Komputer : Struktur, Programming, dan Seluk-beluk Lainnya

Komputer, apa sih itu? Ketika kita menjawab pertanyaan tersebut, kita pasti akan menjawabnya dengan laptop, atau PC. Kita akan teringat dengan balok besar dengan tombol power dan sebuah layar monitor flat, atau teringat akan sebuah persegi panjang dengan ukuran tipis dan ramping yang bisa dilipat. Memang itu adalah sebuah komputer, tetapi itu adalah alatnya, bukan definisi dari komputer itu sendiri.

Sebenarnya apa sih komputer itu? Komputer jika diartikan sesuai dengan zaman ini, adalah sebuah alat yang digunakan untuk membantu manusia dalam beraktivitas. Misalnya, seperti mencari informasi, membuat karya ilmiah, dan lain-lain.

Awalnya, komputer didefinisikan sebagai alat menghitung. Kata dasar komputer itu sendiri, yang diambil dari bahasa Latin, Computare, yang artinya menghitung. Jadi, alat-alat seperti abacus atau sempoa, zaman dahulu ini sudah disebut sebagai komputer.

Seiring perkembangan zaman, komputer mulai berubah fungsinya. Komputer mulai diterjemahkan sebagai sesuatu yang diprogram untuk melakukan sesuatu yang diinginkan manusia. Jacquard Loom, atau yang sekarang lebih dikenal sebagai mesin bordir adalah salah satunya. Mesin itu diberi sebuah punched card, atau sebuah kartu dari bahan plastik yang sudah diberi bolongan pada bagian tertentu, dimana jika pembordir dari mesin tersebut mengenai bolongannya, maka pembordir tersebut akan menjahit satu titik di kain tersebut.

Jacquard Loom (avlusa.com)

Jacquard Loom (avlusa.com)

Analytical Engine (ed-thelen.org)

Analytical Engine (ed-thelen.org)

Teknologi punched card itu kemudian disempurnakan Charles Babbage dalam mesin Analytical Engine-nya. Mesin yang dibuat oleh Babbage itu bertujuan untuk melakukan perhitungan. Mesin itu dilengkapi punched card yang berisi angka-angka, dimana jika ‘tuts’ (menjadi cikal-bakal keyboard) dari mesin itu menekan punched card yang dimasukkan dalam pembaca atau mesin itu, maka mesin itu dapat melakukan perhitungan. Mesin itu juga dilengkapi algoritma untuk menghitung angka berpola dan berurutan (Sequential), seperti angka Fibonacci, atau angka Bernoulli, yang dibuat oleh Ada Lovelace. Selain itu mesin ini menjadi dasar komputer di masa sekarang karena mesin ini, selain

Punched card IBM , untuk komputer (www.google.co.id)

Punched card IBM , untuk komputer (www.google.co.id)

dapat membaca input dan melakukan perhitungan, mesin ini dapat mencetak output di atas kertas, yang menjadi cikal bakal sebuah printer. Sayangnya, mesin ini tidak dirancang dengan baik karena ada permasalahan antara kepala proyek mesin ini dengan Charles Babbage.

Namun, ide Babbage tidak mati. Seiring manusia mulai mengenal listrik sebagai sumber energi, manusia berhasil mewujudkan Analytical Engine yang pertama, yang disebut sebagai komputer. Mesin komputer pertama, memang hanya bisa melakukan perhitungan, yang disebut sebagai ENIAC. Sebuah komputer dengan mesin yang besar hingga ukurannya mengisi sebuah ruangan. Ada lagi seiring manusia mengenal bahan semikonduktor dan teknologi transistor, manusia berhasil membuat sebuah prosesor, dan pemanfaatan muatan listrik untuk memori yang sekarang dikenal dengan nama RAM. Manusia juga berhasil memanfaatkan medan magnet untuk penyimpanan permanen Hard Disk. Komputer semakin canggih, dan fungsinya memang tidak hanya untuk menghitung saja. Perkembangan komputer ini juga memunculkan smartphone, calculator, dan robot. Seperti yang sudah diungkapkan sebelumnya, mesin ini dapat melakukan banyak hal.

Struktur Hardware sebuah Komputer Modern

Sebuah komputer modern memiliki banyak sekali komponen pendukung yang menyusunnya. Komponen-komponen ini sering disebut sebagi perangkat keras, atau hardware. Hardware-hardware utama yang menyusun komponen tersebut adalah :

  1. 1.      Central Processing Unit (CPU). Bagian ini sering disebut sebagai prosesor, dan lebih dikenal sebagai otak dari komputer itu sendiri. Bagaimana ini bisa disebut sebagai sebuah ‘otak’? Itu karena CPU-lah yang memproses semua pekerjaan yang akan dilakukan sebuah komputer. Bagaimana CPU memproses? CPU memiliki ISA, atau Instruction Set Architecture untuk memproses instruksi. Bagian ini terdiri atas
    CPU (www.google.co.id)

    CPU (www.google.co.id)

    1. Arithmetic/Logic Unit (ALU), untuk menghitung secara aritmatik (Tambah, bagi, kurang, kali, eksponen, akar, hingga trigonometri) dan menghitung nilai-nilai diskrit (seperti Boolean, bilangan yang hanya terdiri atas True dan False). Bagian ini berfungsi untuk melakukan proses terhadap suatu data sehingga dapat dieksekusi atau dapat mengubah input menjadi output.
    2. Control Unit (CU), atau disebut juga control flow unit. Bagian ini mengontrol bagaimana dialirkan ke bagian-bagian tertentu. Bagian ini yang memastikan sebuah data yang masuk ditujukan pada program yang tepat. Bagian ini melakukan pemeriksaan kondisi data tersebut (conditioning, melakukan pengecekan terhadap variable dan isi pada data), percabangan (branching, setelah melakukan pengecekan, data dialirkan ke dalam program-program tertentu (ada di dalam harddisk) yang dapat mengeksekusi data tersebut. Proses ini dilakukan karena tidak setiap data tidak memiliki program yang sama), dan melakukan ‘loncat’ (indirect branching, atau biasa disebut jump, melakukan pemindahan pada data pada suatu tempat sementara dan menyimpan lokasi tempat tujuan itu. Baru kemudian pada suatu waktu tertentu, data itu dipindahkan ke situ.).
    3. Data Handling and Memory Operations. Bagian ini yang membaca input dan output. Bagian ini juga mengalokasikan data ke memory, yaitu RAM, untuk diproses CPU, ke harddisk, untuk disimpan, ke register, untuk diproses CPU (register adalah sebuah bagian penyimpanan pada CPU, yang bertujuan untuk menyimpan data sementara sehingga tidak perlu ditaruh dalam RAM, karena jika diambil dalam RAM lagi maka akan memakan waktu untuk performa, sehingga lebih lama).

Prosesor berbahan semi-konduktor. Bahan ini adalah bahan yang memiliki sifat konduktif (mengalirkan/atau menghantarkan listrik), dan isolatif (anti-penghantar/tidak mengalirkan listrik) sekaligus. Bahan ini bersifat sensitif terhadap suhu. Jika suhu meningkat, maka bahan ini akan menjadi konduktor / memiliki sifat konduktif. Sebaliknya, jika suhu turun, maka bahan ini akan menjadi isolator / memiliki sifat isolatif.

Prosesor memiliki banyak sekali transistor. Bagian ini bertujuan untuk memperbesar atau menurunkan voltase listrik untuk mengalirkan sebuah data. Transistor juga berfungsi untuk memecah aliran listrik agar dapat dialirkan bagian tertentu dalam komputer. Fungsi ini berguna karena aliran listrik tidak mungkin hanya mengalirkan pada bagian tertentu saja. agar sebuah komputer dapat bekerja, maka aliran ini dipecah agar dialirkan ke bagian lain juga. Aliran ini mengalir di dalam sebuah jalur yang bus. Bus ini mengalirkan listrik ke bagian tertentu pada listrik.

2.      RAM (Random Access Memory). Bagian ini berfungsi sebagai tempat penyimpanan data semntara pada komputer. Sementara disini berarti dua hal. Pertama, data yang ada akan dimasukkan ke prosesor. Kedua, data yang ada tidak bersifat permanen seperti di harddisk, karena jika listrik mati, maka data di dalam RAM hilang, (ini disebabkan karena RAM bekerja dengan memakai muatan listrik).

  1. RAM (www.google.co.id)

    RAM (www.google.co.id)

    3.      Hard Disk. Bagian ini menyimpan data secara permanen. Data tersebut dapat digunakan kembali meskipun komputer dimatikan. Karena data disimpan dalam

    Hard Disk (www.google.co.id)

    Hard Disk (www.google.co.id)

    medan magnet (medan magnet dapat menyimpan aliran listrik meskipun tidak ada aliran listriknya)

  2. 4.      Input/Output System. Bagian ini digunakan untuk menerima input atau output. Bagian yang menerima input seprti keyboard, atau mouse. Bagian ini mengubah tekanan dari mouse atau keyboard menjadi signal elektromagnetik yang dapat ditangkap.  Bagian yang menerima output seperti monitor, atau printer. Bagian ini mengubah data yang berupa sinyal listrik menjadi analog, menjadi sesuatu yang lebih kita kenal seperti gambar atau kata-kata, atau gabungannya.
    Keyboard dan Mouse (www.google.com)

    Keyboard dan Mouse (www.google.com)

    Monitor dan Printer (www.google.co.id)

    Monitor dan Printer (www.google.co.id)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Bagaimana Cara Kerja Hardware Tersebut?

Cara kerja sebuah komputer mirip seperti otak manusia. Seperti yang disajikan gambar berikut.

 

Siklus Kerja Otak (courtesy of Adrianus' Press)

Siklus Kerja Otak (courtesy of Adrianus’ Press)

Siklus di atas mengikuti siklus yang dibuat oleh von Neumann. Siklus Fetch dilakukan ketika input yang diterima, masuk ke dalam accumulator / register CPU, diproses dalam Arithmetic Logic Unit untuk dianalisa oleh prosesor, proses ini adalah siklus Decode. Kemudian data dialirkan ke dalam memory untuk disimpan sementara, kemudian dilakukan.

Siklus kerja komputer menurut Von Neumann (www.wikipedia.org)

Siklus kerja komputer menurut Von Neumann (www.wikipedia.org)

Bagaimana data bisa berubah menjadi aliran listrik?

Dalam komputer, data dalam komputer diubah menjadi sebuah listrik ketika masuk ke dalam mesin. Proses ini terjadi dalam sebuah alat yang disebut modulator, alat yang mengubah data menjadi gelombang listrik, dan alat ini hampir ada di setiap bagian di komputer. Karena sebagian besar hardware di komputer melakukan transfer data dengan listrik.

Bagaimana manusia ‘berbicara’ dengan komputer, agar komputer tersebut bekerja sesuai dengan keinginan kita? Dilanjutkan pada sesi berikutnya.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s