Gilsur Records: Dasar Sistem Komputer

1. Dari Bit Ke informasi

Sejak diciptakan pertama kali, komputer berkerja atas dasar sistem biner. Sistem biner adalah sistem bilangan yang hanya mengenal dua macam angka yang disebut dengan istilah bit (binary digit), berupa 0 dan 1. Hanya dengan dua kemungkinan bilangan inilah komputer dapat menyajikan informasi yang begitu berguna bagi peradaban manusia.

Bit-bit dapat digunakan untuk menyusun karakter apa saja. Istilah karakter dalam dunia komputer berarti:

1) huruf, misalnya A dan z,
2) digit, seperti 0, 2 dan 9,
3) selain huruf maupun digit, seperti tanda + serta & dan bahkan simbol seperti $.

Sebuah karakter dinyatakan dengan 8 bit ataupun 16 bit. Himpunan kode yang digunakan untuk menyatakan berbagai karakter dibahas pada postingan yang berjudul Sistem Pengkodean Karakter.

Kemungkinan nilai pada sebuah sistem biner yang berupa 0 atau 1 dinyatakan dalam sistem komputer dengan metode saklar yang hanya mengenal keadaan hidup atau mati. Keadaan hidup menyatakan nilai 1 dan keadaan mati menyatakan nilai 0. Sebagai contoh, dengan menggunakan 8 buah saklar maka akan didapatkan 256 (28) kemungkinan nilai. Sekalipun komputer bekerja atas dasar sistem biner, pemakai awam bekerja dengan perspektif yang berbeda. Pada prinsipnya pemakai awam tidak perlu tahu tentang sistem biner. Sebagai contoh, seorang pemakai yang ingin melakukan perhitungan 10 + 2 ataupun menuliskan tulisan "Hai" tetap berorientasi pada sistem yang biasa digunakan manusia. Pemakai tidak perlu tahu bentuk biner dari huruf H ataupun bentuk biner dari digit 2. Secara internal komputerlah yang mengubah bentuk representasi manusia ke dalam sistem biner dan selanjutnya komputer menyajikan informasi dalam bentuk simbol-simbol yang biasa digunakan manusia.

2. Satuan Data

Satuan data dalam sistem komputer penting untuk ketahui. Harddisk, Flasdisk yang kita gunakan mempunyai kapasitas yang dinyatakan dalam byte, misalnya 120 Giga byte. Satuan data terkecil dalam sistem komputer adalah bit (binary digit) / angka biner. Di atas satuan bit terdapat byte, kilobyte, megabyte, gigabyte, terabyte dan petabyte. Kita juga peranah mendengar istilah kilobit, megabit. Istilah ini biasanya dikaitkan dengan kecepatan transfer data, misalnya 100 mbps (megabit per second). Baiklah, kali ini saya akan menunjukkan satuan-satuan data dalam sistem komputer.

Byte
Merupakan satuan yang digunakan untuk menyatakan sebuah karakter. Dimana satu karakter sama juga dengan 8 bit.

Kilobyte
Kilobyte merupakan tingkatan di atas byte, dimana 1 kilobyte = 1024 byte. Satuan Kilobyte disingkat dengan KB.

Megabyte
1 Megabyte = 1024 Kilobyte atau sama dengan 1024 x 1024 = 1.048.576 byte. Satuan ini disingkat dengan nama MB.

Gigabyte
1 Gigabyte = 1024 Megabyte atau sama dengan 1024 x 1024 x 1024 = 1.073.741.824 byte. Satuan ini dapat kita jumpai dalam kapasitas Hardisk. Satuan Gigabyte disingkat menjadi GB.

Terabyte
1 Terabyte = 1024 Gigabyte atau sama dengan 1024 x 1024 x 1024 x 1024 = 1.009.511.627.776 byte. Dapat kita jumpai dalam kapasitas harddisk dan memori pada komputer mainframe. Satuan ini disingkat dengan TB.

Petabyte
1 Petabyte = 1024 Terabyte atau sama dengan 1024 x 1024 x 1024 x 1024 x 1024 = 1.125.899.906.842.624 byte. Satuan ini disingkat dengan PB.

Exabyte
1 Exabyte = 1024 terabyte atau sama dengan 1024 x 1024 x 1024 x 1024 x 1024 x 1024 = 1.152.921.504.606.846.976 byte. Satuan ini disingkat dengan EB.

Zettabyte
1 Zettabyte = 1024 Exabyte atau sama dengan 1024 x 1024 x 1024 x 1024 x 1024 x 1024 x 1024 = 1.180.591.620.717.411.303.424 byte. Satuan ini disingkat dengan ZB.

Yottabyte
1 ottabyte = 1024 Zettabyte atau sama dengan 1024 x 1024 x 1024 x 1024 x 1024 x 1024 x 1024 x 1024 = 208.925.819.614.629.174.706.176 byte. Satuan ini disingkat dengan YB.

3. satuan waktu dan frekuensi
bagi manusia 1 detik merupakan waktu yang sangat cepat,tapi tidak dengan komputer,kecepatan komputer dalam memproses sebuah data sangatlah tinggi. orde waktu yang digunakan untuk mengerjakan sebuah instruksi jauh di bawah 1 detik.
itulah sebabnya terdapat beberapa satuan waktu yang perlu anda ketahui,sebagaimana terlihat pada penjelasan di bawah ini:

Satuan	Ekivalen
Milidetik Microdetik Nanodetik Pikodetik	1/1000 detik 1/1000000 detik 1/1000.000.000 detik 1/1000.000.000.000 detik

satuan lain yang banyak disinggung dalam sistem komputer adalah sebuah untuk frekuensi. Frekuensi diukur dalam satuan herz. Frekuensi berati jumblah,sirklus dalam satu detik.1 herzberarti bahwa dalam detik terbentuk sebuah sirkus. Ukuran frekuensi lebih besar yaitu, kiloherz dan megaherz. 1 kiloherz(KHz)=100herz(Hz), dalam 1 megaherz (MHz)=1000kiloherz.

4. Komponen CPU

4.1 Motherboard

Motherboard adalah papan utama dari sebuah CPU yang berupa PCB ( Printed CircuitBoard) dan menampung banyak komponen didalamnya yang berupa konekor, soket, chip, dll.

Di motherboard kita mengenal beberapa teknologi yaitu:

Nama	Ketererangan
AGP (Accelerated Graphics Port )	Sebuah soket khusus untuk video card, AGP sudah jarang digunakan pada tahun 2004 karena telah diganti oleh PCIe
SATA ( Serial Advanced Technology Attachment )	konektor untuk mengkoneksikan antara komponen seperti hardisk dan DVD-ROM dengan motherboard. SATA dibuat untuk menggantikan teknologi ATA.
Chipset (chips)	Potongan potongan kecil silikon yang digunakan untuk menyimpan informasi, dan instruksi komputer. Setiap komponen komputer memiliki paling tidak sebuah chip didalamnya. Chipset pada motherboard mengontrol input dan output yang mendasar dari komputer.
FSB (Front Side Bus)	Pada microprocessor,FSB menghubungkan processor dengan memory utama dan juga digunakan untuk mengkomunikasikan antara processor dengan komponen lainnya yang ada di motherboard.
IDE (Integrated Drive Electronic)	Sebuah tipe hardware interface yang berfungsi menghubungkan hardisk, CD-ROM dan drive tape ke motherboard.
LGA (Line Grid Array)	Salah satu ukuran untuk menempatkan antara motherboard,power supply, dan casing.
Panel konektor	Konektor yang menghubungkan CPU dengan Storage (USB stick, HDD ext, DVD-ROM ext,dll), usb terbaru hadir dengan versi 3.0.
PS/2	Konektor yang menghubungkan antara CPU dengan keyboard dan mouse.
D-sub,DVI,HDMI	Sebagai konektor penghubung dengan monitor, projector. Khusus HDMI sebagai penghubung kecepatan tinggi dengan monitor Full HD.
Audio Jack	Soket untuk piranti yang berkaitan dengan suara contohnya mic, speaker, dll.
RJ-45	Jika sebuah motherboard memiliki ethernet onboard, maka akan memiliki rear panel RJ-45 untuk menghubungkan CPU dengan host( berupa switch,CPU,dll)

4.2 Processor

Processor adalah chip utama dari CPU yang mengolah instruksi/perintah yang berisi perintah logia, hitungan, dan piranti masukan dan keluaran dari komputer. Processor dapat juga disebut “otak” dari CPU. Dua komponen utama processor adalah ALU (Arithmetics Logic Unit) yang memproses aritmatika dan logika. CU (Control Unit) yang mengambil intstruksi/perintah dari memori lalu membaca sandi tersebut dan dilaksanakan. Komponen prosesor yaitu :

Unit kontrol yang mampu mengatur jalannya program. Komponen ini sudah pasti terdapat dalam semua CPU.CPU bertugas mengontrol komputer sehingga terjadi sinkronisasi kerja antar komponen dalam menjalankan fungsi-fungsi operasinya. termasuk dalam tanggung jawab unit kontrol adalah mengambil intruksi-intruksi dari memori utama dan menentukan jenis instruksi tersebut. Bila ada instruksi untuk perhitungan aritmatika atau perbandingan logika, maka unit kendali akan mengirim instruksi tersebut ke ALU. Hasil dari pengolahan data dibawa oleh unit kendali ke memori utama lagi untuk disimpan, dan pada saatnya akan disajikan ke alat output. Dengan demikian tugas dari unit kendali ini adalah:
o Mengatur dan mengendalikan alat-alat input dan output.
o Mengambil instruksi-instruksi dari memori utama.
o Mengambil data dari memori utama (jika diperlukan) untuk diproses.
o Mengirim instruksi ke ALU bila ada perhitungan aritmatika atau perbandingan logika serta mengawasi kerja dari ALU.
o Menyimpan hasil proses ke memori utama.
Register merupakan alat penyimpanan kecil yang mempunyai kecepatan akses cukup tinggi, yang digunakan untuk menyimpan data dan/atau instruksi yang sedang diproses. Memori ini bersifat sementara, biasanya di gunakan untuk menyimpan data saat di olah ataupun data untuk pengolahan selanjutnya. Secara analogi, register ini dapat diibaratkan sebagai ingatan di otak bila kita melakukan pengolahan data secara manual, sehingga otak dapat diibaratkan sebagai CPU, yang berisi ingatan-ingatan, satuan kendali yang mengatur seluruh kegiatan tubuh dan mempunyai tempat untuk melakukan perhitungan dan perbandingan logika.
ALU unit yang bertugas untuk melakukan operasi aritmetika dan operasi logika berdasar instruksi yang ditentukan. ALU sering di sebut mesin bahasa karena bagian ini ALU terdiri dari dua bagian, yaitu unit arithmetika dan unit logika boolean yang masing-masing memiliki spesifikasi tugas tersendiri. Tugas utama dari ALU adalah melakukan semua perhitungan aritmatika (matematika) yang terjadi sesuai dengan instruksi program. ALU melakukan semua operasi aritmatika dengan dasar penjumlahan sehingga sirkuit elektronik yang digunakan disebut adder. Tugas lain dari ALU adalah melakukan keputusan dari suatu operasi logika sesuai dengan instruksi program. Operasi logika meliputi perbandingan dua operand dengan menggunakan operator logika tertentu, yaitu sama dengan (=), tidak sama dengan (¹ ), kurang dari (<), kurang atau sama dengan (£ ), lebih besar dari (>), dan lebih besar atau sama dengan (³ ).
CPU Interconnections adalah sistem koneksi dan bus yang menghubungkan komponen internal CPU, yaitu ALU, unit kontrol dan register-register dan juga dengan bus-bus eksternal CPU yang menghubungkan dengan sistem lainnya, seperti memori utama, piranti masukan /keluaran.

4.2.1 Cara Kerja Processor
Saat data dan/atau instruksi dimasukkan ke processing-devices, pertama sekali diletakkan di MAA (melalui Input-storage); apabila berbentuk instruksi ditampung oleh Control Unit di Program-storage, namun apabila berbentuk data ditampung di Working-storage). Jika register siap untuk menerima pengerjaan eksekusi, maka Control Unit akan mengambil instruksi dari Program-storage untuk ditampungkan ke Instruction Register, sedangkan alamat memori yang berisikan instruksi tersebut ditampung di Program Counter. Sedangkan data diambil oleh Control Unit dari Working-storage untuk ditampung di General-purpose register (dalam hal ini di Operand-register). Jika berdasar instruksi pengerjaan yang dilakukan adalah arithmatika dan logika, maka ALU akan mengambil alih operasi untuk mengerjakan berdasar instruksi yang ditetapkan. Hasilnya ditampung di Akumulator. Apabila hasil pengolahan telah selesai, maka Control Unit akan mengambil hasil pengolahan di Accumulator untuk ditampung kembali ke Working-storage. Jika pengerjaan keseluruhan telah selesai, maka Control Unit akan menjemput hasil pengolahan dari Working-storage untuk ditampung ke Output-storage. Lalu selanjutnya dari Output-storage, hasil pengolahan akan ditampilkan ke output-devices

Istilah dalam processor

Istilah	Keterangan
Clock	sebuah hitungan dalam (Hz,MHz,GHz) yang menyatakan ruang proses dari processor tersebut.
Cache memory	memori kecil berkecepatan tinggi untuk mengurangi waktu dari mengakses memori.
Core voltage	voltase dari power supply yang dialirkan ke CPU,GPU atau komponen lainnya yang menggunakan processor atau besarnya power yang dibutuhkan oleh processor.
Overclock	sebuah cara meningkatkan kinerja processor dengan menaikkan clock.
TDP (Thermal Design Power)	hitungan besarnya listrik yang dibutuhkan processor untuk beroperasi.
Stepping	karena desain sebuah processor tidak ada yang sempurna, jadi diadakanlah teknologi steppinguntuk mengurangi kesalahan dari penggabungan processor dan chipsetnya.
Core	Ini dari sebuah processor, jika sebuah processor memiliki lebih dari 1 core(multicore) , maka processor tersebut memiliki lebih dari 1 thread. Walaupun dari sisi hardware tetapi dari kecepatannya seperti memiliki beberapa processor.
Thread	Tempat yang digunakan processor untuk memproses data.
Hyper-Thread	Teknologi intel terbaru yang memungkinkan sebuah core memiliki 2 thread, teknologi ini dipublikasikan januari 2011. Hanya processor Core i 2nd Gen (Sandybridge), contoh Core i3 2nd gen yang memiliki 2 core tetapi memiliki 4 thread.
Cooler	berfungsi sebagai pendingin yang berada di atas processor.
Passive heat-sink	pendingin yang hanya menggunakan sebuah bahan metal yang memperluas transfer panas dari sebuah processor.
HSF (Heat-Sink Fan)	Menggunakan sebuah bahan metal diatas processor tetapi dengan kipas tambahan dengan begitu, setelah panas menyebar akan didinginkan oleh kipas tersebut.
Water Cooling	Pendingin yang sangat bagus karena menggunakanair sebagai pendingin dengan cara mengalirkannya melalui selang yang dialirkan oleh radiator dan di atas processor dipasang water block.
Liquid Nitrogen	Pendingin yang ekstrim untuk super computer atau komputer yang sedang di overclock yang mempunyai suhu -196°C dengan memasang pipa almunium diatas processor atau video card.
Liquid Helium	pendingin yang lebih bagus dari liquid nitrogen,dengan suhu -269°C dengancara yang sama yaitu memasang pipa almunium diatas processor.

Soket processor dan processornya :

Processor	Soket
Celeron Pentium 4 Pentium D Dual Core Core 2 Duo Core 2 Quad Core 2 Extreme Xeon	LGA 775
Core i3 (Clarkdale) Core i5 (Lynnfield) Core i7 (Bloomfield)	LGA 1156
Core i3 2nd gen (Sandy Bridge) Core i5 2nd gen (Sandy Bridge) Core i7 2nd gen (Sandy Bridge)	LGA 1155
Core i7 9XX Core i7 XE (Extreme Edition)	LGA 1366
AMD Sempron AMD Athlon AMD Phenom AMD Sempron II AMD Athlon II

AM2+

AMD Athlon II
AMD Phenom II

AM3

4.3 Expansion Card (kartu tambahan)
Expansion Card (kartu tambahan) Adalah komponen yang ditempatkan di PCI/PCIe. Ada yang berfungsi untuk jaringan, grafis, audio, usb, dll.

Istilah	Keterangan
NIC (Network Identified Card )	kartu jaringan yang berfungsi menghubungkan komputer dengan komputer atau alat lainnya ( switch, PC, dll).
Soundcard	agar komputer dapat mengeluarkan output suara, maka komponen soundcard adalah komponen yang penting soundcard sudah jarang digunakan karena kebanyakan motherboard terbaru sudah meng- integrasikan soundcard didalamnya
VGA(Video Graphics Adapter)	komponen yang berfungsi mengolah gambar untuk CPU yang dialirkan ke monitor.
GPU (Graphics Processing Unit)	Sebuah hasil dari pengembangan VGA(Video Graphic Adapter) dengan menambahkan CUDA processor (nVIDIA) atau Stream Processor (ATI Radeon). GPU merupakan alat output dan processing, karena menghasilkan output display ke monitor dan memproses grafis. Selain grafis, ternyata pengembangan GPU tidak hanya sampai itu saja. GP- GPU (General Purpose Graphical Processing Unit) adalah cara dari GPU untuk memproses data seperti halnya sebuah processor, pengembangan ini belum sempurna. Oleh karena itu hanya beberapa aplikasi saja yang bisa dijalankan oleh GPU. GPU pertama adalah nVIDIA GeForce 256.
CUDA / Stream	Sebuah cara untuk menjalankan program dengan GPU,CUDA dari nVIDIA dan ATI Stream dari AMD ATI Radeon.
3D Vision	teknologi 3D dari nVIDIA yang bersyarat dengan menggunakan videocard nVIDIA, dan monitor yang berfrekuensi 120Hz dengan teknologi kjabso.
SLI/ATI Crossfire	cara untuk menggabungkan dua graphic card dan menggunakan kabel SLI. Dengan syarat motherboard memiliki 2 PCIe gen 2.0 dengan dukungan SLI dan power supply yang mendukung caranya, ATI Crossfire memiliki teknologi .

4.4 RAM (Random Access Memmory)

RAM (Random Access Memmory) adalah media penyimpanan secara sementara untuk di proses sebuah processor. Beda antara RAM dengan memory ROM yaitu pada saat CPU mati, maka data yang berada di RAM akan menjadi kosong.
Pertama kali dikenal pada tahun 60'an.Hanya saja saat itu memori semikonduktor belumlah populer karena harganya yang sangat mahal. Saat itu lebih lazim untuk menggunakan memori utama magnetic.
Perusahaan semikonduktor seperti Intel memulai debutnya dengan memproduksi RAM , lebih tepatnya jenis DRAM.
Biasanya RAM dapat ditulis dan dibaca, berlawanan dengan read-only-memory RAM biasanya digunakan untuk penyimpanan primer (memori utama) dalam komputer untuk digunakan dan mengubah informasi secara aktif, meskipun beberapa alat menggunakan beberapa jenis RAM untuk menyediakan penyimpanan sekunder jangka-panjang.
Tetapi ada juga yang berpendapat bahwa ROM merupakan jenis lain dari RAM, karena sifatnya yang sebenarnya juga Random Access seperti halnya SRAM ataupun DRAM. Hanya saja memang proses penulisan pada ROM membutuhkan proses khusus yang tidak semudah dan fleksibel seperti halnya pada SRAM atau DRAM. Selain itu beberapa bagian dari space addres RAM ( memori utama ) dari sebuah sistem yang dipetakan kedalam satu atau dua chip ROM.

Generasi	Tipe	Frekuensi
SDRAM	PC 100 PC 133	100 MHz 13 MHz
DDR	DDR-333 DDR-400	166 MHz 200 MHz
DDR2	DDR2-677 DDR2-800 DDR2-1066	333 MHz 400 MHz 533 MHz
DDR3	DDR3-1066 DDR3-1333 DDR3-1375 DDR3-1600 DDR3-2000	533MHz 666 MHz 687 MHz 800 MHz 1000 MHz

Adaapun istilah dalam RAM, yaitu:

Access Time, Timing yaitu pengukuran waktu dalam nano second(ns) yang digunakan untuk menghitung kecepatan dari RAM.

CAS (Column Address Strobe) latency yaitu waktu tenggang saat memory controller mengakses chip RAM. Pada saat waktu tenggang tersebut dilakukan proses pemberian lokasi output pin, pada tipe DRAM, tenggang waktu dihitung dengan nano detik (ns).

4.5 ROM (Read Only Memmory)

ROM (Read Only Memmory) adalah media penyipanan secara permanen yang jika data sudah dimasukkan maka akan terus berada di media tersebut contoh BIOS (Basic Input Output System). Secara umum, fungsi dari BIOS adalah sebagai berikut :

mengatur piranti masukan, piranti keluaran, processor, RAM.
Melakukan POST (Power On Self Test) yaitu pengujian terhadap perangakat keras dari CPU pada saat pertama dinyalakan.
Menentukan drive yang digunakan untuk boot seperti hardisk, CD-ROM. Konfigurasi dari BIOS akan disimpan di CMOS, yaitu jenis chip yang memerlukan listrik dari baterai. Contoh konfigurasi yang ada di CMOS adalah tanggal, jam, first boot, dll.

4.6 Media Penyimpanan.

Ada berbagai macan istilah dalam media penyimpanan, seperti:

Storage, yaitu media penyimpanan untuk menyimpan data data, seperti OS. Contoh storage adalah Hardisk dan SSD (Solid State Drive).
Hardisk, yaitu media penyimpanan dengan menggunakan metode piringan dan alat.
SSD (Solid State Drive), yaitu Alat penyimpanan data yang menggunakan solid state memory sebagai penyimpanan data. SSD menggunakan konektor yang sama dengan hardisk yaitu SATA. SSD tidak menggunakan alat yang bergerak.
Capacity (kapasitas), yaitu besaran untuk menentukan seberapa banyak data yang bisa ditampung.
Access time, yaitu waktu yang dibutuhkan untuk dapat mengakses data yang dibutuhkan dari keadaan diam(idle) hingga mendapat data tersebut.
Bad Sector, yaitu bagian dari storage yang rusak dan tidak bisa diisi.
AT/ATX/Micro ATX, yaitu interface yang digunakan power supply ke motherboard.