MIKROKOMPUTER

• Peran Mikrokomputer Dalam Sistem Komputer

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. 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.

• Konsep Dasar Mikrokomputer

Mikrokomputer adalah sebuah kumpulan komponen yang mempunya konsep dasar yaitu : interkoneksi antara mikroprosesor CPU dengan memori utama main memor dan antarmuka input/output yang dilakukan dengan menggunakan sistim interkoneksi bus


Sistem mikrokomputer terdiri dari dari tiga bagian utama, yakni:

     1. CentralProcessingUnit(CPU)

Central Processing Unit terdiri dari dua bagian utama yakni yakni Control Unit dan Arithmatic Logical Unit (ALU). Control Unit atau unit pengendali berfungsi untuk mengambil, mengkode dan melaksanakan instruksi sebuah program yang tersimpan dalam memori. Unit pengendali atau control unit juga berfungsi untuk mengatur urutan operasi seluruh sistem. Control unit atau unit pengendali berfungsi untuk menghasilkan dan mengatur signal pengendali yang diperlukan untuk menyerempakkan operasi, aliran dan instruksi program. Arithamtic Logical Unit (ALU) adalah sebuah unit yang berfungsi untuk melaksanakan operasi matematik dan operasi-operasi logika.

     2. Memory Unit

MemoryUnit(UnitPenyimpanan)adalahunit-unityangmengandungprogram-program yang bersangkutan dan data yang sedang diolah. Memory utama pada mikrokomputer terdiri dari dua macam.

•  RAM(RandomAccessMemory)

RAM adalah unit memori yang dapat dibaca dan/atau ditulisi. Data dalam RAM bersifat volatile (akan hilang bila power mati). RAM hanya digunakan untuk menyimpan data sementara, yaitu data yang tidak begitu penting (tidak masalah bila hilang akibat aliran daya listrik terputus)

• ROM(ReadOnlyMemory)

ROM merupakan memori yang hanya dapat dibaca. Data tidak akan terhapus meskipun aliran listrik terputus (non-volatile).


     3. InputOutput(I/O)Unit

Unit yang berhubungan denga nperipheral sistem mikrokomputer. PirantiInput/Output

(I/O interface) dibutuhkan untuk menghubungkan piranti di luar sistem. I/O dapat menerima/memberi data dari/ke mikroprosesor. Untuk menghubungkan antara I/O interface dengan mikroprosesor dibutuhkan piranti address. Dua macam I/O interface yangdipakai yaitu: serial dan paralel. Piranti serial (UART/universal asynchronous receiver-transmitter) merupakan pengirim-penerima tunggal (tak serempak). 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.

• Sejarah Perkembangan Komputer

     1. Komputer Generasi Pertama

Perangkat komputer yang pertama kali dikembangkan adalah komputer untuk desain pesawat dan peluru kendali. Ilmuwan yang menggagas konsep pengembangan tersebut adalah Konrad Zuse, seorang Insinyur asal Jerman. Kemudian, pada pertengahan 1940-an, komputer tersebut mengalami perkembangan lebih lanjut yang dilakukan oleh John von Neuman.

Ciri utama dari komputer generasi pertama adalah CPU. Ya, central processing unit yang terdapat dalam komputer generasi I merupakan mesin pertama yang digunakan untuk mengoperasikan seluruh sistem dalam komputer. Sedangkan program utama yang terdapat di komputer generasi pertama adalah “machine language”.


     2. Komputer Generasi Kedua

Penemuan penting telah terjadi di generasi kedua ini. Adalah transistor, alat canggih yang dapat memaksimalkan kinerja komputer dengan ukuran yang sangat kecil. Penemuan alat ini mempengaruhi perkembangan komputer pada generasi kedua. Pada 1960-an, para ilmuwan mencoba menggarap komputer generasi kedua.

Beberapa intansi, perusahaan, universitas, serta pemerintah telah memanfaatkan kecanggihan dari komputer generasi kedua. Inti dari penemuan generasi II ini adalah transistor, yang membuat komputer generasi kedua berukuran lebih kecil daripada komputer generasi pertama.

     3. Komputer Generasi Ketiga

Dalam pemakaiannya, transistor membuat komputer lebih cepat panas. Dengan demikian, komputer generasi kedua mulai ditinggalkan. Kemudian seorang ilmuwan bernama Jack Billy mencoba melakukan penelitian. Kemudian pada 1958, ia menciptakan komponen yang lebih canggih dibandingkan transistor yang membuat komputer cepat panas tadi. Yakni IC atau Integrated Circuit chip kecil yang mampu menampung banyak komponen menjadi satu.

Dengan begitu, ukuran komputer menjadi lebih kecil. Pun, pada komputer generasi ketiga juga lebih cepat disektor sistem operasi dan mampu menjalankan beberapa program secara bersamaan.

     4. Komputer Generasi Keempat

Pada generasi ini, komputer yang menggunakan chip IC kemudian dikembangkan lagi. Perusahaan Very Large Scale Integration mencoba melakukan pengembangan tersebut pada 1980-an. Walhasil, satu chip tunggal dapat menampung ribuan komponen. Dari sinilah, istilah “personal computer” atau PC muncul. Artinya, perangkat komputer mulai dipasarkan ke sektor perorangan. Tak berhenti sampai disitu, muncullah perangkat komputer yang mudah dibawa ke mana-mana, yaitu Laptop.


     5. Komputer Generasi Kelima

Komputer generasi kelima adalah yang saat ini tengah dilakukan oleh berbagai vendor elektronik. Ya, komputer generasi kelima kerap disebut sebagai komputer generasi masa depan. Beberapa bukti kecil adalah munculnya smartphone, tablet, phablet, netbook, ultrabook, dan banyak lagi. Perkembangan selanjutnya adalah perangkat komputer yang dapat dijalankan tanpa harus menggunakan kontak fisik (menyentuhnya), tetapi menggunakan otak. Lalu, akankah komputer generasi kelima terealisasi? Hanya waktu yang bisa menjawab.

• Sejarah Perkembangan Mikrokomputer

     - 1904: Dioda tabung pertama kali diciptakan oleh seorang ilmuwan dari Inggris yang bernama Sir John Ambrose Fleming (1849-1945)

     - 1906: ditemukan trioda hasil pengembangan dioda tabung oleh seorang ilmuwan Amerika yang bernama Dr. Lee De Forest. Yang kemudian terciptalah tetroda dan pentode.

     - 1947: Transistor diciptakan di labolatorium Bell.

     - 1965: Gordon Moore dari Fairchild semiconductor dalam sebuah artikel untuk majalan elektronik mengatakan bahwa chip semikonduktor berkembang dua kali lipat setiap dua tahun selama lebih dari tiga dekade.

     - 1968: Moore, Robert Noyce dan Andy Grove menemukan Intel Corp. untuk menjalankan bisnis “INTegrated ELectronics.”

     - 1969: Intel mengumumkan produk pertamanya, RAM statis 1101, metal oxide semiconductor (MOS) pertama di dunia. Ia memberikan sinyal pada berakhirnya era memori magnetis.

     - 1971 : 4004 Microprocessor

Pada tahun 1971 munculah microprocessor pertama Intel , microprocessor 4004 ini digunakan pada mesin kalkulator Busicom. Dengan penemuan ini maka terbukalah jalan untuk memasukkan kecerdasan buatan pada benda mati.

     - 1972 : 8008 Microprocessor

Pada tahun 1972 munculah microprocessor 8008 yang berkekuatan 2 kali lipat dari pendahulunya yaitu 4004.

     - 1974 : 8080 Microprocessor

Menjadi otak dari sebuah komputer yang bernama Altair, pada saat itu terjual sekitar sepuluh ribu dalam 1 bulan.

     - 1978 : 8086-8088 Microprocessor

Sebuah penjualan penting dalam divisi komputer terjadi pada produk untuk komputer pribadi buatan IBM yang memakai prosesor 8088 yang berhasil mendongkrak nama intel.

     - 1982 : 286 Microprocessor

Intel 286 atau yang lebih dikenal dengan nama 80286 adalah sebuah processor yang pertama kali dapat mengenali dan menggunakan software yang digunakan untuk processor sebelumnya.

     - 1985 : Intel386 Microprocessor

Intel 386 adalah sebuah prosesor yang memiliki 275.000 transistor yang tertanam diprosessor tersebut yang jika dibandingkan dengan 4004 memiliki 100 kali lipat lebih banyak dibandingkan dengan 4004

     - 1989 : Intel486 DX CPU Microprocessor

Intel i486 merupakan prosesor pertama dengan lebih 1 juta transistor. Sebelumnya sudah dikenal generasi XT i186, dilanjutkan dengan generasi AT i286, i386 hingga i486. i486 dengan chip 32 bit ini bekerja dengan clock sampai 100MHz. i486 dipasarkan hingga pertengahan tahun 90-an.
Processor yang pertama kali memudahkan berbagai aplikasi yang tadinya harus mengetikkan command-command menjadi hanya sebuah klik saja, dan mempunyai fungsi komplek matematika sehingga memperkecil beban kerja pada processor.

     - 1993 : Intel Pentium Processor

Generasi berikutnya adalah i586 yang lebih dikenal dengan Pentium I dengan lebih dari 3 juta transistor. Chip ini menyimpan sebuah bug. Pentium berjalan dengan kesalahan proses yang paling parah sepanjang sejarah. Processor generasi baru yang mampu menangani berbagai jenis data seperti suara, bunyi, tulisan tangan, dan foto.
1995 : Intel® Pentium® Pro Processor
Processor yang dirancang untuk digunakan pada aplikasi server dan workstation, yang dibuat untuk memproses data secara cepat, processor ini mempunyai 5,5 jt transistor yang tertanam.

     - 1997 : Intel Pentium II Processor

Perkembangan berikutnya lahir Pentium II dengan clock hingga 450 MHz dan menampung sekitar 7,5 juta transistor diintegrasikan dengan chace level 2 (L2). Processor Pentium II merupakan processor yang menggabungkan Intel MMX yang dirancang secara khusus untuk mengolah data video, audio, dan grafik secara efisien. Terdapat 7.5 juta transistor terintegrasi di dalamnya sehingga dengan processor ini pengguna PC dapat mengolah berbagai data dan menggunakan internet dengan lebih baik.

     - 1998 : Intel Pentium II Xeon Processor

Processor ekonomis Celeron dengan basis Pentium II tetapi tanpa ketersediaan chace level 2 (L2). Processor ini dikenal dengan Pentium II Celeron.Processor yang dibuat untuk kebutuhan pada aplikasi server. Intel saat itu ingin memenuhi strateginya yang ingin memberikan sebuah processor unik untuk sebuah pasar tertentu.

     - Pada tahun 1999

Pentium III lahir dengan slogan “Internet Streaming Extension”. Pentium III didukung dengan 44 juta transistor dan dapat mendukung lebih banyak proses secara paralel.

     - 1999 : Intel Celeron Processor

Processor Intel Celeron merupakan processor yang dikeluarkan sebagai processor yang ditujukan untuk pengguna yang tidak terlalu membutuhkan kinerja processor yang lebih cepat bagi pengguna yang ingin membangun sebuah system computer dengan budget (harga) yang tidak terlalu besar. Processor Intel Celeron ini memiliki bentuk dan formfactor yang sama dengan processor Intel jenis Pentium, tetapi hanya dengan instruksi-instruksi yang lebih sedikit, L2 cache-nya lebih kecil, kecepatan (clock speed) yang lebih lambat, dan harga yang lebih murah daripada processor Intel jenis Pentium. Dengan keluarnya processor Celeron ini maka Intel kembali memberikan sebuah processor untuk sebuah pasaran tertentu.


     - 1999 : Intel Pentium III Processor

Processor Pentium III merupakan processor yang diberi tambahan 70 instruksi baru yang secara dramatis memperkaya kemampuan pencitraan tingkat tinggi, tiga dimensi, audio streaming, dan aplikasi-aplikasi video serta pengenalan suara.

     - 1999 : Intel Pentium III Xeon Processor

Intel kembali merambah pasaran server dan workstation dengan mengeluarkan seri Xeon tetapi jenis Pentium III yang mempunyai 70 perintah SIMD. Keunggulan processor ini adalah ia dapat mempercepat pengolahan informasi dari system bus ke processor , yang juga mendongkrak performa secara signifikan. Processor ini juga dirancang untuk dipadukan dengan processor lain yang sejenis.

     - 2000 : Intel Pentium 4 Processor

Dengan clock 4 kali lebih besar dari Pentium III, Pentium 4 lahir dengan clock hingga 3.8 GHz. Processor ini mampu melaksanakan perintah jauh lebih banyak pada proses yang sama. Varian lain dari Pentium 4 ini adalah Pentium 4 Hyperthreading.
Processor Pentium IV merupakan produk Intel yang kecepatan prosesnya mampu menembus kecepatan hingga 3.06 GHz. Pertama kali keluar processor ini berkecepatan 1.5GHz dengan formafactor pin 423, setelah itu intel merubah formfactor processor Intel Pentium 4 menjadi pin 478 yang dimulai dari processor Intel Pentium 4 berkecepatan 1.3 GHz sampai yang terbaru yang saat ini mampu menembus kecepatannya hingga 3.4 GHz.

     - 2001 : Intel® Xeon® Processor

Processor Intel Pentium 4 Xeon merupakan processor Intel Pentium 4 yang ditujukan khusus untuk berperan sebagai computer server. Processor ini memiliki jumlah pin lebih banyak dari processor Intel Pentium 4 serta dengan memory L2 cache yang lebih besar pula.

     - 2001 : Intel® Itanium® Processor

Itanium adalah processor pertama berbasis 64 bit yang ditujukan bagi pemakain pada server dan workstation serta pemakai tertentu. Processor ini sudah dibuat dengan struktur yang benar-benar berbeda dari sebelumnya yang didasarkan pada desain dan teknologi Intel’s Explicitly Parallel Instruction Computing ( EPIC ).
   
     - 2002 : Intel® Itanium® 2 Processor

Processor Itanium 2 merupakan generasi berikutnya. Itanium 2 adalah generasi kedua dari keluarga Itanium. Processor 64 bit dengan 221 juta transistor ini mencapai clock maksimum 1 GHz. Processor ini tidak sukses di pasaran, bahkan namanyapun nyaris tidak pernah terdengar.

     - 2003 : Intel® Pentium® M Processor

Processor yang ditujukan untuk notebook ini dikenal dengan Pentium M. Merupakan processor yang dirampingkan hingga 77 juta transistor. Pentium M dibuat untuk menggantikan Pentium 4 yang boros penggunaan daya pada notebook. Chipset 855, dan Intel® PRO/WIRELESS 2100 adalah komponen dari Intel® Centrino™. Intel Centrino dibuat untuk memenuhi kebutuhan pasar akan keberadaan sebuah komputer yang mudah dibawa kemana-mana.

     - 2004 : Intel Pentium M 735/745/755 processors

Dilengkapi dengan chipset 855 dengan fitur baru 2Mb L2 Cache 400MHz system bus dan kecocokan dengan soket processor dengan seri-seri Pentium M sebelumnya.

     - 2004 : Intel E7520/E7320 Chipsets

7320/7520 dapat digunakan untuk dual processor dengan konfigurasi 800MHz FSB, DDR2 400 memory, and PCI Express peripheral interfaces.

    - Pada tahun 2005

Penggabungan kinerja Hyperthreading dan penggunaan daya Pentium M, lahir processor DualCore dengan clock maksimal 2 GHz.

     - 2005 : Intel Pentium 4 Extreme Edition 3.73GHz

Sebuah processor yang ditujukan untuk pasar pengguna komputer yang menginginkan sesuatu yang lebih dari komputernya, processor ini menggunakan konfigurasi 3.73GHz frequency, 1.066GHz FSB, EM64T, 2MB L2 cache, dan HyperThreading.

     - 2005 : Intel Pentium D 820/830/840

Processor berbasis 64 bit dan disebut dual core karena menggunakan 2 buah inti, dengan konfigurasi 1MB L2 cache pada tiap core, 800MHz FSB, dan bisa beroperasi pada frekuensi 2.8GHz, 3.0GHz, dan 3.2GHz. Pada processor jenis ini juga disertakan dukungan HyperThreading.

     - Pada tahun 2006

Penggunaan dan pemasaran generasi DualCore belum habis, setahun kemudian diluncurkan Core2Duo yang mengintegrasikan hampir 300 juta transistor dengan 2 buah core yang bekerja dalam 1 processor mampu bekerja hingga 3.3 GHz.

     - 2006 : Intel Core 2 Quad Q6600

Processor untuk type desktop dan digunakan pada orang yang ingin kekuatan lebih dari komputer yang ia miliki memiliki 2 buah core dengan konfigurasi 2.4GHz dengan 8MB L2 cache (sampai dengan 4MB yang dapat diakses tiap core ), 1.06GHz Front-side bus, dan thermal design power ( TDP ).

     - 2006 : Intel Quad-core Xeon X3210/X3220

Processor yang digunakan untuk tipe server dan memiliki 2 buah core dengan masing-masing memiliki konfigurasi 2.13 dan 2.4GHz, berturut-turut , dengan 8MB L2 cache ( dapat mencapai 4MB yang diakses untuk tiap core ), 1.06GHz Front-side bus, dan thermal design power (TDP).

    - Pada tahun 2009

4 buah core dengan 731 juta transistor menjadikan Intel Core i7 ini menjadi processor paling cepat saat ini.

     - Intel Core i3

Intel Core i3 merupakan varian paling value dibandingkan dua saudaranya yang lain. Processor ini akan mengintegrasikan GPU (Graphics Processing Unit) alias Graphics On-board didalam processornya. Kemampuan grafisnya diklaim sama dengan Intel GMA pada chipset G45. Selain itu Core i3 nantinya menggunakan manufaktur hybrid, inti processor dengan 32nm, sedangkan memory controller/graphics menggunakan 45nm. Code produk Core i3 adalah Arrandale.

     - Intel Core i5

Jika Bloomfield adalah codename untuk Core i7 maka Lynnfield adalah codename untuk Core i5. Core i5 adalah seri value dari Core i7 yang akan berjalan di socket baru Intel yaitu socket LGA-1156. Tertarik begitu mendengar kata value ? Tepat ! Core i5 akan dipasarkan dengan harga sekitar 186 US dollar.

Kelebihan Core i5 ini adalah ditanamkannya fungsi chipset Northbridge pada inti processor (dikenal dengan nama MCH pada Motherboard). Maka motherboard Core i5 yang akan menggunakan chipset Intel P55 (dikelas mainstream) ini akan terlihat lowong tanpa kehadiran chipset northbridge. Jika Core i7 menggunakan Triple Channel DDR 3, maka di Core i5 hanya menggunakan Dual Channel DDR 3. Penggunaan dayanya juga diturunkan menjadi 95 Watt. Chipset P55 ini mendukung Triple Graphic Cards (3x) dengan 1×16 PCI-E slot dan 2×8 PCI-E slot. Pada Core i5 cache tetap sama, yaitu 8 MB L3 cache.

Intel juga meluncurkan Clarksfield, yaitu Core i5 versi mobile yang ditujukan untuk notebook. Socket yang akan digunakan adalah mPGA-989 dan membutuhkan daya yang terbilang cukup kecil yaitu sebesar 45-55 Watt.

     - Intel Core i7

Core i7 sendiri merupakan processor pertama dengan teknologi “Nehalem”. Nehalem menggunakan platform baru yang betul-betul berbeda dengan generasi sebelumnya. Salah satunya adalah mengintegrasikan chipset MCH langsung di processor, bukan motherboard. Nehalem juga mengganti fungsi FSB menjadi QPI (Quick Path Interconnect) yang lebih revolusioner.

• Terminologi Mikrokomputer

1. Terminologi(bit)

• Bit merupakan singkatan dari binary digit. Bit direpresentasikan dengan nilai 0 dan 1.
• Ukuran bit pada komputer menunjukkan jumlah bit yang dapat diproses. Sebagai contoh, sebuah komputer 32-bit dapat memproses kata sebanyak 32bit.
• 8bit = 1byte.
• 4bit =“nibble”

2. Terminologi(ALU)

• Arithmetic logic unit (ALU) adalah sirkuit digital dimana dapat melakukan operasi arimatika dan lojik di dua n-bit kata digital.Nilai-n dapat berupa 4,8,16,32 atau 64.
• Sebuah grup bit dinamakan kata (words) digital.
• Operasi yang dilakukan ALU adalah pejumlahan, pengurangan, AND, OR, dan perbandingan dua dua n-bit kata digital.
• Ukuran ALU didefinisikan oleh ukuran komputer.Misalnya, sebuah komputer32-bit memiliki ALU sebanyak 32-bit

3. Terminologi(Address)

• Address, adalah sebuah pola dengan nilai 1 dan 0, yang merepresentasikan lokasi spesifik dari sebuah memori atau perangkatI/O.
• Micoprosssor8-bit memiliki 16 baris address,dan 16 baris ini dapat menghasilkan 216 addressyangunik.
• 16-bit address dimulai dari 0000000000000000 sampai dengan 1111111111111111, menghasilkan 65536 kombinasi address yang berbeda.

4. Terminologi(ROM & RAM)

• Read-only memory (ROM) adalah media penyimpanan kata digital.Kontennya bersifat permanen ketika diprogram.
• ROM bersifat nonvolatile, konten di dalam ROM akan tetap eksis meskipun tidak ada aliran listrik.
• Random access memory (RAM) adalah media penyimpanan kata digital. Tidak hanya dapat membaca isi konten, namun dapat mengubah isi konten pada address tertentu.
• RAM bersifat volatile, dibutuhkan aliran listrik untuk menyimpankonten.

5. Terminologi(Register)

• Register dapat ditinjau sebagai media penyimpanan yang volatile untuk beberapa bit. Bit ini dimungkinkan diatur ke dalam register secara bersamaan (parallel) atau sekuensial (serially) dari kanan ke kiri, atau kiri ke kanan, 1 bit pada satusatuanwaktu.
• Sebuah register 8 bit yang menyimpan bit 11110000 direpresentasikan sebagai berikut:

6. Terminologi(Bus)

• Bus diartikan sebagai serangkaian konduktor (atau kabel) dengan jumlah tertentu, yang diorganisaskan untuk menyediakan layanan komunikasi antar elemen yang berbeda-beda didalam sistem microcomputer.
• Normalnya sebuah micoprocessor memiliki sebuah address bus,data bus dan controlbus.
• Instruksi dari memory dan data menuju/dari memory biasanya ditransfer melalui databus.

• Sinyal kontrol control signal bus.
• Bus-bus kadangkala berkerja secara bidirectional ,yaitu informasi bisa ditransmisikan di kedua arah. Namun, biasanya bus bekerja di satu arah dalam satu waktu.

7. Terminologi(Instruction Set)

• Instruction set dari sebuah mikroprosessor adalah daftar perintah yang didesain untuk dieksekusi.
• Instruksi yang umum adalah ADD, SUBTRACT dan STORE.
• Jika sebuah mikroprosessor mempunyai alokasi 3 bit untuk merepresentasikan instruksi, maka mikroprosessor akan mengenali maksimum 23 atau 8 instruksi yang berbeda.

8. Terminologi(Clock)

• Microcomputer membutuhkan sinkronisasi terhadap semua komponen pendudukungnya, ini dapat dijalankan dengan bantuan clock atau timing circuits.

9. Terminologi(Chip)

• Chip adalah sebuah paket integrated circuit (IC) yang mengandung sirkuit digital.

10. Terminologi(Gate)

• Gate atau gerbang adalah operator lojik seperti AND, OR danNOT.

11. Terminologi(Speed power product)

• Speed power product (SPP) adalah ukuran performa dari gerbang logika (logic gate), satuannya adalah picojoule (pJ).
• SPP didapat dari perkalian antara kecepatan (nS) dan power dissipation/pemborosan energi (mW) pada sebuah gerbang (gate).