Mikrokomputer

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.