Materi Pengenalan Mikrokomputer

Materi Pengenalan Mikrokomputer

Peran Mikrokomputer dalam Sistem Komputer

Mikrokomputer bukan merupakan istilah yang umum digunakan seperti selama tahun 1970-tahun 1980-an. Kita sekarang melihat mikrokomputer sebagai peralatan sederhana, komputer, atau komputer pribadi (PC).

Pada tahun 1970, Hewlett-Packard (HP) memproduksi dan merilis sebagai kalkulator dengan berbagai tingkat programmability, meskipun Datapoint 2200 oleh Computer Terminal Corporation (CTC) dikreditkan sebagai mikrokomputer pertama, keluarga prosesor x86 Intel juga dapat ditelusuri kembali ke rilis CTC ini.

Sebuah sistem komputer yang menggunakan mikroprosesor sebagai pusat kontrol dan elemen aritmatika merupakan sebutan untuk Komputer pribadi. Kekuatan dan harga dari mikrokomputer sebagian ditentukan oleh kecepatan dan kekuatan prosesor dan sebagian oleh karakteristik komponen lain dari sistem, yaitu memori, unit disk, layar, keyboard, fleksibilitas perangkat keras, dan sistem operasi dan perangkat lunak lainnya. Ukuran memori berkisar hingga ribuan megabyte dan kecepatan akses juga dapat bervariasi.

Fleksibilitas perangkat keras dapat diukur dengan jumlah dan jenis perangkat tambahan yang tersedia. Ini mungkin termasuk memori tambahan, lebih disk drive, coprocessors, perangkat penunjuk, komunikasi interface, dan kemampuan untuk berpartisipasi dalam jaringan. Sistem operasi dapat ditandai dengan penggunaan memori, bagaimana banyak yang bisa diakses dan seberapa baik hal itu dilakukan, berapa banyak tugas dapat dijalankan secara bersamaan, dan bagaimana hal itu muncul kepada pengguna.

Konsep Dasar Mikrokomputer

Sebuah sirkuit terpadu yang berisi semua elemen logika yang diperlukan untuk sistem komputer yang lengkap. Komputer mikro adalah komputer kecil juga disebut komputer pribadi (PC) yang dibangun dengan sirkuit terpadu yang disebut mikroprosesor sebagai CPU (Central Processing Unit). Sistem komputer mikro terdiri dari berbagai bagian (1) CPU (Mikroprosesor), (2) Memory terdiri dari jenis primer (RAM, ROM) dan tipe sekunder (Hard Disk) (3) Input dan Output perangkat. Bagian ini dihubungkan oleh garis sejajar yang disebut bus. Di antara tiga, bus data dan control bus yang bi-directional dan bus alamat adalah bus searah.

Mikro lain yang umum disebut core. Sebuah core adalah mikroprosesor atau komputer mikro yang terintegrasi dengan beberapa sirkuit lainnya. Core dibuat pada chip silikon yang sama seperti ponsel atau perangkat keamanan. Dua atau lebih core digunakan untuk mendapatkan kekuatan pemrosesan lebih.

Fitur lain dari mikrokomputer adalah kemampuan pengambilan keputusan. Selama pengolahan, komputer dapat membuat keputusan dan mengubah urutan operasinya. Dengan kata lain, komputer dapat "membuat pikiran" berdasarkan keadaan data atau kondisi di luar.

Aplikasi utama lain dari komputer adalah kontrol. Komputer dapat digunakan untuk menggerakkan relay dan solenoid atau mengubah lampu dan motor off dan on. Dalam aplikasi kontrol, komputer benar-benar menentukan kapan perangkat eksternal yang diaktifkan atau dinonaktifkan. Komputer berfungsi sebagai jam elektronik untuk menentukan waktu berbagai operasi. Salah satu contoh adalah chip tunggal mikrokontroler tertanam di dalam oven microwave atau mesin cuci. Contoh lain adalah Programmable Logic Controller (PLC), tipe khusus dari komputer mikro yang digunakan dalam aplikasi industri, yang biasa digunakan untuk merasakan, urutan, dan waktu operasi di pabrik.

Dalam rangka mengimplementasikan aplikasi kontrol tertentu, mikro juga harus membentuk fungsi pengawasan. Mikro "melihat" proses atau perangkat yang dikendalikan untuk melihat apa yang terjadi. Misalnya, komputer dapat memantau penutupan saklar untuk menentukan keadaan fisik atau posisi, tekanan, dan parameter lainnya. Transduser (sensor) mengkonversi karakteristik fisik, seperti suhu atau tingkat cahaya, menjadi sinyal listrik yang komputer dapat pahami dan tanggapi. Dalam kebanyakan mikrokontroler atau PLC, perubahan output yang dikendalikan terjadi hanya jika kondisi input merasakan atau tidak merasakan. Misalnya, jika sensor suhu menunjukkan bahwa suhu telah meningkat ke tingkat tertentu, komputer akan mengaktifkan kipas pendingin.

Mikro kadang-kadang berubah fungsi kontrol dalam menanggapi satu atau lebih dari input saat mereka sedang monitoring. Sebagai contoh, jika mikro merasakan bahwa cairan di dalam tangki melebihi tingkat tertentu, secara otomatis dapat mematikan pompa yang mengisi tangki. Jika tingkat cairan menurun di bawah tingkat yang telah ditentukan, mikro mendeteksi ini dan secara otomatis mulai memompa.

Kemampuan mikrokomputer untuk memantau dan mengendalikan operasi dapat digunakan untuk menjalankan proses otomatis sederhana disebuah mainan kecil atau untuk mengoperasikan seluruh pabrik.

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 Microprocessor

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.

Akan tetapi penggunaan dari tabung hampa tersebut tergeser pada tahun 1960 setelah ditemukannya komponen semikonduktor.

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 : Intel meluncurkan mikroprosesor pertama di dunia, 4-bit 4004, yang didesain oleh Federico Faggin.

1972 : Intel mengumumkan prosesor 8-bit 8008. Bill Gates muda dan Paul Allen coba mengembangkan bahasa pemograman untuk chip tersebut, namun saat itu masih kurang kuat.

1974 : Intel memperkenalkan prosesor 8-bit 8080, dengan 4.500 transistor yang memiliki kinerja 10 kali pendahulunya.

1975 : Chip 8080 menemukan aplikasi PC pertamanya pada Altair 8800, sekaligus merevolusi PC. Gates dan Allen sukses mengembangkan bahasa dasar Altair, yang kemudian menjadi Microsoft Basic, untuk 8080.

1976 : Arsitektur x86 mengalami kemunduran saat Steve Jobs dan Steve Wozniak memperkenalkan Apple II computer dengan menggunakan prosesor 8-bit Motorola 6502.

1978 : Intel memperkenalkan mikroprosesor 16-bit 8086 yang kelak menjadi standar industri pada tanggal 8 Juni.

1979 : Intel memperkenalkan versi dengan harga yang lebih murah dari 8086, yaitu 8088 dengan 8-bit bus.

1980 : Intel memperkenalkan 8087 math co-processor.

1981 : IBM memilih 8088 untuk menjalankan PC-nya. Seorang eksekutif Intel kemudian mengatakannya sebagai “Kemenangan besar pertama Intel.”

1982 : IBM menandatangani Advanced Micro Devices sebagai sumber kedua Intel untuk mikroprosesor 8086 dan 8088.

1982 : Intel memperkenalkan prosesor 16-bit 80286 dengan 134.000 transistor.

1984 : IBM mengembangkan PC generasi kedua, 80286-based PC-AT. PC-AT yang menjalankan MS-DOS,

kelak menjadi standar PC selama hampir 10 tahun.

1985 : Intel keluar dari bisnis RAM dinamis untuk fokus pada mikroprosesor, dan akhirnya ia mengeluarkan prosesor 80386, sebuah chip 32-bit dengan 275.000 transistor dan kemampuan menjalankan berbagai macam program sekaligus.

1986 : Compaq Computer melambungkan IBM dengan PC yang didasarkan pada 80386.

1987 : VIA Technologies didirikan di Fremont, Calif., mereka akan mejual chip set core logic x86.

1989 : 80486 diluncurkan, dengan 1.2 juta buah transistor dan built-in math co-processor.

Intel telah memprediksi pengembangan prosesor multicore suatu saat pada tahun 2000-an.

1990 : Compaq memperkenalkan server PC pertama, yang dijalankan dengan menggunakan 80486.

1993 : Transistor 3.1 juta, prosesor 66-MHz Pentium dengan teknologi superscalar diperkenalkan.

1994 : AMD dan Compaq membentuk aliansi untuk mendukung Compaq computer dengan mikroprosesor Am486.

1997 : Intel meluncurkan teknologi prosesor 64-bit Epic. Ia juga memperkenalkan MMX Pentium untuk aplikasi prosesor sinyal digital, yang juga mencakup grafik, audio, dan pemrosesan suara.

1998 : Intel memperkenalkan prosesor Celeron di bulan April.

1999 : VIA mengakuisisi Cyrix Corp. dan Centaur Technology, pembuat prosesor x86 dan x87 co-processor.

2000 : Debut Pentium 4 dengan 42 juta transistor.

2003 : AMD memperkenalkan x86-64, versi 64-bit dari x86 instruction set.

2004 : AMD mendemonstrasikan x86 dual-core processor chip.

2005 : Intel menjual prosesor Dual-Core pertamanya.

2006 : Dell Inc. mengumumkan akan menawarkan system prosesor berbasis AMD.

2006 : Intel Memperkenalkan prosesor core 2 duo di bulan juli.

2007 : Intel memperkenalkan prosesor core 2 quad di bulan januari.

Jenis – Jenis Prosesor

Berdasarkan pada banyaknya bit yang dikerjakan oleh ALU (Arithmatic Logic Unit), CPU dibedakan menjadi 4 jenis, yaitu :

Bit Silices Processor :

Perancangan cpu dengan menambahkan jumlah irisan bit (slices) untuk applikasi-applikasi tertentu. CPU jenis ini dapat pula dikatakan dengan CPU Custom.

General Purpose CPU :

CPU serbaguna atau mikrokomputer dengan semua kemampuan dari mini komputer terdahulu.

I/O Processor :

Prosesor khusus yang berfungsi menangani input/output request membantu prose

Dedicated/Embedded Controller :

Membuat mesin menjadi smart, seperti : mesin cuci, microwave, oven, mesin jahit, sistem pengapian otomotif. Prosesor jenis ini lebih dikenal dengan mikrokontroller.

Terminologi Dasar pada Mikrokomputer

1. CPU / Mikroprosesor

mikroprosesor adalah sebuah central processing unit (CPU) elektronik komputer yang terbuat dari transistor mini dan sirkuit lainnya di atas sebuah sirkuit terintegrasi semikonduktor.

2. Memori Utama (Main Memory)

Memory utama pada mikrokomputer terdiri dari dua macam yaitu ROM dan RAM

a. ROM

Read-only Memory (ROM) adalah istilah bahasa Inggris untuk medium penyimpanan data pada komputer. ROM adalah singkatan dari Read-Only Memory, ROM ini adalah salah satu memori yang ada dalam computer. ROM ini sifatnya permanen, artinya program / data yang disimpan di dalam ROM ini tidak mudah hilang atau berubah walau aliran listrik di matikan.

Menyimpan data pada ROM tidak dapat dilakukan dengan mudah, namun membaca data dari ROM dapat dilakukan dengan mudah. Biasanya program / data yang ada dalam ROM ini diisi oleh pabrik yang membuatnya. Oleh karena sifat ini, ROM biasa digunakan untuk menyimpan firmware (piranti lunak yang berhubungan erat dengan piranti keras).

Salah satu contoh ROM adalah ROM BIOS yang berisi program dasar system komputer yang mengatur / menyiapkan semua peralatan / komponen yang ada dalam komputer saat komputer dihidupkan.

ROM modern didapati dalam bentuk IC, persis seperti medium penyimpanan/memori lainnya seperti RAM. Untuk membedakannya perlu membaca teks yang tertera pada IC-nya. Biasanya dimulai dengan nomer 27xxx, angka 27 menunjukkan jenis ROM , xxx menunjukkan kapasitas dalam kilo bit ( bukan kilo byte ).

b. RAM

Memori akses acak (bahasa Inggris: Random access memory, RAM) adalah sebuah tipe penyimpanan komputer yang isinya dapat diakses dalam waktu yang tetap tidak memperdulikan letak data tersebut dalam memori. Ini berlawanan dengan alat memori urut, seperti tape magnetik, disk dan drum, di mana gerakan mekanikal dari media penyimpanan memaksa komputer untuk mengakses data secara berurutan.

Pertama kali dikenal pada tahun 60'an. Hanya saja saat itu memori semikonduktor belumlah populer karena harganya yang sangat mahal. Saat itu lebih lazim untuk menggunakan memori utama magnetic.

Perusahaan semikonduktor seperti Intel memulai debutnya dengan memproduksi RAM lebih tepatnya jenis DRAM.

Biasanya RAM dapat ditulis dan dibaca, berlawanan dengan memori-baca-saja (read-only-memory, ROM), RAM biasanya digunakan untuk penyimpanan primer (memori utama) dalam komputer untuk digunakan dan mengubah informasi secara aktif, meskipun beberapa alat menggunakan beberapa jenis RAM untuk menyediakan penyimpanan sekunder jangka-panjang.

Tetapi ada juga yang berpendapat bahwa ROM merupakan jenis lain dari RAM, karena sifatnya yang sebenarnya juga Random Access seperti halnya SRAM ataupun DRAM. Hanya saja memang proses penulisan pada ROM membutuhkan proses khusus yang tidak semudah dan fleksibel seperti halnya pada SRAM atau DRAM. Selain itu beberapa bagian dari space addres RAM ( memori utama ) dari sebuah sistem yang dipetakan kedalam satu atau dua chip ROM.

c. Input / Output (I/O) Device

Unit Input/Output (I/O) adalah bagian dari sistem mikoposesor yang digunakan oleh mikroprosesor itu untuk berhubungan dengan dunia luar. Unit input adalah unit luar yang digunakan untuk memasukan data dari luar ke dalam mikroprosesor, contohnya data yang berasal dari keyboard atau mouse. Sementara unit output biasanya digunakan untuk menampilkan data atau dengan kata lain untuk menangkap data yang di kirimkan oleh mikroprosesor, contohnya data yang akan ditampilkan pada layar monitor atau printer.