Dasar-dasar Pemrosesan Komputer

Dasar-dasar Pemrosesan Komputer

Pendahuluan

Dalam bidang teknik komputer, arsitektur komputer adalah konsep perencanaan dan struktur pengoperasian dasar dari suatu sistem komputer. Arsitektur komputer ini merupakan rencana cetak-biru dan deskripsi fungsional dari kebutuhan bagian perangkat keras yang didesain (kecepatan proses dan sistem interkoneksinya). Dalam hal ini, implementasi perencanaan dari masing–masing bagian akan lebih difokuskan terutama, mengenai bagaimana CPU akan bekerja, dan mengenai cara pengaksesan data dan alamat dari dan ke memori cache, RAM, ROM, cakram keras, dll). Beberapa contoh dari arsitektur komputer ini adalah arsitektur von Neumann, CISC, RISC, blue Gene, dll.

Arsitektur komputer juga dapat didefinisikan dan dikategorikan sebagai ilmu dan sekaligus seni mengenai cara interkoneksi komponen-komponen perangkat keras untuk dapat menciptakan sebuah komputer yang memenuhi kebutuhan fungsional, kinerja, dan target biayanya.


Pembahasan 

1.1 Arsitektur Komputer 

• Peralatan Input

Beberapa alat input memiliki fungsi ganda, yaitu sebagai alat input dan juga sebagai alat output untuk menghasilkan data. Alat input/ouput demikian dikenal dengan terminal. Alat input dibagi ke dalam dua golongan yaitu alat input langsung dan tidak langsung. Bila terminal dihubungkan dengan pusat komputer yang letaknya jauh dari terminal melalui alat komunikasi, maka disebut dengan nama Remote Job Entry (RJE)
terminal atau Remote Batch terminal. 

Alat input langsung memungkinkan input diproses secara langsung oleh CPU melalui alat input tanpa terlebih dahulu dinmasukkan ke dalam media penyimpanan ekternal. Alat input langsung terdiri dari beberapa golongan yaitu: keyboard, pointing device, scanner, voice recognizer. Alat input tidak langsung , dimana data yang dimasukkan tidak langsung diproses oleh CPU, tetapi direkam terlebih dahulu ke suatu media mechine readable form (bentuk yang hanya dapat dibaca oleh komputer dan merupakan penyimpanan ekternal). Alat input tidak langsung terdiri dari: key-to-card, key-to-tape, key-to-disk. Input hardware digunakan untuk mentranmisikan data ke processing dan storage hardware. Peralatan yang paling popular untuk memasukkan data yaitu kombinasi antara keyboard dan layar monitor. Layar monitor dianggap sebagai bagian dari input hardware kerena digunakan untuk memeriksa apakah data yang akan dimasukkan telah diketik. Disamping jenis input hardware di atas, terdapat juga input harware lainnya yaitu mouse, scanner, voice recognition, handwriting device, machine data input (misalnya : modem),light pen, dan bar code reader. Voice recognition device dipakai untuk memasukkan suara manusia ke dalam signal interpreter. Kebanyakan voice system yang digunakan sekarang mempunyai vocabulary yang kecil dan harus dilatih untuk mengenal kata-kata tertentu. Caranya, seseorang membacakan sebuah daftar kata-kata yang biasa digunakan sehingga signal interpreter dapat menetapkan polanya. Misalnya pekerja menyebut box yang mereka bawa. Voice input diperlukan karena tangan pekerja sibuk dan tidak dapat mengetik atau memanipulasi peralatan ketik input device lainnya.
Hardwriting recognition device digunakan untuk memasukkan data dengan cara menulis pada elektronis yang sensitive. Karakter-karakter tersebut dikenal dan dimasukkan ke dalam system computer, biasanya suatu system PC (personal computer).

1. Keyboard
   Penciptaan keyboard komputer diilhami oleh penciptaan mesin ketik yang dasar rancangannya di buat dan di patenkan oleh Christopere Lathan pada tahun 1868 dan banyak dipasarkan pada tahun 1877 oleh Perusahaan Remington. Keyboard computer pertama disesuaikan dari kartu pelunbang(punch card) dan teknologi p[engiriman tulisan jarak jauh(teletype). Tahun 1946 komputer ENIAC menggunakan pembaca kartu pembuat lubang(punched card reader) sebagai alat input dan output. Bila mendengar kata “keyboard” maka pikiran kita tidak lepas dari adanya sebuah komputer, karena keyboard merupakan sebuahpapan yeng terdiri dari tombol-tombol untuk mengetikkan kalimat dan symbol-simbol khisus lainnya pada computer. Keyboard dalam bahasa Indonesia artinya papan tombol jari atau papan tuts, Pada keyboard terdapat tombol-tombol huruf (alphabet A-Z, a-z, angka(numeric), 0-9, tombol dan karakter khusus seperti : ` ~ @ # $ % ^ & * ( ) _ - + = / , . ? “ ‘ : ; \ |, tombol fungsi (F1-F12), serta tobol-tobol khusus lainnya yantg jumlah seluruhnya adalah 104 tuts. Sedangkan pada mesin ketik jumlah tutsnya adalah 52 tuts. Bemtuk keyboard umumnya persegi panjang, tetapi saat ini model keyboard sangat variatif. Dahulu orang banyak yang menggunakan mesin ketik baik yang biasa maupun mesin ketik listrik. Keyboard mempunyai kesamaan bentuk dan fungsi dengan mesin ketik. Perbedaannya terletak pada hasil output atau tampilannya. Bila kita menggunakan mesin ketik, kita tidak dapat menghapus atau membatalkan apa-apa saja yang sudah diketikan dan setiap satu huruf atau symbol kita ketikan maka hasilnya langsung kita liat pada kertas.tidak demikian dengan keyboard. Apa yang kita ketikan hasil atau keluarannya dapat kita lihat dilayar monitor terlebih dahulu, kemudian kita dapat memodifikasi atau melakukan perubahan-perubahan bentuk tulisan ,kesalahan ketikan dan lainnya. Keyboard dihubungkan ke computer dengan sebuah kabel yang terdapat pada keyboard. Ujung kabel tersebut dimasukan kedalam port yang terdapat pada CPU computer.
2. Mouse
   Pada dasarnya, penunjuk (pointer) yang dikenal dengan sebutan”Mouse” dapat digerakan kemana saja berdasarkan arah gerakan bola kecil yang terdapat dalam mouse. Jika kita membuka dan mengeluarkan bola kecil yang terdapat dibelakang mouse, maka akan terlihatdua pengendali gerak didalamnya. Kedua pengendali gerak tersebut dapat bergerak bebas dan mengendalikan pergerakan penunjuk yang satu kearah horizontal (mendatar) dan satu lagi Vertikal (atas dan bawah ). Jika kita hanya menggerakan pengendali horizontal maka penunjuk hanya akan bergerak secara horizontal saja pada layar monitor computer. Dan sebaliknya jika penunjuk vertical yang digerakan, maka penunjuk hanya bergrak secara vertical saja dilayar monitor.jika keduanya kita gerakan maka gerakan penunjuk (pointer) akan menjadi diagonal. Jika bola kecil dimasukan kembali, maka bola itu akan menyentuh dan
   menggerakan kedua pengendali gerak tersebut sesuai dengan arah mouse yang kita gerakan. Pada sebagian besar mouse terdapat tiga tombol, tetapi umumnya hanya dua tombol yang berfungsi, yaitu tombol paling kiri dan yang paling kanan. Pengaruh dari penekanan tombol atau yang di kenal dengan istilah “click” ini tergantung pada object (daerah) yang kita tunjuk. Computer akan mengabaikan penekanan tombol (click) bila tidak mengenai area atau object yang tidak penting. Kemudian dalam penggunaan mouse juga kita kenal dengan istilah “Drag” yang artinya menggeser atau menarik. Apabila kita menekan tombol paling kiri tanpa melepaskannya dan sambil menggesernnya, salah satu akibatnya object tersebut berpindah atau menjadi pindah (tersalin) ke object lain dan terdapat kemungkinan lainnya. Kemungkinan-kemungkinan ini tergantung pada jenis program aplikasi apa yang kita jalankan. Mouse terhubung dengan computer dengan sebuah kabel yang terdapat pada mouse. Ujung kabel tersebut dimasukan pada port yang terdapat di CPU computer. 
3. Scanner
   Scanner adalah suatu alat elektronik yang fungsinya mirip dengan mesin foto kopi. Mesin foto kopi hasilnya dapat langsung kamu lihat pada kertas sedangkan scanner hasilnya ditampilakn pada layar monitor computer dahulu kemudian baru dapat dirubah dan dimodifikasi sehingga tampilan dan hasilnya menjadi bagus yang kemudian dapat disimpan sebagai file tekx, dokuman dan gambar. Bentuk dan ukuran scanner bermacam-macam, ada yang besarnya seukuran dengan kertas folio, ada juga yang seukuran postcard, bahkan yang terbaru berbentuk pena yang baru diluncurkan oleh perusahaan WizCom Technologies Inc. scanner berukuran pena tersebut bisa menyimpan hingga 1000 halaman teks cetak dan kemudian mentranfernya ke sebuah computer pribadi (PC). Scanner berukuran pena
   tersebut dinamakan “Quicklink”. Pena scanner itu berukuran panjang enam inci dan beratnya sekitar tiga ons. Scanner tersebut menurut WizCom dapat melakukan pekerjaannya secara acak lebih cepat dari scanner yang berbentuk datar. Data yang telah diambil dengan scanner itu, bisa dimasukkan secara langsung ke semua aplikasi computer yang mengenali teks ASCII. Perbedaan tiap scanner dari merbagai merk terletak pada pemakaian teknologi dan resolusinya. Pemakaian tekologi misalnya penggunaan tombol digital dan teknik pencahayaan.
   • Pemrosesan Pusat dan Penyimpanan Sekunder
   Central processing unit (CPU), yang mengendalikan semua unit sistem komputer yang lain dan mengubah input menjadi output.
   • Primary storage (penyimpanan primer), berisi data yang sedang diolah dan program.
   • Control unit (unit pengendali), membuat semua unit bekerja sama sebagai suatu sistem
   • Arithmatika and logical Unit , tempat berlangsungkan operasi perhitungan matematika dan logika.
   
   Memory sekunder, dipergunakan untuk menyimpan data, informasi, dan program secara permanen sebagai berkas atau file. Contoh memory sekunder adalah floppy disk, hard disk, zipdrive, CD-Rom, DVD, dan lain-lain. Sebagian besar memory sekunder saat ini berbentuk disk/cakram/piringan. Operasi terhadap data, informasi, dan program dilakukan dengan perputaran disk. Satu putaran piringan disebut RPM ( Rotation Per
   Minute ). Semakin cepat perputaran, maka waktu akses akan semakin singkat. Hal ini mengakibatkan semakin besar tekanan terhadap disk dan semakin besar panas yang dihasilkan. Jenis memory sekunder yang akan digunakan akan menentukan kecepatan akses dan metode akses data. Beberapa contoh ukuran kecepatan memory sekunder adalah sebagai berikut.
   • Pre-IDE : Memiliki kecepatan 3600 RPM
   • IDE : Memiliki kecepatan 5200 RPM
   • IDE/SCSI : Memiliki kecepatan 5400 RPM
   • IDE/SCSI : Memiliki kecepatan 10000 RPM
   
   Memory sekunder memiliki alat untuk membaca dan menulis. Alat untukmembaca dan menulis pada harddisk disebut head sedangkan pada floppy disk disebut side. Setiap piringan dalam disk memiliki 2 sisi head/side, yaitu sisi 0 dan sisi 1. Head/side dibagi menjadi sejumlah lingkaran konsentrik yang disebut track. Kumpulan
   track yang sama dari sebuah head yang ada disebut cylinder. Pada suatu track dibagai menjadi daerah-daerah lebih kecil yang disebut sector.
   
   Memory sekunder mempunyai karakteristik sebagai berikut.
   
   1. Sifat penyimpanan yang tetap ( persistent ), sehingga media penyimpanan sekunder perlu dipisahkan dari unit pengolah utama ( central prosessing unit/ CPU ) dan memory utama ( main memory ), dan di hubungkan oleh kabel/bus ke unit pengolah ( prosessor ) dan memory utama ( main memory )
   2. Kemampuan untuk digunakan secara bersama-sama ( shareability ).
   3. Kemampuan untuk menyimpan sejumlah data, informasi, dan program
   
   Langkah pengolahan data daeri dalam memory sekunder adalah sebagai berikut.
   1. Menentukan lokasi data pada memory eksternal (external memory/storage )
   2. Prosessor akan membaca data, dan menyalin data dari memory eksternal ( external memory/storage ) ke memory utama (main memory). Pada saat mengupdate data, maka salinan data dalam main memory yang telah diubah akan dituliskan, yaitu dipindahkan dari main memory ke memory sekunder. Berdasarkan medianya, memory sekunder terdiri atas :
   
   1. Optical disk
      • Memnggunakan prinsip optis, yaitu berdasarkan pantulan cahaya ( sinar
      laser ) pada head baca.
      • Pembacaan data tidak melibatkan kontak fisik antara head dan disk
      • Proses penulisan datanya lebih lambat dari pada proses pembacaan data
      • Lebih awet tahan terhadap jamur, dan lain-lain
      • Pembacaan data secara acak ( Random )
      • Mempunyai kemampuan baca-tulis ( read/write )
      • Kapasitas besar
      • Ukuran kecil
      • Contoh : cd rom 
   2. Magnetik storage
      • Dapat terbentuk disk/tape
      • Media penyimpanan ini menggunakan bahan serbuk magnet
      • Akses data menggunakan prinsip induksi magnetis
      • Jenis ini terdiri atas magnetic tape dan magnetic disk
   
   
   •  Peralatan Output
   Output yang dihasilkan dari pemroses dapat digolongkan menjadi empat bentuk,yaitu tulisan (huruf, angka, symbol khusus) ,image (dalam bentuk grafik atau gambar),suara ,dan bentuk lain yang dapat dibaca oleh mesin (machine-readable form). Tiga golongan pertama adalah output yang dapat digunakan langsung oleh
   manusia, sedangkan golongan terakhir biasanya digunakan sebagai input untuk proses selanjutnya dari komputer.
   
   Peralatan output dapat berupa:
   
   1. Hard-copy device,yaitu alat yang digunakan untuk mencetak tulisan dan image pada media keras seperti kertas atau film.
   2. Soft-copy device,yaitu alat yang digunakan untuk menampilkan tulisan dan image pada media lunak yang berupa sinyal elektronik.
   
   Drive device atau driver,yaitu alat yang digunakan untuk merekam symbol dalam bentuk yang hanya dapat dibaca oleh mesin pada media seperti magnetic disk atau magnetic tape. Alat ini berfungsi ganda,sebagai alat output dan juga sebagai alat input. Output bentuk pertamasifatnya adalah permanen dan lebih portable (dapat dilepas dari alat output dan dapat dibawa ke mana-mana). Alat yang umum digunakan untuk ini adalah printer, plotter, dan alat microfilm. Sedangkan output bentuk kedua dapat berupa video display, flat panel, dan speaker. Dan alat output bentuk ketiga yang menggunakan media magnetic disk adalah disk driver, dan yang mengguankan media magnetic tape adalah tape driver. 
   
4. Printer

Klasifikasi dasar printer adalah :
a. Karakter printer yang mencetak satu karakter setiap kali.Contohnya yang paling umum adalah dot matrix printer.
b. Line printer yang mencetak seluruh baris setiap kali.
c. Page printer (image printer) yang mencetak seluruh halaman setiap kali.
Metode dasar penghasilan cetakan:
a. Impact atau non-impact printing.Impact printer memukulkan atau membenturkan pita tinta ke kertas, sedangkan non-impact printer menggunakan metode printer lain, misalnya thermal atau elektrostatik.
b. Shaped character printing atau dot-matrix printing.Shaped character printing mempunyai hasil cetakan yang lebih baik dari dot-matrix printing.
Kecepatan cetak (print speed):
a. Low speed (kecepatan rendah) : 10 cps / 300 lpm
- Dot matrix impact character printer.Ini adalah jenis printer berkecepatan rendah yang paling sering digunakan,dan sering disebut dengan nama “dot matrix printer”.
- Daisywheel printer.Ini adalah jenis lain printer berkecepatan rendah yang terkenal, yang akan digunakan jika kita memerlukan kualitas cetakkan yang tinggi.
- Inkjet printer.Ini adalah printer berkecepatan rendah yang tidak gaduh, karena menggunakan cara penembakan percikan tinta yang sangat halus ke atas kertas.
b. High speed (Kecepatan tinggi) : 300 lpm – 3000 lpm
- Line printer.Ini adalah impact shaped-character printer yang mencetak keseluruhan baris setiap kalinya.
- Page printer.Ini adalah printer yang mencetak tampilan sebesar halaman penuh setiap kalinya.

• Graph Plotter

Graph plotter digunakan untuk tujuan (penggunaan) ilmiah dan perekayasaan. Salah satu aplikasi khususnya adalah CAD (Computer Aided Design), dimana desain mesin atau arsitektural diciptakan oleh computer dan dikeluarkan (outputnya pada graph plotter). Perangkat ini memberikan bentuk output yang sama sekali berbeda,dan ia mempunyai keragaman aplikasi.Dua jenis dasarnya adalah:
a. Flatbed type. Penanya bergerak keatas,turun,menyilang,atau menyamping.
b. Drum type. Penenya bergerak keatas,turun,dan menyilang. Kertasnya bergerak menyamping. 

•  Monitor

Pada dasarnya monitor terbagi 3 kelompok yaitu :
1. Monitor Digital
2. Monitor Analog
3. Monitor Multiscaning
 
1.2 Software (Perangkat Lunak)
Seperti halnya perangkat keras, perangkat lunak dapat juga berperan langsung atau tidak langsung. Contoh: sistem operasi (berperan tidak langsung), aplikasi bisnis umum dan industri (berperan tidak langsung), sebagian perangkat lunak aplikasi peningkatan produktivitas organisasi perorangan (berperan tidak langsung), spreadsheet, analisis statistik dan perkiraan, manajemen proyek (berperan langsung).
  

• Sistem Operasi

Sistem operasi merupakan sebuah penghubung antara pengguna dari komputer dengan perangkat keras komputer. Sebelum ada sistem operasi, orang hanya mengunakan komputer dengan menggunakan sinyal analog dan sinyal digital. Seiring dengan berkembangnya pengetahuan dan teknologi, pada saat ini terdapat berbagai sistem operasi dengan keunggulan masing-masing. Untuk lebih memahami sistem operasi maka
sebaiknya perlu diketahui terlebih dahulu beberapa konsep dasar mengenai sistem operasi itu sendiri.

Pengertian sistem operasi secara umum ialah pengelola seluruh sumber-daya yang terdapat pada sistem komputer dan menyediakan sekumpulan layanan (system calls) ke pemakai sehingga memudahkan dan menyamankan penggunaan serta pemanfaatan sumber-daya sistem komputer. Contoh populer sistem operasi modern termasuk Linux, Android, iOS, Mac OS X, dan Microsoft Windows.

Sistem Operasi secara umum terdiri dari beberapa bagian:

1. Mekanisme Boot, yaitu meletakkan kernel ke dalam memory
2. Kernel, yaitu inti dari sebuah Sistem Operasi
3. Command Interpreter atau shell, yang bertugas membaca input dari pengguna
4. Pustaka-pustaka, yaitu yang menyediakan kumpulan fungsi dasar dan standar yang dapat dipanggil oleh aplikasi lain
5. Driver untuk berinteraksi dengan hardware eksternal, sekaligus untuk mengontrol mereka.

Sistem operasi-sistem operasi utama yang digunakan komputer sistem umum (termasuk PC, komputer personal) terbagi menjadi 3 kelompok besar:

1. Keluarga Microsoft Windows - yang antara lain terdiri dari Windows Desktop Environment (versi 1.x hingga versi 3.x), Windows 9x (Windows 95, 98, dan Windows ME), dan Windows NT (Windows NT 3.x, Windows NT 4.0, Windows 2000, Windows XP, Windows Server 2003, Windows Vista, Windows Server 2008, Windows 7 (Seven) yang dirilis pada tahun 2009, dan Windows 8 yang akan dirilis pada tahun 2012 atau lebih lambat)).
2. Keluarga Unix yang menggunakan antarmuka sistem operasi POSIX, seperti SCO UNIX, keluarga BSD (Berkeley Software Distribution), GNU/Linux, MacOS/X (berbasis kernel BSD yang dimodifikasi, dan dikenal dengan nama Darwin) dan GNU/Hurd.
3. Mac OS, adalah sistem operasi untuk komputer keluaran Apple yang biasa disebut Mac atau Macintosh. Sistem operasi yang terbaru adalah Mac OS X versi 10.6 (Snow Leopard). Musim panas 2011 direncanakan peluncuran versi 10.7 (Lion).

Sedangkan komputer Mainframe, dan Super komputer menggunakan banyak sekali sistem operasi yang berbeda-beda, umumnya merupakan turunan dari sistem operasi UNIX yang dikembangkan oleh vendor seperti IBM AIX, HP/UX, dll.

Jenis status yang mungkin dapat disematkan pada suatu proses pada setiap sistem operasi dapat berbeda-beda. Tetapi paling tidak ada 3 macam status yang umum, yaitu:

1. Ready, yaitu status dimana proses siap untuk dieksekusi pada giliran berikutnya
2. Running, yaitu status dimana saat ini proses sedang dieksekusi oleh prosesor
3. Blocked, yaitu status dimana proses tidak dapat dijalankan pada saat prosesor siap/bebas

• Aplikasi

Perangkat lunak aplikasi adalah suatu subkelas perangkat lunak komputer yang memanfaatkan kemampuan komputer langsung untuk melakukan suatu tugas yang diinginkan pengguna. Biasanya dibandingkan dengan perangkat lunak sistem yang mengintegrasikan berbagai kemampuan komputer, tapi tidak secara langsung menerapkan kemampuan tersebut untuk mengerjakan suatu tugas yang menguntungkan pengguna. Contoh utama perangkat lunak aplikasi adalah pengolah kata, lembar kerja, dan pemutar media.

Beberapa aplikasi yang digabung bersama menjadi suatu paket kadang disebut sebagai suatu paket atau suite aplikasi (application suite). Contohnya adalah Microsoft Office dan OpenOffice.org, yang menggabungkan suatu aplikasi pengolah kata, lembar kerja, serta beberapa aplikasi lainnya. Aplikasi-aplikasi dalam suatu paket biasanya memiliki antarmuka pengguna yang memiliki kesamaan sehingga memudahkan pengguna untuk mempelajari dan menggunakan tiap aplikasi. Sering kali, mereka memiliki kemampuan untuk saling berinteraksi satu sama lain sehingga menguntungkan pengguna. Contohnya, suatu lembar kerja dapat dibenamkan dalam suatu dokumen pengolah kata walaupun dibuat pada aplikasi lembar kerja yang terpisah.

Aplikasi dapat digolongkan menjadi beberapa kelas, antara lain:

1. Perangkat lunak perusahaan (enterprise)
2. Perangkat lunak infrastruktur perusahaan
3. Perangkat lunak informasi kerja
4. Perangkat lunak media dan hiburan
5. Perangkat lunak pendidikan
6. Perangkat lunak pengembangan media
7. Perangkat lunak rekayasa produk

Pada pengertian umumnya, aplikasi adalah alat terapan yang difungsikan secara khusus dan terpadu sesuai kemampuan yang dimilikinya

1.3 Peranan Peralatan Input dan Output Serta Software dalam Pemecahan Masalah

Semua alat input dan output dapat berkontribusi pada pemecahan masalah baik secara langsung dan tidak langsung. Contoh: keyboard , display, printer dan plotter (berperan langsung), source data automation device, microfilm (berperan tidak langsung). Seperti halnya perangkat keras, perangkat lunak dapat juga berperan langsung atau tidak langsung. Contoh: sistem operasi (berperan tidak langsung), aplikasi bisnis umum dan industri (berperan tidak langsung), sebagian perangkat lunak aplikasi peningkatan produktivitas organisasi perorangan (berperan tidak langsung), spreadsheet, analisis statistik dan perkiraan, manajemen proyek (berperan langsung).


Sumber :
 
http://id.wikipedia.org/wiki/Sistem_operasi
http://id.wikipedia.org/wiki/Aplikasi
http://id.wikipedia.org/wiki/Arsitektur_komputer