PERAN MIKROKOMPUTER
DALAM SISTEM KOMPUTER
Sistem Komputer yang kita ketahui dalam
keseharian adalah yang terdapat pada PC. Suatu sistem komputer bekerja dengan
ditandai adanya interaksi antara komputer dan peripheral (hadware-nya) dengan
program dan sistem operasi (softwarenya). Komputer (CPU) adalah otak dari
sistem tersebut sedangkan peripheral menghubungkan otak tersebut dengan dunia
luar. Kerja suatu sistem komputer dioperasikan oleh sistem operasi dan program.
Mikrokomputer adalah sistem yg berbasis
mikroprosesor yang digunakan untuk memproses data dengan kencang dan
interkoneksi antara mikroprosesor dan memory utama serta antarmuka
input-output(I/O interface) yang dilakukan dengan menggunakan sistem
interkoneksi bus. Mikroprosesor dengan piranti pendukungnya dikatakan membentuk
suatu mikrokomputer. Jika CPU dan peralatan pendukungnya berada pada IC yang
sama, serta digunakan untuk penerapan sistem kendali maka IC tersebut disebut
sebagai sebuah mikrokomputer.
Sistem mikrokomputer terdiri dari dari tiga bagian utama, yakni:
·
InputOutput(I/O)Unit
·
CentralProcessingUnit(CPU)
·
MemoryUnit :
ROM(ReadOnlyMemory)
RAM(RandomAccessMemory)
KONSEP DASAR MIKROKOMPUTER
Mikrokomputer adalah interkoneksi
antara mikroprosesor (CPU) dengan memori utama (main memory) dan antarmuka
input-output (I/O devices) yang dilakukan dengan menggunakan sistim
interkoneksi bus.Berikut adalah susunan gambar dari Mikrokomputer.
Jadi, Mikrokomputer dapat dikatakan
pula sebagai sebuah mikroprosesor (CPU) dengan ditambahkannya unit memori serta
sistem I/O.
Ciri utama sistem
mikrokomputer adalah hubungan yang berbentuk “bus”. (Istilah bus diambil dari
bahasa latin omnibus yang berarti kepada/untuk semua). Bus menunjukkan hubungan
antara komponen-komponen secara elektris. Bus meneruskan data, alamat-alamat
(address) atau sinyal pengontrol.
·
InputOutput(I/O)Unit
Piranti Input/Output
(I/O) dibutuhkan untuk menghubungkan piranti di luar sistem. I/O
menerima/memberi data dari atau ke mikroprosesor. Untuk menghubungkan antara
I/O interface dengan mikroprosesor membutuhkan piranti address. Dua macam I/O
interface yangdipakai yaitu: serial dan paralel. Piranti serial (UART/universal
asynchronous receiver-transmitter) merupakan pengirim - penerima tunggal . UART
mengubah masukan serial menjadi keluaran paralel dan mengubah masukan paralel
menjadi keluaran serial. PIO (paralel input output) merupakan pengirim-penerima
serempak. PIO dapat diprogram dan menyediakan perantara masukan dan keluaran
dasar untuk data paralel 8 bit.
·
CentralProcessingUnit(CPU)
Mikroprosesor
berfungsi sebagai unit pengolah utama (CPU). Unit ini terdiri dari sebuah
kalkulator dan unit pengontrol (CU). Unit kalkulator dari mikroprosesor terdiri
dari register atau daftar (sebuah memori sementara yang cepat dan kecil), ALU,
register status (menunjukkan keadaan sesaat dari perhitungan) dan sebuah
pengkode.
·
MemoryUnit
MemoryUnit(UnitPenyimpanan)
adalah unit-unit mengandung program yang bersangkutan dan data yang sedang diolah.
Memory utama terdiri dari dua macam:
ROM(ReadOnlyMemory)
: ROM merupakan memori yang hanya dapat dibaca. Data tidak akan terhapus
meskipun aliran listrik terputus (non-volatile).
RAM(RandomAccessMemory) :
RAM adalah unit memori yang dapat dibaca dan/atau ditulisi. Data dalam RAM
bersifat volaile. RAM hanya digunakan untuk menyimpan data sementara, yaitu
data yang tidak begitu penting. Ada dua macam RAM yaitu RAM statik dan RAM
dinamik. RAM statik adalah flipflop yang terdiri dari komponen seperti
resistor, transistor, dioda dan sebagainya. RAM dinamik menyimpan bit informasi
sebagai muatan. Sel memori elementer dibuat dari kapasistansi gerbang-substrat
transistor MOS.
SEJARAH PERKEMBANGAN KOMPUTER
Seiring dengan perkembangan zaman, hingga
sampai saat ini perkembangan komputer tak terbendung lagi. Komputer sendiri
memiliki definisi suatu alat yang terdiri dari alat input, alat proses dan alat
output yang bekerja sesuai perintah untuk tujuan tertentu. Dari penemuan
tersebut, Charles Babbage memberi nama alat tersebut Difference Engine no 1.
Difference Engine no 1 adalah kalkulator otomatis pertama yang memudahkan dalam
pekerjaan perhitungan. Pada saat itu, penemuan Charles Babbage adalah penemuan
yang fenomenal di dunia yang memberikan pengaruh besar terhadap sejarah
perkembangan komputer hingga sekarang. Atas penemuannya tersebut Charles pun
dinobatkan sebagai Bapak Komputer atau orang yang menemukan komputer.
Sejarah Awal Komputer
Berdasarkan sejarah perkembangannya, komputer
dibagi kedalam lima generasi. Untuk lebih lengkapnya silahkan simak penjelasan
dari kelima generasi komputer tersebut.
·
Komputer
Generasi Pertama
Pada
komputer generasi pertama bernama ENIAC.ENIAC merupakan kepanjangan dari
Electronic Numerical Integrator and Computer. ENIAC merupakan komputer pertama
yang diciptakan di dunia. Komputer ini memiliki berat kurang lebih 30 ton,
panjang 30 meter dan tinggi 2,4 meter. Sedangkan daya listrik yang dibutuhkan
komputer ini adalah 174 kilowatt. Pada komputer generasi pertama ini terdiri
dari 18.000 tabung vakum, 70.000 resistor dan 5 juta titik solder.
·
Komputer
Generasi Kedua
Pada
tahun 1948, penemuan transistor mempengaruhi pada perkembangan komputer. Dengan
penemuan transistor ini menggantikan peran tube vakum pada televisi, radio dan
komputer. Sehingga ukuran alat elektronik berkurang drastis.
Penggunaan transistor didalam komputer mulai tahun
1956. Penemuan lain yang berupa memori inti magnetik, membantu pengembangan
komputer generasi kedua ini memiliki ukuran lebih kecil, lebih cepat, lebih
hemat energi dan lebih dapat diandalkan dibandingkan penedahulunya generasi
komputer pertama.
Mesin
pertama yang memanfaatkan teknologi baru ini adalah superkomputer. Pada
komputer generasi kedua tidak lagi menggunakan bahasa mesin tetapi diganti
dengan bahasa assembly. Bahasa assembly adalah bahasa yang terdiri dari
singkatan-singkatan untuk menggantikan kode biner (angka 0 dan 1).
Pada
awal tahun 1960-an, komputer generasi kedua mulai bermunculan dan banyak
digunakan bidang bisnis, universitas dan pemerintahan. Pada komputer generasi
kedua sepenuhnya menggunakan transistor. Adapun komponen-komponen yang dapat
diasosiasikan dengan komputer pada saat ini seperti printer, penyimpanan data
dalam disket, memory, sistem operasi dan program aplikasi.
·
Komputer
Generasi Ketiga
Pada
generasi sebelumnya, hampir seluruh komputer menggunakan transistor. Penggunaan
Transistor memang mampu mengungguli tube vakum, namun penggunaan transistor
dapat menghasilkan suhu panas yang cukup besar, sehingga berpotensi merusak
bagian-bagian komputer.
Pada
tahun 1958, Jack Kilby seorang insinyur di Texas Instrumen mengembangkan
sirkuit terintegrasi (Integrated Circuit / IC). IC mengkombinasikan tiga
komponen elektronik dalam sebuah silikon piringan kecil yang terbuat dari pasir
kuarsa. Pengembangan IC yang terbuat dari pasir kuarsa mampu menangani masalah
pada suhu panas.
Para
ilmuwan kemudian berhasil memasukan lebih banyak komponen ke dalam suatu chip tunggal
yang disebut semikonduktor. Hasil dari penemuan para ilmuwan tersebut membuat
ukuran komputer menjadi lebih kecil karena komponen-komponen dapat dipadatkan
kedalam sebuah chip.
Kemajuan
lainnya dari komputer generasi ketiga adalah dalam penggunaan sistem operasi
atau operating system. Yaitu memungkinkan mesin bekerja untuk menjalankan
program yang berbeda dalam waktu yang bersamaan dengan sebuah program utama
yang bertugas memonitor dan mengkoordinasi memori komputer.
·
Komputer
Generasi Keempat
Pada
tahun 1971, pembuatan Chip Intel 4004 membawa kemajuan pada IC. Yaitu mampu
meletakan seluruh komponen dari komputer ( Central Processing Unit, Memory dan
kendali inpu/output) ke dalam sebuah chip yang berukuran kecil yang kemudian
disebut mikroprosesor. Dengan berkembangnya mikroprosesor memungkinkan
orang-orang biasa dapat menggunakan komputer. Dengan demikian komputer tidak
hanya dimiliki perusahaan besar atau lembaga pemerintahan.
Pada
pertengahan tahun 1970-an, perakit komputer memperkenalkan produk mereka ke
masyarakat umum. Komputer-komputer ini dikenal dengan nama mini komputer yang
dijual satu paket dengan perangkat lunak yang mudah digunakan oleh orang awam.
Pada
tahun 1981, IBM memperkenalkan Personal Komputer (PC) untuk penggunaan di
kantor, sekolah dan rumah. Pada tahun pertamanya, PC telah digunakan 2 juta
unit. Sepuluh tahun kemudian angka tersebut melonjak menjadi 65 juta unit.
Dalam sejarah perkembangannya, komputer melanjutkan evolusinya menuju ukuran
yang lebih kecil, dari komputer yang berada diatas meja (desktop komputer)
menjadi komputer yang dapat dimasukan kedalam tas(laptop), bahkan ada komputer
yang dapat digenggam (palmtop).
Pada
masa sekarang, kita mengenal perjalanan IBM compatible dengan pemakaian CPU:
IBM PC/486, Pentium, Pentium II, Pentium III, Pentium IV (Serial dari CPU
buatan Intel). Juga kita kenal AMD k6, Athlon, dsb. Ini semua masuk dalam
golongan komputer generasi keempat.
Seiring
dengan bertambah kuatnya suatu komputer kecil, komputer-komputer tersebut dapat
dihubungkan secara bersamaan dalam suatu jaringan untuk saling berbagi memori,
piranti lunak, informasi, dan juga untuk dapat saling berkomunikasi satu dengan
yang lainnya
·
Komputer
generasi kelima
Rencana
masa depan komputer generasi ke lima adalah komputer yang telah memiliki
Artificial Intelligence (AI). Sehingga komputer di masa depan dapat memberikan
respon atas keinginan manusia.
Ciri
ciri komputer generasi kelima adalah sebagai berikut :
Komputer generasi ini masih dalam tahap
pengembangan dan pemakainya belum banyak. Pengembangan komputer genarasi ini
dipelopori oleh negara Jepang. Komponen elektronikanya menggunakan bentuk
paling baru dari chip VLSI Program dibuat dalam bahasa PROLOG (Programming
Logic) dan LISP (List Processor) Komputer generasi kelima difokuskan kepada AI
(Artificial Inteligence / Kecerdasan Buatan), yaitu sesuatu yang berhubungan
dengan penggunaan komputer untuk melaksanakan tugas-tugas yang merupakan analog
tingkah laku manusia.
SEJARAH PERKEMBANGAN MIKROPROSESOR
Sejarah
Mikroprosesor Pentium berawal pada tahun 1958, seorang insinyur bernama Jack
Kilby yang bekerja pada Texas Intruments mencoba memecahkan masalah dengan
memikirkan sebuah konsep menggabungkan seluruh komponen elektronika dalam satu
blok yang dibuat dari bahan semikonduktor. Terciptalah chip yang pertama,
meskipun masih dengan segala kekurangan dan kelemahannya. Beberapa saat setelah
itu, Robert Noyce, yang bekerja pada Fairchild Semiconductor Corporation,
menemukan hal serupa, meskipun mereka bekerja pada dua tempat yang berbeda.
Sejak penemuan pertama sebuah IC, riset banyak dilakukan untuk menyempurnakan
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 dalamnya 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 terbukti 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 didalamnya. Bahkan berdasar pada
International Technology Roadmap for Semiconductor (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 memungkinkan untuk digunakan. Proses pembuatan IC
sendiri terdiri dari ratusan step. Meskipun proses pembutan hingga siap untuk
digunakan sangatlah rumit, 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 ratusan 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, termasuk televisi, telepon
seluler, komputer, mesin-mesin industri, serta berbagai perlengkapan 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 elektronik..
·
MSI (medium-scale integration) = chip dengan 100
sampai 3.000 komponen elektronik.
·
LSI (large-scale integration) = chip dengan 3.000
sampai 100.000 komponen 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 komponen elektronik.
Perkembangan
mikroprosesor ini sangat pesat sejak awal ditemukan. pada tahun 1971 diciptakan
4004 Microprocessor Pada tahun 1971 munculah microprocessor pertama Intel.
Dan
saat ini pada Tahun 2011, kemampuan prosesor chipset akan melonjak dengan
tajam. Menurut beberapa pengamat, industri ini akan menghadirkan chip yang
memiliki kemampuan hingga 10GHz atau setara dengan 10.000 MHz.
Sebuah
kelompok insinyur desain mikroprosesor saat ini bekerja di laboratorium IBM,
Intel, AMD, Motorola dan di tempat lain, berusaha untuk membuat prosesor 10GHz
menjadi sebuah kenyataan. Chip ini tidak hanya memiliki kecepatan clock tinggi.
Mereka akan memiliki kemampuan lain yang mencakup arsitektur yang dapat
meningkatkan paralelisme, atau kemampuan untuk memproses beberapa instruksi
prosesor per-clock, dan akses lebih baik untuk menyimpan data yang lebih besar.
Iklan
pertama untuk mikroprosesor muncul di Electronic News. Federico Faggin, Ted
Hoff, dan timnya di Intel Corporation mendesain mikroprosesor 4004 ketika
membuat sebuah IC pesanan untuk Busicom, sebuah perusahaan kalkulator Jepang.
Mikroprosesor 4004 mempunyai 2.250 transistor PMOS, menangani data 4 bit, dan
dapat mengeksekusi 60 ribu operasi per detik. Mikroprosesor 4004 ini adalah
salah satu dari seri IC untuk komponen kalkulator tersebut: 4001: memori ROM
2.048 bit; 4002: memori RAM 320 bit; serta 4003: register geser I/O 10 bit.
Pada tahun 1972, 8008 dengan bus data 8 bit digunakan oleh Don Lancaster untuk
membuat cikal-bakal personal komputer. 8008 membutuhkan 20 komponen tambahan
untuk dapat bekerja penuh sebagai CPU. Lalu tahun 1974, 8080 menjadi otak personal
pertama komputer, Altair, diduga merupakan nama tujuan pesawat Starship
Enterprise di film TV Star Trek. 8080 hanya membutuhkan 2 perangkat tambahan
untuk bekerja. Selain itu 8080 terbuat dari transistor NMOS yang bekerja lebih
cepat. 8080 disebut sebagai mikroprosesor generasi kedua.
Segera
sesudah itu Motorolla membuat MC6800 yang juga merupakan CPU multiguna. MC6800
sangat populer karena menggunakan catu daya +5V, dibanding 8080 dengan catu
daya -5V, +5V, -12V, dan +12V. Mikroprosesor lain yang muncul adalah 6502
sebagai CPU komputer Apple II, dan Zilog Z80 untuk CPU Radio Shack TRS-80.
Tahun 1978, IBM menciptakan personal komputer PC-XT yang sangat populer
menggunakan mikroprosesor 8086 dan 8088. Keduanya mampu menangani data 16 bit.
Bedanya hanya pada ukuran bus data yang hanya 8 bit untuk 8088 (operasi
internal 16 bit), dan 16 bit untuk 8086. Kemudian Intel membut 80186 dan 80188
yang juga berisi perangkat peripheral terprogram. Tahun 1982, 80286 adalah
prosesor pertama yang dapat menjalankan perangkat lunak yang ditulis untuk
pendahulunya, karena instruksi yang dimiliki oleh seri sebelumnya semuanya
dimiliki dan ditambahi dengan instruksi lain. Kompatibilitas ke atas ini
kemudian menjadi ciri khas mikroprosesor Intel.
Dalam 6
tahun, ada 15 juta PC-AT yang menngunakan 80286 sebagai CPU. Tahun 1985, Intel
membuat 80386 (386TM) yang mengandung 275 ribu transistor, dan merupakan
mikroprosesor 32 bit yang dapat melakukan multi tasking (menjalankan beberapa
program dalam waktu yang bersamaan). Tahun 1989, Intel 486TM adalah prosesor
pertama yang mempunyai math coprosesor secara built-in di dalamnya. Tahun 1993,
lahir keluarga prosesor Pentium®. Tahun 1995, prosesor Pentium® Pro didesain
untuk server 32-bit, mengandung 5,5 juta transistor dan mempunyai chip memori
cache kedua di dalamnya. Tahun 1997, dibuat prosesor Pentium® II dengan 7,5
juta transistor dan teknologi MMX, yang didesain khusus untuk memproses data
video, audio and grafik secara efisien. Prosesor ini juga diperkenalkan dengan
bentuk cartridge Single Edge Contact (S.E.C). Seiring dengan itu bermunculan
seri Celeron yang merupakan versi Pentium dengan beberapa fitur yang
dihilangkan untuk menekan biaya produksi.
ISTILAH UMUM PADA MIKROKOMPUTER
sebuah
kelas komputer yang menggunakan mikroprosesor sebagai CPU utamanya. Komputer
mikro juga dikenal sebagai Personal Computer (PC), Home Computer, atau
Small-business Computer. Komputer mikro yang diletakkan di atas meja kerja
dinamakan dengan desktop, sedangkan yang dapat dijinjing (portabel) dinamakan
dengan Laptop, karena sering diletakkan di atas paha. Ketika komputer mikro
pertama kali muncul ke pasaran, komputer jenis ini dianggap sebagai perangkat
yang hanya digunakan oleh satu orang saja, yang mampu menangani informasi yang
berukuran 4-bit, 8-bit, atau 16-bit (dibandingkan dengan minicomputer atau
mainframe yang mampu menangani informasi lebih dari 32-bit) pada satu waktunya.
Pengembangan lebih lanjut, menjadikan klasifikasi antara mainframe,
minicomputer dan komputer mikro menjadi tidak relevan lagi, karena komputer
mikro yang baru mampu menangani informasi 32-bit, atau 64-bit dalam satu
waktunya, sama seperti halnya mainframe atau minicomputer. Selain itu, komputer
mikro juga sekarang telah mendukung banyak pengguna dalam satu waktunya.
komputer mikro didesain untuk digunakan di dalam rumah, sekolah, atau
perkantoran.