SISTEM KOMPUTER

1.             Sistem Komputer

a.         Pengertian Sistem

Sistem berasal dari bahasa Latin (systema) dan bahasa Yunani (sustema) adalah suatu kesatuan yang terdiri komponen atau eleven yang dihubungkan bersama untuk memudahkan aliran informasi, materi atau energi.  Sistem  juga  merupakan  kesatuan  bagian-bagian  yang  saling berhubungan yang berada dalam suatu wilayah serta memiliki item-item penggerak.

b.         Pengertian Komputer

Komputer  adalah alat yang dipakai untuk mengolah data menurut prosedur yang  telah dirumuskan. Kata komputer semula dipergunakan untuk menggambarkan orang yang perkerjaannya melakukan perhitungan aritmatika, dengan atau tanpa alat bantu, tetapi arti kata ini kemudian dipindahkan kepada mesin itu sendiri.

c.           Pengertian Sistem Komputer

Sistem  Komputer  adalah  elemen-elemen  yang  terkait  untuk menjalankan suatu aktifitas dengan menggunakan komputer. Elemen dari sistem komputer terdiri dari manusianya (brainware), perangkat lunak (software), set instruksi (instruction set), dan perangkat keras hardware).

Dengan demikian komponen tersebut merupakan elemen yang terlibat dalam suatu sistem komputer. Tentu saja hardware tidak berarti apa-apa  jika  tidak  ada  salah  satu  dari  dua  lainnya (software  dan  brainware). Contoh  sederhananya,  siapa  yang  akan  menghidupkan komputer jika tidak ada manusia. Atau akan menjalankan perintah apa komputer tersebut jika tidak ada softwarenya.

Arsitektur Von Neumann menggambarkan komputer dengan empat bagian utama: Unit Aritmatika dan Logis (ALU), unit kontrol, memori, dan alat masukan dan hasil (secara kolektif dinamakan I/O). Bagian ini dihubungkan oleh berkas kawat, "bus".

d.         Komponen-komponen Komputer

Komponen - komponen dalam sistem komputer terbagi 3, yang tidak bisa terpisahkan yaitu :

1.         Hardware ( Perangkat Keras )

ü  Processing Device

ü  Input Device

ü  Output Device

ü  Storage Device

2.          Software ( Perangkat Lunak )

ü  Operating System

ü  Application Program

ü  Language Program

3.            Brainware ( Orang Yang MengoperasikanKomputer )

a.          Hardware ( Perangkat Keras )

Perangkat yang dapat kita lihat dan dapat kita sentuh secara fisik, seperti perangkat perangkat masukan, perangkat pemroses, maupun perangkat keluaran. Peralatan ini umumnya cukup canggih. Dia dapat bekerja berdasarkan perintah yang ada padanya, yang disebut juga dengan instruction set tadi. Dengan adanya perintah yang dimengerti oleh mesin tersebut, maka perintah tersebut melakukan berbagai aktifitas kepada mesin yang dimengerti oleh mesin tersebut sehingga mesin bisa bekerja berdasarkan susunan perintah yang didapatkan olehnya.

ü   Processing Device (CPU)

CPU ( Central Processing Unit) berperanan untukmemproses   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.

Dalam  komputer-komputer  modern,  kedua  unit  ini terletak dalam satu sirkuit terpadu (IC - Integrated Circuit), yang biasanya disebut CPU (Central Processing Unit). CPU memiliki  fungsi  adalah  program-program  yang  disimpan dalam memori  utama  dengan  cara  mengambil  instruksi-instruksi, menguji instruksi tersebut dan mengeksekusinya satu persatu sesuai perintah. Pandangan sederhananya adalah
operasi pembacaan instruksi (fetch) dan operasi pelaksanaan instruksi ( execute ). CPU memiliki dua bagian utama, yaitu :

1.         ALU (Arithmetic Logic Unit )

 Unit Aritmatika dan Logika, atau Arithmetic Logic Unit (ALU), adalah alat yang melakukan semua operasi aritmatika dengan dasar penjumlahan sehingga sirkuit elektronik yang digunakan disebut adder juga melakukan keputusan  dari  suatu  operasi  logika  sesuai  dengan instruksi program. Operasi logika meliputi perbandingan dua  operand  dengan  menggunakan  operator  logika tertentu, yaitu sama dengan (=), tidak sama dengan (≠), kurang dari (<), kurang atau sama dengan (≤), lebih besar dari (>), dan lebih besar atau sama dengan (≥)  ALU juga
dapat melakukan pelaksanaan arimatika (pengurangan, penambahan dan semacamnya), pelaksanaan logis ( AND, OR,   NOT), dan   pelaksanaan  perbandingan (membandingkan dua slot dengan kesetaraan).

2.         CU ( Control Unit )

Unit control, mengatur dan mengendalikan semua peralatan yang ada pada sistem komputer, kapan alat input menerima data dan kapan data diolah serta kapan
ditampilkan  pada  alat  output.  Mengartikan  instruksi-instruksi dari program komputer. Membawa data dari alat input ke memori utama. Mengambil data dari memori utama untuk diolah. Mengirim instruksi ke ALU jika ada
instruksi untuk perhitungan aritmatika atau perbandingan logika.  Membawa  hasil  pengolahan  data  kembali  ke memori utama lagi untuk disimpan, dan pada saatnya akan disajikan ke alat output.

Selain  itu  CPU  juga  memiliki  beberapa  alat penyimpanan yang berukuran kecil yang disebut dengan Register yang memiliki fungsi Alat penyimpanan kecil dgn kecepatan akses cukup tinggi, yg digunakan untuk menyimpan data dan instruksi yang sedang diproses, sementara data dan instruksi lainnya yang menunggu giliran untuk diproses, masih disimpan di dalam memori utama.

Banyak register dalam CPU, masing-masing sesuai dengan fungsinya yaitu :

1.         Instruction Register ( IR )

Digunakan  untuk  menyimpan  instruksi  yang sedang diproses.

2.         Program Counter ( PC )

Digunakan untuk menyimpan alamat lokasi dari memori  utama  yang  berisi  instruksi  yang  sedang diproses. Selama pemrosesan instruksi, isi PC diubah menjadi  alamat  dari  memori  utama  yang  berisi instruksi berikutnya.

3.         General Purpose Register

Punya  kegunaan  umum  yang  berhubungan dengan  data  yang  sedang  diproses.  Contoh,  yg digunakan untuk menampung data disebut operand register, untuk menampung hasil disebut accumulator

4.         Memory Data Register ( MDR )

Digunakan   untuk   menampung   data   atau instruksi hasil pengiriman dari memori utama ke CPU atau menampung data yg akan direkam ke memori utama, hasil pengolahan oleh CPU.

5.         Memory Address Register

Digunakan untuk menampung alamat data atau instruksi pada memori utama yg akan diambil atau yg akan diletakkan.

Selain  register,  beberapa  CPU  menggunakan suatu cache memory yang mempunyai kecepatan sangat tinggi, agar kerja CPU lebih efisien. Tanpa
cache memory, CPU akan menunggu sampai data/ instruksi diterima dari memori utama, atau menunggu hasil pengolahan selesai dikirim ke memori utama, baru  proses  selanjutnya  bisa  dilakukan.  Padahal proses dari memori utama lebih lambat dibanding kecepatan  register  sehingga  akan  banyak  waktu terbuang. Dengan adanya cache memory, sejumlah blok informasi pada memori utama dipindahkan ke cache  memory  dan  selanjutnya  CPU  akan  selalu berhubungan dengan cache memory.

3.         Input and Output Device

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 igital. Alat output, men-decode data ke dalam  informasi  yang  bisa  dimengerti  oleh  pemakai
komputer.

a.         Input Device

Input Device adalah perangkat keras komputer yang
berfungsi  sebagai  alat  untuk  memasukan  data  atau perintah ke dalam komputer. Alat-alatnya adalah :

·         Keyboard

·         Pointing Device

·         Mouse

·         Touch screen

·         Digitizer Grapich Tablet

·         Scanner

·         Microphone

b.         Output Device

Output Device adalah perangkat keras komputer yang berfungsi  untuk  menampilkan  keluaran  sebagai  hasil pengolahan data. Keluaran dapat berupa hard-copy (ke kertas), soft-copy (ke monitor), ataupun berupa suara. Alatnya antara lain adalah :

·         Monitor

·         Printer

·         Speaker

·         Storage Device

Register CPU berukuran kecil sehingga tidak dapat menyimpan semua informasi, maka CPU harus dilengkapi dengan alat penyimpan berkapasitas lebih besar yaitu memori utama. Terbagi menjadi dua yaitu :

4.      Internal Storage

Adalah  media  penyimpanan  yang  terdapat  didalam komputer yaitu :

Ø  RAM ( Random Access Memory )

Untuk menyimpan program yang kita olah untuk sementara waktu. Dapat diakses secara acak ( dapat diisi/ditulis, diambil, atau dihapus isinya ). Struktur RAM terbagi menjadi empat bagian utama, yaitu:

a.             Input Storage

Digunakan untuk menampung input yang dimasukkan melalui alat input.

b.         Program Storage

Digunakan   untuk   menyimpan   semua instruksi-instruksi program yang akan diakses.

c.          Working Storage

Digunakan  untuk  menyimpan  data  yang akan diolah dan hasil pengolahan.

d.         Output Storge

Digunakan untuk menampung hasil akhir dari pengolahan data yang akan ditampilkan ke
alat output.

Ø    ROM ( Read Only Memori )

Memori  yang hanya  bisa  dibaca  dan  berguna sebagai penyedia informasi pada saat komputer pertama kali dinyalakan. Hanya dapat dibaca, tidak bisa mengisi sesuatu  ke  dalam  ROM,  sudah  diisi  oleh  pabrik pembuatnya.  Berupa  sistem  operasi  yg  terdiri  dari program  pokok,  seperti  program  untuk  mengatur penampilan karakter di layar, pengisian tombol kunci papan  ketik  untuk  keperluan  kontrol  tertentu,  dan bootstrap program. Program bootstrap diperlukan pada saat pertama kali sistem komputer diaktifkan (booting), yang dapat berupa cold booting atau warm booting. Dimungkinkan untuk merubah isi ROM, dengan cara memprogram kembali, yaitu :

a.       PROM (Programmable Read Only Memory), yg hanya dapat diprogram satu kali.

b.      EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory), dapat dihapus dgn sinar ultraviolet, dapat diprogram kembali berulang-ulang.

c.       EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read  Only  Memory),  dapat  dihapus  secara elektronik dan dapat diprogram kembali.

5.               External Storage

Perangkat keras untuk melakukan operasi penulisan, pembacaan & penyimpanan data, di luar komponen utama, yaitu:

·         Floppy Disk

·         Hard Disk

·         CD Room

·          DVD

6.            Software ( Perangkat Lunak )

Rangkaian  prosedur  dan  dokumentasi  program  yang berfungsi menyelesaikan masalah yang dikehendaki. Merupakan data elektronik yang disimpan sedemikian rupa oleh komputer itu sendiri, data yang disimpan ini dapat berupa program atau instruksi yang akan dijalankan oleh perintah, maupun catatan-catatan yang diperlukan  oleh  komputer  untuk  menjalankan  perintah  yang dijalankannya.

a.      Operating System

Sistem operasi atau operating system ialah Program dasar pada komputer yang menghubungkan pengguna dengan hardware  komputerPerangkat  lunak  yang  dihubungkan dengan pelaksanaan program dan koordinasi dari aktivitas sistem  komputer.  Ada  beberapa  macam  system  operasi diantaranya adalah :

·         Linux

·         Windows

·         Mac OS

Tugas sistem operasi termasuk (tetapi tidak hanya) mengurus penjalanan program di atasnya, koordinasi Input, Output,  pemrosesan,  memori,  serta penginstalan  dan pembuangan software. 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.

b.      Application Program

Yaitu program komputer yang siap digunakan atau
disebut juga program siap pakai. Program paket digunakan
untuk aplikasi bisnis secara umum, aplikasi khusus dibidang
industri, aplikasi untuk meningkatkan produktifitas organisasi
ayau perusahaan dan aplikasi untuk produktifitas perorangan.
Contoh :

·         Microsoft Word

·         Microsoft Excel

·         CorelDraw X4

·         Dll

c.             Language Program

Language Program atau bahasa pemrograman adalah bahasa yang digunakan oleh manusia untuk berkomunikasi dengan komputer, karena komputer memiliki bahasa sendiri maka komputer tidak akan merespon selain menggunakan bahasa Pemrograman,   seperti: Bahasa   komputer   yang digunakan untuk menulis instruksi-instruksi program untuk melakukan suatu pekerjaan yang dilakukan oleh programer, seperti :

·         Visual basic

·         Turbo pascal

·         Delphi

7.       Brainware

Brainware  adalah  orang  yang  mengoperasikan  sebuah komputer, karena jika tidak ada orang yang mengoperasikan maka tidak akan dapat digunakan.

2.                  Operasi Sistem Komputer

Secara umum, sistem komputer terdiri atas CPU dan sejumlah device controller yang terhubung melalui sebuah bus yang menyediakan akses ke memori. Umumnya, setiap device controller bertanggung jawab atas sebuah hardware spesisfik. Setiap device dan CPU dapat beroperasi secara konkuren untuk mendapatkan akses ke memori. Adanya beberapa hardware ini dapat menyebabkan  masalah  sinkronisasi.  Karena  itu  untuk  mencegahnya  sebuah
memory controller ditambahkan untuk sinkronisasi akses memori.

Pada sistem komputer yang lebih maju, arsitekturnya lebih kompleks. Untuk  meningkatkan  performa,  digunakan  beberapa  buah  bus .  Tiap  bus merupakan jalur data antara beberapa device yang berbeda. Dengan cara ini RAM, Prosesor, GPU (VGA AGP) dihubungkan oleh bus utama berkecepatan tinggi yang lebih dikenal dengan nama FSB (Front Side Bus) . Sementara perangkat lain yang lebih lambat dihubungkan oleh bus yang berkecepatan lebih rendah yang terhubung dengan bus lain yang lebih cepat sampai ke bus utama. Untuk komunikasi antar bus ini digunakan sebuah bridge.

Tanggung  jawab  sinkronisasi  bus  yang  secara  tak  langsung  juga mempengaruhi sinkronisasi memori dilakukan oleh sebuah bus controller atau dikenal sebagai bus master . Bus master akan mengendalikan aliran data hingga pada satu waktu, bus hanya berisi data dari satu buah device.

Pada prakteknya bridge dan bus master ini disatukan dalam sebuah chipset
.Jika komputer dinyalakan, yang dikenal dengan nama booting, komputer akan
menjalankan bootstrap program yaitu sebuah program sederhana yang disimpan
dalam  ROM  yang  berbentuk  chip  CMOS (Complementary  Metal  Oxide Semiconductor) . Chip CMOS modern biasanya bertipe EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), yaitu memori non-volatile (tak terhapus jika power dimatikan) yang dapat ditulis dan dihapus dengan pulsa elektronik. Lalu bootsrap program ini lebih dikenal sebagai BIOS (Basic Input Output System) .

Bootstrap program utama, yang biasanya terletak di Motherboard akan memeriksa  hardware-hardware  utama  dan  melakukan  inisialisasi  terhadap program dalam hardware yang dikenal dengan nama firmware .

Bootstrap program utama kemudian akan mencari dan meload kernel sistem operasi ke memori lalu dilanjutkan dengan inisialisasi sistem operasi.Dari sini program sistem operasi akan menunggu kejadian tertentu. Kejadian ini akan menentukan apa yang akan dilakukan sistem operasi berikutnya ( event-driven ).

Kejadian ini pada komputer modern biasanya ditandai dengan munculnya interrupt dari software atau hardware, sehingga Sistem Operasi ini disebut Interrupt-driven. Interrupt dari hardware biasanya dikirimkan melalui suatu signal tertentu, sedangkan software mengirim interrupt dengan cara menjalankan system call atau juga dikenal dengan istilah monitor call . System/Monitor call ini akan menyebabkan trap yaitu interrupt khusus yang dihasilkan oleh software karena adanya masalah atau permintaan terhadap layanan sistem operasi. Trap ini juga sering disebut sebagai exception .

Setiap interrupt terjadi, sekumpulan kode yang dikenal sebagai ISR (Interrupt Service Routine) akan menentukan tindakan yang akan diambil. Untuk menentukan tindakan yang harus dilakukan, dapat dilakukan dengan dua cara yaitu polling yang membuat komputer memeriksa satu demi satu perangkat yang ada untuk menyelidiki sumber interrupt dan dengan cara menggunakan alamat-alamat ISR yang disimpan dalam array yang dikenal sebagai interrupt vector di mana sistem akan memeriksa Interrupt Vector setiap kali interrupt terjadi.

Arsitektur interrupt harus mampu untuk menyimpan alamat instruksi yang di- interrupt . Pada komputer lama, alamat ini disimpan di tempat tertentu yang tetap, sedangkan pada komputer baru, alamat itu disimpan di stack bersama-sama dengan informasi state saat itu.

3.                  System Calls

Komputer digunakan untuk melakukan suatu proses yang dikehendaki user. Oleh karena itu harus ada suatu bentuk komunikasi antara user dan hardware. Komunikasi itu terjadi dalam bentuk system calls. SO melalui shell-nya akan menangkap perintah dari user yang kemudian akan dikomunikasikan melalui system calls. Disinilah peran SO sebagai jembatan komunikasi antara user dan hardware itu terjadi. System calls itu sendiri umumnya ditulis dalam bahasa C dan C++.

Mengenai shell, shell itu sendiri secara umum adalah layer yang berfungsi sebagai interface antara user dan inti dalam sistem operasi (kernel). Melalui shell, user dapat memberi perintah-perintah yang akan dikirim ke sistem operasi, sehingga shell ini merupakan layer yang menerima interaksi dari user secara langsung. Shell dalam SO secara umum dibagi menjadi 2, Command Line(CLI) dan Graphical(GUI). Jadi dengan kata lain, system calls berperan sebagai interface dalam layanan-layanan yang disediakan oleh sistem operasi.