Komputer mengolah
data secara digital, yaitu melalui sinyal listrik yang diterimanya atau
dikirimkannya. Pada prinsipnya, komputer hanya mengenal dua arus, yaitu on atau
off, besar atau kecil, atau istilah dalam angkanya sering juga
dikenal dengan 1 (satu) atau 0 (nol). Data-data yang di-input, di-proses
dan disimpan dalam komputer atau media penyimpanan hanyalah kombinasi dari arus
on atau (1) dan arus off atau (0). Kombinasi-kombinasi dari dua hal
ini kemudian diterjemahkan lagi sebelum dikeluarkan ke media output sesuai
dengan bahasa yang dapat dimengerti oleh manusia seperti huruf, gambar,
suara, bahkan film-film menarik yang ditonton dalam format digital.
Bilangan Biner
Representasi data
dalam komputer yang hanya terdiri dari 2 kombinasi on (voltage
rendah) dan off (voltage tinggi) sering pula dinyatakan dengan
angka 1 mewakili on dan 0 untuk off. Dua kombinasi
angka ini sering dikenal dengan bilangan biner.
Operasi aritmatika
yang biasa dilakukan dalam perhitungan pada bilangan desimal penjumlahan dan
pengurangan juga dapat diterapkan pada bilangan biner. Operasi
aritmatika pada billangan biner yang hanya diwakili dengan kombinasi arus
listrik on dan off dapat dilakukan dengan fungsi aljabar boolen
(gerbang logika).
Konsep Bilangan
Biner dan Desimal
Perbedaan mendasar
dari metoda biner dan desimal adalah berkenaan dengan basis. Jika desimal
berbasis 10(X10) berpangkatkan 10x, maka untuk bilangan biner berbasiskan
2(X2) menggunakan perpangkatan 2x. Sederhananya perhatikan contoh di bawah
ini!
Aritmatika Biner
Pada bagian ini akan
membahas penjumlahan dan pengurangan biner. Perkalian biner adalah pengulangan
dari penjumlahan; dan juga akan membahas pengurangan biner berdasarkan ide atau
gagasan komplemen.
Aritmatika Biner
Dengan Gerbang Logika
Aturan diatas
dikerjakan berdasarkan pada aturan dan logika manusia, pekerjaan seperti ini
tidak dapat dilakukan oleh peralatan elektronik, namun dengan peralatan
elektronik yang hanya mengenal arus listrik, ON dan OFF atau Tegangan Besar dan
Kecil yang diwakili dengan angka 0 dan 1 seperti yang dijelaskan sebelumnya,
maka aturan pengurangan yang dilakukan oleh manusia dapat diatur sedemikian
rupa ke peralatan elektronik dengan pensaklaran yang disering dikenal dengan
gerbang logika.
Gerbang logika atau
sering juga disebut gerbang logika Boolean merupakan sebuah sistem pemrosesan
dasar yang dapat memproses input-input yang berupa bilangan biner menjadi
sebuah output yang berkondisi yang akhirnya digunakan untuk
proses selanjutnya. Gerbang logika dapat mengkondisikan input -
input yang masuk kemudian menjadikannya sebuah output yang sesuai
dengan apa yang ditentukan olehnya.
Alur pemrosesan data
Input >>>
i/o >>> proses >>> memori >>> storage >>>
memori >>> proses >>> i/o >>> output
Keterangan:
Input : data yang
akan di proses atau dibuat.
I/O : Input /
Output.
Proses : Pengolahan
data yang dimasukkan.
Memori : Tempat
menyimpan data sementara pada saat data diproses.
Storage : Tempat
menyimpan data secara permanen seteah diproses.
Output : Hasil dari
proses yang berupa tampilan, suara, cetakan
Sistem komputer
memiliki siklus pengolahan yang pasti. Siklus pengolahan itu sendiri mengacu
kepada makna dari arti komputer itu sendiri. Ada tiga pokok dalam siklus
pengolahan data dengan menggunakan komputer tersebut, yaitu input, proses, dan
output. Sedangkan untuk proses sendiri, pemroses dibantu oleh beberapa bagian
lain, yaitu program serta penyimpan (storage). Agar data dapat diterima oleh
komputer dengan baik, komputer memiliki peralatan yang berfungsi untuk hal ini,
yang disebut dengan input device . Proses Setiap masukan yang disampaikan
kepada komputer akan masuk ke pemroses, pemroses ini dikenal juga dengan nama
processor . Pemroses ini bisa disebut dengan otaknya komputer. Pemroses ini
akan menentukan akan diapakan informasi yang masuk tersebut. Ketentuan yang
telah disusun ini adalah instruction set. Instruction set ini merupakan
format baku perintah yang dapat dilaksanakan oleh pemroses. Pemroses memiliki
hubungan dengan media input, program, storage serta media output. Program merupakan
kumpulan instruction set yang akan dijalankan oleh pemroses, yaitu berupa
software. Program inilah yang mengendalikan semua aktifitas yang ada pada
pemroses. Program berisi konstruksi logika yang dibuat oleh manusia, dan sudah
diterjemahkan ke dalam bahasa mesin sesuai dengan format yang ada pada
instruction set. Storage dalam menjalankan proses, selain proses diatur oleh
program, pemroses juga memiliki akses ke media penyimpan yang disebut dengan
storage. Storage ini berfungsi untuk menyimpan berbagai informasi yang
dibutuhkan untuk menjalankan fungsi pemroses, baik untuk penyimpan sementara
maupun untuk jangka panjang. Proses untuk mengambil data atau menyimpan data
pada storage ini dilaksanakan oleh pemroses sesuai dengan perintah yang
diterima pemroses dari program yang sedang ia jalankan. Output Merupakan
aktifitas menerima data dari hasil pengolahan pada bagian pemroses. Jika
terdapat data pada aktifitas output ini, berarti pemroses menyerakan tugas
selanjutnya kepada bagian ini. Tentu saja pada bagian ini diperlukan juga
peralatan yang bekerja, dimana peralatan terebut disebut dengan output device.
Cara Kerja
computer
memori
Di sistem ini,
memori adalah urutan byte yang dinomori (seperti "sel"),
masing-masing berisi sepotong kecil informasi. Setiap slot mungkin berisi salah
satu, dan apa yang sekarang menjadi data mungkin saja kemudian menjadi
perintah.
Memori menyimpan
berbagai bentuk informasi sebagai angka biner. Informasi yang belum berbentuk
biner akan dipecahkan (encoded) dengan sejumlah instruksi yang mengubahnya
menjadi sebuah angka atau urutan angka-angka. Sebagai contoh: Huruf F disimpan
sebagai angka desimal 70 (atau angka biner) menggunakan salah satu metode
pemecahan. Instruksi yang lebih kompleks bisa digunakan untuk menyimpan gambar,
suara, video, dan berbagai macam informasi. Informasi yang bisa disimpan dalam
satu sell dinamakan sebuah byte.
Secara umum, memori
bisa ditulis kembali lebih jutaan kali - memori dapat diumpamakan sebagai papan
tulis dan kapur yang dapat ditulis dan dihapus kembali, daripada buku tulis
dengan pena yang tidak dapat dihapus.
- pemrosesan (CPU)
Unit Pengolah Pusat
atau CPU berperanan untuk memproses arahan, melaksanakan pengiraan dan
menguruskan laluan informasi menerusi system komputer. Unit atau peranti
pemprosesan juga akan berkomunikasi dengan peranti input , output dan storan
bagi melaksanakan arahan-arahan berkaitan.
Contoh sebuah CPU
dalam kemasan Ball Grid Array (BGA) ditampilkan terbalik dengan menunjukkan
kaki-kakinya.
Dalam arsitektur von
Neumann yang asli, ia menjelaskan sebuah Unit Aritmatika dan Logika, dan sebuah
Unit Kontrol. Dalam komputer-komputer modern, kedua unit ini terletak dalam
satu sirkuit terpadu (IC - Integrated Circuit), yang biasanya disebut CPU
(Central Processing Unit).
Unit Aritmatika dan
Logika, atau Arithmetic Logic Unit (ALU), adalah alat yang melakukan
pelaksanaan dasar seperti pelaksanaan aritmatika (tambahan, pengurangan, dan
semacamnya), pelaksanaan logis (AND, OR, NOT), dan pelaksanaan perbandingan
(misalnya, membandingkan isi sebanyak dua slot untuk kesetaraan). Pada unit
inilah dilakukan "kerja" yang nyata.
- input dan hasil
I/O membolehkan
komputer mendapatkan informasi dari dunia luar, dan menaruh hasil kerjanya di
sana, dapat berbentuk fisik (hardcopy) atau non fisik (softcopy). Ada berbagai
macam alat I/O, dari yang akrab keyboard, monitor dan disk drive, ke yang lebih
tidak biasa seperti webcam (kamera web, printer, scanner, dan sebagainya.
Yang dimiliki oleh
semua alat masukan biasa ialah bahwa mereka meng-encode (mengubah) informasi
dari suatu macam ke dalam data yang bisa diolah lebih lanjut oleh sistem
komputer digital. Alat output, men-decode data ke dalam informasi yang bisa
dimengerti oleh pemakai komputer. Dalam pengertian ini, sistem komputer digital
adalah contoh sistem pengolah data.
- instruksi
Perintah yang
dibicarakan di atas bukan perintah seperti bahasa manusiawi. Komputer hanya
mempunyai dalam jumlah terbatas perintah sederhana yang dirumuskan dengan baik.
Perintah biasa yang dipahami kebanyakan komputer ialah "menyalin isi sel
123, dan tempat tiruan di sel 456", "menambahkan isi sel 666 ke sel
042, dan tempat akibat di sel 013", dan "jika isi sel 999 adalah 0,
perintah berikutnya anda di sel 345".
Instruksi diwakili
dalam komputer sebagai nomor - kode untuk "menyalin" mungkin menjadi
001, misalnya. Suatu himpunan perintah khusus yang didukung oleh komputer
tertentu diketahui sebagai bahasa mesin komputer. Dalam praktiknya, orang
biasanya tidak menulis perintah untuk komputer secara langsung di bahasa mesin
tetapi memakai bahasa pemrograman "tingkat tinggi" yang kemudian
diterjemahkan ke dalam bahasa mesin secara otomatis oleh program komputer
khusus (interpreter dan kompiler). Beberapa bahasa pemrograman berhubungan erat
dengan bahasa mesin, seperti assembler (bahasa tingkat rendah); di sisi lain,
bahasa seperti Prolog didasarkan pada prinsip abstrak yang jauh dari detail
pelaksanaan sebenarnya oleh mesin (bahasa tingkat tinggi)
- arsitektur
Komputer kontemporer
menaruh ALU dan unit kontrol ke dalam satu sirkuit terpadu yang dikenal sebagai
Central Processing Unit atau CPU. Biasanya, memori komputer ditempatkan di atas
beberapa sirkuit terpadu yang kecil dekat CPU. Alat yang menempati sebagian
besar ruangan dalam komputer adalah ancilliary sistem (misalnya, untuk
menyediakan tenaga listrik) atau alat I/O.
Beberapa komputer
yang lebih besar berbeda dari model di atas di satu hal utama - mereka
mempunyai beberapa CPU dan unit kontrol yang bekerja secara bersamaan. Terlebih
lagi, beberapa komputer, yang dipakai sebagian besar untuk maksud penelitian
dan perkomputeran ilmiah, sudah berbeda secara signifikan dari model di atas,
tetapi mereka sudah menemukan sedikit penggunaan komersial.
- program
Program komputer
adalah daftar besar perintah untuk dilakukan oleh komputer, barangkali dengan
data di dalam tabel. Banyak program komputer berisi jutaan perintah, dan banyak
dari perintah itu dilakukan berulang kali. Sebuah komputer pribadi modern yang
umum (pada tahun 2003) bisa melakukan sekitar 2-3 milyar perintah dalam
sedetik. Komputer tidak mendapat kemampuan luar biasa mereka lewat kemampuan
untuk melakukan perintah kompleks. Tetapi, mereka melakukan jutaan perintah
sederhana yang diatur oleh orang pandai, "programmer."
"Programmer Baik memperkembangkan set-set perintah untuk melakukan tugas
biasa (misalnya, menggambar titik di layar) dan lalu membuat set-set perintah
itu tersedia kepada programmer lain." Dewasa ini, kebanyakan komputer
kelihatannya melakukan beberapa program sekaligus. Ini biasanya diserahkan ke
sebagai multitasking. Pada kenyataannya, CPU melakukan perintah dari satu
program, kemudian setelah beberapa saat, CPU beralih ke program kedua dan
melakukan beberapa perintahnya. Jarak waktu yang kecil ini sering diserahkan ke
sebagai irisan waktu (time-slice). Ini menimbulkan khayal program lipat ganda
yang dilakukan secara bersamaan dengan memberikan waktu CPU di antara program.
Ini mirip bagaimana film adalah rangkaian kilat saja masih membingkaikan.
Sistem operasi adalah program yang biasanya menguasai kali ini membagikan.
- sistem opersi
Sistem operasi ialah
semacam gabungan dari potongan kode yang berguna. Ketika semacam kode komputer
dapat dipakai secara bersama oleh beraneka-macam program komputer, setelah
bertahun-tahun, programer akhirnya menmindahkannya ke dalam sistem operasi.
Sistem operasi,
menentukan program yang mana dijalankan, kapan, dan alat yang mana (seperti
memori atau I/O) yang mereka gunakan. Sistem operasi juga memberikan servis
kepada program lain, seperti kode (driver) yang membolehkan programer untuk
menulis program untuk suatu mesin tanpa perlu mengetahui detail dari semua alat
elektronik yang terhubung.
Kecepatan
proses :
–
Clock : Hertz
–
Siklus mesin :Fetch, decode, execute
–
MIPS (Millions of Instructions Per Second)
–
MFLOATS (Millions of Floating point Per Second)
Faktor
yang mempengaruhi kecepatan proses
1.
-Register
menyimpan
instruksi selama proses berjalan, ukuran sesuai dengan jumlah data yang dapat
diproses dalam saty waktu (Reg ukuran 32 bit berarti dapat memproses 4 byte
data dalam satuan waktu
2.
-RAM
semakin besar
RAM maka semakin banyak data yang disimpan sehingga akses ke data lebih cepat
(dibandingkan dengan mengakses ke Secondary Storage). Jika ukuran aplikasi
besar dan tidak cukup untuk diload sekalian ke dalam memori maka dilakukan
proses segmentasi dan swapping (pemindahan data dari memory ke storage)
3.
-CPU clock
semakin tinggi
clock CPU maka semakin cepat / semakin banyak perintah yang dapat dieksekusi
4.
-Bus / datapath
menentukan
besarnya data yang dapat ditransmisikan antara CPU dan device yang lain. (
seperti jalan raya)
5.
-Cache memory
semakin cepat, dan
besar cache maka proses akan menjadi lebih cepat
Sumber : http://tjokorda.blog.ittelkom.ac.id/
·
http://id.answers.yahoo.com/
Makasih Gan....
BalasHapus