Prinsip Kerja Mikroprosesor

Oleh Faisal Akib

Gambar 3.9 Mikroprosesor Skalar & Superskalar

CPU terdiri atas dua bagian utama yang dinamakan unit kontrol (Control Unit) dan ALU (Arithmetic and Logic Unit)

• Unit kontrol berfungsi untuk mengendalikan seluruh komponen dalam sistem komputer, seperti layaknya otak manusia yang mengontrol seluruh syaraf dalam tubuh sehingga seluruh anggota tubuh dapat digerakkan atau dikendalikan. Pengendalian yang dilaksanakan oleh unit ini di dasarkan pada instruksi-instruksi yang terdapat pada program komputer. Setiap instruksi diterjemahkan ke dalam bentuk tindakan yang sesuai dengan maksud instruksi bersangkutan.
• Unit aritmetika dan logika berperan dalam melaksanakan operasi-operasi perhitungan (aritmetika) seperti pengurangan, penjumlahan, dan pengalian maupun operasi pembandingan (logika) seperti membandingkan suatu nilai bernilai nol atau tidak.

Selain kedua komponen tersebut, CPU memiliki sejumlah register. Register adalah memori dalam CPU yang mempunyai kecepatan sangat tinggi, yang digunakan untuk berbagai operasi dalam CPU. Tipe register bermacam-macam, antara lain yaitu register instruksi, register alamat, dan register akumulator.

Untuk melakukan suatu operasi terhadap data yang berbeda dalam memori utama, data mula-mula disalin dari memori ke register-register dalam CPU. Unit kontrol yang menangani hal ini bisa berarti perintah atau data. Selanjutnya data diterjemahkan dan diproses. Jika terdapat operasi aritmetika atau logika, ALU segera mengambil alih peran tersebut. Hasil sementara permrosesan akan ditaruh pada akumulator dan setelah itu dapat dituangkan dalam bentuk algoritma (urutan proses) seperti berikut:

1. LOAD nilai dari satu lokasi di memori ke sebuah register;
2. LOAD nilai dari lokasi lain di memori ke register yang lain;
3. ADD kedua nilai dan hasilya disimpan dalam register akumulator;
4. STORE isi akumulator ke dalam suatu lokasi di memori.
5. Selesai.

Mikroprosesor Superskalar

Prosesor yang dapat memproses satu instruksi dalam sebuah siklus (pulsa dari clock) biasa disebut prosesor skalar atau tradisional. Yang termasuk dalam golongan ini adalah keluarga Intel x86 (misal 80486) yang digunakan pada IBM PC dan kompatibelnya dan keluarga motorola 68000 yang digunakan pada komputer Apple. Adapun CPU yang dapat menjalankan lebih dari satu instruksi per-siklus dinamakan CPU superskalar. Yang termasuk dalam kategori ini adalah prosesor Pentium (Intel), Power PC (INM-Motorola-Apple), K5 (AMD), dan generasi berikutnya, M1 (Cyrix), dan Nx586 (NexGen).

CPU superskalar dapat menjalankan lebih dari satu instruksi per siklus disebabkan adanya lebih dari satu ALU, sebagaimana dalam gambar di bawah ini. Dengan keadaan ini, unit kontrol akan mengevaluasi dua buah instruksi secara berpasangan. Jika kedua instruksi dapat dieksekusi secara serentak maka masing-masing akan dikirim ke ALU yang berbeda. Jika tidak, masing-masing instruksi diproses pada siklus yang berbeda.

Baca artikel lain: Teknologi Informasi di Bidang Industri

Popularity: unranked [?]

Mikroprosesor

Oleh Faisal Akib

Mikroprosesor

Mikroprosesor biasa juga disingkat menjadi prosesor biasa juga disebut CPU (central processing unit). Komponen ini merupakan sebuah cip. Cip (chip atau IC/Integrated circuit) adalah sekeping silikon berukuran beberapa milimeter persegi yang mengandung puluhan ribu transistor dan komponen elektronik lain.

Prosesor merupakan salah satu komponen terpenting dalam sistem komputer. Prosesor seringkali disebut sebagai otak komputer, meski sebutan ini tidak tepat sepenuhnya. Prosesor hanya bertindak sebagai mesin pemroses tetapi tidak berfungsi sebagai pengingat. Fungsi pengingat ditangani oleh komponen lain yang dinamakan memori.

Sejarah Singkat Mikroprosesor

Mikroprosesor pertama kali diciptakan adalah Intel 4004, yang diperkenalkan tahun 1971. Prosesor ini sangat sederhana, hanya bisa melakukan operasi sebesar 4 bit per waktu. Aplikasi prosesor ini adalah untuk menyusun kalkulator elektronik portabel.

Mikroprosesor pertama yang digunakan untuk keperluan rumahan adalah Intel 8080 yang diperkenalkan pertama kali pada tahun 1974. Prosesor ini berukuran 8 bit. Digunakan pertama kali pada kit Altair. Kit buatan MITS yang diperkenalkan pada tahun 1975 inilah yang dianggap sebagai cikal bakal komputer personal yang pertama. Namun yang dinamakan PC seperti yang sekarang diperkenalkan pertama kali oleh IBM pada tahun 1982, yang disebut IBM PC. Komputer ini menggunakan prosesor Intel 8088 yang sebenarnya telah diperkenalkan pada tahun 1979.

Mikroprosesor yang digunakan pada PC dari waktu ke waktu juga berubah. Secara kronologis, prosesor-prosesor yang digunakan sampai pada tahun 2002 adalah 8088, 80286, 80386, 80486, Pentium, Pentium II, Pentium III, Pentium III, dan Pentium IV. Sebagai bahan perbandingan, prosesor pentium 4 memiliki kecepatan 5000 kali lebih cepat dari pada prosesor 8088.

Baca artikel lainnya: Peranan Teknologi Informasi

Popularity: 1% [?]

Komputer Generasi VI: Masa Depan

Oleh Faisal Akib

Komputer Masa Depan

Dengan teknologi komputer yang ada saat ini, agak sulit untuk dapat membayangkan bagaimana komputer masa depan. Dengan teknologi yang ada saat ini saja kita seakan sudah dapat “menggenggam dunia”. Dari sisi teknologi beberapa ilmuan komputer meyakini suatu saat tercipta apa yang disebut dengan biochip yang dibuat dari bahan protein sitetis. Robot yang dibuat dengan bahan ini kelak akan menjadi manusia tiruan. Sedangkan teknologi yang sedang dalam tahap penelitian sekarang ini yaitu mikrooptik serta input-output audio yang mungkin digunakan oleh komputer yang akan datang. Ahli-ahli sains komputer sekarang juga sedang mencoba merancang komputer yang tidak memerlukan penulisan dan pembuatan program oleh pengguna. Komputer tanpa program (programless computer) ini mungkin membentuk ciri utama generasi komputer yang akan datang.

Kemungkinan Komputer Masa Depan

Secara prinsip ciri-ciri komputer masa mendatang adalah lebih canggih dan lebih murah dan memiliki kemampuan diantaranya melihat, mendengar, berbicara, dan berpikir serta mampu membuat kesimpulan seperti manusia. Ini berarti komputer memiliki kecerdasan buatan yang mendekati kemampuan dan prilaku manusia. Kelebihan lainnya lagi, kecerdasan untuk memprediksi sebuah kejadian yang akan terjadi, bisa berkomunikasi langsung dengan manusia, dan bentuknya semakin kecil. Yang jelas komputer masa depan akan lebih menakjubkan.

Baca artikel lainnya: Peranan Teknologi Informasi

Artikel Sejenis:

• Sejarah Komputer Generasi I,
• Sejarah Komputer Generasi II,
• Sejarah Komputer Generasi III,
• SejarahKomputer Generasi IV,
• Sejarah Komputer Generasi V,
• Sejarah Komputer Generasi VI

Popularity: 6% [?]

Model Referensi TCP/IP

Oleh Faisal Akib

TCP/IP dikembangkan sebelum model OSI ada. Namun demikian lapisan-lapisan pada TCP/IP tidaklah cocok seluruhnya dengan lapisan-lapisan OSI. Protokol TCP/IP hanya dibuat atas lima lapisan saja: physical, data link, network, transport dan application. Hanya lapisan aplikasi pada TCP/IP mencakupi tiga lapisan OSI teratas, sebagaimana dapat dilihat pada Gambar berikut. Khusus layer keempat, Protokol TCP/IP mendefinisikan 2 buah protokol yakni Transmission Control Protocol (TCP) dan User Datagram Protocol Protocol (UDP). Sementara itu pada lapisan ketiga, TCP/IP mendefiniskan sebagai Internetworking Protocol (IP), namun ada beberapa protokol lain yang mendukung pergerakan data pada lapisan ini.

Gambar 3. 13 Susunan model OSI dan TCP/IP empat lapis

Gambar 3. 14 Susunan model OSI dan TCP/IP lima lapis

1. Physical Layer. Pada lapisan ini TCP/IP tidak mendefinisikan protokol yang spesifik. Artinya TCP/IP mendukung semua standar dan proprietary protokol lain. Pada lapisan ini ditentukan karakteristik media transmisi, rata-rata pensinyalan, serta skema pengkodean sinyal dan sarana sistem pengiriman data ke device yang terhubung ke network
2. Data Link Layer. Berkaitan dengan logical-interface diantara satu ujung sistem dan jaringan dan melakukan fragmentasi atau defragmentasi datagram. Ada juga beberapa pendapat yang menggabungkan lapisan ini dengan lapisan fisik sehingga kedua lapisan ini dianggap sebagai satu lapisan, sehingga TCP/IP dianggap hanya terdiri dari empat lapis. Perhatikan perbandingannya pada gambar 3.13 dan gambar 3.14.
3. Network Layer Internet Protocol (IP). Berkaitan dengan routing data dari sumber ke tujuan. Pelayanan pengiriman paket elementer. Definisikan datagram (jika alamat tujuan tidak dalam jaringan lokal, diberi gateway = device yang menswitch paket antara jaringan fisik yang beda; memutuskan gateway yang digunakan). Pada lapisan ini TCP/IP mendukung IP dan didukung oleh protokol lain yaitu RARP, ICMP, ARP dan IGMP.
   1. Internetworking Protocol (IP) Adalah mekanisme transmisi yang digunakan oleh TCP/IP. IP disebut juga unreliable dan connectionless datagram protocol-a besteffort delivery service. IP mentransportasikan data dalam paket-paket yang disebut datagram.
   2. Address Resolution Protocol (ARP) ARP digunakan untuk menyesuaikan alamat IP dengan alamatfisik (Physical address).
   3. Reverse Address Resolution Protocol (RARP) RARP membolehkan host menemukan alamat IP nya jika dia sudah tahu alamat fiskinya. Ini berlaku pada saat host baru terkoneksi ke jaringan.
   4. Internet Control Message Protocol (ICMP) ICMP adalah suatu mekanisme yang digunakan oleh sejumlah host dan gateway untuk mengirim notifikasi datagram yang mengalami masalah kepada host pengirim.Internet
      
   5. Group Message Protocol (IGMP) IGMP digunakan untuk memfasilitasi transmisi message yang simultan kepasa kelompok/group penerima.
4. Transport Layer. Pada lapisan ini terbagi menjadi dua, UDP dan TCP
   1. User Datagram Protocol (UDP) UDP adalah protokol process-to-process yang menambahakan hanya alamat port, check-sum error control, dan panjang informasi data dari lapisan di atasnya. (Connectionless)
   2. Transmission Control Protocol (TCP) TCP menyediakan layanan penuh lapisan transpor untuk aplikasi. TCP juga dikatakan protokol transport untuk stream yang reliabel. Dalam konteks ini artinya TCP bermakna connectionoriented, dengan kata lain: koneksi end-to-end harus dibangun dulu di kedua ujung terminal sebelum kedua ujung terminal mengirimkan data. (Connection Oriented)
5. Application Layer. Layer dalam TCP/IP adalah kombinasi lapisan-lapisan session, presentation dan application pada OSI yang menyediakan komunikasi diantara proses atau aplikasi-aplikasi pada host yang berbeda: telnet, ftp, http, dll.

Untuk mengontrol operasi pertukaran data, informasi kontrol serta data user harus ditransmisikan, sebagaimana digambarkan pada gambar 3.15. Dapat dikatakan bahwa proses pengiriman menggerakkan satu blok data dan meneruskannya ke TCP. TCP memecah blok data ini menjadi bagian-bagian kecil agar mudah disusun. Untuk setiap bagian-bagian kecil ini, TCP menyisipkan informasi kontrol yang disebut sebagai TCP header, yang akhirnya membentuk segmen TCP. Informasi kontrol dipergunakan oleh pasangan (peer) entiti protokol TCP pada host lainnya. Contoh item-item yang termasuk dalam header ini adalah sebagai berikut:

• Destination port: saat entiti penerima TCP menerima segmen TCP, harus diketahui kepada siapa data tersebut dikirimkan.
• Sequence number: TCP memberikan nomor yang dikirim secara bertahap ke port tujuan, sehingga jika destination menerima tidak sesuai dengan urutannya, maka entiti destination akan meminta untuk dikirim kembali.
• Checksum: pada pengiriman segmen TCP diikutkan pula suatu kode yang yang  disebut dengan segment remainder. Remainder TCP yang diterima akan dikalkulasi dan dibandingkan hasilnya dengan kode yang datang. Jika terjadi ketidasesuaian, berarti telah terjadi kesalahan transmisi.

Gambar 3. 15 Protocol Data Unit (PDU) pada arsitektur TCP/IP

Baca Artikel Lain: Protokol dan Arsitektur

Popularity: 5% [?]

Komputer Generasi V (1980-an-sekarang)

Oleh Faisal Akib

Komputer Generasi V: IBM PC

Akhir tahun 1980, IBM memutuskan untuk membangun sebuah komputer personal (PC) secara massal, yang pada tanggal 12 Agustus 1981 menjadi sebuah standar komputer PC, dan pada akhirnya hingga saat ini PC dikenal dengan nama standar IBM-PC. Prosesor yang digunakan adalah 8088/8086 yang menjadi standar komputer saat ini, menggunakan basis proses 16 bit persatuan waktu. Dengan lahirnya komputer generasi kelima ini, IBM bekerja sama dengan Microsoft untuk mengembangkan software di dalamnya. Hingga saat ini Microsoft mendominasi kebutuhan software di dunia PC.

Pada perkembangan selanjutnya perubahan besar terjadi bahwa sejak IBM-PC diperkenalkan dan bukan menjadi satu-satunya manufaktur PC-compatible, maka standar baru dalam dunia industri PC lebih dikembangkan oleh perusahaan lain seperti Intel dan Microsoft yang dipelopori oleh W. Bill Gates yang menjadi pionir standar hardware dan software dunia.

Pada generasi kelima ini, telah dilakukan pengembangan dengan apa yang dinamakan Josephson Junction, teknologi yang akan menggantikan chip yang mempunyai kemampuan memproses trilyunan operasi perdetik sementara teknologi chip hanya mampu memproses miliaran operasi perdetik. Komputer pada generasi ini akan dapat menerjemahkan bahasa manusia, manusia dapat langsung bercakap-cakap dengan komputer serta adanya penghematan energi komputer. Sifat luar biasa ini disebut sebagai “Artificial Intelligence”, selain itu juga berbasis Graphic User Interface (GUI), multimedia, dan multikomunikasi.

Contoh-contoh komputer yang lahir pada generasi kelima berbasis x86, seperti chip 286 yang diperkenalkan pada tahun 1982 dengan 134.000 transistor, kemudian chip 386 pada tahun 1983 dengan 275.000 transistor, sedangkan chip 486 diperkenalkan tahun 1989 yang memiliki 1,2 juta transistor. Selanjutnya pada tahun 1993 Intel memperkenalkan keluarga prosesor 586 yang disebut Pentium 1 dengan jumlah transistor 3,1 juta untuk melakkan 90 MIPS (Million Instruction Per Second). Kemudian dilanjutkan pada generasi berikutnya yaitu Pentium 2, 3, dan 4.

Pada akhir tahun 2000 Intel memperkenalkan Pentium 4, yang merupakan prosesor terakhir dalam keluarga Intel dengan arsitektur 32 bit (IA-32). Tahun 2001 Intel mengumumkan prosesor Itanium yang merupakan prosesor dengan basis arsitektur 64 bit (IA-64) pertama. Itanium merupakan prosesor pertama milik Intel dengan instruksi-instruksi 64 bit dan akan menelurkan satu generasi baru dari sistem operasi dan aplikasi, sementara masih mempertahankan backward compatibility dengan software 32 bit. Perlu diketahui bahwa sejak dikeluarkannya prosesor 386, komputer beroperasi pada 32 bit per satuan waktu dalam mengeksekusi informasi hingga Pentium 4. Hingga sekarang komputer yang digunakan kebanyakan masih yang berbasis 32 bit.

Pada generasi pentium, selain ciri khas pada peningkatan kecepatan akses datanya juga tampilan gambar sudah beresolusi (kualitas gambar) bagus dan berwarna serta multimedia, dan yang lebih penting adalah fungsi komputer menjadi lebih cerdas. Meskipun komputer pada generasi ini ukuran fisiknya menjadi lebih kecil dan sederhana namun memiliki kemampuan yang semakin canggih.

Baca artikel lainnya: Peranan Teknologi Informasi

Artikel Sejenis:

• Sejarah Komputer Generasi I,
• Sejarah Komputer Generasi II,
• Sejarah Komputer Generasi III,
• SejarahKomputer Generasi IV,
• Sejarah Komputer Generasi V,
• Sejarah Komputer Generasi VI

Popularity: 5% [?]

Komputer Generasi IV (1970-1980-an)

Oleh Faisal Akib

Komputer Generasi IV: IBM 370

Komputer generasi keempat merupakan kelanjutan dari generasi III. Bedanya bahwa IC pada generasi IV lebih kompleks dan terintegrasi. Sejak tahun 1970 ada dua perkembangan yang dianggap sebagai komputer generasi IV. Pertama, penggunaan Large Scale Integration (LSI) yang disebut juga dengan nama Bipolar Large Large Scale Integration. LSI merupakan pemadatan beribu-ribu IC yang dijadikan satu dalam sebuah keping IC yang disebut chip. Istilah chip digunakan untuk menunjukkan suatu lempengan persegi empat yang memuat rangkaian terpadu IC. LSI kemudian dikembangkan menjadi Very Large Scale Integration (VLSI) yang dapat menampung puluhan ribu hingga ratusan ribu IC. Selanjutnya dikembangkannya komputer mikro yang menggunakan mikroprosesor dan semikonduktor yang berbentuk chip untuk memori komputer internal sementara generasi sebelumnya menggunakan magnetic core storage.

Komputer Generasi IV: Apple II

Perusahaan Intel pada tahun 1971 memperkenalkan mikrokomputer 4 bit yang menggunakan chip prosesor dengan nama 4004 yang berisi 230 transistor dan berjalan pada 108 KHz (Kilo-Hertz) dan dapat mengeksekusi 60.000 operasi per detik. Dilanjutkan pada tahun 1972, Intel memperkenalkan mikrokomputer 8008 yang memproses 8 bit informasi pada satu waktu. Selanjutnya mikroprosesor 8080 dibuat pada tahun 1974, dan merupakan prosesor untuk tujuan umum pertama. Sebelumnya prosesor 4004 dan 8008 dirancang untuk kebutuhan aplikasi tertentu, dan prosesor 8080 memiliki kemampuan lebih cepat dan memilki set instruksi yang lebih kaya, serta memiliki kemampuan pengalamatan yang lebih besar. Pada generasi keempat ini tampilan monitor masih satu warna (green color).

Komputer Generasi IV: PDP 11

Komputer-komputer generasi keempat diantaranya adalah IBM 370, Apple I dan Apple II, PDP-11, VisiCalc, dan Altair yang menggunakan prosesor Intel 8080, dengan sistem operasi CP/M (Control Program for Microprocessor), dengan bahasa pemrograman Microsoft Basic (Beginners Allpurpose Symbolic Instruction Code). Sebagai catatan bahwa pada komputer-komputer generasi keempat ini tidak satupun yang PC-Compatible atau Macintosh-Compatible. Sehingga pada generasi ini belum ditentukan standar sebuah komputer terutama personal computer (PC).

Baca artikel lainnya: Klasifikasi Teknologi Infomasi Menurut Ukuran

Artikel Sejenis:

• Sejarah Komputer Generasi I,
• Sejarah Komputer Generasi II,
• Sejarah Komputer Generasi III,
• SejarahKomputer Generasi IV,
• Sejarah Komputer Generasi V,
• Sejarah Komputer Generasi VI

Popularity: 3% [?]

Komputer Generasi III (1964-1970)

Oleh Faisal Akib

Komputer Generasi III IBM S/360

Pada generasi ketiga inilah teknologi Integrated Circuit (IC) menjadi ciri utama karena mulai digunakan pada sebuah perangkat komputer hingga generasi sekarang. Komponen IC berbentuk hybrid atau solid (SLT) dan monolithyc (MST). SLT adalah transistor dan diode diletakkan terpisah dalam satu tempat sedangkan MST adalah elemen transistor, diode, dan resistor diletakkan bersama dalam satu chip. MST lebih kesil tetapi mempunyai kemmapuan lebih besar dibanding SLT.

IC dibuat pertama kali oleh Texas Istruments dan Fairchild Semiconductor pada tahun 1959 yang hanya berisi enam transistor. Bisa kita bandingkan bahwa prosesor saat ini yang kita gunakan telah memiliki jutaan, puluhan, ratusan juta transistor, bahkan telah didesain prosesor dengan miliaran transistor. Sebuah perkembangan yang luar biasa dalam masa kurang dari setengah abad.

Komputer Generasi III UNIVAC 1108

Ciri-ciri komputer generasi ketiga adalah:

• Karena menggunakan IC maka kinerja komputer menjadi lebih cepat dan tepat. Kecepatannya hampir 10.000 kali lebih cepat dari komputer generasi pertama.
• Peningkatan dari sisi software.
• Kapasitas memori lebih besar, dan dapat menyimpan ratusan ribu karakter (sebelumnya hanya puluhan ribu).
• Menggunakan media penyimpanan luar disket magnetik (external disk) yang sifat pengaksesan datanya secara acak (random access) dengan kapasitas besar (jutaan karakter).
• Penggunaan listrik lebih hemat.
• Kemampuan melakukan multiprocessing dan multitasking.
• Telah menggunakan terminal visual display dan dapat mengeluarkan suara.
• Harganya semakin murah.
• Kemampuan melakukan komunikasi dengan komputer lain.

IBM S/360, UNIVAC 1108, UNIVAC 9000, Burroughts 5700, 6700, 7700, NCR Century, GE 600, CDC 3000, 6000, dan 7000, PDP-8, dan PDP-11 (pabrik pembuatnya adalah Digital Equipment Corporation) merupakan contoh-contoh komputer generasi ketiga.

Baca artikel lainnya: Klasifikasi Teknologi Infomasi Menurut Ukuran

Artikel Sejenis:

• Sejarah Komputer Generasi I,
• Sejarah Komputer Generasi II,
• Sejarah Komputer Generasi III,
• SejarahKomputer Generasi IV,
• Sejarah Komputer Generasi V,
• Sejarah Komputer Generasi VI

Popularity: 5% [?]