bermunculan (program- mer, analyst, dan
ahli
sistem
komputer).
Industri piranti lunak
juga
mulai bermunculan dan berkembang pada
masa komputer generasi kedua ini.
3.Komputer Generasi Ketiga (1964 – 1970)
Walaupun transistor dalam banyak
hal mengungguli tube
vakum, namun
transistor menghasilkan panas yang cukup besar, yang dapat berpotensi
merusak bagianbagian
internal komputer. Batu kuarsa (quartz rock)
menghilangkan masalah
ini. Jack Kilby, seorang
insinyur di Texas Instrument, mengembangkan sirkuit
terintegrasi (IC : integrated circuit) di tahun 1958. IC mengkombinasikan tiga komponen elektronik dalam sebuah piringan silikon
kecil yang
terbuat dari
pasir kuarsa. Pada ilmuwan kemudian berhasil
memasukkan lebih banyak komponenkomponen ke dalam suatu chiptunggal yang disebut semikonduktor.
Hasilnya, komputer menjadi
semakin kecil karena
komponenkomponen dapat
dipadatkan dalam chip.
Kemajuan komputer
generasi ketiga lainnya
adalah penggunaan system operasi (operating system) yang memungkinkan mesin un- tuk menjalankan
berbagai program yang berbeda secara
serentak dengan sebuah program
utama yang memonitor dan mengkoordinasi
memori
komputer. ciri- ciri komputer pada generasi ketiga yaitu
penggunaan IC (Intregrated Circuit), ukuran komputer menjadi lebih kecil dan ditemukannya sistem operasi
4.Komputer Generasi Keempat (1979)
Microprocessor merupakan chiri khas komputer generasi ke-empat yang meru- pakan
pemadatan ribuan
IC
kedalam sebuah Chip. Karena bentuk yang se- makin kecil dan kemampuan yang semakin meningkat dan harga yang ditawarkan juga semakin murah.Microprocessor merupakan awal kelahiran
komputer per- sonal. Pada
tahun 1971, Intel Corp kemudian
mengembangkan microprocessor pertama serie 4004. Contoh generasi ini adalah Apple I Computer yang dikem- bangkan
oleh Steve Wozniak
dan
Steve Jobs
dengan
cara
memasukkan
micro-
processor pada circuit board komputer. Disamping itu, kemudian muncul
TRS Model 80 dengan
processor jenis
Motorola 68000
dan Zilog
Z-80 menggunakan
64Kb RAM standard. Komputer
Apple II-e yang menggunakan processor jenis
6502R serta Ram sebesar 64 Kb, juga merupakan salah satu komputer PC
san- gat popular pada masa itu. Operating Sistem
yang
digunakan adalah: CP/M
8 Bit. Komputer ini sangat populer
pada
awal tahun 80-an.
IBM mulai men- geluarkan Personal
Computer pada
sekitar
tahun 1981, dengan menggunakan Operating
System MS-DOS
16 Bit. Dikarenakan harga
yang ditawarkan tidak
jauh berbeda dengan komputer lainnya,
disamping teknologinya jauh lebih baik serta nama besar
dari
IBM sendiri, maka
dalam
waktu yang
sangat
singkat komputer ini menjadi sangat popular.
5.komputer generasi ke 5( 1983 - sekarang )
Mendefinisikan komputer generasi kelima menjadi cukup
sulit karena tahap
ini masih sangat
muda.
Contoh
imajinatif
komputer generasi
kelima adalah
komputer fiksi HAL9000 dari novel
karya
Arthur C. Clarke berjudul 2001: Space Odyssey. HAL
menampilkan
seluruh
fungsi
yang diinginkan dari
se-
buah komputer generasi kelima. Dengan kecerdasan buatan (artificial intelli- gence), HAL dapat cukup memiliki nalar
untuk melakukan percapakan
den-
gan manusia, menggunakan masukan visual, dan belajar dari
pengalamannya sendiri.
Walaupun mungkin
realisasi
HAL9000
masih
jauh
dari
kenyataan, banyak fungsi-fungsi yang dimilikinya sudah
terwujud. Beberapa
komputer dapat menerima
instruksi
secara lisan dan
mampu
meniru
nalar
manusia.
Ke- mampuan untuk
menterjemahkan bahasa
asing juga menjadi mungkin.
Fasilitas ini tampak sederhana. Namun fasilitas tersebut menjadi jauh lebih rumit
dari yang diduga ketika programmer menyadari bahwa pengertia manusia sangat
bergantung pada konteks dan pengertian ketimbang sekedar menterjemahkan
kata-kata secara langsung. Banyak
kemajuan
di bidang desain komputer
dan teknologi semkain
memungkinkan pembuatan komputer generasi kelima. Dua kemajuan rekayasa
yang terutama adalah
kemampuan pemrosesan paralel, yang akan menggantikan model
non
Neumann. Model non Neumann akan digan-
tikan dengan sistem yang mampu mengkoordinasikan banyak CPU
untuk bek- erja
secara
serempak. Kemajuan lain
adalah
teknologi
superkonduktor
yang memungkinkan aliran elektrik tanpa ada hambatan apapun, yang nantinya da- pat mempercepat kecepatan informasi. Jepang adalah negara yang terkenal
dalam sosialisasi jargon dan proyek komputer generasi kelima. Lembaga ICOT (Institute for new Computer Technology)
juga dibentuk untuk
merealisasikan- nya. Banyak
kabar yang
menyatakan bahwa
proyek ini
telah gagal, namun beberapa informasi
lain
bahwa
keberhasilan proyek komputer generasi kelima ini akan membawa
perubahan baru
paradigma komputerisasi di
dunia Blaise
Pascal (1623 – 1662), seorang ahli filosofi dan matematika, menemukan alat penghitung mekanik
pertama yang
berupa mesin. Alat tersebut diberi
nama PASCALINE. Pascaline
menggunakan roda penghitung untuk
menjumlahkan suatu bilangan. Penemuan Blaise
Pascal ini
sangat dikenal
dan
dipuji
oleh orang-orang sampai ke seluruh
Eropa. Kelemahan Pascaline
adalah
sukar un- tuk diperbaiki
jika rusak dan yang bisa memperbaikinya
hanyalah Blaise Pascal sendiri. Kelemahan Pascaline tersebut menyebabkan orang menganggap perala- tan tersebut terlalu kompleks. Hingga
pada tahun 1960, alat hitung
dengan de- sain “roda penghitung” ini masih digunakan dan selanjutnya ketika ditemukan-
nya alat penghitung elektronik, alat ini dianggap
usang dan mulai ditinggalkan Mainframe adalah istilah
Teknologi
Informasi dalam bahasa
Inggris yang men- gacu kepada kelas tertinggi dari Komputer yang terdiri darikomputer-komputer
yang mampu melakukan banyak tugas
komputasi yang rumit
dalam waktu yang singkat. Mainframe umumnya digunakan
oleh banyak pengguna
yang terkoneksi dengan menggunakan terminal. Ciri-ciri Komputer MainframeMemiliki Proces-
sor lebih dari satu, sehingga memiliki kecepatan proses jauh lebih
cepat jika
dibanding dengan mini komputer; Kecepatan
kerja mainframe mencapai 1 mil- yar operasi perdetik dan
dapat
mengakses pada satu komputer pada
saat
yang bersamaan, dikenal dengan timesharing.
Contoh mainframe komputer: IBM System/360, IBM System(ESA)/390 dan
Honeywell-Bull DPS 7.
4 Sejarah Perkembangan
Mikroprosessor
Jack Kilby adalah orang
pertama yang sangat memiliki andil besar dalam perkembangan mikrosprosessor karna
dialah
yang
memikirkan sebuah
konsep untuk menggabungkan seluruh
komponen
elektronika dalam
satu
blok
yang dibuat dari
bahan semikonduktor
dan terciptalah chip yang pertama, meskipun masih dengan
segala kekurangan dan kelemahannya. Beberapa saat
setelah itu, Robert
Noyce, yang bekerja pada Fairchild Semiconductor Corporation, men- emukan hal serupa, meskipun mereka bekerja pada dua
tempat yang berbeda. Sejak penemuan pertama sebuah IC, riset banyak
dilakukan untuk
menyempur- nakan
sebuah
IC. Beberapa
hal yang
cukup
penting
dalam
sebuah
IC adalah ukuran
dan
daya listrik yang dibutuhkan sebuah
IC untuk
berfungsi dengan
baik. Saat ini,
sebuah IC yang ukurannya sekitar jari kuku manusia, di dalam- nya terdapat ratusan
juta komponen yang
terintegrasi menjadi satu. Gorden
Moore, co-founder perusahaan Intel,
pada
tahun 1965 memperkirakan bahwa jumlah transistor yang terdapat dalam
sebuah
IC akan bertambah 2 kali setiap
18 bulan sekali.
Kecenderungan
peningkatan jumlah transistor ini telah ter- bukti setelah
sekian lama dan diperkirakan akan terus berlanjut. Sebagai contoh perkembangan IC, sebuah 64-Mbit DRAM yang pertama kali di pasaran pada
tahun 1994, terdiri dari 3 juta
transistor. Dan microprocessor Intel
Pentium
4 terdiri lebih dari 42 juta
transistor dan
kira-kira
terdapat 281 IC didalam- nya. Bahkan
berdasar pada
International Technology Roadmap for Semicon- ductor (ITRS), diharapkan akan tersedia sebuah chip yang terdiri dari
3 milyar transistor pada tahun 2008. Umumnya, bahan
semikonduktor yang digunakan dalam pembuatan
IC, adalah silikon.
Beberapa
bahan
lain pun juga memu-
ngkinkan untuk digunakan. Proses pembuatan IC sendiri terdiri dari ratusan step. Meskipun proses pembutan hingga siap untuk
digunakan sangatlah
ru- mit, namun keuntungan yang didapat dari fleksibilitas sebuah IC dibandingkan
dengan jika
tidak
menggunakan IC. Jika ditilik dari sejak
penemuan sebuah IC,
teknologi
IC boleh
dibilang
masih
sangat
muda.
Belum genap setengah
abad dari pertama kali diproduksi,
IC telah
berperan penting dalam
peradaban manusia. Seperti
komputer misalnya, yang proses
utamanya dikontrol oleh
ra- tusan IC. Komputer merupakan hal penting dalam
mendukung perkembangan teknologi lainnya. Sudah sepantasnya kita
mengucap
syukur
kepada Tuhan, yang telah
mengizinkan perkembangan teknologi terjadi begitu
pesatnya, yang akhirnya membawa kemudahan bagi umat manusia.
Bayangkan jika pada waktu itu IC tidak
ditemukan. Mungkin perkembangan
teknologi tidak akan seperti
sekarang ini. IC sendiri
dipergunakan untuk bermacam-macam piranti, terma- suk televisi, telepon seluler, komputer, mesin-mesin industri, serta berbagai
per- lengkapan audio dan video.
IC sering
dikelompokkan berdasar jumlah transistor yang dikandungnya berikut adalah penggolongan IC berdasar jumlah transistor:
• SSI (small-scale integration) : chip dengan maksimum
100 komponen elek- tronik.
• MSI (medium-scale integration) :
chip dengan 100 sampai
3.000 komponen
elektronik.
• LSI
(large-scale integration) : chip dengan
3.000 sampai 100.000 kompo- nen elektronik
• VLSI
(very large-scale integration) :
chip dengan 100.000 sampai 1.000.000
komponen
elektronik.
• ULSI
(ultra large-scale integration) :
chip dengan lebih
dari 1 juta
kom- ponen elektronik.
5 Terminologi Dasar Pada Mikrokomputer
1. Terminologi(bit)
- Bit merupakan singkatan dari binary digit.
Bit
direpresentasikan dengan
nilai 0 dan 1.
- Ukuran bit pada komputer menunjukkan jumlah
bit yang dapat diproses. Se- bagai contoh,
sebuah
komputer 32-bit dapat memproses kata sebanyak
32bit.
- 8bit = 1byte.
- 4bit =“nibble”
2. Terminologi(ALU)
- Arithmetic logic unit (ALU) adalah
sirkuit digital dimana
dapat
melakukan operasi arimatika dan lojik di dua n-bit kata digital.Nilai-n dapat berupa 4,8,16,32 atau 64.
- Sebuah grup
bit dinamakan kata
(words) digital
- Operasi yang
dilakukan ALU
adalah pejumlahan, pengurangan, AND, OR, dan perbandingan dua dua n-bit
kata digital.
- Ukuran ALU didefinisikan oleh ukuran komputer.Misalnya,
sebuah komputer32-
bit memiliki ALU sebanyak 32-bit
3. Terminologi(Address)
- Address, adalah
sebuah pola dengan
nilai 1 dan 0, yang merepresentasikan
lokasi spesifik dari sebuah
memori atau perangkatI/O.
- Micoprosssor8-bit memiliki 16 baris address,dan 16
baris ini dapat
meng-
hasilkan 216 addressyangunik.
- 16-bit address
dimulai dari 0000000000000000
sampai dengan 1111111111111111, menghasilkan 65536 kombinasi address yang berbeda.
4. Terminologi(ROM RAM)
- Read-only memory
(ROM) adalah media penyimpanan
kata digital.Kontennya bersifat permanen
ketika
diprogram.
- ROM bersifat nonvolatile,
konten
di dalam ROM akan
tetap eksis meskipun
tidak ada
aliran listrik.
- Random
access memory (RAM) adalah
media penyimpanan kata
digital.
Tidak hanya
dapat membaca isi
konten, namun dapat mengubah isi
konten pada address tertentu.
- RAM bersifat
volatile, dibutuhkan aliran listrik untuk menyimpankonten.
5. Terminologi(Register)
-
Register dapat ditinjau
sebagai media penyimpanan
yang volatile
untuk beberapa bit.
Bit ini dimungkinkan diatur ke dalam register secara bersamaan (parallel)
atau
sekuensial (serially) dari
kanan ke kiri, atau kiri
ke kanan, 1 bit pada
satusatuanwaktu.
- Sebuah register
8 bit yang menyimpan bit 11110000.
6. Terminologi(Bus)
-
Bus diartikan sebagai serangkaian konduktor (atau kabel)
dengan
jumlah tertentu, yang diorganisaskan untuk
menyediakan layanan komunikasi
antar el-
emen yang berbeda-beda didalam sistem microcomputer.
- Normalnya sebuah micoprocessor memiliki sebuah
address
bus,data bus dan controlbus.
- Instruksi dari
memory
dan
data menuju/dari
memory biasanya ditransfer
melalui databus.
- Sinyal kontrol
control signal
bus.
- Bus-bus kadangkala berkerja secara bidirectional ,yaitu
informasi bisa ditrans- misikan di kedua arah.
Namun, biasanya bus
bekerja di satu
arah
dalam
satu waktu.
7. Terminologi
(Instruction Set)
-
Instruction set dari sebuah
mikroprosessor
adalah
daftar
perintah yang didesain
untuk dieksekusi.
- Instruksi yang umum adalah ADD, SUBTRACT dan STORE.
- Jika sebuah mikroprosessor
mempunyai alokasi 3 bit untuk
merepresentasikan
instruksi, maka mikroprosessor akan mengenali maksimum 23 atau
8 instruksi
yang berbeda.
8. Terminologi
(Clock)
-
Microcomputer membutuhkan sinkronisasi terhadap semua komponen pen- dudukungnya, ini dapat dijalankan dengan bantuan clock atau
timing
circuits.
9. Terminologi
(Chip)
- Chip adalah sebuah
paket integrated
circuit (IC) yang mengandung sirkuit digital.
10. Terminologi(Gate)
- Gate atau gerbang adalah operator lojik seperti
AND, OR dan NOT.
11. Terminologi
(Speed power product)
- Speed power product (SPP) adalah ukuran performa dari gerbang logika
(logic gate), satuannya adalah
picojoule (pJ).
- SPP didapat dari perkalian antara kecepatan
(nS) dan power dissipation/pemborosan energi (mW) pada
sebuah
gerbang
(gate).
SUMBER :
