Sistem Komputer Minimal

Sistem Komputer Minimal

 Memahami Konsep Teknologi Komputer Terapan Jaringan.

A.  Pengertian Komputer Terapan Jaringan

Komputer terapan jaringan adalah sekelompok komputer rekayasa (terapan) yang saling berhubungan antara satu dengan lainnya menggunakan protokol komunikasi melalui media komunikasi sehingga dapat saling berbagi informasi, program-program, penggunaan bersama perangkat keras dengan tujuan membawa informasi secara cepat dan tepat dari sisi pengirim (Transmitter) menuju ke sisi penerima (Receiver). Jadi secara sederhana nya adalah sekumpulan komputer yang berkomunikasi satu sama lain melalui media jaringan secara bersama – sama.

B.  Bagan Sistem Komputer Minimal

Gambar 1.1 Diagram Sistem Komputer Minimal

Keterangan

-      Address Bus

Digunakan untuk menandakan lokasi sumber ataupun tujuan pada proses transfer data. Pada jalur ini, CPU akan mengirimkan alamat memori yang akan ditulis atau dibaca.Address bus biasanya terdiri atas 16, 20, 24, atau 32 jalur paralel.

-      Data Bus

Adalah jalur‐jalur perpindahan data antar modul dalam sistem komputer. Karena pada suatu saat tertentu masing‐masing saluran hanya dapat membawa 1 bit data, maka jumlah saluran menentukan jumlah bit yang dapat ditransfer pada suatu saat. Lebar data bus ini menentukan kinerja sistem secara keseluruhan. Sifatnya bidirectional, artinya CPU dapat membaca dan menirma data melalui data bus ini. Data bus biasanya terdiri atas 8, 16, 32, atau 64 jalur paralel.

-      Control Bus

Control Bus digunakan untuk mengontrol penggunaan serta akses ke Data Bus dan Address Bus. Terdiri atas 4 samapai 10 jalur paralel.

-      Processor

Processor adalah komponen yang bertugas memproses perintah dan logika yang diberikan oleh operator computer

C.  Fungsi Tiap Bagian Bagan Sistem Komputer Minimal

·         Pemroses (processor)

SebuahProcessor/ CPU melakukan serangkaian langkah-langkah untuk menjalankan perintah. Setiap perintah ditangani secara individual dan CPU dapat memproses beberap perintah dalam hitungan detik. Semakin kuat CPU, semakin cepat perintah diproses. Sebuah perintahyang dikeluarkan oleh pengguna sistem menggunakan perangkat input seperti keyboard atau mouse. Selanjutnya, perintah dikirim ke unit prefetch. Unit mengakses dimuat didalam memori CPU untuk mengidentifikasi perintah dan mengirimkannya ke uni perintah. Selanjutnya, unit perintah menentukan langkah-langkah apa terjadi selanjutnya. Data ini diteruskan keunit decode, yang mentransfer data ke dalam kode biner dan mengirimkannya ke ALU, selanjutnya, ALU mengubah data mentah  menjadi  perintah yang sebenarnya. Selanjutnya, ALU mengirimkan salinan perintah ke RAM atau  ROM sebelum mengirimnya kembali ke unitperintah, yang mengirimkan kode ke bagian dari sistem yang bena-benar akan melakukan tindakan. Akhirnya, aksi  dieksekusi dan hasilnya dikirim kembali ke pengguna. Begitulah cara kerja dari processor.

·   Memori utama

 

Memori utama berfungsi untuk menyimpan data dan program tetapi bersifat hanya sementara (tidak permanen). Setiap kali Anda membuka sebuah program, itu akan diambil dari hard drive ke RAM. Hal ini karena membaca data dari RAM jauh lebih cepat dibandingkan dengan membaca data dari hard drive. Menjalankan program dari RAM komputer memungkinkan mereka untuk berfungsi tanpa jeda waktu. Semakin banyak RAM komputer Anda memiliki,semakin banyak data dapat diambil dari hard drive ke dalam RAM, yang secara efektif dapatmempercepat komputer Anda. Bahkan, menambah RAM dapat lebih bermanfaat bagi kinerja komputer Anda daripada upgrade CPU.

Ada juga yang namanya Memori volatile penyimpanan komputer yang hanya memelihara datasementara perangkat bertenaga. Sebagian besar RAM (random access memory) yang digunakan untuk penyimpanan primer dalam komputer pribadi adalah memori volatile. RAMjauh lebih cepat untuk membaca dari dan menulis ke daripada jenis lain dari penyimpanan dikomputer, seperti hard disk atau removable media. Namun, data dalam RAM tinggal di sanahanya saat komputer sedang berjalan; saat komputer dimatikan, RAM kehilangan data. Volatile memory kontras dengan memori non-volatile, yang tidak kehilangan konten saat listrik terputus. Memori non-volatile memiliki sumber kontinu kekuasaan dan tidak perlu memiliki isi memori secara berkala segar.

·    Perangkat masukan dan keluaran

Berfungsi memindahkan data antara komputer & lingkungan eksternal yaitu : perangkat penyimpan sekunder, perangkat komunikasi, terminal, dsb. Input / output device, juga dikenal sebagai perangkat komputer, salah satu dari berbagai perangkat (termasuk sensor) yang digunakan untuk memasukkan informasi dan instruksi ke dalam komputer untuk penyimpanan atau pengolahan dan untuk memberikan data diproses untuk operator manusia atau, dalam beberapa kasus, mesin dikendalikan oleh komputer. Perangkat tersebut membentuk peralatan perangkat sistem komputer digital modern.

·    Interkoneksi antar komponen (BUS)

Interkoneksi antar komponen (bus) adalah struktur & mekanisme untuk menghubungkan pemroses, memori utama, & perangkat masukan/keluaran. Interkoneksi Bus komponen penting dari komputer : arsitektur ini adalah saluran komunikasi, ini menghubungkan berbagai komponen komputer untuk berkomunikasi satu sama lain. Instruksi bus memungkinkankomunikasi antara CPU dan memori. Ini membawa ke CPU kata-kata instruksi program yang akan dioperasikan oleh CPU dari memori atau mengembalikan instruksi ke memori. Busdikendalikan oleh CPU. Hal ini mampu mengirim atau menerima data sementara operan (O)bus sedang menerima atau mengirim data pada saat yang sama, tetapi hanya dalam satu arahpada satu waktu.

D.   Macam dan jenis mikrokontroler populer.

1. Mikrokontroler AVR

Mikrokonktroler Alv and Vegard’s Risc processor atau sering disingkat AVR merupakan mikrokonktroler RISC 8 bit. Karena RISC inilah sebagian besar kode instruksinya dikemas dalam satu siklus clock.

Mikrokontroler AVR merupakan salah satu jenis arsitektur mikrokontroler yang menjadi andalan Atmel. Arsitektur ini dirancang memiliki berbagai kelebihan dan merupakan penyempurnaan dari arsitektur mikrokontroler-mikrokontroler yang sudah ada.

Berbagai seri mikrokontroler AVR telah diproduksi oleh Atmel dan digunakan di dunia sebagai mikrokontroler yang bersifat low cost dan high performance. Di Indonesia, mikrokontroler AVR banyak dipakai karena fiturnya yang cukup lengkap, mudah untuk didapatkan, dan harganya yang relatif terjangkau.

a.  Varian Mikrokontroler AVR

Tabel 1.1 Karekteristik dari seri mikrontroler AVR

Antar seri mikrokontroler AVR memiliki beragam tipe dan fasilitas, namun kesemuanya memiliki arsitektur yang sama, dan juga set instruksi yang relatif tidak berbeda. Tabel dibawah ini membandingkan beberapa seri mikrokontroler AVR buatan Atmel.

Keterangan:
· Flash adalah suatu jenis Read Only Memory yang biasanya diisi dengan program hasil buatan manusia yang harus dijalankan oleh mikrokontroler
· RAM (Random Acces Memory) merupakan memori yang membantu CPU untuk penyimpanan data sementara dan pengolahan data ketika program sedang running
· EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) adalah memori untuk penyimpanan data secara permanen oleh program yang sedang running
· Port I/O adalah kaki untuk jalur keluar atau masuk sinyal sebagai hasil keluaran ataupun masukan bagi program
· Timer adalah modul dalam hardware yang bekerja untuk menghitung waktu/pulsa
· UART (Universal Asynchronous Receive Transmit) adalah jalur komunikasi data khusus  secara serial asynchronous
· PWM (Pulse Width Modulation) adalah fasilitas untuk membuat modulasi pulsa
· ADC (Analog to Digital Converter) adalah fasilitas untuk dapat menerima sinyal analog dalam range tertentu untuk kemudian dikonversi menjadi suatu nilai digital dalam range tertentu
· SPI (Serial Peripheral Interface) adalah jalur komunikasi data khusus secara serial  secara serial synchronous
· ISP (In System Programming) adalah kemampuan khusus mikrokontroler untuk dapat diprogram langsung dalam sistem rangkaiannya dengan membutuhkan jumlah pin yang minimal

 b.  Arsitektur Mikrokontroler AVR

       Mikrokontroler AVR sudah menggunakan konsep arsitektur Harvard yang memisahkan memori dan bus untuk data dan program, serta sudah menerapkan single level pipelining. Selain itu mikrokontroler AVR juga mengimplementasikan RISC (Reduced Instruction Set Computing) sehingga eksekusi instruksi dapat berlangsung sangat cepat dan efisien. 

Salah satu seri mikrokontroler AVR yang banyak menjadi andalan saat ini adalah tipe AT tiny 2313 dan AT mega 8535. Seri AT tiny 2313 banyak digunakan untuk sistem yang relatif sederhana dan berukuran kecil. Berikut adalah feature-feature mikrokontroler seri AT tiny 2313 : •  Kapasitas memori Flash 2 Kbytes untuk program •  Kapasitas memori EEPROM 128 bytes untuk data •  Maksimal 18 pin I/O •  8 interrupt •  8-bit timer •  Analog komparator •  On-chip oscillator •  Fasilitas In System Programming (ISP) ·  8 channel ADC 10 bit ·  Komunikasi serial melalui SPI dan USART ·  Analog komparator ·  4 I/O PWM ·  Fasilitas In System Programming (ISP ) Sedangkan ATmega8535 banyak digunakan untuk sistem yang kompleks, memiliki input sinyal analog, dan membutuhkan memori yang relatif lebih besar.Berikut adalah feature-feature mikrokontroler seri ATmega8535. ·       Memori Flash 8 Kbytes untuk program ·       Memori EEPROM 512 bytes untuk data ·       Memori SRAM 512 bytes untuk data ·       Maksimal 32 pin I/O ·       20 interrupt ·       Satu 16-bit timer dan dua 8-bit timer   2. Mikrokontroler MCS-51 Mikrokonktroler ini termasuk dalam keluarga mikrokonktroler CISC (Complex Instruction Set Computer). Sebagian besar instruksinya dieksekusi dalam 12 siklus clock. Mikrokontroler MCS51 buatan Atmel terdiri dari dua versi, yaitu versi 20 kaki dan versi 40 kaki. Semua mikrokontroler ini dilengkapi dengan Flash PEROM (Programmable Eraseable Read Only Memory) sebagai media memori-program, dan susunan kaki IC-IC tersebut sama pada tiap versinya. Perbedaan dari mikrokontroler-mikrokontroler tersebut terutama terletak pada kapasitas memori-program, memori-data dan jumlah pewaktu 16-bit. Perbedaan mikrokontroler Atmel MCS51 tersebut ditunjukan pada Tabel 1.1 berikut.

                                 Tabel 1.2. Perbandingan antar Mikrokontroler MCS51Atmel 

Mikrokontroler MCS51 Atmel versi mini (20 pin) dan versi 40 pin secara garis besar memiliki struktur dasar penyusun arsitektur mikrokontroler yang sama. Bagian-bagian tersebut secara lebih lengkap (detil) ditunjukan dalam diagram blok berikut.Berikut ini gambar blok mikrokontroler MCS51 Atmel

Mikrokontroler MCS51 Atmel versi 40 kaki mempunyai 32 kaki sebagai port paralel dan 8 pin yang lain untuk konfigurasi kerja mikrokontroler. Satu port paralel terdiri dari 8 kaki, dengan demikian 32 kaki tersebut membentuk 4 buah port paralel yang masing-masing dikenal sebagai port 0, port 1, port 2, port 3. Nomor dari masing-masing jalur (kaki) dari port paralel mikrokontroler MCS51 Atmel mulai dari 0 sampai 7, jalur (kaki) pertama dari port 0 disebut sebagai P0.0 dan jalur terakhir untuk port 3 adalah P3.7.

Mikrokontroler MCS51 Atmel versi mini mempunyai 20 kaki, 15 kaki diantaranya adalah kaki port 1 dan port 3. 5 kaki yang lain untuk konfigurasi kerja mikrokontroler. Port 1 terdiri dari 8 jalur yaitu P1.0 sampai P1.7 dan port 3 terdiri dari 7 jalur yaitu P3.0 sampai P3.5 dan P3.7. Susunan kaki mikrokontroler MCS51 atmel versi 40 kaki dapat dilihat pada Gambar 2.2 berikut.

Gambar 1.2 Diagram blok Mikrokontroler MCS51 Atmel

Fungsi-Fungsi Kaki (Pin)

a. VCC

     Kaki VCC digunakan untuk masukan suplai tegangan.

b. GND

Kaki (pin) GND funsinya sebagai saluran ground atau pentanahan.

c. RST

     Kaki RST fungsinya sebagai  masukan reset. Kondisi “1” selama 2 siklus      mesin                pada   saat oscillator bekerja akan me-reset mikrokontroler yang bersangkutan.
d. ALE

Kaki ALE digunakan sebagai keluaran ALE atau Adreess Latch Enable yang akan menghasilkan pulsa-pulsa untuk menahan byte rendah (low byte) alamat selama mengakses memori eksternal. Kaki ini juga berfungsi sebagai masukan pulsa program (the program pulse input) atau selama pemrograman flash. Pada operasi normal, ALE akan berpulsa dengan laju 1/6 dari frekuensi kristal dan dapat digunakan sebagai pewaktuan (timing) atau pendekatan (clocking) rangkainan eksternal.

Kaki (Program Store Enable) merupakan sinyal baca untuk memori program eksternal. Saat mikrokontroler MCS51 menjalankan program dari memori eksternal, akan diaktifkan dua kali per-siklus mesin, kecuali dua aktivasi dilompati (diabaikan) saat mengakses memori dataeksternal.

e. VPP

Kaki /VPP ( Exkternal Access Enable) fungsinya sebagai kontrol untuk mengakses memori. harus dihubungkan ke ground, jika mikrokontroler akan mengeksekusi program dari memorieksrternal. Selain itu harus dihubungkan ke VCC jika akan mengakses program secara internal. Kaki ini juga berfungsi untuk menerima tegangan 12V (VPP) selama pemrograman flash,khususnya untuk tipe mikrokontroler 12V volt.

f. XTAL1

Kaki XTAL1 merupakan masukan untuk penguat inverting oscillator dan masukan untuk clock internal pada rangkaian operasi mikrokontroler.

g. XTAL2

Kaki XTAL2 merupakan keluaran dari rangkaian penguat inverting oscillator

3.  Mikrokontroler PCI

Pada awalnya, PIC merupakan kependekan dari Programmable Interface Controller. PIC termasuk keluarga mikrokonktroler berarsitektur Harvard yang dibuat oleh Microchip Technology. Awalnya dikembangkan oleh Divisi Mikroelektronik General Instruments dengan nama PIC1640. PIC memungkinkan Anda untuk mengontrol perangkat output ketika mereka dipicu oleh sensordan switch. Program dapat dihasilkan dengan menggunakan diagram alur dalam perangkat lunak komputer, yang kemudian dapat di-download ke dalam chip PIC. Mereka dapat ditulis ulang sebanyak yang Anda inginkan. Memori jenis ini disebut memori flash. Sebuah mikrokontroler PIC adalah sirkuit terpadu tunggal cukup kecil untuk muat di telapaktangan dan berisi memori pengolahan unit, Jam dan sirkuit Input / Output dalam satu unit. Sebuah mikrokontroler PIC, oleh karena itu, sering digambarkan sebagai komputer dalamsirkuit terpadu.  Mikrokontroler PIC dapat dibeli kosong dan kemudian diprogram dengan program kontrol tertentu.

4.  Mikrokontroler ARM

ARM adalah prosesor dengan arsitektur set instruksi 32­bit RISC (Reduced Instruction Set Computer) yang dikembangkan oleh ARM Holdings. ARM merupakan singkatan dari Advanced RISC Machine (sebelumnya lebih dikenal dengan kepanjangan Acorn RISC Machine). Pada awalnya ARM prosesor dikembangkan untuk PC (Personal Computer) oleh Acorn Computers, sebelum dominasi Intel x86 prosesor­ Microsoft di IBM PC kompatibel menyebabkan Acorn Computers bangkrut. Melalui izin dari seluruh dunia, arsitektur ARM adalah yang paling umum dilaksanakan 32-bitset instruksi arsitektur.  Arsitektur ARM diimplementasikan pada Windows, Unix, dan sistem operasi mirip Unix, termasuk Apple iOS Android, BSD, Inferno, Solaris, WebOS, Plan 9 dan GNU/ Linux. Advanced RISC Machine awalnya dikenal sebagai Mesin Acorn RISC.

E.  Macam dan Jenis Komputer Terapan Jaringan

  1. Berdasarkan Fungsi Alat

- Jaringan nirkabel (Wi-Fi)

Wireless adalah teknologi tanpa kabel, dalam hal ini adalah melakukan hubungan telekomunikasi dengan menggunakan gelombang elektromagnetik sebagai pengganti kabel.

Saat ini teknologi wireless berkembang dengan pesat, secara kasat mata dapat dilihat dengan semakin banyaknya pemakaian telepon sellular, selain itu berkembang pula teknologi wireless yang digunakan untuk akses internet.

Wireless LAN menggunakan gelombang elektromagetik (radio dan infra merah) untuk melakukan komunikasi data menyalurkan data dari satu point ke point yang lain tanpa melalui fasilitas fisik. Koneksi ini menggunakan frekuensi tertentu untuk menyalurkan data tersebut, kebanyakan Wireless LAN menggunakan frekuensi 2,4 GHz.

Kelebihan dan Kekurangan Wirelles :

Ø Kelebihan :

1.    Pemeliharaan murah

2.    Infrastruktur berdimensi kecil

3.    Pembangunan cepat

4.    Mudah dan murah untuk direlokasi dan mendukung portabilitas

5.    Koneksi internet akses 24 jam

6.    Akses internet yang cepat

7.    Bebas tanpa pulsa telepon

8.    Ramah lingkungan

9.    Memungkinkan menjangkau tempat yang sulit secara geografis

Ø Kekurangan :

1.    Biaya peralatan mahal

2.    Delay yang sangat besar

3.    Kesulitan karena masalah propagasi radio

4.    Keamanan data

5.    Kapasitas jaringan karena keterbatasan spektrum

6.    Rentan terhadap noice

– Jaringan Berkabel (Wired Network)

Wire Network adalah jaringan computer yang menggunakan kabel sebagai media penghantar. Jadi, data mengalir pada kabel. Kabel yang umum digunakan pada jaringan komputer biasanya menggunakan bahan tembaga. Ada juga jenis kabel lain yang menggunakan bahan sejenis fiber optic atau serat optik. Biasanya bahan tembaga banyak digunakan pada LAN

Kelebihan dan Kekurangan jaringan Berkabel :

Ø Kelebihan:

1. Tidak rentan terhadap penyadapan data dibanding teknologi wireless.

2. Dengan Kabel, kecepatan yang dikutip dalam Mbps (ke bawah atau ke atas).

Ø Kekurangan :

1. Attenuasi meningkat pada frekuensi tinggi.

2. Pada frekuensi tinggi, keseimbangan menurun sehingga tidak dapat mengkompensasi timbulnya acoecrosstalka dan sinyal acoenoisea

2. Berdasarkan Alat Koneksi :

– Client-Server

Client-Server adalah arsitektur jaringan yang memisahkan client (biasanya aplikasi yang menggunakan GUI) dengan server. Masing-masing client dapat meminta data atau informasi dari server. Sistem client server didefinisikan sebagai sistem terdistribusi.

– Peer to Peer

Peer To Peer adalah  jaringan komputer dimana setiap host dapat menjadi server dan juga menjadi client secara bersamaan. pengertian yang lebih tepat mengenai peer to peer (p2p) adalah sistem terkomputerisasi Client-Server dimana suatu komputer berfungsi sebagai client sekaligus sebagai server, sehingga memungkinkan komunikasi dan pertukaran resource antara dua komputer secara langsung (real time).

– Hybrid Network

Hybrid Network adalah Network yang dibentuk dari berbagai Topologi (seperrti dan Teknologi. Sebuah Hybrid Network mungkin sebagai contoh, diakibatkan oleh sebuah pengambilan alihan suatu perusahaan. Sehingga, ketika di gabungkan maka teknologi-teknologi yang berbeda tersebut harus digabungkan dalam network Tunggal. Sebuah Hybrid network memiliki semua Karakteristik dari topologi yang terdapat dalam jaringan tersebut.

3.  Berdasarkan Ukuran :

– LAN

Local Area Network biasa disingkat LAN adalah jaringan komputer yang jaringannya hanya mencakup wilayah kecil; seperti jaringan komputer kampus, gedung, kantor, dalam rumah, sekolah atau yang lebih kecil. Saat ini, kebanyakan LAN berbasis pada teknologi IEEE 802.3 Ethernet menggunakan perangkat switch, yang mempunyai kecepatan transfer data 10, 100, atau 1000 Mbit/s. Selain teknologi Ethernet, saat ini teknologi 802.11b (atau biasa disebut Wi-fi) juga sering digunakan untuk membentuk LAN. Tempat-tempat yang menyediakan koneksi LAN dengan teknologi Wi-fi biasa disebut hotspot.

LAN mempunyai karakteristik sebagai berikut :

1.    Mempunyai pesat data yang lebih tinggi

2.    Meliputi wilayah geografi yang lebih sempit

3.    Tidak membutuhkan jalur telekomunikasi yang disewa dari operator telekomunikasi

– MAN

Metropolitan area network atau disingkat dengan MAN. Suatu jaringan dalam suatu kota dengan transfer data berkecepatan tinggi, yang menghubungkan berbagai lokasi seperti kampus, perkantoran, pemerintahan, dan sebagainya. Jaringan MAN adalah gabungan dari beberapa LAN. Jangkauan dari MAN ini antar 10 hingga 50 km, MAN ini merupakan jaringan yang tepa Metropolitan area network atau disingkat dengan MAN. Suatu jaringan dalam suatu kota dengan transfer data berkecepatan tinggi, yang menghubungkan berbagai lokasi seperti kampus, perkantoran, pemerintahan, dan sebagainya.

Jaringan MAN adalah gabungan dari beberapa LAN. Jangkauan dari MAN ini antar 10 hingga 50 km, MAN ini merupakan jaringan yang tepat untuk membangun jaringan antar kantor-kantor dalam satu kota antara pabrik/instansi dan kantor pusat yang berada dalam jangkauannya.

– WAN

WAN atau Wide Area Network merupakan jaringan komputer yang mencakup area yang besar sebagai contoh yaitu jaringan komputer antar wilayah, kota atau bahkan negara, atau dapat didefinisikan juga sebagai jaringan komputer yang membutuhkan router dan saluran komunikasi publik.

WAN digunakan untuk menghubungkan jaringan lokal yang satu dengan jaringan lokal yang lain, sehingga pengguna atau komputer di lokasi yang satu dapat berkomunikasi dengan pengguna dan komputer di lokasi yang lain.

– Internet

Internet dapat diartikan sebagai jaringan komputer luas dan besar yang mendunia, yaitu menghubungkan pemakai komputer dari suatu negara ke negara lain di seluruh dunia, dimana di dalamnya terdapat berbagai sumber daya informasi dari mulai yang statis hingga yang dinamis dan interaktif.


NB : yang ingin copy dan paste mohon ijin dulu dan jangan lupa like.

Jika ingin download file penuh materi kelas XI semester 1 klik gambar dibawah ini

Read More