Mengenal Cara Kerja Nuklir
Di dalam inti atom tersimpan tenaga inti (nuklir) yang luar biasa besarnya. Tenaga nuklir itu hanya dapat dikeluarkan melalui proses pembakaran bahan bakar nuklir. Proses ini sangat berbeda dengan pembakaran kimia biasa yang umumnya sudah dikenal, seperti pembakaran kayu, minyak dan batubara. Besar energi yang tersimpan (E) di dalam inti atom adalah seperti dirumuskan dalam kesetaraan massa dan energi oleh Albert Einstein : E = m C2, dengan m : massa bahan (kg) dan C = kecepatan cahaya (3 x 108 m/s). Energi nuklir berasal dari perubahan sebagian massa inti dan keluar dalam bentuk panas.
Sejarah pemanfaatan energi nuklir melalui Pusat Listrik Tenaga Nuklir (PLTN) dimulai beberapa saat setelah tim yang dipimpin Enrico Fermi berhasil memperoleh reaksi nuklir berantai terkendali yang pertama pada tahun 1942. Reaktor nuklirnya sendiri sangat dirahasiakan dan dibangun di bawah stadion olah raga Universitas Chicago.
Listrik pertama yang dihasilkan dari PLTN terjadi di Idaho, Amerika Serikat, pada tahun 1951. Selanjutnya pada tahun 1954 PLTN skala kecil juga mulai dioperasikan di Rusia. PLTN pertama di dunia yang memenuhi syarat komersial dioperasikan pertama kali pada bulan Oktober 1956 di Calder Hall, Cumberland. Sistim PLTN di Calder Hall ini terdiri atas dua reaktor nuklir yang mampu memproduksi sekitar 80 juta Watt tenaga listrik. Sukses pengoperasian PLTN tersebut telah mengilhami munculnya beberapa PLTN dengan model yang sama di berbagai tempat.
Energi Nuklir
Untuk mendapatkan gambaran tentang besarnya energi yang dapat dilepaskan oleh reaksi nuklir, berikut ini diberikan contoh perhitungan sederhana. Ambil 1 g (0,001 kg) bahan bakar nuklir 235U. Jumlah atom di dalam bahan bakar ini adalah :
N = (1/235) x 6,02 x 1023 = 25,6 x 1020 atom 235U.
Karena setiap proses fisi bahan bakar nuklir 235U disertai dengan pelepasan energi sebesar 200 MeV, maka 1 g 235U yang melakukan reaksi fisi sempurna dapat melepaskan energi sebesar :
E = 25,6 x 1020 (atom) x 200 (MeV/atom) = 51,2 x 1022 MeV
Jika energi tersebut dinyatakan dengan satuan Joule (J), di mana 1 MeV = 1.6 x 10-13 J, maka energi yang dilepaskan menjadi :
E = 51,2 x 1022 (MeV) x 1,6 x 10-13 (J/MeV) = 81,92 x 109 J
Dengan menganggap hanya 30 % dari energi itu dapat diubah menjadi energi listrik, maka energi listrik yang dapat diperoleh dari 1 g 235U adalah :
Elistrik = (30/100) x 81,92 x 109 J = 24,58 x 109 J
Karena 1J = 1 W.s ( E = P.t), maka peralatan elektronik seperti pesawat TV dengan daya (P) 100 W dapat dipenuhi kebutuhan listriknya oleh 1 g 235U selama :
t = Elistrik / P = 24,58 x 109 (J) / 100 (W) = 24,58 x 107 s
Angka 24,58 x 107 sekon (detik) sama lamanya dengan 7,78 tahun terus-menerus tanpa dimatikan. Jika diasumsikan pesawat TV tersebut hanya dinyalakan selama 12 jam/hari, maka energi listrik dari 1 g 235U bisa dipakai untuk mensuplai kebutuhan listrik pesawat TV selama lebih dari 15 tahun.
Proses Kerja Pusat Listrik Tenaga Nuklir
Proses kerja PLTN sebenarnya hampir sama dengan proses kerja pembangkit listrik konvensional seperti pembangkit listrik tenaga uap (PLTU), yang umumnya sudah dikenal secara luas. Yang membedakan antara dua jenis pembangkit listrik itu adalah sumber panas yang digunakan. PLTN mendapatkan suplai panas dari reaksi nuklir, sedang PLTU mendapatkan suplai panas dari pembakaran bahan bakar fosil seperti batubara atau minyak bumi.
Reaktor daya dirancang untuk memproduksi energi listrik melalui PLTN. Reaktor daya hanya memanfaatkan energi panas yang timbul dari reaksi fisi, sedang kelebihan neutron dalam teras reaktor akan dibuang atau diserap menggunakan batang kendali. Karena memanfaatkan panas hasil fisi, maka reaktor daya dirancang berdaya thermal tinggi dari orde ratusan hingga ribuan MW. Proses pemanfaatan panas hasil fisi untuk menghasilkan energi listrik di dalam PLTN adalah sebagai berikut :
• Bahan bakar nuklir melakukan reaksi fisi sehingga dilepaskan energi dalam bentuk panas yang sangat besar.
• Panas hasil reaksi nuklir tersebut dimanfaatkan untuk menguapkan air pendingin, bisa pendingin primer maupun sekunder bergantung pada tipe reaktor nuklir yang digunakan.
• Uap air yang dihasilkan dipakai untuk memutar turbin sehingga dihasilkan energi gerak (kinetik).
• Energi kinetik dari turbin ini selanjutnya dipakai untuk memutar generator sehingga dihasilkan arus listrik.
Jenis-Jenis PLTN
Teknologi PLTN dirancang agar energi nuklir yang terlepas dari proses fisi dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi dalam kehidupan sehari-hari. PLTN merupakan sebuah sistim yang dalam operasinya menggunakan reaktor daya yang berperan sebagai tungku penghasil panas. Dewasa ini ada berbagai jenis PLTN yang beroperasi. Perbedaan tersebut ditandai dengan perbedaan tipe reaktor daya yang digunakannya. Masing-masing jenis PLTN/tipe reaktor daya umumnya dikembangkan oleh negara-negara tertentu, sehingga seringkali suatu jenis PLTN sangat menonjol dalam suatu negara, tetapi tidak dioperasikan oleh negara lain. Perbedaan berbagai tipe reaktor daya itu bisa terletak pada penggunaan bahan bakar, moderator, jenis pendinging serta perbedaan-perbedaan lainnya.
Perbedaan jenis reaktor daya yang dikembangkan antara satu negara dengan negara lain juga dipengaruhi oleh tingkat penguasaan teknologi yang terkait dengan nuklir oleh masing-masing negara. Pada awal pengembangan PLTN pada tahun 1950-an, pengayaan uranium baru bisa dilakukan oleh Amerika Serikat dan Rusia, sehingga kedua negara tersebut pada saat itu sudah mulai mengembangkan reaktor daya berbahan bakar uranium diperkaya. Sementara itu di Kanada, Perancis dan Ingris pada saat itu dipusatkan pada program pengembangan reaktor daya berbahan bakar uranium alam. Oleh sebab itu, PLTN yang pertama kali beroperasi di ketiga negara tersebut menggunakan reaktor berbahan bakar uranium alam. Namun dalam perkembangan berikutnya, terutama Inggris dan Perancis juga mengoperasikan PLTN berbahan bakar uranium diperkaya.
• Reaktor Air Didih
Pada reaktor air didih, panas hasil fisi dipakai secara langsung untuk menguapkan air pendingin dan uap yang terbentuk langsung dipakai untuk memutar turbin. Turbin tekanan tinggi menerima uap pada suhu sekitar 290 ºC dan tekanan sebesar 7,2 MPa. Sebagian uap diteruskan lagi ke turbin tekanan rendah. Dengan sistim ini dapat diperoleh efisiensi thermal sebesar 34 %. Efisiensi thermal ini menunjukkan prosentase panas hasil fisi yang dapat dikonversikan menjadi energi listrik. Setelah melalui turbin, uap tersebut akan mengalami proses pendinginan sehingga berubah menjadi air yang langsung dialirkan ke teras reaktor untuk diuapkan lagi dan seterusnya. Dalam reaktor ini digunakan bahan bakar 235U dengan tingkat pengayaannya 3-4 % dalam bentuk UO2.
Pada tahun 1981, perusahaan Toshiba, General Electric dan Hitachi melakukan kerja sama dengan perusahaan Tokyo Electric Power Co. Inc. untuk memulai suatu proyek pengembangan patungan dalam rangka meningkatkan unjuk kerja sistim Reaktor Air Didih dengan memperkenalkan Reaktor Air Didih Tingkat Lanjut atau A-BWR (Advanced Boiling Water Reactor). Kapasitas A-BWR dirancang lebih besar untuk mempertinggi keuntungan ekonomis. Di samping itu, beberapa komponen reaktor juga mengalami peningkatan, seperti peningkatan dalam fraksi bakar, penyempurnaan sistim pompa sirkulasi pendingin, mekanisme penggerak batang kendali dan lain-lain.
• Reaktor Air Tekan
Reaktor Air Tekan juga menggunakan H2O sebagai pendingin sekaligus moderator. Bedanya dengan Reaktor Air Didih adalah penggunaan dua macam pendingin, yaitu pendingin primer dan sekunder. Panas yang dihasilkan dari reaksi fisi dipakai untuk memanaskan air pendingin primer. Dalam reaktor ini dilengkapi dengan alat pengontrol tekanan (pessurizer) yang dipakai untuk mempertahankan tekanan sistim pendingin primer.
Sistim pressurizer terdiri atas sebuah tangki yang dilengkapi dengan pemanas listrik dan penyemprot air. Jika tekanan dalam teras reaktor berkurang, pemanas listrik akan memanaskan air yang terdapat di dalam tangki pressurizer sehingga terbentuklah uap tambahan yang akan menaikkan tekanan dalam sistim pendingin primer. Sebaliknya apabila tekanan dalam sistim pendingin primer bertambah, maka sistim penyemprot air akan mengembunkan sebagian uap sehingga tekanan uap berkurang dan sistim pendingin primer akan kembali ke keadaan semula. Tekanan pada sistim pendingin primer dipertahankan pada posisi 150 Atm untuk mencegah agar air pendingin primer tidak mendidih pada suhu sekitar 300 ºC. Pada tekanan udara normal, air akan mendidih dan menguap pada suhu 100 ºC.
Cara Kerja Reaktor Nuklir
Secara garis besar cara kerja sebuah reaktor nuklir (jenis PWR) hingga bisa menghasilkan listrik adalah sebagai berikut :
1. Didalam inti reaktor, reaksi fisi terjadi karena adanya penembakan neutron terhadap bahan bakar nuklir yang menghasilkan energi panas.
2. Energi panas yang dihasilkan dari inti reaktor kemudian dibawa oleh air bertekanan pada primary loop ke generator uap.
3. Didalam generator uap, air yang berasal dari secondary loop menjadi terpanaskan dan terbentuklah uap.
4. Uap yang dihasilkan diarahkan ke turbin uap untuk memutar generator dan akhirnya menghasilkan listrik
Selasa, 21 Desember 2010
Selasa, 07 Desember 2010
Iklim, Cuaca dan Perubahannya
Iklim dan Cuaca
Cuaca adalah suatu gejala alam yang terjadi dan berubah dalam waktu singkat, yang kita rasakan dari menit ke menit, jam ke jam. Contoh: perubahan harian dalam temperatur, kelembaban, angin, dll. Sedangkan Iklim adalah rata-rata peristiwa cuaca di suatu daerah tertentu, termasuk perubahan ekstrem musiman dan variasinya dalam waktu yang relatif lama, baik secara lokal, regional atau meliputi seluruh bumi kita.
Iklim dipengaruhi perubahan-perubahan yang cukup lama dari aspek-aspek seperti orbit bumi, perubahan samudra, atau keluaran energi dari matahari. Perubahan iklim merupakan sesuatu yang alami dan terjadi secara pelan. Contoh: musim (dingin, panas, semi, gugur, hujan dan kemarau) dan gejala alam khusus (seperti tornado dan banjir).
Sebagai negara yang secara geografis berada di sekitar ekuator, Iklim di Indonesia adalah tropis yang terdiri dari musim hujan dan musim kemarau. Musim hujan terjadi pada bulan Oktober sampai Februari, sedangakan musim kemarau terjadi pada bulan Maret-September.
Perubahan Cuaca dan Iklim
KONDISI cuaca dan iklim di muka bumi saat ini terlihat makin bervariasi dan menyimpang. Khusus untuk kawasan Indonesia, telah tampak sejak tahun 1991.
Contohnya, sebelumnya ada prediksi bakal hadirnya kegiatan gejala alam El Nino dari beberapa praktisi termasuk pula Badan Meteorologi dan Geofisika di awal tahun hingga kuartal pertama tahun 2001. Kenyataannya kondisi hadirnya El Nino ini sirna karena hingga awal Juni 2001 hujan masih mengguyur di berbagai kawasan Indonesia.
Beberapa kalangan yang menyebutkan munculnya kegiatan gejala alam El Nino pada tahun 2001 ataupun tahun 2002 umumnya mengacu pada kejadian beberapa dasawarsa sebelumnya. Sejak tahun 1961, 1972, 1982, dan 1991 telah muncul kondisi kemarau yang umumnya merupakan dampak kegiatan gejala alam El Nino. Bahkan dari kalangan internasional telah muncul prediksi pada awal tahun 2001 yaitu akan muncul kegiatan gejala alam El Nino tahun 2001 yang akan berdampak besar berupa kekeringan dan kebakaran di kawasan Papua Niugini di timur wilayah Indonesia.
Munculnya cuaca dan iklim di Bumi merupakan ekspresi pemerataan energi yang diterima Bumi secara tidak merata. Wilayah tropis di sekitar ekuator sepanjang tahun menerima energi radiasi sang surya yang berarti surplus energi, sementara di lain pihak wilayah subtropis dan kutub hanya menerima sedikit energi dan berlangsung relatif singkat dan bergantian akibat garis edar revolusi Bumi mengitari Matahari.
Sebagai reaksi adanya beda dalam penerimaan energi ini dalam satu sistem muka bumi, terjadi usaha pemerataan melalui proses fisika dan kimiawi sedemikian sehingga terjadi peredaran udara di atmosfera dan peredaran laut. Dua sistem pemerataan energi ini dalam bentuk gerak (angin, gelombang dan arus), energi termal (panas) dan energi laten (uap air) berupa awan, hujan, salju, guntur dan sebagainya, yang kesemuanya berlangsung alamiah.
Proses fisika dan kimiawi tersebut sangat tergantung pada besarnya energi dari sang surya selain ulah manusia yang kian bertambah. Pertambahan manusia dan mobilitasnya ikut memberi kontribusi dalam proses pemerataan energi yang menambah variasi alam yang tidak tetap dan sama dari waktu ke waktu dan masa ke masa.
Matahari memancarkan energi radiasi yang merupakan hasil reaksi fusi dan fisi gas hidrogen dan helium yang bila dilihat dari Bumi tampak seperti titik-titik ledakan energi. Berdasarkan pengembangan lanjutan dan memperhatikan kondisi cuaca dan iklim, ternyata ada kaitan antara makin tingginya jumlah bintik-bintik Matahari dengan peningkatan pancaran energi Matahari. Hal ini dapat dilihat dari perkembangan sejak tahun 1960-1962 yang memuncak dengan jumlah bintik di atas 175 buah dalam sebulan. Siklus kegiatan Matahari umumnya memuncak pada akhir setiap dasawarsa dan minimum di pertengahan dasa warsa. Untuk kurun waktu tahun 2000-2001 terekam kurang dari 175 buah bintik Matahari yang berarti kondisi puncaknya tidak sama dengan tiga dasawarsa periode 1961-1961, 1980-1981, dan 1990-1992.
Dari gambaran tersebut dapat diartikan sementara bahwa kondisi pemberi gerak di alam raya khususnya di muka Bumi untuk periode tahun 2000-2001 yang kini sedang berjalan relatif lebih rendah dari kondisi sebelumnya. Dengan demikian besarnya energi radiasi sang surya tidak sama dengan energi yang dipancarkan khususnya dalam dua dasa warsa terakhir. Energi radiasi tersebut umumnya digunakan dalam peredaran udara dan kelautan yang ada di muka Bumi yang umumnya mempunyai tenggang waktu.
Cuaca adalah suatu gejala alam yang terjadi dan berubah dalam waktu singkat, yang kita rasakan dari menit ke menit, jam ke jam. Contoh: perubahan harian dalam temperatur, kelembaban, angin, dll. Sedangkan Iklim adalah rata-rata peristiwa cuaca di suatu daerah tertentu, termasuk perubahan ekstrem musiman dan variasinya dalam waktu yang relatif lama, baik secara lokal, regional atau meliputi seluruh bumi kita.
Iklim dipengaruhi perubahan-perubahan yang cukup lama dari aspek-aspek seperti orbit bumi, perubahan samudra, atau keluaran energi dari matahari. Perubahan iklim merupakan sesuatu yang alami dan terjadi secara pelan. Contoh: musim (dingin, panas, semi, gugur, hujan dan kemarau) dan gejala alam khusus (seperti tornado dan banjir).
Sebagai negara yang secara geografis berada di sekitar ekuator, Iklim di Indonesia adalah tropis yang terdiri dari musim hujan dan musim kemarau. Musim hujan terjadi pada bulan Oktober sampai Februari, sedangakan musim kemarau terjadi pada bulan Maret-September.
Perubahan Cuaca dan Iklim
KONDISI cuaca dan iklim di muka bumi saat ini terlihat makin bervariasi dan menyimpang. Khusus untuk kawasan Indonesia, telah tampak sejak tahun 1991.
Contohnya, sebelumnya ada prediksi bakal hadirnya kegiatan gejala alam El Nino dari beberapa praktisi termasuk pula Badan Meteorologi dan Geofisika di awal tahun hingga kuartal pertama tahun 2001. Kenyataannya kondisi hadirnya El Nino ini sirna karena hingga awal Juni 2001 hujan masih mengguyur di berbagai kawasan Indonesia.
Beberapa kalangan yang menyebutkan munculnya kegiatan gejala alam El Nino pada tahun 2001 ataupun tahun 2002 umumnya mengacu pada kejadian beberapa dasawarsa sebelumnya. Sejak tahun 1961, 1972, 1982, dan 1991 telah muncul kondisi kemarau yang umumnya merupakan dampak kegiatan gejala alam El Nino. Bahkan dari kalangan internasional telah muncul prediksi pada awal tahun 2001 yaitu akan muncul kegiatan gejala alam El Nino tahun 2001 yang akan berdampak besar berupa kekeringan dan kebakaran di kawasan Papua Niugini di timur wilayah Indonesia.
Munculnya cuaca dan iklim di Bumi merupakan ekspresi pemerataan energi yang diterima Bumi secara tidak merata. Wilayah tropis di sekitar ekuator sepanjang tahun menerima energi radiasi sang surya yang berarti surplus energi, sementara di lain pihak wilayah subtropis dan kutub hanya menerima sedikit energi dan berlangsung relatif singkat dan bergantian akibat garis edar revolusi Bumi mengitari Matahari.
Sebagai reaksi adanya beda dalam penerimaan energi ini dalam satu sistem muka bumi, terjadi usaha pemerataan melalui proses fisika dan kimiawi sedemikian sehingga terjadi peredaran udara di atmosfera dan peredaran laut. Dua sistem pemerataan energi ini dalam bentuk gerak (angin, gelombang dan arus), energi termal (panas) dan energi laten (uap air) berupa awan, hujan, salju, guntur dan sebagainya, yang kesemuanya berlangsung alamiah.
Proses fisika dan kimiawi tersebut sangat tergantung pada besarnya energi dari sang surya selain ulah manusia yang kian bertambah. Pertambahan manusia dan mobilitasnya ikut memberi kontribusi dalam proses pemerataan energi yang menambah variasi alam yang tidak tetap dan sama dari waktu ke waktu dan masa ke masa.
Matahari memancarkan energi radiasi yang merupakan hasil reaksi fusi dan fisi gas hidrogen dan helium yang bila dilihat dari Bumi tampak seperti titik-titik ledakan energi. Berdasarkan pengembangan lanjutan dan memperhatikan kondisi cuaca dan iklim, ternyata ada kaitan antara makin tingginya jumlah bintik-bintik Matahari dengan peningkatan pancaran energi Matahari. Hal ini dapat dilihat dari perkembangan sejak tahun 1960-1962 yang memuncak dengan jumlah bintik di atas 175 buah dalam sebulan. Siklus kegiatan Matahari umumnya memuncak pada akhir setiap dasawarsa dan minimum di pertengahan dasa warsa. Untuk kurun waktu tahun 2000-2001 terekam kurang dari 175 buah bintik Matahari yang berarti kondisi puncaknya tidak sama dengan tiga dasawarsa periode 1961-1961, 1980-1981, dan 1990-1992.
Dari gambaran tersebut dapat diartikan sementara bahwa kondisi pemberi gerak di alam raya khususnya di muka Bumi untuk periode tahun 2000-2001 yang kini sedang berjalan relatif lebih rendah dari kondisi sebelumnya. Dengan demikian besarnya energi radiasi sang surya tidak sama dengan energi yang dipancarkan khususnya dalam dua dasa warsa terakhir. Energi radiasi tersebut umumnya digunakan dalam peredaran udara dan kelautan yang ada di muka Bumi yang umumnya mempunyai tenggang waktu.
KOMPONEN DIGITAL - DECORDER
DECORDER
decoder adalah perangkat yang melakukan kebalikan dari encoder, mengurai encoding sehingga informasi asli dapat diambil. Metode yang sama digunakan untuk mengkodekan biasanya hanya terbalik dalam rangka untuk memecahkan kode. sistem elektronika yang menggunakan isyarat digital. Komponen digital terdiri dari Integrated circuit/ IC, Decoder, Multi flatser, Register, dan Pencacah biner/ Coulter.
Dalam elektronik digital, decoder bisa mengambil bentuk input-ganda, multiple-output sirkuit logika yang mengubah kode masukan menjadi keluaran kode, dimana kode input dan output berbeda. misalnya n-ke-2n, decoder kode biner-desimal. Aktifkan input harus selama decoder berfungsi, jika outputnya menganggap satu "cacat" kata output kode. Decoding diperlukan dalam aplikasi seperti data multiplexing tampilan, 7 segmen dan decoding alamat memori.
Sebuah decoder sedikit lebih kompleks akan menjadi n-ke-2n tipe dekoder biner. Jenis ini adalah sirkuit dekoder combinational yang mengkonversi informasi biner masukan 'n' dari kode ke maksimum 2n output yang unik. Kami mengatakan maksimum 2n output karena dalam kasus sedikit informasi 'n' kode memiliki kombinasi bit yang tidak digunakan, decoder mungkin kurang dari 2n output. Kita dapat memiliki 2-ke-4 decoder, 3-ke-8 decoder atau 4-ke-16 decoder. Kita bisa membentuk decoder 3-ke-8 dari dua 2-ke-4 decoder (dengan mengaktifkan sinyal).
Demikian pula, kita juga dapat membentuk decoder 4-ke-16 dengan menggabungkan dua 3-ke-8 decoder. Dalam jenis ini desain sirkuit, yang memungkinkan masukan dari kedua 3-ke-8 decoder berasal dari input 4, yang bertindak sebagai pemilih antara dua 3-ke-8 decoder. Hal ini memungkinkan input 4 untuk mengaktifkan decoder baik atas atau bawah, yang menghasilkan output dari D (0) melalui D (7) untuk decoder pertama, dan D (8) melalui D (15) untuk decoder kedua.
Sirkuit terpadu (integrated circuit atau IC) adalah komponen yang paling penting pada peralatan elekrtonika karena IC berperan sebagai otak pada peralatan elektronika. IC yang dipakai pada komputer adalah Mikroprosesor. Fabrikasi yang dipakai oleh mikroprosesor adalah 60nm. IC dapat melakukan fungsi yang dilakukan oleh tabung vakum. Ukuran IC yang kecil, tepercaya, kecepatan "switch", konsumsi listrik rendah, produksi massal, dan kemudahan dalam menambahkan jumlahnya dengan cepat menyingkirkan tabung vakum. IC mempunyai ukuran seukuran tutup pena sampai ukuran ibu jari dan dapat diisi sampai 250 kali dan digunakan pada alat elektronika seperti:
• Telepon
• Kalkulator
• Handphone
• Radio
Contoh- Contoh IC :
• 555 multivibrator
• IC seri 7400
• Intel 4004
• Intel seri x86
Decoder adalah kebalikan dari sebuah encoder, mengurangi encoding sehingga informasi asli dapat diambil. Dalam elektronika digital, decoder bias mengambil bentuk input-ganda, multiple-output sirkuit logika yang mengubah kode masuk menjadi kode keluar, dimana kode input dan output berada.
decoder adalah perangkat yang melakukan kebalikan dari encoder, mengurai encoding sehingga informasi asli dapat diambil. Metode yang sama digunakan untuk mengkodekan biasanya hanya terbalik dalam rangka untuk memecahkan kode. sistem elektronika yang menggunakan isyarat digital. Komponen digital terdiri dari Integrated circuit/ IC, Decoder, Multi flatser, Register, dan Pencacah biner/ Coulter.
Dalam elektronik digital, decoder bisa mengambil bentuk input-ganda, multiple-output sirkuit logika yang mengubah kode masukan menjadi keluaran kode, dimana kode input dan output berbeda. misalnya n-ke-2n, decoder kode biner-desimal. Aktifkan input harus selama decoder berfungsi, jika outputnya menganggap satu "cacat" kata output kode. Decoding diperlukan dalam aplikasi seperti data multiplexing tampilan, 7 segmen dan decoding alamat memori.
Sebuah decoder sedikit lebih kompleks akan menjadi n-ke-2n tipe dekoder biner. Jenis ini adalah sirkuit dekoder combinational yang mengkonversi informasi biner masukan 'n' dari kode ke maksimum 2n output yang unik. Kami mengatakan maksimum 2n output karena dalam kasus sedikit informasi 'n' kode memiliki kombinasi bit yang tidak digunakan, decoder mungkin kurang dari 2n output. Kita dapat memiliki 2-ke-4 decoder, 3-ke-8 decoder atau 4-ke-16 decoder. Kita bisa membentuk decoder 3-ke-8 dari dua 2-ke-4 decoder (dengan mengaktifkan sinyal).
Demikian pula, kita juga dapat membentuk decoder 4-ke-16 dengan menggabungkan dua 3-ke-8 decoder. Dalam jenis ini desain sirkuit, yang memungkinkan masukan dari kedua 3-ke-8 decoder berasal dari input 4, yang bertindak sebagai pemilih antara dua 3-ke-8 decoder. Hal ini memungkinkan input 4 untuk mengaktifkan decoder baik atas atau bawah, yang menghasilkan output dari D (0) melalui D (7) untuk decoder pertama, dan D (8) melalui D (15) untuk decoder kedua.
Sirkuit terpadu (integrated circuit atau IC) adalah komponen yang paling penting pada peralatan elekrtonika karena IC berperan sebagai otak pada peralatan elektronika. IC yang dipakai pada komputer adalah Mikroprosesor. Fabrikasi yang dipakai oleh mikroprosesor adalah 60nm. IC dapat melakukan fungsi yang dilakukan oleh tabung vakum. Ukuran IC yang kecil, tepercaya, kecepatan "switch", konsumsi listrik rendah, produksi massal, dan kemudahan dalam menambahkan jumlahnya dengan cepat menyingkirkan tabung vakum. IC mempunyai ukuran seukuran tutup pena sampai ukuran ibu jari dan dapat diisi sampai 250 kali dan digunakan pada alat elektronika seperti:
• Telepon
• Kalkulator
• Handphone
• Radio
Contoh- Contoh IC :
• 555 multivibrator
• IC seri 7400
• Intel 4004
• Intel seri x86
Decoder adalah kebalikan dari sebuah encoder, mengurangi encoding sehingga informasi asli dapat diambil. Dalam elektronika digital, decoder bias mengambil bentuk input-ganda, multiple-output sirkuit logika yang mengubah kode masuk menjadi kode keluar, dimana kode input dan output berada.
Senin, 11 Oktober 2010
Konversi Bilangan Desimal, Biner, Oktal dan Heksadesimal
Konversi Bilangan Desimal, Biner, Oktal dan Heksadesimal
Konversi Bilangan Desimal, Biner, Oktal dan Heksadesimal. Bilangan desimal adalah bilangan yang menggunakan 10 angka mulai 0 sampai 9 berturut2. Setelah angka 9, maka angka berikutnya adalah 10, 11, 12 dan seterusnya. Bilangan desimal disebut juga bilangan berbasis 10. Contoh penulisan bilangan desimal : 1710. Ingat, desimal berbasis 10, maka angka 10-lah yang menjadi subscript pada penulisan bilangan desimal.
Bilangan biner adalah bilangan yang hanya menggunakan 2 angka, yaitu 0 dan 1. Bilangan biner juga disebut bilangan berbasis 2. Setiap bilangan pada bilangan biner disebut bit, dimana 1 byte = 8 bit. Contoh penulisan : 1101112
Bilangan oktal adalah bilangan berbasis 8, yang menggunakan angka 0 sampai 7. Contoh penulisan : 178
Bilangan heksadesimal, atau bilangan heksa, atau bilangan basis 16, menggunakan 16 buah simbol, mulai dari 0 sampai 9, kemudian dilanjut dari A sampai F. Jadi, angka A sampai F merupakan simbol untuk 10 sampai 15. Contohpenulisan : C516
langsung saja ambil sebuah contoh bilangan desimal yang akan dikonversi ke biner. Setelah itu, akan saya lakukan konversi masing2 bilangan desimal, biner, oktal dan heksadesimal.
Misalkan bilangan desimal yang ingin saya konversi adalah 2510.
Maka langkah yang dilakukan adalah membagi tahap demi tahap angka 2510 tersebut dengan 2, seperti berikut :
25 : 2 = 12,5
Jawaban di atas memang benar, tapi bukan tahapan yang kita inginkan. Tahapan yang tepat untuk melakukan proses konversi ini sebagai berikut :
25 : 2 = 12 sisa 1. —–> Sampai disini masih mengerti kan?
Langkah selanjutnya adalah membagi angka 12 tersebut dengan 2 lagi. Hasilnya sebagai berikut :
12 : 2 = 6 sisa 0. —–> Ingat, selalu tulis sisanya.
Proses tersebut dilanjutkan sampai angka yang hendak dibagi adalah 0, sebagai berikut :
25 : 2 = 12 sisa 1.
12 : 2 = 6 sisa 0.
6 : 2 = 3 sisa 0.
3 : 2 = 1 sisa 1.
1 : 2 = 0 sisa 1.
0 : 2 = 0 sisa 0….
setelah didapat perhitungan tadi, pertanyaan berikutnya adalah, hasil konversinya yang mana? Ya, hasil konversinya adalah urutan seluruh sisa-sisa perhitungan telah diperoleh, dimulai dari bawah ke atas.
Maka hasilnya adalah 0110012. Angka 0 di awal tidak perlu ditulis, sehingga hasilnya menjadi 110012.
konversi bilangan desimal ke oktal.
Proses konversinya mirip dengan proses konversi desimal ke biner, hanya saja kali ini pembaginya adalah 8. Misalkan angka yang ingin saya konversi adalah 3310. Maka :
33 : 8 = 4 sisa 1.
4 : 8 = 0 sisa 4.
0 : 8 = 0 sisa 0….(end)
Hasilnya 418!!!
Sekarang tiba waktunya untuk mengajarkan proses konversi desimal ke heksadesimal
Seperti biasa, langsung saja ke contoh.
Misalkan bilangan desimal yang ingin saya ubah adalah 24310. Untuk menghitung proses konversinya, caranya sama saja dengan proses konversi desimal ke biner, hanya saja kali ini angka pembaginya adalah 16. Maka :
243 : 16 = 15 sisa 3.
15 : 16 = 0 sisa F. —-> ingat, 15 diganti jadi F..
0 : 16 = 0 sisa 0….(end)
Nah, maka hasil konversinya adalah F316. Mudah, bukan?
Langsung saja saya ambil contoh bilangan yang merupakan hasil perhitungan di atas, yaitu 110012. Misalkan bilangan tersebut saya ubah posisinya mulai dari kanan ke kiri menjadi seperti ini.
1
1
1
Nah, saatnya mengalikan setiap bit dengan perpangkatan 2. Ingat, perpangkatan 2 tersebut berurut mulai dari 20 sampai 2n, untuk setiap bit mulai dari kanan ke kiri. Maka :
1 ——> 1 x 20 = 1
0 ——> 0 x 21 = 0
0 ——> 0 x 22 = 0
1 ——> 1 x 23 = 8
1 ——> 1 x 24 = 16 —> perhatikan nilai perpangkatan 2 nya semakin ke bawah semakin besar
Maka hasilnya adalah 1 + 0 + 0 + 8 + 16 = 2510.
bandingkan hasil ini dengan angka desimal yang saya ubah ke biner di awal tadi. Sama bukan?
konversi bilangan biner ke oktal.
Untuk merubah bilangan biner ke bilangan oktal, perlu diperhatikan bahwa setiap bilangan oktal mewakili 3 bit dari bilangan biner. Maka jika kita memiliki bilangan biner 1101112 yang ingin dikonversi ke bilangan oktal, langkah pertama yang kita lakukan adalah memilah-milah bilangan biner tersebut, setiap bagian 3 bit, mulai dari kanan ke kiri, sehingga menjadi seperti berikut :
110 dan 111
Sengaja saya buat agak berjarak, supaya lebih mudah dimengerti. Nah, setelah dilakukan proses pemilah2an seperti ini, dilakukan proses konversi ke desimal terlebih dahulu secara terpisah. 110 dikonversi menjadi 6, dan 111 dikonversi menjadi 7. Hasilnya kemudian digabungkan, menjadi 678, yang merupakan bilangan oktal dari 1101112…
Tapi, itu kan kebetulan bilangan binernya pas 6 bit. Jadi dipilah2 3 pun masih pas. Gimana kalau bilangan binernya, contohnya, 5 bit? Contohnya 110012. 5 bit kan? Sebenarnya pemilah2an itu dimulai dari kanan ke kiri. Jadi hasilnya 11 dan 001. Ini kan sebenarnya sudah bisa masing2 diubah ke dalam bentuk desimal. Tapi kalau mau menambah kenyamanan di mata, tambahin aja 1 angka 0 di depannya. Jadi 0110012. Tidak akan merubah hasil perhitungan kok. Tinggal dipilah2 seperti tadi.
Selanjutnya adalah konversi bilangan biner ke heksadesimal.
sebagai contoh, misalnya saya ingin ubah 111000102 ke bentuk heksadesimal. Proses konversinya juga tidak begitu rumit, hanya tinggal memilahkan bit2 tersebut menjadi kelompok2 4 bit. Pemilahan dimulai dari kanan ke kiri, sehingga hasilnya sbb :
1110 dan 0010
coba lihat bit2 tersebut. Konversilah bit2 tersebut ke desimal terlebih dahulu satu persatu, sehingga didapat :
1110 = 14 dan 0010 = 2
ingat kalau 14 itu dilambangkan apa di heksadesimal? Ya, 14 dilambangkan dengan E16.
Dengan demikian, hasil konversinya adalah E216.
Seperti tadi juga, gimana kalau bilangan binernya tidak berjumlah 8 bit? Contohnya 1101012? Yaa…Seperti tadi juga, tambahin aja 0 di depannya. Tidak akan memberi pengaruh apa2 kok ke hasilnya. Jadi setelah ditambah menjadi 001101012. Selanjutnya, sudah gampang kan?
Selanjutnya, konversi bilangan oktal ke desimal. Hal ini tidak terlalu sulit. Tinggal kalikan saja setiap bilangan dengan perpangkatan 8. Contoh, bilangan oktal yang akan dikonversi adalah 718. Maka susunannya menjadi demikian :
1
7
dan proses perkaliannya sbb :
1 x 80 = 1
7 x 81 = 56
Maka hasilnya adalah penjumlahan 1 + 56 = 5710.
Habis konversi oktal ke desimal, maka saat ini giliran oktal ke biner.
contoh. Misalkan saya ingin mengubah bilangan oktal 578 ke biner. Maka langkah yang saya lakukan adalah melakukan proses konversi setiap bilangan tersebut masing2 ke 3 bit bilangan biner. Nah, angka 5 jika dikonversi ke biner menjadi….? 1012. Sip. Nah, 7, jika dikonversi ke biner menjadi…? 1112. Maka hasilnya adalah 1011112
konversi oktal ke heksadesimal.
Untuk konversi oktal ke heksadesimal, kita akan membutuhkan perantara, yaitu bilangan biner. adalah kita konversi dulu oktal ke biner, lalu konversikan nilai biner tersebut ke nilai heksadesimalnya. Nah, baik yang konversi oktal ke biner maupun biner ke heksadesimal kan udah dijelaskan. bahwa bilangan oktal 728 jika dikonversi ke heksadesimal menjadi 3A16.
Selanjutnya adalah konversi bilangan heksadesimal ke desimal.
Untuk proses konversi ini, caranya sama saja dengan proses konversi biner ke desimal, hanya saja kali ini perpangkatan yang digunakan adalah perpangkatan 16, bukan perpangkatan 2. Sebagai contoh, konversi bilangan heksa C816 ke bilangan desimal. susunan bilangan heksa tersebut, mulai dari kanan ke kiri, sehingga menjadi sebagai berikut :
8
C
dan kemudian dilakukan proses perkalian dengan perpangkatan 16, sebagai berikut :
8 x 160 = 8
C x 161 = 192 ——> ingat, C16 merupakan lambang dari 1210
Maka diperolehlah hasil konversinya bernilai 8 + 192 = 2002.
Tutorial berikutnya, konversi dari heksadesimal ke biner.
Dalam proses konversi heksadesimal ke biner, setiap simbol dalam heksadesimal mewakili 4 bit dari biner. konversi bilangan heksa B716 ke bilangan biner. Maka setiap simbol di bilangan heksa tersebut saya konversi terpisah ke biner. Ingat, B16 merupakan simbol untuk angka desimal 1110. desimal 1110 jika dikonversi ke biner menjadi 10112, sedangkan desimal 710 jika dikonversi ke biner menjadi 01112. Maka bilangan binernya adalah 101101112,
B 7 —-> bentuk heksa
11 7 —-> bentuk desimal
1011 0111 —-> bentuk biner
Hasilnya disatukan, sehingga menjadi 101101112.
konversi heksadesimal ke oktal.
sama seperti konversi oktal ke heksadesimal, kita membutuhkan bantuan bilangan biner. Lakukan terlebih dahulu konversi heksadesimal ke biner, lalu konversikan nilai biner tersebut ke oktal. Sebagai latihan, buktikan bahwa nilai heksadesimal E716 jika dikonversi ke oktal menjadi 3478.
Konversi Bilangan Desimal, Biner, Oktal dan Heksadesimal. Bilangan desimal adalah bilangan yang menggunakan 10 angka mulai 0 sampai 9 berturut2. Setelah angka 9, maka angka berikutnya adalah 10, 11, 12 dan seterusnya. Bilangan desimal disebut juga bilangan berbasis 10. Contoh penulisan bilangan desimal : 1710. Ingat, desimal berbasis 10, maka angka 10-lah yang menjadi subscript pada penulisan bilangan desimal.
Bilangan biner adalah bilangan yang hanya menggunakan 2 angka, yaitu 0 dan 1. Bilangan biner juga disebut bilangan berbasis 2. Setiap bilangan pada bilangan biner disebut bit, dimana 1 byte = 8 bit. Contoh penulisan : 1101112
Bilangan oktal adalah bilangan berbasis 8, yang menggunakan angka 0 sampai 7. Contoh penulisan : 178
Bilangan heksadesimal, atau bilangan heksa, atau bilangan basis 16, menggunakan 16 buah simbol, mulai dari 0 sampai 9, kemudian dilanjut dari A sampai F. Jadi, angka A sampai F merupakan simbol untuk 10 sampai 15. Contohpenulisan : C516
langsung saja ambil sebuah contoh bilangan desimal yang akan dikonversi ke biner. Setelah itu, akan saya lakukan konversi masing2 bilangan desimal, biner, oktal dan heksadesimal.
Misalkan bilangan desimal yang ingin saya konversi adalah 2510.
Maka langkah yang dilakukan adalah membagi tahap demi tahap angka 2510 tersebut dengan 2, seperti berikut :
25 : 2 = 12,5
Jawaban di atas memang benar, tapi bukan tahapan yang kita inginkan. Tahapan yang tepat untuk melakukan proses konversi ini sebagai berikut :
25 : 2 = 12 sisa 1. —–> Sampai disini masih mengerti kan?
Langkah selanjutnya adalah membagi angka 12 tersebut dengan 2 lagi. Hasilnya sebagai berikut :
12 : 2 = 6 sisa 0. —–> Ingat, selalu tulis sisanya.
Proses tersebut dilanjutkan sampai angka yang hendak dibagi adalah 0, sebagai berikut :
25 : 2 = 12 sisa 1.
12 : 2 = 6 sisa 0.
6 : 2 = 3 sisa 0.
3 : 2 = 1 sisa 1.
1 : 2 = 0 sisa 1.
0 : 2 = 0 sisa 0….
setelah didapat perhitungan tadi, pertanyaan berikutnya adalah, hasil konversinya yang mana? Ya, hasil konversinya adalah urutan seluruh sisa-sisa perhitungan telah diperoleh, dimulai dari bawah ke atas.
Maka hasilnya adalah 0110012. Angka 0 di awal tidak perlu ditulis, sehingga hasilnya menjadi 110012.
konversi bilangan desimal ke oktal.
Proses konversinya mirip dengan proses konversi desimal ke biner, hanya saja kali ini pembaginya adalah 8. Misalkan angka yang ingin saya konversi adalah 3310. Maka :
33 : 8 = 4 sisa 1.
4 : 8 = 0 sisa 4.
0 : 8 = 0 sisa 0….(end)
Hasilnya 418!!!
Sekarang tiba waktunya untuk mengajarkan proses konversi desimal ke heksadesimal
Seperti biasa, langsung saja ke contoh.
Misalkan bilangan desimal yang ingin saya ubah adalah 24310. Untuk menghitung proses konversinya, caranya sama saja dengan proses konversi desimal ke biner, hanya saja kali ini angka pembaginya adalah 16. Maka :
243 : 16 = 15 sisa 3.
15 : 16 = 0 sisa F. —-> ingat, 15 diganti jadi F..
0 : 16 = 0 sisa 0….(end)
Nah, maka hasil konversinya adalah F316. Mudah, bukan?
Langsung saja saya ambil contoh bilangan yang merupakan hasil perhitungan di atas, yaitu 110012. Misalkan bilangan tersebut saya ubah posisinya mulai dari kanan ke kiri menjadi seperti ini.
1
1
1
Nah, saatnya mengalikan setiap bit dengan perpangkatan 2. Ingat, perpangkatan 2 tersebut berurut mulai dari 20 sampai 2n, untuk setiap bit mulai dari kanan ke kiri. Maka :
1 ——> 1 x 20 = 1
0 ——> 0 x 21 = 0
0 ——> 0 x 22 = 0
1 ——> 1 x 23 = 8
1 ——> 1 x 24 = 16 —> perhatikan nilai perpangkatan 2 nya semakin ke bawah semakin besar
Maka hasilnya adalah 1 + 0 + 0 + 8 + 16 = 2510.
bandingkan hasil ini dengan angka desimal yang saya ubah ke biner di awal tadi. Sama bukan?
konversi bilangan biner ke oktal.
Untuk merubah bilangan biner ke bilangan oktal, perlu diperhatikan bahwa setiap bilangan oktal mewakili 3 bit dari bilangan biner. Maka jika kita memiliki bilangan biner 1101112 yang ingin dikonversi ke bilangan oktal, langkah pertama yang kita lakukan adalah memilah-milah bilangan biner tersebut, setiap bagian 3 bit, mulai dari kanan ke kiri, sehingga menjadi seperti berikut :
110 dan 111
Sengaja saya buat agak berjarak, supaya lebih mudah dimengerti. Nah, setelah dilakukan proses pemilah2an seperti ini, dilakukan proses konversi ke desimal terlebih dahulu secara terpisah. 110 dikonversi menjadi 6, dan 111 dikonversi menjadi 7. Hasilnya kemudian digabungkan, menjadi 678, yang merupakan bilangan oktal dari 1101112…
Tapi, itu kan kebetulan bilangan binernya pas 6 bit. Jadi dipilah2 3 pun masih pas. Gimana kalau bilangan binernya, contohnya, 5 bit? Contohnya 110012. 5 bit kan? Sebenarnya pemilah2an itu dimulai dari kanan ke kiri. Jadi hasilnya 11 dan 001. Ini kan sebenarnya sudah bisa masing2 diubah ke dalam bentuk desimal. Tapi kalau mau menambah kenyamanan di mata, tambahin aja 1 angka 0 di depannya. Jadi 0110012. Tidak akan merubah hasil perhitungan kok. Tinggal dipilah2 seperti tadi.
Selanjutnya adalah konversi bilangan biner ke heksadesimal.
sebagai contoh, misalnya saya ingin ubah 111000102 ke bentuk heksadesimal. Proses konversinya juga tidak begitu rumit, hanya tinggal memilahkan bit2 tersebut menjadi kelompok2 4 bit. Pemilahan dimulai dari kanan ke kiri, sehingga hasilnya sbb :
1110 dan 0010
coba lihat bit2 tersebut. Konversilah bit2 tersebut ke desimal terlebih dahulu satu persatu, sehingga didapat :
1110 = 14 dan 0010 = 2
ingat kalau 14 itu dilambangkan apa di heksadesimal? Ya, 14 dilambangkan dengan E16.
Dengan demikian, hasil konversinya adalah E216.
Seperti tadi juga, gimana kalau bilangan binernya tidak berjumlah 8 bit? Contohnya 1101012? Yaa…Seperti tadi juga, tambahin aja 0 di depannya. Tidak akan memberi pengaruh apa2 kok ke hasilnya. Jadi setelah ditambah menjadi 001101012. Selanjutnya, sudah gampang kan?
Selanjutnya, konversi bilangan oktal ke desimal. Hal ini tidak terlalu sulit. Tinggal kalikan saja setiap bilangan dengan perpangkatan 8. Contoh, bilangan oktal yang akan dikonversi adalah 718. Maka susunannya menjadi demikian :
1
7
dan proses perkaliannya sbb :
1 x 80 = 1
7 x 81 = 56
Maka hasilnya adalah penjumlahan 1 + 56 = 5710.
Habis konversi oktal ke desimal, maka saat ini giliran oktal ke biner.
contoh. Misalkan saya ingin mengubah bilangan oktal 578 ke biner. Maka langkah yang saya lakukan adalah melakukan proses konversi setiap bilangan tersebut masing2 ke 3 bit bilangan biner. Nah, angka 5 jika dikonversi ke biner menjadi….? 1012. Sip. Nah, 7, jika dikonversi ke biner menjadi…? 1112. Maka hasilnya adalah 1011112
konversi oktal ke heksadesimal.
Untuk konversi oktal ke heksadesimal, kita akan membutuhkan perantara, yaitu bilangan biner. adalah kita konversi dulu oktal ke biner, lalu konversikan nilai biner tersebut ke nilai heksadesimalnya. Nah, baik yang konversi oktal ke biner maupun biner ke heksadesimal kan udah dijelaskan. bahwa bilangan oktal 728 jika dikonversi ke heksadesimal menjadi 3A16.
Selanjutnya adalah konversi bilangan heksadesimal ke desimal.
Untuk proses konversi ini, caranya sama saja dengan proses konversi biner ke desimal, hanya saja kali ini perpangkatan yang digunakan adalah perpangkatan 16, bukan perpangkatan 2. Sebagai contoh, konversi bilangan heksa C816 ke bilangan desimal. susunan bilangan heksa tersebut, mulai dari kanan ke kiri, sehingga menjadi sebagai berikut :
8
C
dan kemudian dilakukan proses perkalian dengan perpangkatan 16, sebagai berikut :
8 x 160 = 8
C x 161 = 192 ——> ingat, C16 merupakan lambang dari 1210
Maka diperolehlah hasil konversinya bernilai 8 + 192 = 2002.
Tutorial berikutnya, konversi dari heksadesimal ke biner.
Dalam proses konversi heksadesimal ke biner, setiap simbol dalam heksadesimal mewakili 4 bit dari biner. konversi bilangan heksa B716 ke bilangan biner. Maka setiap simbol di bilangan heksa tersebut saya konversi terpisah ke biner. Ingat, B16 merupakan simbol untuk angka desimal 1110. desimal 1110 jika dikonversi ke biner menjadi 10112, sedangkan desimal 710 jika dikonversi ke biner menjadi 01112. Maka bilangan binernya adalah 101101112,
B 7 —-> bentuk heksa
11 7 —-> bentuk desimal
1011 0111 —-> bentuk biner
Hasilnya disatukan, sehingga menjadi 101101112.
konversi heksadesimal ke oktal.
sama seperti konversi oktal ke heksadesimal, kita membutuhkan bantuan bilangan biner. Lakukan terlebih dahulu konversi heksadesimal ke biner, lalu konversikan nilai biner tersebut ke oktal. Sebagai latihan, buktikan bahwa nilai heksadesimal E716 jika dikonversi ke oktal menjadi 3478.
Sejarah Awal Komputer
Sejarah Awal Komputer
Sejarah awal munculnya komputer harus di kenali lebih awal oleh siapapun, terutama bagi mereka yang sedang belajar tentang ilmu komputer harus paham dan tahu dari mana komputer berasal. Sejarah pertama munculnya komputer menjadi pelajaran dasar dalam ilmu komputer, dan saya pikir komputer sudah bukan barang asing lagi bagi masyarakat penggunanya, namun sedikit yang mengetahui siapa penemunya, siapa yang memulai gagasan awal hingga dapat menghasilkan teknologi komputer tersebut, Tentunya manusia yang menemukan komputer tersebut adalah tidak kecil jasanya bagi masa-masa berikutnya, dimana penggunaan komputer tersebut telah dapat dinikmati oleh sebagian besar masyarakat dunia, sewajarnya si penemu tersebut mendapat penghargaan dan dikenang namanya dalam sejarah komputer.
Menurut William S. Davis (Miami University ,1981), setelah manusia beralih dari sistim barter diganti dengan uang, kebutuhan akan angka, perhitungan, dan pemeliharaan data telah menjadi keharusan. Alat bantu penghitung pertama kali dikenal adalah “ABACUS� yang diperkenalkan di daratan Cina pada sekitar 2600 tahun Sebelum Masehi. Alat penghitung ini masih saja dipergunakan di beberapa negara di dunia.
Beberapa abad kemudian, sedikit demi sedikit dapat dilakukan pengembangan komputer modem. Alat mekanik pertama yang diciptakan untuk membantu perhitungan adalah mesin penambah yang diketemukan oleh Blaise Pascal tahun 1642. Gootfried Wilhelm Liebniz kemudian mengembangkan mesin yang dapat mengalikan, sebagaimana halnya mesin hitung Pascal, namun gagal karena tidak ditunjang oleh pengadaan alat-alat serta kekurangan tehnik industri.
Dua abad berikutnya ada kemajuan dalam bidang listrik dan industri. yaitu penemuan listrik pada permulaan tahun 1800, dimana ilmu pengetahuan menemukan jawaban atas masalahnya sendiri. Pada tahun 1786, Galvani adalah orang pertama yang menemukan arus listrik, sulit dipercaya pada masa sebelum 1786, bahwa arus listrik ada. Pada 1800 battery basah pertama kali diciptakan. Pada tahun 1834, telah ada pembangkit arus dengan battery, magnit listrik, pembangkit listrik mesin pembangkit berputar dan mesin listrik telah diketemukan. Hal tersebut diawali dengan tidak ada apa-apa tentang listrik sejak beberapa dekade sebelumnya. Dalam bidang ilmu dan teknologi, satu ide baru memungkinkan banyak ide baru, kadang-kadang menghasilkan lebih banyak lagi, berkembang lagi dan lagi, hingga pada suatu saat pengetahuan secara cepat berkembang dengan luar biasa. Lebih lanjut William S. Davis (1981), mengatakan, bahwa penemuan baru terjadi di Perancis dimana pada tahun 1806, seseorang bernama Joseph Jacquard menemukan alat penenun Jacquard, sebuah mesin penenun dikontrol oleh kartu-kartu (punched card). Jacquard tidaklah bermaksud menemukan komputer atau alat mekanik lain untuk berhitung, tetapi idenya mempergunakan “punch card� untuk menyimpan data menjadi sumber ide yang dipergunakan secara nyata oleh penemu komputer berikutnya.
Penemu komputer pertama pada awal abad 19 adalah Charles Babbage. Yang membangun suatu mesin penganalisa yang mampu melakukan perhitungan rumit pada saat yang bersamaan. Pada tahun 1843, dia merencanakan dengan terperinci sebuah mesin termasuk segala bagian-bagian terpenting dan berfungsi sebagai mesin komputer modern. Namun tidak terlaksana karena sarana dan kemampuan teknologi pada saat itu tidak dapat melayani kebutuhan. Semenjak masa Pascal dan Liebniz perkembangan teknologi menjadi sangat pesat tetapi belum cukup untuk menjawab tantangan-tantangan. Hasil karya Charles Babbage hampir dilupakan, tidak dibicarakan lagi hingga konsep-konsepnya dipergunakan kemudian oleh orang lain pada abad berikutnya.
Pada Tahun 1880 Undang-undang Amerika Serikat menetapkan diperlakukannya sensus setiap sepuluh tahun. Cacah jiwa tahun 1880 memerlukan tujuh setengah tahun untuk menyelesaikannya. Kenaikan jumlah penduduk memberikan gambaran bahwa sensus pada tahun 1890 akan memerlukan waktu sebelas tahun untuk menyelesaikannya. Ini berarti bahwa hasil sensus 1890 masih dalam proses perhitungan Biro Sensus pada saat sensus 1900 sudah berjalan. Demikian juga pada masa mendatang proses perhitungan akan semakin jauh di belakang tanpa ada harapan perbaikan.
Masalah tersebut telah ditangani oleh seorang Staff Biro Sensus bernama Herman Hollerith. Dia mengambil ide Jacquard tenun otomatis dengan melobangi kartu dengan data-data. Apabila lobang-lobang di dalam kartu dapat dianggap sebagai simbol tenunan, tentunya lobang tersebut dapat mewakili angka. Segera setelah sensus tahun 1890 berjalan Hollerith memasukkannya dalam lobang-lobang kartu. Untuk membaca dan keperluan tabulasi dia mengambilkan ide dari kecepatan penemuan-penemuan listrik.
Kartu-kartu tidak mengantar listrik, karena kertas adalah alat yang baik untuk bahan isolasi. Apabila kertas ditempatkan di permukaan logam dan urutan tombol-tombol logam yang saling berhubungan, kertas-kertas secara baik memisahkan tombol atau jarum-jarum logam dari atas permukaan logamnya yang menghambat arus listrik kecuali kalau ada lobang. Dalam hal ini tombol logam akan masuk dalam lobang kertas dan tersambungkan dengan logamnya yang memungkinkan arus dapat mengalir terus.
Peralatan Hollerith secara mudah akan menghitung arus yang tersambungkan pada kawat atau kabel setiap saat kartu dimasukkan ke dalam kartu, dan setiap posisi kombinasi lobang akan mewakili satu data statistik, sehingga hasil perhitungan akan menjadi hasil sensus. Sensus tahun 1890 selesai dikerjakan dalam waktu dua tahun.
Mengapa Hollerith bisa berhasil sedang orang-orang sebelumnya seperti Pascal, Liebniz dan Babbage gagal? Apakah idenya lebih baik? Sesungguhnya tidak, tetapi pada tahun 1890 masalah teknologi dan kelistrikan telah sedemikian majunya sehingga seara langsung ide-ide Hollerith dapat dilaksanakan.
. Kemajuan-kemajuan berarti, secara nyata, telah diperoleh tetapi ide dasarnya adalah penemuan Hollerith. Pada tahun 1939, Howard Aiken dari Universitas Howard mulai dipekerjakan untuk memecahkan masalah angka yang kompleks; pada tahun 1944 dengan bantuan dan dukungan keuangan dari IBM, Mark-I, komputer elektronik mekanik pertama diperkenalkan. Dan tahapan baru tentang komputer modern-pun telah dimulai.
Sejarah awal munculnya komputer harus di kenali lebih awal oleh siapapun, terutama bagi mereka yang sedang belajar tentang ilmu komputer harus paham dan tahu dari mana komputer berasal. Sejarah pertama munculnya komputer menjadi pelajaran dasar dalam ilmu komputer, dan saya pikir komputer sudah bukan barang asing lagi bagi masyarakat penggunanya, namun sedikit yang mengetahui siapa penemunya, siapa yang memulai gagasan awal hingga dapat menghasilkan teknologi komputer tersebut, Tentunya manusia yang menemukan komputer tersebut adalah tidak kecil jasanya bagi masa-masa berikutnya, dimana penggunaan komputer tersebut telah dapat dinikmati oleh sebagian besar masyarakat dunia, sewajarnya si penemu tersebut mendapat penghargaan dan dikenang namanya dalam sejarah komputer.
Menurut William S. Davis (Miami University ,1981), setelah manusia beralih dari sistim barter diganti dengan uang, kebutuhan akan angka, perhitungan, dan pemeliharaan data telah menjadi keharusan. Alat bantu penghitung pertama kali dikenal adalah “ABACUS� yang diperkenalkan di daratan Cina pada sekitar 2600 tahun Sebelum Masehi. Alat penghitung ini masih saja dipergunakan di beberapa negara di dunia.
Beberapa abad kemudian, sedikit demi sedikit dapat dilakukan pengembangan komputer modem. Alat mekanik pertama yang diciptakan untuk membantu perhitungan adalah mesin penambah yang diketemukan oleh Blaise Pascal tahun 1642. Gootfried Wilhelm Liebniz kemudian mengembangkan mesin yang dapat mengalikan, sebagaimana halnya mesin hitung Pascal, namun gagal karena tidak ditunjang oleh pengadaan alat-alat serta kekurangan tehnik industri.
Dua abad berikutnya ada kemajuan dalam bidang listrik dan industri. yaitu penemuan listrik pada permulaan tahun 1800, dimana ilmu pengetahuan menemukan jawaban atas masalahnya sendiri. Pada tahun 1786, Galvani adalah orang pertama yang menemukan arus listrik, sulit dipercaya pada masa sebelum 1786, bahwa arus listrik ada. Pada 1800 battery basah pertama kali diciptakan. Pada tahun 1834, telah ada pembangkit arus dengan battery, magnit listrik, pembangkit listrik mesin pembangkit berputar dan mesin listrik telah diketemukan. Hal tersebut diawali dengan tidak ada apa-apa tentang listrik sejak beberapa dekade sebelumnya. Dalam bidang ilmu dan teknologi, satu ide baru memungkinkan banyak ide baru, kadang-kadang menghasilkan lebih banyak lagi, berkembang lagi dan lagi, hingga pada suatu saat pengetahuan secara cepat berkembang dengan luar biasa. Lebih lanjut William S. Davis (1981), mengatakan, bahwa penemuan baru terjadi di Perancis dimana pada tahun 1806, seseorang bernama Joseph Jacquard menemukan alat penenun Jacquard, sebuah mesin penenun dikontrol oleh kartu-kartu (punched card). Jacquard tidaklah bermaksud menemukan komputer atau alat mekanik lain untuk berhitung, tetapi idenya mempergunakan “punch card� untuk menyimpan data menjadi sumber ide yang dipergunakan secara nyata oleh penemu komputer berikutnya.
Penemu komputer pertama pada awal abad 19 adalah Charles Babbage. Yang membangun suatu mesin penganalisa yang mampu melakukan perhitungan rumit pada saat yang bersamaan. Pada tahun 1843, dia merencanakan dengan terperinci sebuah mesin termasuk segala bagian-bagian terpenting dan berfungsi sebagai mesin komputer modern. Namun tidak terlaksana karena sarana dan kemampuan teknologi pada saat itu tidak dapat melayani kebutuhan. Semenjak masa Pascal dan Liebniz perkembangan teknologi menjadi sangat pesat tetapi belum cukup untuk menjawab tantangan-tantangan. Hasil karya Charles Babbage hampir dilupakan, tidak dibicarakan lagi hingga konsep-konsepnya dipergunakan kemudian oleh orang lain pada abad berikutnya.
Pada Tahun 1880 Undang-undang Amerika Serikat menetapkan diperlakukannya sensus setiap sepuluh tahun. Cacah jiwa tahun 1880 memerlukan tujuh setengah tahun untuk menyelesaikannya. Kenaikan jumlah penduduk memberikan gambaran bahwa sensus pada tahun 1890 akan memerlukan waktu sebelas tahun untuk menyelesaikannya. Ini berarti bahwa hasil sensus 1890 masih dalam proses perhitungan Biro Sensus pada saat sensus 1900 sudah berjalan. Demikian juga pada masa mendatang proses perhitungan akan semakin jauh di belakang tanpa ada harapan perbaikan.
Masalah tersebut telah ditangani oleh seorang Staff Biro Sensus bernama Herman Hollerith. Dia mengambil ide Jacquard tenun otomatis dengan melobangi kartu dengan data-data. Apabila lobang-lobang di dalam kartu dapat dianggap sebagai simbol tenunan, tentunya lobang tersebut dapat mewakili angka. Segera setelah sensus tahun 1890 berjalan Hollerith memasukkannya dalam lobang-lobang kartu. Untuk membaca dan keperluan tabulasi dia mengambilkan ide dari kecepatan penemuan-penemuan listrik.
Kartu-kartu tidak mengantar listrik, karena kertas adalah alat yang baik untuk bahan isolasi. Apabila kertas ditempatkan di permukaan logam dan urutan tombol-tombol logam yang saling berhubungan, kertas-kertas secara baik memisahkan tombol atau jarum-jarum logam dari atas permukaan logamnya yang menghambat arus listrik kecuali kalau ada lobang. Dalam hal ini tombol logam akan masuk dalam lobang kertas dan tersambungkan dengan logamnya yang memungkinkan arus dapat mengalir terus.
Peralatan Hollerith secara mudah akan menghitung arus yang tersambungkan pada kawat atau kabel setiap saat kartu dimasukkan ke dalam kartu, dan setiap posisi kombinasi lobang akan mewakili satu data statistik, sehingga hasil perhitungan akan menjadi hasil sensus. Sensus tahun 1890 selesai dikerjakan dalam waktu dua tahun.
Mengapa Hollerith bisa berhasil sedang orang-orang sebelumnya seperti Pascal, Liebniz dan Babbage gagal? Apakah idenya lebih baik? Sesungguhnya tidak, tetapi pada tahun 1890 masalah teknologi dan kelistrikan telah sedemikian majunya sehingga seara langsung ide-ide Hollerith dapat dilaksanakan.
. Kemajuan-kemajuan berarti, secara nyata, telah diperoleh tetapi ide dasarnya adalah penemuan Hollerith. Pada tahun 1939, Howard Aiken dari Universitas Howard mulai dipekerjakan untuk memecahkan masalah angka yang kompleks; pada tahun 1944 dengan bantuan dan dukungan keuangan dari IBM, Mark-I, komputer elektronik mekanik pertama diperkenalkan. Dan tahapan baru tentang komputer modern-pun telah dimulai.
STRUKTUR SISTEM KOMPUTER
STRUKTUR SISTEM KOMPUTER
Sistem computer adalah berisi suatu CPU dan sejumlah device controller yang dihubungkan melalui bus yang menyediakan adanya pemakaian memori secara bersama-sama, CPU dan device controller tersebut dapat bekerja secara bersama-sama dan saling berkompetisi untuk mengunakan memori.
Struktur I/O
Untuk memulai mengoperasikan I/O, CPU memanggil registers-registers yang cocok untuk device controller. Kemudian device controller menjawab dengan mengisi register-register berupa tanggapan yang akan diberikan. Sebagai contoh, jika ada permintaan transfer data dari suatu device ke local buffer, dan transfer telah selesai dilakukan, maka device controller menginformasikan ke CPU bahwa pekerjaan tersebut telah selesai. Komunikasi ini akan menyebabkan terjadinya interrupt. Ada 2 aksi yang diberikan saat terjadinya interrupt:
1. Synchronous I/O. I/O dijalankan, I/O selesai digunakan, control menginformasikan kembali ke user proses. Untuk menunggu selesai digunakan I/O biasanya digunakan perintah wait. Dengan adanya menunggu sampai selesai (ada interrupt lain) ini membawa keuntungan yaitu hanya ada satu I/O yang sedang bekerja pada suatu wakktu, sehingga CPU tahu dengan pasti CPU mana yang sedang menginterrupt.
2. Asynchronous I/O. Kembali ke user program tanpa harus menunggu I/O selesai digunakan. Keuntungan: Efisiensi sistem semakin bertambah, sebab saat suatu I/O digunakan, CPU dapat digunakan untuk menjalankan proses atau menjawab kerja I/O yang lain.
Untuk menunggu hingga I/O selesai digunakan dapat juda digunakan system call. Dengan cara ini system operasi harus dilengkapi dengan Device-Status Table yang berisi tipe device, alamat, dan statusnya (tidak berfungsi, idle, atau busy). Jika suatu device dalam keadaan sibuk, maka suatu permintaan akan disimpan dalam table tersebut. Jika permintaan terjadi pada device yang sama, maka akan dibuat daftar pada table tersebut.
Struktur Penyimpanan
Penyimpanan terdiri atas memori utama dan memori sekunder. Karena memori utama bersifat volatile dan kapasitasnya terbatas, maka dibutuhkan memori sekunder yang bersifat nonvolatile dan kapasitasnya besar.
Cache Memory
Proses transfer data dari/ke memori utama ke/dari register CPU dilakukan per karakter, padahal kecepatan register dengan memori berbeda cukup jauh. Untuk itu agar CPU tidak nganggur digunakan bantuan cache sebagai perantara CPU dengan memori. Pengiriman data dari cache ke dari CPU dilakukan per karakter, sedangkan pengiriman data dari ke cache ke dari memori dilakukan per blok.
Ada 2 jenis cache, yaitu:
• Software cache (caching disk controller); akan mempercepat akses data pada disk dengan menyimpan data yang baru saja digunakan dalam memory.
• Hardware cache (on-the-board cache); akan mempercepat akses memori itu sendiri dengan menyimpan data yang baru saja digunakan dalam memori yang lebih cepat lagi.
Biasanya cache dapat menyimpan sejumlah blok pada suatu saat, namun jumlah ini jauh lebih sedikit dibanding dengan jumlah blok yang ada pada memori utama. Hubungan antara blok-blok yang ada pada cache dengan blok-blok yang ada pada memori utama dispesifikasikan dengan menggunakan fungsi pemetaan (mapping function).
Misalkan suatu cache berisi 128 blok, tiap blok ada 16 word, sehingga total ada 2 Kword, Diasumsikan pula bahwa memori utama dialamati oleh 16-bit alamat, dengan 64 Kword, sehingga aka nada 4 K blok masing-masing 16 word.
Cara yang paling mudah untuk untuk menentukan lokasi pada cache yang mana blok-blok pada memori utama disimpan digunakan teknik Diret-Mapping.
Memori Utama
Memori utama berisi jutaan sel penyimpanaan, masing-masing sel dapat menyimpan binary digit atau bit yang bernilai 0 dan 1. Satu bit diatur secara individu, karena satu bit hanya menyimpan sejumlah kecil informasi saja. Biasanya bit-bit ini bergabung membentuk suatu kelompok dengan ukuran tertentu. Memori utama disusun sedemikian rupa sehingga satu kelompok yang terdiri dari n-bit dapat disimpam dan dddditerima satu kesatuan. Tiap-tiap kelompok yang terdiri dari n-bit ini sering disebut dengan satu word informasi, sedangkan n disebut dengan panjang word (word length) Pada computer modern kebanyakan memiliki ukuran word antara 16 sampai 64 bit.
Untuk mengakses memori utama, misalkan untuk menyimpan atau menerima satu word informasi memerlukan alamat untuk tiap-tiap word, yaitu dari 0 sampai 2k-1. Alamat sebanyak 2k tersebut mengatur address space dari computer, dan memori utama dari computer ini memiliki 2k word. Sebagai contoh, 24-bit alamat memberikan ruang alamat sebesar 2pangkat24 (167.77.216) lokasi. Bentuk seperti ini biasanya ditulis dengan 16M (16 megawords) dimana 1M = 2pangkat20. Sedangkan 32-bit alamat memberikan 2pangkat32 atau 4G.
Memori utama terdiri-dari memori statis (static memory) dan memori dinamis (dynamic memory). Memori statis terbuat dari rangkaian yang mampu bertahan selama ada daya listrik. Memori ini memiliki kecepatan yang cukup tinggi, namun harganya juga cukup mahal sebab terdiri atas beberapa transistor. Pada memori dinamis, informasidisimpan dalam bentuk isian kapasitor. DRAM hanya mampu menyimpan informasi untuk beberapa milidetik saja. Sehingga jika tiap-tiap sel akan digunakan untuk menyimpan informasi dalam jangka waktu yang cukup yang lama, maka kapasitornya harus diisi ulang hingga penuh.
Eksekusi bagian program dalam hubungannya dengan memori dan CPU registers:
1. PC berisi 300, alamat instruksi yang pertama. Isi dari lokasi 300 diambil dan dimasukan ke IR. Untuk itu digunakan MAR dan MBR sebagai perantara.
2. Empat bit pertama menunjukan AC yang akan diambil, sedangkan 12 bit berikutnya adalah alamat khusus, yaitu 940.
3. PC dinaikan, dan instruksi berikutnya diambil.
4. Isi AC yang lama ditambah dengan isi alamat 940, hasilnya dimasukkan ke AC kembali.
5. PC dinaikkan lagi instruksinya berikutnya diambil.
6. Isi AC disimpan di lokasi 941.
CPU CPU
Memory Registers Memory Registers 300 1 9 4 0 3 0 0 PC 300 1 9 4 0 3 0 0 PC
301 5 9 4 1 - AC 301 5 9 4 1 0 0 0 3 AC
302 2 9 4 1 1 9 4 0 IR 302 2 9 4 1 1 9 4 0 IR
940 0 0 0 3 940 0 0 0 3
942 0 0 0 2 941 0 0 0 2
langkah-1 langkah-2
CPU CPU
Memory Registers Memory Registers 300 1 9 4 0 3 0 1 PC 300 1 9 4 0 3 0 1 PC
301 5 9 4 1 0 0 0 3 AC 301 5 9 4 1 0 0 0 5 AC
302 2 9 4 1 5 9 4 1 IR 302 2 9 4 1 5 9 4 1 IR
940 0 0 0 3 940 0 0 0 3
941 0 0 0 2 941 0 0 0 2
Langkah-3 langkah-4
CPU CPU
Memory Registers Memory Registers 300 1 9 4 0 3 0 2 PC 300 1 9 4 0 3 0 0 PC
301 5 9 4 1 0 0 0 5 AC 301 5 9 4 1 0 0 0 5 AC
302 2 9 4 1 2 9 4 1 IR 302 2 9 4 1 2 9 4 1 IR
940 0 0 0 3 940 0 0 0 3
941 0 0 0 2 941 0 0 0 5
Langkah-5 langkah-6
Caranya: langkah-1 : Memory 1940 ke Registers 1940 IR
2 : Memory 0003 ke Registers 0003 AC
3 : Memory 5941 ke Registers 5941 IR
4 : Memory 0002 ke Registers 0005 AC dimana 3bit16 + 2bit16 = 5bit16 maka 0005 AC
5 : Memory 2941 ke Registers 2941 IR
6 : Registers 0005 ke Memory 0005 AC
Contoh Eksekusi Instruksi Program oleh CPU Registers
Referensi: Kusumadewi, Sri. System operasi. Edisi 1. Yogyakarta Informatika. 2000
Sistem computer adalah berisi suatu CPU dan sejumlah device controller yang dihubungkan melalui bus yang menyediakan adanya pemakaian memori secara bersama-sama, CPU dan device controller tersebut dapat bekerja secara bersama-sama dan saling berkompetisi untuk mengunakan memori.
Struktur I/O
Untuk memulai mengoperasikan I/O, CPU memanggil registers-registers yang cocok untuk device controller. Kemudian device controller menjawab dengan mengisi register-register berupa tanggapan yang akan diberikan. Sebagai contoh, jika ada permintaan transfer data dari suatu device ke local buffer, dan transfer telah selesai dilakukan, maka device controller menginformasikan ke CPU bahwa pekerjaan tersebut telah selesai. Komunikasi ini akan menyebabkan terjadinya interrupt. Ada 2 aksi yang diberikan saat terjadinya interrupt:
1. Synchronous I/O. I/O dijalankan, I/O selesai digunakan, control menginformasikan kembali ke user proses. Untuk menunggu selesai digunakan I/O biasanya digunakan perintah wait. Dengan adanya menunggu sampai selesai (ada interrupt lain) ini membawa keuntungan yaitu hanya ada satu I/O yang sedang bekerja pada suatu wakktu, sehingga CPU tahu dengan pasti CPU mana yang sedang menginterrupt.
2. Asynchronous I/O. Kembali ke user program tanpa harus menunggu I/O selesai digunakan. Keuntungan: Efisiensi sistem semakin bertambah, sebab saat suatu I/O digunakan, CPU dapat digunakan untuk menjalankan proses atau menjawab kerja I/O yang lain.
Untuk menunggu hingga I/O selesai digunakan dapat juda digunakan system call. Dengan cara ini system operasi harus dilengkapi dengan Device-Status Table yang berisi tipe device, alamat, dan statusnya (tidak berfungsi, idle, atau busy). Jika suatu device dalam keadaan sibuk, maka suatu permintaan akan disimpan dalam table tersebut. Jika permintaan terjadi pada device yang sama, maka akan dibuat daftar pada table tersebut.
Struktur Penyimpanan
Penyimpanan terdiri atas memori utama dan memori sekunder. Karena memori utama bersifat volatile dan kapasitasnya terbatas, maka dibutuhkan memori sekunder yang bersifat nonvolatile dan kapasitasnya besar.
Cache Memory
Proses transfer data dari/ke memori utama ke/dari register CPU dilakukan per karakter, padahal kecepatan register dengan memori berbeda cukup jauh. Untuk itu agar CPU tidak nganggur digunakan bantuan cache sebagai perantara CPU dengan memori. Pengiriman data dari cache ke dari CPU dilakukan per karakter, sedangkan pengiriman data dari ke cache ke dari memori dilakukan per blok.
Ada 2 jenis cache, yaitu:
• Software cache (caching disk controller); akan mempercepat akses data pada disk dengan menyimpan data yang baru saja digunakan dalam memory.
• Hardware cache (on-the-board cache); akan mempercepat akses memori itu sendiri dengan menyimpan data yang baru saja digunakan dalam memori yang lebih cepat lagi.
Biasanya cache dapat menyimpan sejumlah blok pada suatu saat, namun jumlah ini jauh lebih sedikit dibanding dengan jumlah blok yang ada pada memori utama. Hubungan antara blok-blok yang ada pada cache dengan blok-blok yang ada pada memori utama dispesifikasikan dengan menggunakan fungsi pemetaan (mapping function).
Misalkan suatu cache berisi 128 blok, tiap blok ada 16 word, sehingga total ada 2 Kword, Diasumsikan pula bahwa memori utama dialamati oleh 16-bit alamat, dengan 64 Kword, sehingga aka nada 4 K blok masing-masing 16 word.
Cara yang paling mudah untuk untuk menentukan lokasi pada cache yang mana blok-blok pada memori utama disimpan digunakan teknik Diret-Mapping.
Memori Utama
Memori utama berisi jutaan sel penyimpanaan, masing-masing sel dapat menyimpan binary digit atau bit yang bernilai 0 dan 1. Satu bit diatur secara individu, karena satu bit hanya menyimpan sejumlah kecil informasi saja. Biasanya bit-bit ini bergabung membentuk suatu kelompok dengan ukuran tertentu. Memori utama disusun sedemikian rupa sehingga satu kelompok yang terdiri dari n-bit dapat disimpam dan dddditerima satu kesatuan. Tiap-tiap kelompok yang terdiri dari n-bit ini sering disebut dengan satu word informasi, sedangkan n disebut dengan panjang word (word length) Pada computer modern kebanyakan memiliki ukuran word antara 16 sampai 64 bit.
Untuk mengakses memori utama, misalkan untuk menyimpan atau menerima satu word informasi memerlukan alamat untuk tiap-tiap word, yaitu dari 0 sampai 2k-1. Alamat sebanyak 2k tersebut mengatur address space dari computer, dan memori utama dari computer ini memiliki 2k word. Sebagai contoh, 24-bit alamat memberikan ruang alamat sebesar 2pangkat24 (167.77.216) lokasi. Bentuk seperti ini biasanya ditulis dengan 16M (16 megawords) dimana 1M = 2pangkat20. Sedangkan 32-bit alamat memberikan 2pangkat32 atau 4G.
Memori utama terdiri-dari memori statis (static memory) dan memori dinamis (dynamic memory). Memori statis terbuat dari rangkaian yang mampu bertahan selama ada daya listrik. Memori ini memiliki kecepatan yang cukup tinggi, namun harganya juga cukup mahal sebab terdiri atas beberapa transistor. Pada memori dinamis, informasidisimpan dalam bentuk isian kapasitor. DRAM hanya mampu menyimpan informasi untuk beberapa milidetik saja. Sehingga jika tiap-tiap sel akan digunakan untuk menyimpan informasi dalam jangka waktu yang cukup yang lama, maka kapasitornya harus diisi ulang hingga penuh.
Eksekusi bagian program dalam hubungannya dengan memori dan CPU registers:
1. PC berisi 300, alamat instruksi yang pertama. Isi dari lokasi 300 diambil dan dimasukan ke IR. Untuk itu digunakan MAR dan MBR sebagai perantara.
2. Empat bit pertama menunjukan AC yang akan diambil, sedangkan 12 bit berikutnya adalah alamat khusus, yaitu 940.
3. PC dinaikan, dan instruksi berikutnya diambil.
4. Isi AC yang lama ditambah dengan isi alamat 940, hasilnya dimasukkan ke AC kembali.
5. PC dinaikkan lagi instruksinya berikutnya diambil.
6. Isi AC disimpan di lokasi 941.
CPU CPU
Memory Registers Memory Registers 300 1 9 4 0 3 0 0 PC 300 1 9 4 0 3 0 0 PC
301 5 9 4 1 - AC 301 5 9 4 1 0 0 0 3 AC
302 2 9 4 1 1 9 4 0 IR 302 2 9 4 1 1 9 4 0 IR
940 0 0 0 3 940 0 0 0 3
942 0 0 0 2 941 0 0 0 2
langkah-1 langkah-2
CPU CPU
Memory Registers Memory Registers 300 1 9 4 0 3 0 1 PC 300 1 9 4 0 3 0 1 PC
301 5 9 4 1 0 0 0 3 AC 301 5 9 4 1 0 0 0 5 AC
302 2 9 4 1 5 9 4 1 IR 302 2 9 4 1 5 9 4 1 IR
940 0 0 0 3 940 0 0 0 3
941 0 0 0 2 941 0 0 0 2
Langkah-3 langkah-4
CPU CPU
Memory Registers Memory Registers 300 1 9 4 0 3 0 2 PC 300 1 9 4 0 3 0 0 PC
301 5 9 4 1 0 0 0 5 AC 301 5 9 4 1 0 0 0 5 AC
302 2 9 4 1 2 9 4 1 IR 302 2 9 4 1 2 9 4 1 IR
940 0 0 0 3 940 0 0 0 3
941 0 0 0 2 941 0 0 0 5
Langkah-5 langkah-6
Caranya: langkah-1 : Memory 1940 ke Registers 1940 IR
2 : Memory 0003 ke Registers 0003 AC
3 : Memory 5941 ke Registers 5941 IR
4 : Memory 0002 ke Registers 0005 AC dimana 3bit16 + 2bit16 = 5bit16 maka 0005 AC
5 : Memory 2941 ke Registers 2941 IR
6 : Registers 0005 ke Memory 0005 AC
Contoh Eksekusi Instruksi Program oleh CPU Registers
Referensi: Kusumadewi, Sri. System operasi. Edisi 1. Yogyakarta Informatika. 2000
SEJARAH KOMPUTER
SEJARAH KOMPUTER
udah dimulai sejak zaman dahulu kala. Sejak dahulu kala, proses pengolahan data telah dilakukan oleh manusia. Manusia juga menemukan alat-alat mekanik dan elektronik untuk membantu manusia dalam penghitungan dan pengolahan data supaya bisa mendapatkan hasil lebih cepat. Komputer yang kita temui saat ini adalah suatu evolusi panjang dari penemuan-penemuan manusia sejak dahulu kala berupa alat mekanik maupun elektronik
Saat ini komputer dan piranti pendukungnya telah masuk dalam setiap aspek kehidupan dan pekerjaan. Komputer yang ada sekarang memiliki kemampuan yang lebih dari sekedar perhitungan matematik biasa. Diantaranya adalah sistem komputer di kassa supermarket yang mampu membaca kode barang belanja, sentral telepon yang menangani jutaan panggilan dan komunikasi, jaringan komputer dan internet yang menghubungkan berbagai tempat di dunia.
Sejarah Komputer menurut periodenya adalah:
* Alat Hitung Tradisional dan Kalkulator Mekanik
* Komputer Generasi Pertama
* Komputer Generasi Kedua
* Komputer Generasi Ketiga
* Komputer Generasi Keempat
* Komputer Generasi Kelima
ALAT HITUNG TRADISIONAL dan KALKULATOR MEKANIKAbacus, yang muncul sekitar 5000 tahun yang lalu di Asia kecil dan masih digunakan di beberapa tempat hingga saat ini dapat dianggap sebagai awal mula mesin komputasi.Alat ini memungkinkan penggunanya untuk melakukan perhitungan menggunakan biji-bijian geser yang diatur pada sebuah rak. Para pedagang di masa itu menggunakan abacus untuk menghitung transaksi perdagangan. Seiring dengan munculnya pensil dan kertas, terutama di Eropa, abacus kehilangan popularitasnya
Setelah hampir 12 abad, muncul penemuan lain dalam hal mesin komputasi. Pada tahun 1642, Blaise Pascal (1623-1662), yang pada waktu itu berumur 18 tahun, menemukan apa yang ia sebut sebagai kalkulator roda numerik (numerical wheel calculator) untuk membantu ayahnya melakukan perhitungan pajak
Tahun 1694, seorang matematikawan dan filsuf Jerman, Gottfred Wilhem von Leibniz (1646-1716) memperbaiki Pascaline dengan membuat mesin yang dapat mengalikan. Sama seperti pendahulunya, alat mekanik ini bekerja dengan menggunakan roda-roda gerigi. Dengan mempelajari catatan dan gambar-gambar yang dibuat oleh Pascal, Leibniz dapat menyempurnakan alatnya.
Barulah pada tahun 1820, kalkulator mekanik mulai populer. Charles Xavier Thomas de Colmar menemukan mesin yang dapat melakukan empat fungsi aritmatik dasar. Kalkulator mekanik Colmar, arithometer, mempresentasikan pendekatan yang lebih praktis dalam kalkulasi karena alat tersebut dapat melakukan penjumlahan, pengurangan, perkalian, dan pembagian. Dengan kemampuannya, arithometer banyak dipergunakan hingga masa Perang Dunia I. Bersama-sama dengan Pascal dan Leibniz, Colmar membantu membangun era komputasi mekanikal.
Awal mula komputer yang sebenarnya dibentuk oleh seorang profesor matematika Inggris, Charles Babbage (1791-1871). Tahun 1812, Babbage memperhatikan kesesuaian alam antara mesin mekanik dan matematika yaitu mesin mekanik sangat baik dalam mengerjakan tugas yang sama berulangkali tanpa kesalahan; sedang matematika membutuhkan repetisi sederhana dari suatu langkah-langkah tertenu. Masalah tersebut kemudain berkembang hingga menempatkan mesin mekanik sebagai alat untuk menjawab kebutuhan mekanik. Usaha Babbage yang pertama untuk menjawab masalah ini muncul pada tahun 1822 ketika ia mengusulkan suatu mesin untuk melakukanperhitungan persamaan differensial. Mesin tersebut dinamakan Mesin Differensial. Dengan menggunakan tenaga uap, mesin tersebut dapat menyimpan program dan dapat melakukan kalkulasi serta mencetak hasilnya secara otomatis.
Setelah bekerja dengan Mesin Differensial selama sepuluh tahun, Babbage tiba-tiba terinspirasi untuk memulai membuat komputer general-purpose yang pertama, yang disebut Analytical Engine. Asisten Babbage, Augusta Ada King (1815-1842) memiliki peran penting dalam pembuatan mesin ini. Ia membantu merevisi rencana, mencari pendanaan dari pemerintah Inggris, dan mengkomunikasikan spesifikasi Analytical Engine kepada publik. Selain itu, pemahaman Augusta yang baik tentang mesin ini memungkinkannya membuat instruksi untuk dimasukkan ke dalam mesin dan juga membuatnya menjadi programmer wanita yang pertama. Pada tahun 1980, Departemen Pertahanan Amerika Serikat menamakan sebuah bahasa pemrograman dengan nama ADA sebagai penghormatan kepadanya.
Mesin uap Babbage, walaupun tidak pernah selesai dikerjakan, tampak sangat primitif apabila dibandingkan dengan standar masa kini. Bagaimanapun juga, alat tersebut menggambarkan elemen dasar dari sebuah komputer modern dan juga mengungkapkan sebuah konsep penting. Terdiri dari sekitar 50.000 komponen, disain dasar dari Analytical Engine menggunakan kartu-kartu perforasi (berlubang-lubang) yang berisi instruksi operasi bagi mesin tersebut.
Pada 1889, Herman Hollerith (1860-1929) juga menerapkan prinsip kartu perforasi untuk melakukan penghitungan. Tugas pertamanya adalah menemukan cara yang lebih cepat untuk melakukan perhitungan bagi Biro Sensus Amerika Serikat. Sensus sebelumnya yang dilakukan di tahun 1880 membutuhkan waktu tujuh tahun untuk menyelesaikan perhitungan. Dengan berkembangnya populasi, Biro tersebut memperkirakan bahwa dibutuhkan waktu sepuluh tahun untuk menyelesaikan perhitungan sensus.
Hollerith menggunakan kartu perforasi untuk memasukkan data sensus yang kemudian diolah oleh alat tersebut secara mekanik. Sebuah kartu dapat menyimpan hingga 80 variabel. Dengan menggunakan alat tersebut, hasil sensus dapat diselesaikan dalam waktu enam minggu. Selain memiliki keuntungan dalam bidang kecepatan, kartu tersebut berfungsi sebagai media penyimpan data. Tingkat kesalahan perhitungan juga dapat ditekan secara drastis. Hollerith kemudian mengembangkan alat tersebut dan menjualnya ke masyarakat luas. Ia mendirikan Tabulating Machine Company pada tahun 1896 yang kemudian menjadi International Business Machine (1924) setelah mengalami beberapa kali merger. Perusahaan lain seperti Remington Rand and Burroghs juga memproduksi alat pembaca kartu perforasi untuk usaha bisnis. Kartu perforasi digunakan oleh kalangan bisnis dn pemerintahan untuk permrosesan data hingga tahun 1960.
KOMPUTER GENERASI PERTAMA
Dengan terjadinya Perang Dunia Kedua, negara-negara yang terlibat dalam perang tersebut berusaha mengembangkan komputer untuk mengeksploitasi potensi strategis yang dimiliki komputer. Hal ini meningkatkan pendanaan pengembangan komputer serta mempercepat kemajuan teknik komputer. Pada tahun 1941, Konrad Zuse, seorang insinyur Jerman membangun sebuah komputer Z3, untuk mendisain pesawat terbang dan peluru kendali.
Perkembangan komputer lain pada masa ini adalah Electronic Numerical Integrator and Computer (ENIAC), yang dibuat oleh kerjasama antara pemerintah Amerika Serikat dan University of Pennsylvania. Terdiri dari 18.000 tabung vakum, 70.000 resistor, dan 5 juta titik solder, komputer tersebut merupakan mesin yang sangat besar yang mengkonsumsi daya sebesar 160kW. Komputer ini dirancang oleh John Presper Eckert (1919-1995) dan John W. Mauchly (1907-1980), ENIAC merupakan komputer serbaguna (general purpose computer) yang bekerja 1000 kali lebih cepat dibandingkan Mark I.Pada pertengahan 1940-an, John von Neumann (1903-1957) bergabung dengan tim University of Pennsylvania dalam usha membangun konsep desin komputer yang hingga 40 tahun mendatang masih dipakai dalam teknik komputer.
Komputer Generasi pertama dikarakteristik dengan fakta bahwa instruksi operasi dibuat secara spesifik untuk suatu tugas tertentu. Setiap komputer memiliki program kode-biner yang berbeda yang disebut "bahasa mesin" (machine language). Hal ini menyebabkan komputer sulit untuk diprogram dan membatasi kecepatannya. Ciri lain komputer generasi pertama adalah penggunaan tube vakum (yang membuat komputer pada masa tersebut berukuran sangat besar) dan silinder magnetik untuk penyimpanan data.
KOMPUTER GENERASI KEDUA
Pada tahun 1948, penemuan transistor sangat mempengaruhi perkembangan komputer. Transistor menggantikan tube vakum di televisi, radio, dan komputer. Akibatnya, ukuran mesin-mesin elektrik berkurang drastis. Transistor mulai digunakan di dalam komputer mulai pada tahun 1956. Penemuan lain yang berupa pengembangan memori inti-magnetik membantu pengembangan komputer generasi kedua yang lebih kecil, lebih cepat, lebih dapat diandalkan, dan lebih hemat energi dibanding para pendahulunya. Mesin pertama yang memanfaatkan teknologi baru ini adalah superkomputer. IBM membuat superkomputer bernama Stretch, dan Sprery-Rand membuat komputer bernama LARC. Komputer-komputer ini, yang dikembangkan untuk laboratorium energi atom, dapat menangani sejumlah besar data, sebuah kemampuan yang sangat dibutuhkan oleh peneliti atom. Mesin tersebut sangat mahal dan cenderung terlalu kompleks untuk kebutuhan komputasi bisnis, sehingga membatasi kepopulerannya. Hanya ada dua LARC yang pernah dipasang dan digunakan: satu di Lawrence Radiation Labs di Livermore, California, dan yang lainnya di US Navy Research and Development Center di Washington D.C. Komputer generasi kedua menggantikan bahasa mesin dengan bahasa assembly. Bahasa assembly adalah bahasa yang menggunakan singkatan-singkatan untuk menggantikan kode biner.
Pada awal 1960-an, mulai bermunculan komputer generasi kedua yang sukses di bidang bisnis, di universitas, dan di pemerintahan. Komputer-komputer generasi kedua ini merupakan komputer yang sepenuhnya menggunakan transistor. Mereka juga memiliki komponen-komponen yang dapat diasosiasikan dengan komputer pada saat ini: printer, penyimpanan dalam disket, memory, sistem operasi, dan program. Salah satu contoh penting komputer pada masa ini adalah IBM 1401 yang diterima secara luas di kalangan industri. Pada tahun 1965, hampir seluruh bisnis-bisnis besar menggunakan komputer generasi kedua untuk memproses informasi keuangan.
KOMPUTER GENERASI KETIGA
Walaupun transistor dalam banyak hal mengungguli tube vakum, namun transistor menghasilkan panas yang cukup besar, yang dapat berpotensi merusak bagian-bagian internal komputer. Batu kuarsa (quartz rock) menghilangkan masalah ini. Jack Kilby, seorang insinyur di Texas Instrument, mengembangkan sirkuit terintegrasi (IC: integrated circuit) di tahun 1958. IC mengkombinasikan tiga komponen elektronik dalam sebuah piringan silikon kecil yang terbuat dari pasir kuarsa. Para ilmuwan kemudian berhasil memasukkan lebih banyak komponen-komponen ke dalam suatu chip tunggal yang disebut semikonduktor. Hasilnya, komputer menjadi semakin kecil karena komponen-komponen dapat dipadatkan dalam chip. Kemajuan komputer generasi ketiga lainnya adalah penggunaan sistem operasi (operating system) yang memungkinkan mesin untuk menjalankan berbagai program yang berbeda secara serentak dengan sebuah program utama yang memonitor dan mengkoordinasi memori komputer.
KOMPUTER GENERASI KEEMPAT
Setelah IC, tujuan pengembangan menjadi lebih jelas yaitu mengecilkan ukuran sirkuit dan komponen-komponen elektrik. Large Scale Integration (LSI) dapat memuat ratusan komponen dalam sebuah chip. Pada tahun 1980-an, Very Large Scale Integration (VLSI) memuat ribuan komponen dalam sebuah chip tunggal.Ultra-Large Scale Integration (ULSI) meningkatkan jumlah tersebut menjadi jutaan. Kemampuan untuk memasang sedemikian banyak komponen dalam suatu keping yang berukuran setengah keping uang logam mendorong turunnya harga dan ukuran komputer. Hal tersebut juga meningkatkan daya kerja, efisiensi dan kehandalan komputer. Chip Intel 4004 yang dibuat pada tahun 1971 membawa kemajuan pada IC dengan meletakkan seluruh komponen dari sebuah komputer (central processing unit, memori, dan kendali input/output) dalam sebuah chip yangsangat kecil. Sebelumnya, IC dibuat untuk mengerjakan suatu tugas tertentu yang spesifik. Sekarang, sebuah mikroprosesor dapat diproduksi dan kemudian diprogram untuk memenuhi seluruh kebutuhan yang diinginkan. Tidak lama kemudian, setiap perangkat rumah tangga seperti microwave oven, televisi, dan mobil dengan electronic fuel injection dilengkapi dengan mikroprosesor.
Perkembangan yang demikian memungkinkan orang-orang biasa untuk menggunakan komputer biasa. Komputer tidak lagi menjadi dominasi perusahaan-perusahaan besar atau lembaga pemerintah. Pada pertengahan tahun 1970-an, perakit komputer menawarkan produk komputer mereka ke masyarakat umum. Komputer-komputer ini, yang disebut minikomputer, dijual dengan paket piranti lunak yang mudah digunakan oleh kalangan awam. Piranti lunak yang paling populer pada saat itu adalah program word processing dan spreadsheet. Pada awal 1980-an, video game seperti Atari 2600 menarik perhatian konsumen pada komputer rumahan yang lebih canggih dan dapat diprogram.Pada tahun 1981, IBM memperkenalkan penggunaan Personal Computer (PC) untuk penggunaan di rumah, kantor, dan sekolah. Jumlah PC yang digunakan melonjak dari 2 juta unit di tahun 1981 menjadi 5,5 juta unit di tahun 1982. Sepuluh tahun kemudian, 65 juta PC digunakan. Komputer melanjutkan evolusinya menuju ukuran yang lebih kecil, dari komputer yang berada di atas meja (desktop computer) menjadi komputer yang dapat dimasukkan ke dalam tas (laptop), atau bahkan komputer yang dapat digenggam (palmtop).
KOMPUTER GENERASI KELIMA
Mendefinisikan komputer generasi kelima menjadi cukup sulit karena tahap ini masih sangat muda. Contoh imajinatif komputer generasi kelima adalah komputer fiksi HAL9000 dari novel karya Arthur C. Clarke berjudul 2001:Space Odyssey. HAL menampilkan seluruh fungsi yang diinginkan dari sebuah komputer generasi kelima. Dengan kecerdasan buatan (artificial intelligence), HAL dapat cukup memiliki nalar untuk melakukan percapakan dengan manusia, menggunakan masukan visual, dan belajar dari pengalamannya sendiri.
Walaupun mungkin realisasi HAL9000 masih jauh dari kenyataan, banyak fungsi-fungsi yang dimilikinya sudah terwujud. Beberapa komputer dapat menerima instruksi secara lisan dan mampu meniru nalar manusia. Kemampuan untuk menterjemahkan bahasa asing juga menjadi mungkin. Fasilitas ini tampak sederhan. Namun fasilitas tersebut menjadi jauh lebih rumit dari yang diduga ketika programmer menyadari bahwa pengertian manusia sangat bergantung pada konteks dan pengertian daripada sekedar menterjemahkan kata-kata secara langsung.
Jepang adalah negara yang terkenal dalam sosialisasi jargon dan proyek komputer generasi kelima. Lembaga ICOT (Institute for new Computer Technology) juga dibentuk untuk merealisasikannya. Banyak kabar yang menyatakan bahwa proyek ini telah gagal, namun beberapa informasi lain bahwa keberhasilan proyek komputer generasi kelima ini akan membawa perubahan baru paradigma komputerisasi di dunia. Kita tunggu informasi mana yang lebih valid dan membuahkan hasil. udah dimulai sejak zaman dahulu kala. Sejak dahulu kala, proses pengolahan data telah dilakukan oleh manusia. Manusia juga menemukan alat-alat mekanik dan elektronik untuk membantu manusia dalam penghitungan dan pengolahan data supaya bisa mendapatkan hasil lebih cepat. Komputer yang kita temui saat ini adalah suatu evolusi panjang dari penemuan-penemuan manusia sejak dahulu kala berupa alat mekanik maupun elektronik
udah dimulai sejak zaman dahulu kala. Sejak dahulu kala, proses pengolahan data telah dilakukan oleh manusia. Manusia juga menemukan alat-alat mekanik dan elektronik untuk membantu manusia dalam penghitungan dan pengolahan data supaya bisa mendapatkan hasil lebih cepat. Komputer yang kita temui saat ini adalah suatu evolusi panjang dari penemuan-penemuan manusia sejak dahulu kala berupa alat mekanik maupun elektronik
Saat ini komputer dan piranti pendukungnya telah masuk dalam setiap aspek kehidupan dan pekerjaan. Komputer yang ada sekarang memiliki kemampuan yang lebih dari sekedar perhitungan matematik biasa. Diantaranya adalah sistem komputer di kassa supermarket yang mampu membaca kode barang belanja, sentral telepon yang menangani jutaan panggilan dan komunikasi, jaringan komputer dan internet yang menghubungkan berbagai tempat di dunia.
Sejarah Komputer menurut periodenya adalah:
* Alat Hitung Tradisional dan Kalkulator Mekanik
* Komputer Generasi Pertama
* Komputer Generasi Kedua
* Komputer Generasi Ketiga
* Komputer Generasi Keempat
* Komputer Generasi Kelima
ALAT HITUNG TRADISIONAL dan KALKULATOR MEKANIKAbacus, yang muncul sekitar 5000 tahun yang lalu di Asia kecil dan masih digunakan di beberapa tempat hingga saat ini dapat dianggap sebagai awal mula mesin komputasi.Alat ini memungkinkan penggunanya untuk melakukan perhitungan menggunakan biji-bijian geser yang diatur pada sebuah rak. Para pedagang di masa itu menggunakan abacus untuk menghitung transaksi perdagangan. Seiring dengan munculnya pensil dan kertas, terutama di Eropa, abacus kehilangan popularitasnya
Setelah hampir 12 abad, muncul penemuan lain dalam hal mesin komputasi. Pada tahun 1642, Blaise Pascal (1623-1662), yang pada waktu itu berumur 18 tahun, menemukan apa yang ia sebut sebagai kalkulator roda numerik (numerical wheel calculator) untuk membantu ayahnya melakukan perhitungan pajak
Tahun 1694, seorang matematikawan dan filsuf Jerman, Gottfred Wilhem von Leibniz (1646-1716) memperbaiki Pascaline dengan membuat mesin yang dapat mengalikan. Sama seperti pendahulunya, alat mekanik ini bekerja dengan menggunakan roda-roda gerigi. Dengan mempelajari catatan dan gambar-gambar yang dibuat oleh Pascal, Leibniz dapat menyempurnakan alatnya.
Barulah pada tahun 1820, kalkulator mekanik mulai populer. Charles Xavier Thomas de Colmar menemukan mesin yang dapat melakukan empat fungsi aritmatik dasar. Kalkulator mekanik Colmar, arithometer, mempresentasikan pendekatan yang lebih praktis dalam kalkulasi karena alat tersebut dapat melakukan penjumlahan, pengurangan, perkalian, dan pembagian. Dengan kemampuannya, arithometer banyak dipergunakan hingga masa Perang Dunia I. Bersama-sama dengan Pascal dan Leibniz, Colmar membantu membangun era komputasi mekanikal.
Awal mula komputer yang sebenarnya dibentuk oleh seorang profesor matematika Inggris, Charles Babbage (1791-1871). Tahun 1812, Babbage memperhatikan kesesuaian alam antara mesin mekanik dan matematika yaitu mesin mekanik sangat baik dalam mengerjakan tugas yang sama berulangkali tanpa kesalahan; sedang matematika membutuhkan repetisi sederhana dari suatu langkah-langkah tertenu. Masalah tersebut kemudain berkembang hingga menempatkan mesin mekanik sebagai alat untuk menjawab kebutuhan mekanik. Usaha Babbage yang pertama untuk menjawab masalah ini muncul pada tahun 1822 ketika ia mengusulkan suatu mesin untuk melakukanperhitungan persamaan differensial. Mesin tersebut dinamakan Mesin Differensial. Dengan menggunakan tenaga uap, mesin tersebut dapat menyimpan program dan dapat melakukan kalkulasi serta mencetak hasilnya secara otomatis.
Setelah bekerja dengan Mesin Differensial selama sepuluh tahun, Babbage tiba-tiba terinspirasi untuk memulai membuat komputer general-purpose yang pertama, yang disebut Analytical Engine. Asisten Babbage, Augusta Ada King (1815-1842) memiliki peran penting dalam pembuatan mesin ini. Ia membantu merevisi rencana, mencari pendanaan dari pemerintah Inggris, dan mengkomunikasikan spesifikasi Analytical Engine kepada publik. Selain itu, pemahaman Augusta yang baik tentang mesin ini memungkinkannya membuat instruksi untuk dimasukkan ke dalam mesin dan juga membuatnya menjadi programmer wanita yang pertama. Pada tahun 1980, Departemen Pertahanan Amerika Serikat menamakan sebuah bahasa pemrograman dengan nama ADA sebagai penghormatan kepadanya.
Mesin uap Babbage, walaupun tidak pernah selesai dikerjakan, tampak sangat primitif apabila dibandingkan dengan standar masa kini. Bagaimanapun juga, alat tersebut menggambarkan elemen dasar dari sebuah komputer modern dan juga mengungkapkan sebuah konsep penting. Terdiri dari sekitar 50.000 komponen, disain dasar dari Analytical Engine menggunakan kartu-kartu perforasi (berlubang-lubang) yang berisi instruksi operasi bagi mesin tersebut.
Pada 1889, Herman Hollerith (1860-1929) juga menerapkan prinsip kartu perforasi untuk melakukan penghitungan. Tugas pertamanya adalah menemukan cara yang lebih cepat untuk melakukan perhitungan bagi Biro Sensus Amerika Serikat. Sensus sebelumnya yang dilakukan di tahun 1880 membutuhkan waktu tujuh tahun untuk menyelesaikan perhitungan. Dengan berkembangnya populasi, Biro tersebut memperkirakan bahwa dibutuhkan waktu sepuluh tahun untuk menyelesaikan perhitungan sensus.
Hollerith menggunakan kartu perforasi untuk memasukkan data sensus yang kemudian diolah oleh alat tersebut secara mekanik. Sebuah kartu dapat menyimpan hingga 80 variabel. Dengan menggunakan alat tersebut, hasil sensus dapat diselesaikan dalam waktu enam minggu. Selain memiliki keuntungan dalam bidang kecepatan, kartu tersebut berfungsi sebagai media penyimpan data. Tingkat kesalahan perhitungan juga dapat ditekan secara drastis. Hollerith kemudian mengembangkan alat tersebut dan menjualnya ke masyarakat luas. Ia mendirikan Tabulating Machine Company pada tahun 1896 yang kemudian menjadi International Business Machine (1924) setelah mengalami beberapa kali merger. Perusahaan lain seperti Remington Rand and Burroghs juga memproduksi alat pembaca kartu perforasi untuk usaha bisnis. Kartu perforasi digunakan oleh kalangan bisnis dn pemerintahan untuk permrosesan data hingga tahun 1960.
KOMPUTER GENERASI PERTAMA
Dengan terjadinya Perang Dunia Kedua, negara-negara yang terlibat dalam perang tersebut berusaha mengembangkan komputer untuk mengeksploitasi potensi strategis yang dimiliki komputer. Hal ini meningkatkan pendanaan pengembangan komputer serta mempercepat kemajuan teknik komputer. Pada tahun 1941, Konrad Zuse, seorang insinyur Jerman membangun sebuah komputer Z3, untuk mendisain pesawat terbang dan peluru kendali.
Perkembangan komputer lain pada masa ini adalah Electronic Numerical Integrator and Computer (ENIAC), yang dibuat oleh kerjasama antara pemerintah Amerika Serikat dan University of Pennsylvania. Terdiri dari 18.000 tabung vakum, 70.000 resistor, dan 5 juta titik solder, komputer tersebut merupakan mesin yang sangat besar yang mengkonsumsi daya sebesar 160kW. Komputer ini dirancang oleh John Presper Eckert (1919-1995) dan John W. Mauchly (1907-1980), ENIAC merupakan komputer serbaguna (general purpose computer) yang bekerja 1000 kali lebih cepat dibandingkan Mark I.Pada pertengahan 1940-an, John von Neumann (1903-1957) bergabung dengan tim University of Pennsylvania dalam usha membangun konsep desin komputer yang hingga 40 tahun mendatang masih dipakai dalam teknik komputer.
Komputer Generasi pertama dikarakteristik dengan fakta bahwa instruksi operasi dibuat secara spesifik untuk suatu tugas tertentu. Setiap komputer memiliki program kode-biner yang berbeda yang disebut "bahasa mesin" (machine language). Hal ini menyebabkan komputer sulit untuk diprogram dan membatasi kecepatannya. Ciri lain komputer generasi pertama adalah penggunaan tube vakum (yang membuat komputer pada masa tersebut berukuran sangat besar) dan silinder magnetik untuk penyimpanan data.
KOMPUTER GENERASI KEDUA
Pada tahun 1948, penemuan transistor sangat mempengaruhi perkembangan komputer. Transistor menggantikan tube vakum di televisi, radio, dan komputer. Akibatnya, ukuran mesin-mesin elektrik berkurang drastis. Transistor mulai digunakan di dalam komputer mulai pada tahun 1956. Penemuan lain yang berupa pengembangan memori inti-magnetik membantu pengembangan komputer generasi kedua yang lebih kecil, lebih cepat, lebih dapat diandalkan, dan lebih hemat energi dibanding para pendahulunya. Mesin pertama yang memanfaatkan teknologi baru ini adalah superkomputer. IBM membuat superkomputer bernama Stretch, dan Sprery-Rand membuat komputer bernama LARC. Komputer-komputer ini, yang dikembangkan untuk laboratorium energi atom, dapat menangani sejumlah besar data, sebuah kemampuan yang sangat dibutuhkan oleh peneliti atom. Mesin tersebut sangat mahal dan cenderung terlalu kompleks untuk kebutuhan komputasi bisnis, sehingga membatasi kepopulerannya. Hanya ada dua LARC yang pernah dipasang dan digunakan: satu di Lawrence Radiation Labs di Livermore, California, dan yang lainnya di US Navy Research and Development Center di Washington D.C. Komputer generasi kedua menggantikan bahasa mesin dengan bahasa assembly. Bahasa assembly adalah bahasa yang menggunakan singkatan-singkatan untuk menggantikan kode biner.
Pada awal 1960-an, mulai bermunculan komputer generasi kedua yang sukses di bidang bisnis, di universitas, dan di pemerintahan. Komputer-komputer generasi kedua ini merupakan komputer yang sepenuhnya menggunakan transistor. Mereka juga memiliki komponen-komponen yang dapat diasosiasikan dengan komputer pada saat ini: printer, penyimpanan dalam disket, memory, sistem operasi, dan program. Salah satu contoh penting komputer pada masa ini adalah IBM 1401 yang diterima secara luas di kalangan industri. Pada tahun 1965, hampir seluruh bisnis-bisnis besar menggunakan komputer generasi kedua untuk memproses informasi keuangan.
KOMPUTER GENERASI KETIGA
Walaupun transistor dalam banyak hal mengungguli tube vakum, namun transistor menghasilkan panas yang cukup besar, yang dapat berpotensi merusak bagian-bagian internal komputer. Batu kuarsa (quartz rock) menghilangkan masalah ini. Jack Kilby, seorang insinyur di Texas Instrument, mengembangkan sirkuit terintegrasi (IC: integrated circuit) di tahun 1958. IC mengkombinasikan tiga komponen elektronik dalam sebuah piringan silikon kecil yang terbuat dari pasir kuarsa. Para ilmuwan kemudian berhasil memasukkan lebih banyak komponen-komponen ke dalam suatu chip tunggal yang disebut semikonduktor. Hasilnya, komputer menjadi semakin kecil karena komponen-komponen dapat dipadatkan dalam chip. Kemajuan komputer generasi ketiga lainnya adalah penggunaan sistem operasi (operating system) yang memungkinkan mesin untuk menjalankan berbagai program yang berbeda secara serentak dengan sebuah program utama yang memonitor dan mengkoordinasi memori komputer.
KOMPUTER GENERASI KEEMPAT
Setelah IC, tujuan pengembangan menjadi lebih jelas yaitu mengecilkan ukuran sirkuit dan komponen-komponen elektrik. Large Scale Integration (LSI) dapat memuat ratusan komponen dalam sebuah chip. Pada tahun 1980-an, Very Large Scale Integration (VLSI) memuat ribuan komponen dalam sebuah chip tunggal.Ultra-Large Scale Integration (ULSI) meningkatkan jumlah tersebut menjadi jutaan. Kemampuan untuk memasang sedemikian banyak komponen dalam suatu keping yang berukuran setengah keping uang logam mendorong turunnya harga dan ukuran komputer. Hal tersebut juga meningkatkan daya kerja, efisiensi dan kehandalan komputer. Chip Intel 4004 yang dibuat pada tahun 1971 membawa kemajuan pada IC dengan meletakkan seluruh komponen dari sebuah komputer (central processing unit, memori, dan kendali input/output) dalam sebuah chip yangsangat kecil. Sebelumnya, IC dibuat untuk mengerjakan suatu tugas tertentu yang spesifik. Sekarang, sebuah mikroprosesor dapat diproduksi dan kemudian diprogram untuk memenuhi seluruh kebutuhan yang diinginkan. Tidak lama kemudian, setiap perangkat rumah tangga seperti microwave oven, televisi, dan mobil dengan electronic fuel injection dilengkapi dengan mikroprosesor.
Perkembangan yang demikian memungkinkan orang-orang biasa untuk menggunakan komputer biasa. Komputer tidak lagi menjadi dominasi perusahaan-perusahaan besar atau lembaga pemerintah. Pada pertengahan tahun 1970-an, perakit komputer menawarkan produk komputer mereka ke masyarakat umum. Komputer-komputer ini, yang disebut minikomputer, dijual dengan paket piranti lunak yang mudah digunakan oleh kalangan awam. Piranti lunak yang paling populer pada saat itu adalah program word processing dan spreadsheet. Pada awal 1980-an, video game seperti Atari 2600 menarik perhatian konsumen pada komputer rumahan yang lebih canggih dan dapat diprogram.Pada tahun 1981, IBM memperkenalkan penggunaan Personal Computer (PC) untuk penggunaan di rumah, kantor, dan sekolah. Jumlah PC yang digunakan melonjak dari 2 juta unit di tahun 1981 menjadi 5,5 juta unit di tahun 1982. Sepuluh tahun kemudian, 65 juta PC digunakan. Komputer melanjutkan evolusinya menuju ukuran yang lebih kecil, dari komputer yang berada di atas meja (desktop computer) menjadi komputer yang dapat dimasukkan ke dalam tas (laptop), atau bahkan komputer yang dapat digenggam (palmtop).
KOMPUTER GENERASI KELIMA
Mendefinisikan komputer generasi kelima menjadi cukup sulit karena tahap ini masih sangat muda. Contoh imajinatif komputer generasi kelima adalah komputer fiksi HAL9000 dari novel karya Arthur C. Clarke berjudul 2001:Space Odyssey. HAL menampilkan seluruh fungsi yang diinginkan dari sebuah komputer generasi kelima. Dengan kecerdasan buatan (artificial intelligence), HAL dapat cukup memiliki nalar untuk melakukan percapakan dengan manusia, menggunakan masukan visual, dan belajar dari pengalamannya sendiri.
Walaupun mungkin realisasi HAL9000 masih jauh dari kenyataan, banyak fungsi-fungsi yang dimilikinya sudah terwujud. Beberapa komputer dapat menerima instruksi secara lisan dan mampu meniru nalar manusia. Kemampuan untuk menterjemahkan bahasa asing juga menjadi mungkin. Fasilitas ini tampak sederhan. Namun fasilitas tersebut menjadi jauh lebih rumit dari yang diduga ketika programmer menyadari bahwa pengertian manusia sangat bergantung pada konteks dan pengertian daripada sekedar menterjemahkan kata-kata secara langsung.
Jepang adalah negara yang terkenal dalam sosialisasi jargon dan proyek komputer generasi kelima. Lembaga ICOT (Institute for new Computer Technology) juga dibentuk untuk merealisasikannya. Banyak kabar yang menyatakan bahwa proyek ini telah gagal, namun beberapa informasi lain bahwa keberhasilan proyek komputer generasi kelima ini akan membawa perubahan baru paradigma komputerisasi di dunia. Kita tunggu informasi mana yang lebih valid dan membuahkan hasil. udah dimulai sejak zaman dahulu kala. Sejak dahulu kala, proses pengolahan data telah dilakukan oleh manusia. Manusia juga menemukan alat-alat mekanik dan elektronik untuk membantu manusia dalam penghitungan dan pengolahan data supaya bisa mendapatkan hasil lebih cepat. Komputer yang kita temui saat ini adalah suatu evolusi panjang dari penemuan-penemuan manusia sejak dahulu kala berupa alat mekanik maupun elektronik
Langganan:
Postingan (Atom)