Evolusi Dan Perkembangan Komputer

Nama : Suci Ramadhani

Mata Kuliah : Arsitektur komputer

ABSTRAK

Sejarah perkembangan komputer bermula dengan berkembangnya ilmu matematika. Dimulai dengan penggunaan jari-jemari manusia, kemudian tercipta alat Abakus yang dapat melakukan operasi hitung sederhana.

Perkembangan inovasi komputer sejak 1960 menambah satu daftar penemuan yang sangat menarik dan paling penting , yaitu Arsitektur Reduced Instruction Set computers ( RISC). Elemen penting yang digunakan sebagian rancangan umum RISC adalah set instruksi yang terbatas dan sederhana, register general purpose berjumlah banyak atau penggunaaan teknologi kompiler untuk mengoptimalkan penggunaan register, dan penekanan pada pengoptimalan pipeline instruksi.

Pada dasarnya, program komputer didesain dengan menggunakan sebuah cara dimana tidak memungkinkan parallel computing, yaitu dengan menyelesaikan setiap langkah dalan satu waktu. Untuk program yang melakukan proses dengan cara ini (parallel computing), maka program tersebut didesain untuk dapat membagi task ke dalam task-task yang lebih kecil yang dapat dikerjakan secara individual. Parallel Computing muncul ketika komputer membawa lebih dari satu task secara simultan (bersamaan).

Pada tahun 1969 pertama kali terbentuk sebuah jaringan komputer. Pada saat itu jaringan komputer tersebut hanya terdiri dari beberapa komputer yang dihubungkan dengan kabel dan selanjutnya disebut dengan ARPAnet. Dan selanjutnya terbentuklah Interconnected Network yang disingkat mejadi Internet. Internet merupakan jaringan global yang menghubungkan komputer yang satu dengan lainnya diseluruh dunia. Dengan Internet, komputer dapat saling terhubung untuk berkomunikasi, berbagi dan memperoleh informasi.

PENGANTAR ORGANISASI KOMPUTER

1.      Komputer

Komputer adalah sebuah mesin hitung elektronik yang secara cepat menerima informasi masukan digital dan mengolah informasi tersebut menurut seperangkat instruksi yang tersimpan dalam komputer tersebut dan menghasilkan keluaran informasi yang dihasilkan setelah diolah.  Daftar perintah tersebut dinamakan program komputer dan unit penyimpanannya adalah memori komputer.

Unit-unit fungsional Komputer adalah : masukan, memori, aritmetika dan logika, keluaran dan control.

2.      Organisasi Komputer

Organisasi Komputer adalah bagian yang terkait erat dengan unit–unit operasional dan interkoneksi antar komponen penyusun sistem komputer dalam merealisasikan aspek arsitekturalnya. Contoh aspek organisasional adalah teknologi hardware, perangkat antarmuka, teknologi memori, sistem memori, dan sinyal–sinyal kontrol. 

Perbedaan antara Organisasi & Arsitektur Komputer :

Organisasi Komputer

§  Bagian yang terkait erat dengan unit–unit operasional

§  Contoh: teknologi hardware, perangkat antarmuka, teknologi memori, sistem memori, dan sinyal–sinyal control

Arsitektur Komputer

§  Atribut–atribut sistem komputer yang terkait dengan seorang programmer

§  Contoh: set instruksi, aritmetika yang digunakan, teknik pengalamatan, mekanisme I/O

3.      Struktur dan Fungsi Utama Komputer

Struktur Komputer

Komputer adalah sebuah sistem yang berinteraksi dengan cara tertentu dengan dunia luar. Interaksi dengan dunia luar dilakukan melalui perangkat peripheral dan saluran komunikasi.

Struktur Komputer dibagi menjadi 4 struktur utama :

1.      Central Processing Unit (CPU), berfungsi sebagai pengontrol operasi komputer dan pusat pengolahan fungsi – fungsi komputer. Kesepakatan, CPU cukup disebut sebagai processor (prosesor) saja.

2.      Memori Utama, berfungsi sebagai penyimpan data.

3.      I/O, berfungsi memindahkan data ke lingkungan luar atau perangkat lainnya.

4.      System Interconnection, merupakan sistem yang menghubungkan CPU, memori utama dan I/O. 

Struktur CPU dibagi menjadi 4 struktur utama :

·          Control Unit, berfungsi untuk mengontrol operasi CPU dan mengontrol komputer secara keseluruhan.

·          Arithmetic And Logic Unit (ALU), berfungsi untuk membentuk fungsi – fungsi pengolahan data komputer.

·         Register, berfungsi sebagai penyimpan internal bagi CPU.

·         CPU Interconnection, berfungsi menghubungkan seluruh bagian dari CPU.

Fungsi Komputer

Pada prinsipnya terdapat empat buah fungsi operasi, yaitu :

·         Fungsi Operasi Pengolahan Data

·         Fungsi Operasi Penyimpanan Data

·         Fungsi Operasi Pemindahan Data
·         Fungsi Operasi Kontrol

EVOLUSI DAN KINERJA KOMPUTER

Sejarah Perkembangan Komputer

Sejarah perkembangan komputer di bagi menjadi dua yaitu :

1.      Sebelum tahun 1940

2.      Sesudah tahun 1940

Komputer Sebelum Tahun 1940

Sejarah perkembangan komputer bermula dengan berkembangnya ilmu matematika. Dimulai dengan penggunaan jari-jemari manusia, kemudian tercipta alat Abakus yang dapat melakukan operasi hitung sederhana.

Pada tahun 1617, John Napier telah mengemukakan logaritma dan alat ini dipanggil tulang Napier yang dapat melakukan berbagai macam perhitungan angka-angka.

Kemudian Blaise Pascal menciptakan mesin hitung mekanikal pertama pada tahun 1642 yang beroperasi dengan cara menggerakkan gear pada roda dan kemudian telah dikembangkan oleh William Leibnitz.

Pada tahun 1816 Charles Babbage telah membina the difference engine yang telah dapat menyelesaikan masalah perhitungan matematik seperti logaritma secara mekanikal dengan tepat sampai dengan dua puluh digit.

       Mesin ini juga telah menggunakan semacam "card" sebagai input, untuk menyimpan "file-file" data melakukan perhitungan secara otomatis dan seterusnya mengeluarkan output dalam bentuk cetakan pada kertas. "card" tersebut pertama kali telah digunakan sebagai alat input dalam industri tekstil pada mesin tenun otomatis ciptaan Joseph Jecquard pada tahun 1801.

        Pada tahun 1887 Herman Hoolerith telah mempopularkan penggunaan "card" sebagai alat input data yang telah banyak digunakan penduduk Amerika.

Howard Aiken memperkenalkan penggunaan mesin elektromekanika yang disebut "Mark 1" pada tahun 1937, elektronik dan mekanikal. Mesin ini dapat menyelesaikan masalah fungsi-fungsi trigonometri di samping perhitungan-perhitungan yang telah dilakukan mesin-mesin sebelum ini.

Komputer Sesudah Tahun 1940

 I.            Komputer Generasi Pertama :
Tabung Vacum 1940 – 1959

ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Calculator)

Komputer ENIAC ini diciptakan oleh Dr John Mauchly dan Presper Eckert pada tahun 1946

EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer)

Penggunaan tiub tiub vakum juga telah dikurangi di dalam EDVAC, di mana proses perhitungan telah menjadi lebih cepat dibandingkan ENIAC

EDSAC (Electronic Delay Storage Automatic Calculator)

EDSAC telah memperkenalkan penggunaan raksa (merkuri) dalam tube untuk menyimpan memori.

UNIVAC I  (Universal Automatic Calculator)

Pada tahun 1951 Dr Mauchly dan Eckert menciptakan UNIVAC I , komputer pertama yang digunakan untuk memproses data perniagaan.

       I.            Komputer Generasi Kedua : Transistor  ( 1959 - 1964 )

Komputer-komputer generasi kedua telah menggunakan transistor dan diode untuk menggantikan saluran-saluran vakum dan menjadikan ukuran komputer lebih kecil dan

lebih murah. Cara baru menyimpan memori juga diperkenalkan melalui teknologi magnetik. Keupayaan pemprosesan dan ukuran memori utama komputer juga bertambah dan manjadikan ia lebih efisien.

   

Kemunculan FORTRAN dan COBOL menandakan permulaan bahasa tingkat tinggi untuk menggantikan bahasa pengantar dalam mesin yang lebih sukar.

Minikomputer juga telah diperkenalkan yaitu yang kedua terbesar di dalam  generasi komputer. Versinya yang pertama ialah DEC PDP 8 yang diciptakan pada tahun 1964 yang berguna untuk memproses  data-data.

       I.       
          Komputer Generasi Ketiga :
Inte   grated Circuits ( 1964 – 1980 )

Chip mulai menggantikan transistor sebagai bahan logis komputer dengan terhasilnya litar terkamir atau lebih dikenal dengan sebutan chip.

Jenis komputer terkecil mikrokomputer telah muncul dan paling cepat menjadi popular  seperti Apple II, IBM PC dan Sinclair.

Banyak bahasa pemrograman telah muncul seperti BASIC, Pascal dan PL/1. Kebanyakan mikrokomputer didasari dengan tafsiran bahasa secara mendalam, chip ROM untuk  menggunakan bahasa BASIC.

       I.          
                         Komputer Generasi Keempat :
Very Large Scale Integration ( 1980 – 2000 )

Chip masih digunakan untuk memproses dan menyimpan memori. Ia lebih canggih, dilengkapi hingga ratusan ribu komponen transistor yang disebut pengamiran skala amat besar (very large scale intergartion, VLSI). Pemprosesan dapat dilakukan dengan lebih tepat, sampai jutaan bit per detik. Memori utama komputer menjadi lebih besar sehingga menyebabkan memori sekunder kurang penting. Teknologi chip yang maju ini telah mewujudkan satu lagi kelas komputer yang disebut Supercomputer.

    II.            Komputer Generasi Kelima
( 2000 - Sekarang )

Banyak kemajuan di bidang desain komputer dan teknologi semakin memungkinkan pembuatan komputer generasi kelima. Model non Neumann akan digantikan dengan sistem yang mampu mengkoordinasikan banyak CPU untuk bekerja secara serempak. Kemajuan lain adalah teknologi superkonduktor yang memungkinkan aliran elektrik tanpa ada hambatan apapun, yang nantinya dapat mempercepat kecepatan informasi.

Perancangan Kinerja Komputer 

Kinerja  sebuah  sistem  komputer  merupakan  hasil  proses  dari  seluruh  komponen komputer,  yang melibatkan CPU, memori  utama, memori  sekunder,  bus,  peripheral.

Aplikasi dekstop yang hampir dimiliki semua sistem komputer saat ini meliputi :

·         Pengolahan citra 

·         Pengenalan voice atau pembicaraan 

·         Video conference 

·         Mulitimedia 

·         Transfer data 

Peningkatan  kinerja mikroprosesor  ini  terus  berlanjut  tidak  kenal  henti  dengan  berbagai  teknik  yang  telah dikembangkan, diantaranya : 

·         Branch Prediction, teknik dimana prosesor memungkinkan mengamati terlebih dahulu di dalam software dan melakukan prediksi percabangan  atau kelompok  instruksi yang akan dieksekusi berikutnya.

·         Data Flow Analysis, prosesor akan menganalisa instruksi – instruksi yang tidak tergantung pada hasil atau data lainnya untuk membuat penjadwalan yang optimum dalam eksekusi. 

·         Speculative Execution, dengan modal prediksi cabang dan analisis data, maka prosesor dapat melakukan eksekusi spekulatif terlebih dahulu sebelum waktunya. 

Terdapat beberapa metode untuk mengatasi masalah perbedaan kecepatan operasi antara mikroprosesor dengan komponen lainnya, diantaranya : 

·         Meningkatkan  jumlah bit yang dicari pada suatu saat  tertentu dengan melebarkan DRAM dan melebarkan lintasa sistem busnya. 

·         Mengubah  antarmuka DRAM  sehingga  lebih  efisien dengan menggunakan  teknik  cache  atau pola buffer lainnya pada keping DRAM. 

·         Meningkatkan bandwidth interkoneksi prosesor dan memori dengan penggunakan hierarki bus – bus yang lebih cepat untuk buffering dan membuat struktur aliran data. 

STRUKTUR CPU

Komponen Utama CPU

1.      Arithmetic and Logic Unit (ALU), bertugas membentuk fungsi – fungsi pengolahan data komputer. ALU sering disebut mesin bahasa (machine language) karena bagian ini mengerjakan instruksi – instruksi bahasa mesin yang diberikan padanya. Seperti istilahnya, ALU terdiri dari dua bagian, yaitu unit arithmetika dan unit logika boolean.

2.      Control Unit, bertugas mengontrol operasi CPU dan secara keseluruhan mengontrol komputer sehingga terjadi sinkronisasi kerja antar komponen dalam menjalankan fungsi – fungsi operasinya. Termasuk dalam tanggung jawab unit kontrol adalah mengambil instruksi – instruksi dari memori utama dan menentukan jenis instruksi tersebut.

3.      Registers, adalah media penyimpan internal CPU yang digunakan saat proses pengolahan data. Memori ini bersifat sementara, biasanya digunakan untuk menyimpan data saat diolah ataupun data untuk pengolahan selanjutnya.

4.      CPU Interconnections, adalah sistem koneksi dan bus yang menghubungkan komponen internal CPU, yaitu ALU, unit kontrol dan register – register dan juga dengan bus – bus eksternal CPU yang menghubungkan dengan sistem lainnya, seperti memori utama, piranti masukan/keluaran.

Fungsi CPU

Fungsi CPU adalah menjalankan program – program yang disimpan dalam memori utama dengan cara mengambil instruksi – instruksi, menguji instruksi tersebut dan mengeksekusinya satu persatu sesuai alur perintah.

Pandangan paling sederhana proses eksekusi program adalah dengan mengambil pengolahan instruksi yang terdiri dari dua langkah, yaitu : operasi pembacaan instruksi (fetch) dan operasi pelaksanaan instruksi (execute).

Siklus Fetch - Eksekusi

Siklus Fetch - Eksekusi dikelompokkan menjadi empat katagori, yaitu :

1.      CPU – Memori, perpindahan data dari CPU ke memori dan sebaliknya.

2.      CPU –I/O, perpindahan data dari CPU ke modul I/O dan sebaliknya.

3.      Pengolahan Data, CPU membentuk sejumlah operasi aritmatika dan logika terhadap data.

4.      Kontrol, merupakan instruksi untuk pengontrolan fungsi atau kerja. Misalnya instruksi pengubahan urusan eksekusi.

Detail siklus operasi, yaitu :

1.      Instruction Addess Calculation (IAC), yaitu mengkalkulasi atau menentukan alamat instruksi berikutnya yang akan dieksekusi.

2.      Instruction Fetch (IF), yaitu membaca atau pengambil instruksi dari lokasi memorinya ke CPU.

3.      Instruction Operation Decoding (IOD), yaitu menganalisa instruksi untuk menentukan jenis operasi yang akan dibentuk dan operand yang akan digunakan.

4.      Operand Address Calculation (OAC), yaitu menentukan alamat operand, hal ini dilakukan apabila melibatkan referensi operand pada memori.

5.      Operand Fetch (OF), adalah mengambil operand dari memori atau dari modul I/O.

6.      Data Operation (DO), yaitu membentuk operasi yang diperintahkan dalam instruksi.

7.      Operand store (OS), yaitu menyimpan hasil eksekusi ke dalam memori.

Fungsi Interrupt

Fungsi interupsi adalah mekanisme penghentian atau pengalihan pengolahan instruksi dalam CPU kepada routine interupsi. Hampir semua modul (memori dan I/O) memiliki mekanisme yang dapat menginterupsi kerja CPU.

Tujuan interupsi secara umum untuk menejemen pengeksekusian routine instruksi agar efektif dan efisien antar CPU dan modul – modul I/O maupun memori.

Macam – macam kelas sinyal interupsi :

1.      Program, yaitu interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi pada hasil eksekusi program. Contohnya: arimatika overflow, pembagian nol, oparasi ilegal.

2.      Timer, adalah interupsi yang dibangkitkan pewaktuan dalam prosesor. Sinyal ini memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsi tertentu secara reguler.

3.      I/O, sinyal interupsi yang dibangkitkan oleh modul I/O sehubungan pemberitahuan kondisi error dan penyelesaian suatu operasi.

4.      Hardware failure, adalah interupsi yang dibangkitkan oleh kegagalan daya atau kesalahan paritas memori.

Dengan adanya mekanisme interupsi, prosesor dapat digunakan untuk mengeksekusi instruksi – instruksi lain. Saat suatu modul telah selesai menjalankan tugasnya dan siap menerima tugas berikutnya maka modul ini akan mengirimkan permintaan interupsi ke prosesor. Kemudian prosesor akan menghentikan eksekusi yang dijalankannya untuk menghandel routine interupsi.

Setelah program interupsi selesai maka prosesor akan melanjutkan eksekusi programnya kembali.

Saat sinyal interupsi diterima prosesor ada dua kemungkinan tindakan, yaitu interupsi diterima/ditangguhkan dan interupsi ditolak.

Apabila interupsi ditangguhkan, prosesor akan melakukan hal – hal dibawah ini :

1.      Prosesor menangguhkan eksekusi program yang dijalankan dan menyimpan konteksnya.
      Tindakan ini adalah menyimpan alamat instruksi berikutnya yang akan dieksekusi dan data lain yang relevan.

2.      Prosesor menyetel program counter (PC) ke alamat awal routine interrupt handler.

MEMORI

Pengertian Memori

Memori merupakan bagian dari komputer yang berfungsi sebagai tempat penyimpanan informasi yang harus diatur dan dijaga sebaik-baiknya.

Komputer memiliki hirarki memori yang terdiri atas tiga level, yaitu :

·         Physical Register di CPU, berada di level teratas.

Informasi yang berada di register dapat diakses dalam satu clock cycle CPU.

·         Primary Memory (executable memory), berada di level tengah. Contohnya, RAM. Primary Memory diukur dengan satu byte dalam satu waktu, secara relatif dapat diakses dengan cepat, dan bersifat volatile (informasi bisa hilang ketika komputer dimatikan). CPU mengakses memori ini dengan instruksi single load dan store dalam beberapa clock cycle.

·         Secondary Memory, berada di level bawah.

Contohnya, disk atau tape. Secondary Memory diukur sebagai kumpulan dari bytes (block of bytes), waktu aksesnya lambat, dan bersifat non-volatile (informasi tetap tersimpan ketika komputer dimatikan). Memori ini diterapkan di storage device, jadi akses meliputi aksi oleh driver dan device.

Jenis Memori

1.      Memori Internal

• ROM ( Read Only Memory )

Adalah jenis memori yang isinya tidak hilang ketika tidak mendapat aliran listrik dan pada awalnya isinya hanya bisa dibaca. ROM pada komputer disediakan oleh vendor komputer dan berisi program atau data. Di dalam PC, ROM biasa disebut BIOS (Basic Input/Output System) atau ROM-BIOS.

• CMOS ( Compmentary Meta-Oxyde Semiconductor )

Adalah jenis cip yang memerlukan daya listrik dari baterai. Cip ini berisi memori 64-byte yang isinya dapat diganti. Pada CMOS inilah berbagai pengaturan dasar komputer dilakukan, misalnya peranti yang digunakan untuk memuat sistem operasi dan termasuk pula tanggal dan jam sistem. CMOS merupakan bagian dari ROM.

• RAM ( Random-Access Memory )

Adalah jenis memori yang isinya dapat diganti-ganti selama komputer dihidupkan dan bersifat volatile. Selain itu, RAM mempunyai sifat yakni dapat menyimpan dan mengambil data dengan sangat cepat.

• DRAM ( Dynamic RAM )

Adalah jenis RAM yang secara berkala harus disegarkan oleh CPU agar data yang terkandung di dalamnya tidak hilang. DRAM merupakan salah satu tipe RAM yang terdapat dalam PC.

• SDRAM (Sychronous Dynamic RAM)

Adalah jenis RAM yang merupakan kelanjutan dari DRAM namun telah disnkronisasi oleh clock sistem dan memiliki kecepatan lebih tinggi daripada DRAM. Cocok untuk sistem dengan bus yang memiliki kecepatan sampai 100 MHz.

• DIMM (dual in-line memory module)

Berkapasitas 168 pin, kedua belah modul memori ini aktif, setiap permukaan adalah 84 pin. Ini berbeda daripada SIMM yang hanya berfungsi pada sebelah modul saja. Mensuport 64 bit penghantaran data. SDRAM (synchronous DRAM) menggunakan DIMM. Merupakan penganti dari DRAM, FPM (fast page memory) dan EDO. SDRAM pengatur (synchronizes) memori supaya sama dengan CPU clock untuk pemindahan data yang lebih cepat. Terdapat dalam dua kecepatan yaitu 100MHz (PC100) dan 133MHz (PC133). DIMM 168 PIN. DIMM adalah jenis RAM yang terdapat di pasaran.

• Cache Memory

Memori berkapasitas terbatas, memori ini berkecepatan tinggi dan lebih mahal dibandingkan memory utama. Berada diantara memori utama dan register pemroses, berfungsi agar pemroses tidak langsung mengacu kepada memori utama tetapi di cache memory yang kecepatan aksesnya yang lebih tinggi, metode menggunakan cache memory ini akan meningkatkan kinerja sistem. Cache memory adalah tipe RAM tercepat yang ada, dan digunakan oleh CPU, hard drive, dan beberapa komponen lainnya.

Memori Eksternal

Merupakan memori tambahan yang berfungsi untuk menyimpan data atau program.Contoh: Hardisk, Floppy Disk dll. Hubungan antara Chace Memori, Memori Utama dan Konsep dasar memori eksternal adalah : Menyimpan data bersifat tetap (non volatile), baik pada saat komputer aktif atau tidak. Memori eksternal biasa disebut juga memori eksternal yaitu perangkat keras untuk melakukan operasi penulisan, pembacaan dan penyimpanan data, di luar memori utama.

Memori eksternal mempunyai dua tujuan utama yaitu sebagai penyimpan data secara permanen untuk membantu fungsi RAM dan yang untuk mendapatkan memori murah yang berkapasitas tinggi bagi penggunaan jangka panjang. Jenis-Jenis Memori Eksternal

Ø  Berdasarkan Jenis Akses Data

§  DASD (Direct Access Storage Device) di mana ia mempunyai akses langsung terhadap data.

Contoh :

ü  Magnetik (floppy disk, hard disk)

ü  Removeable hard disk (Zip disk, Flash disk)

ü  Optical Disk

§  SASD (Sequential Access Storage Device)

Akses data secara tidak langsung (berurutan), seperti pita magnetik.

Ø  Berdasarkan Karakteristik Bahan

§  Punched Card atau kartu berlubang
Merupakan kartu kecil berisi lubang-lubang yang menggambarkan berbagai instruksi atau data.

Kartu ini dibaca melalui puch card reader yang sudah tidak digunakan lagi sejak tahun 1979.

§  Magnetic disk

Magnetic Disk merupakan disk yang terbuat dari bahan yang bersifat magnetik, Contoh : floppy dan harddisk.

PERALATAN PENYIMPANAN DATA

Macam Peralatan Penyimpanan Data

·         Magnetik Disk

·         Floppy Disk

·         IDE Disk

·         SCSI Disk

·         RAID

·         Optical Disk

·         CDROM

·         CD-R

·         CD-RW

·         DVD

Magnetik Disk (Pita Magnetik)

 Disk adalah piringan bundar yang terbuat dari bahan tertentu (logam atau plastik) dengan permukaan dilapisi bahan yang dapat di magnetisasi.

Mekanisme baca/tulis menggunakan kepala baca atau tulis yang disebut head, merupakan komparan pengkonduksi (conducting coil).

Desain fisiknya, head bersifat stasioner sedangkan piringan disk berputar sesuai kontrolnya

Dua metode layout data pada disk, yaitu constant angular velocity dan multiple zoned recording

Disk diorganisasi dalam bentuk cincin – cincin konsentris yang disebut track

Tiap track pada disk dipisahkan oleh gap (gap: mencegah atau mengurangi kesalahan pembacaan maupun penulisan yang disebabkan melesetnya head atau karena interferensi medan magnet)

Sejumlah bit yang sama akan menempati track – track yang tersedia.

Semakin ke dalam disk maka kerapatan (density) disk akan bertambah besar.

Data dikirim ke memori ini dalam bentuk blok, umumnya blok lebih kecil kapasitasnya daripada track.

Blok – blok data disimpan dalam disk yang berukuran blok, yang disebut sector.

Track biasanya terisi beberapa sector, umumnya 10 hingga 100 sector tiap tracknya.

Layout dan Pembacaan

BACA dan TULIS

Head harus bisa mengidentifikasi titik awal atau posisi – posisi sector maupun track

Data yang disimpan akan diberi header data tambahan yang menginformasikan letak sector dan track suatu data

Tambahan header data ini hanya digunakan oleh sistem disk drive saja tanpa bisa diakses oleh penggunaFormat data pada track disk  Field ID merupakan header data yang digunakan disk drive menemukan letak sector dan tracknya.

Byte SYNCH adalah pola bit yang menandakan awal field data.

Karakteristik Magnetik Disk :

·         Contact (floppy)

·         Fixed gap

·         Aerodynamic gap (Winchester)

Mekanisme head :

·         Single-platter

·         Multiple-platter

Platters :

·         Single-sided

·         Double-sided

Sides :

·         Nonremovable disk

·         Removable disk

Portabilitas disk :

·         Fixed head (satu per track)

·         Movable head (satu per surface)

Gerakan head

Karakteristik Macam Gerakan Head

Pada head tetap setiap track memiliki kepala head sendiri, sedangkan pada head bergerak, satu kepala head digunakan untuk beberapa track dalam satu muka disk.

Pada head bergerak adalah lengan head bergerak menuju track yang diinginkan berdasarkan perintah dari disk drive-nya.

Portabilitas disk

·         Disk yang tetap (non-removable disk)

·         Disk yang dapat dipindah (removable disk).

Sides/Sisi dan Platters/Piringan

Sides :

·         satu sisi disk (single sides)

·         Dua muka disk (double sides)

Platters :

·         Satu piringan (single platter)

·         Banyak piringan (multiple platter).

Mekanisme head

Head yang menyentuh disk (contact) seperti pada floppy disk, head yang mempunyai celah utara tetap maupun yang tidak tetap tergantung medan magnetnya.

Celah atau jarak head dengan disk tergantung kepadatan datanya, semakin padat datanya dibutuhkan jarak head yang semakin dekat, namun semakin dekat head maka faktor resikonya semakin besar, yaitu terjadinya kesalahan baca.

Teknologi Winchester dari IBM mengantisipasi masalah celah head diatas dengan model head aerodinamik. Head berbentuk lembaran timah yang berada dipermukaan disk apabila tidak bergerak, seiring perputaran disk maka disk akan mengangkat headnya.

Istilah Winchester dikenalkan IBM pada model disk 3340-nya. Model ini merupakan removable disk pack dengan head yang dibungkus di dalam pack. Sekarang istilah Winchester digunakan oleh sembarang disk drive yang dibungkus pack dan memakai rancangan head aerodinamisDisk piringan banyak (multiple platters disk) Floppy Disk

Karakteristik disket adalah head menyentuh permukaan disk saat membaca ataupun menulis.

UNIT MASUKAN DAN KELUARAN

Unit Masukan dan Keluaran ( I/O Devices ) merupakan peralatan antarmuka (interface) bagi sistem bus atau switch sentral dan mengontrol satu atau lebih perangkat peripheral.

Modul I/O memiliki dua buah fungsi utama, yaitu :

·         Sebagai piranti antarmuka ke CPU dan memori melalui bus sistem.

·         Sebagai piranti antarmuka dengan peralatan peripheral lainnya dengan menggunakan link data tertentu.

Fungsi Modul I/O

Fungsi dalam menjalankan tugas bagi modul I/O dapat dibagi menjadi beberapa katagori, yaitu:

1.      Kontrol dan pewaktuan
Berfungi untuk mensinkronkan kerja masing-masing komponen penyusun computer

2.      Komunikasi CPU
Fungsi komunikasi antara CPU dan modul I/O meliputi proses – proses berikut :

·         Command Decoding, yaitu modul I/O menerima perintah – perintah dari CPU yang dikirimkan sebagai sinyal bagi bus kontrol. Misalnya, sebuah modul I/O untuk disk dapat menerima perintah: Read sector, Scan record ID, Format disk.

·         Data, pertukaran data antara CPU dan modul I/O melalui bus data.

·         Status Reporting, yaitu pelaporan kondisi status modul I/O maupun perangkat peripheral, umumnya berupa status kondisi Busy atau Ready. Juga status bermacam – macam kondisi kesalahan (error).

·         Address Recognition, bahwa peralatan atau komponen penyusun komputer dapat dihubungi atau dipanggil maka harus memiliki alamat yang unik, begitu pula pada perangkat peripheral, sehingga setiap modul I/O harus mengetahui alamat peripheral yang dikontrolnya.

3.      Komunikasi perangkat eksternal
Pada sisi modul I/O ke perangkat peripheral juga terdapat komunikasi yang meliputi komunikasi data, kontrol maupun status

4.      Buffer data
Berfungsi untuk mendapatkan penyesuaian data sehubungan perbedaan laju transfer data dari perangkat peripheral dengan kecepatan pengolahan pada CPU

5.      Deteksi kesalahan
Apabila pada perangkat peripheral terdapat masalah sehingga proses tidak dapat dijalankan, maka modul I/O akan melaporkan kesalahan tersebut

Struktur Modul I/O

Antarmuka modul I/O ke CPU melalui bus sistem komputer terdapat tiga saluran, yaitu saluran data, saluran alamat dan saluran kontrol. Bagian terpenting adalah blok logika I/O yang berhubungan dengan semua peralatan antarmuka peripheral, terdapat fungsi pengaturan dan switching pada blok ini.

Teknik Masukan/Keluaran

Terdapat tiga buah teknik dalam operasi I/O, yaitu: I/O terprogram, interrupt – driven I/O, dan DMA (Direct Memory Access).

Perangkat Eksternal

Secara umum perangkat eksternal diklasifikasikan menjadi 3 katagori:

1.      Human Readable, yaitu perangkat yang berhubungan dengan manusia sebagai pengguna komputer. Contohnya: monitor, keyboard, mouse, printer, joystick, disk drive.

Machine readable, yaitu perangkat yang berhubungan dengan peralatan. Biasanya berupa modul sensor dan tranduser untuk monitoring dan kontrol suatu peralatan atau sistem.

Struktur Modul I/O

Antarmuka modul I/O ke CPU melalui bus sistem komputer terdapat tiga saluran, yaitu saluran data, saluran alamat dan saluran kontrol. Bagian terpenting adalah blok logika I/O yang berhubungan dengan semua peralatan antarmuka peripheral, terdapat fungsi pengaturan dan switching pada blok ini.

Teknik Masukan/Keluaran

Terdapat tiga buah teknik dalam operasi I/O, yaitu: I/O terprogram, interrupt – driven I/O, dan DMA (Direct Memory Access).

Perangkat Eksternal

Secara umum perangkat eksternal diklasifikasikan menjadi 3 katagori:

1. Human Readable, yaitu perangkat yang berhubungan dengan manusia sebagai pengguna komputer. Contohnya: monitor, keyboard, mouse, printer, joystick, disk drive.
2. Machine readable, yaitu perangkat yang berhubungan dengan peralatan. Biasanya berupa modul sensor dan tranduser untuk monitoring dan kontrol suatu peralatan atau sistem.

3.Communication, yatu perangkat yang berhubungan dengan komunikasi jarak jauh. Misalnya: NIC dan modem.

Daftar Pustaka

http://apriskacute.blogspot.com/2011/04/komputer-dari-generasi-pertama-sampai.html

http://apriskacute.blogspot.com/2011/04/evolusi-dan-kinerja-komputer.html

http://www.anneahira.com/komputer/memori-komputer.htm

http://www.indojaya.com/teknologi/komputer/801-pengertian-memori.html

http://cheppyandriana.blogspot.com/2010/01/pengertian-memory.html

http://iskandar-zulkarnaen1.tripod.com/risc.pdf

http://www.isomwebs.com/2012/pengertian-parallel-computing/

http://ocw.gunadarma.ac.id/course/industrial-technology/program-of-electronics-engineering-study-2013-s1/arsitektur-komputer/control-unit

http://yogapw.wordpress.com/2012/04/08/pengertian-internet-interconnected-network/