1 Peran Mikrokomputer dalam Sistem Komputer
Mikrokomputer adalah sebuah kelas komputer yang menggunakan mikropros-
esor sebagai CPU utamanya. Komputer mikro juga dikenal sebagai Personal
Computer (PC), Home Computer atau Small-business Computer. Komputer
mikro yang diletakkan di atas meja kerja dinamakan dengan desktop, sedan-
gkan yang dapat dijinjing (portabel) dinamakan dengan Laptop, karena ser-
ing diletakkan di atas paha. Ketika komputer mikro pertama kali muncul ke
pasaran, komputer jenis ini dianggap sebagai perangkat yang hanya digunakan
oleh satu orang saja, yang mampu menangani informasi yang berukuran 4-bit,
8-bit atau 16-bit (dibandingkan dengan minicomputer atau mainframe yang
mampu menangani informasi lebih dari 32-bit) pada satu waktunya.
Mikrokomputer dapat dikatakan pula sebagai sebuah mikroprosesor (CPU)
dengan ditambahkannya unit memori serta sistem I/O. Ciri utama sistem mikro
komputer adalah hubungan yang berbentuk bus. (Istilah bus diambil dari
bahasa latin omnibus yang berarti kepada/untuk semua). Bus menunjukkan
hubungan antara komponen-komponen secara elektris. Bus meneruskan data,
alamat-alamat (address) atau sinyal pengontrol. Ada beberapa bagian utama
dalam mikrokomputer, yaitu: 1. CPU/Mikroprosesor Mikroprosesor berfungsi
sebagai unit pengolah utama (CPU). Unit ini terdiri dari sebuah kalkulator dan
unit pengontrol (CU). Unit kalkulator dari mikroprosesor terdiri dari register
atau daftar (sebuah memori sementara yang cepat dan kecil), ALU, register
status (menunjukkan keadaan sesaat dari perhitungan) dan sebuah pengkode.
2. Memori Utama (Main Memory) Memory utama pada mikrokomputer
terdiri dari dua macam. a. RAM (Random Access Memory) RAM adalah
unit memori yang dapat dibaca dan/atau ditulisi. Data dalam RAM bersifat
volatile (akan hilang bila power mati). RAM hanya digunakan untuk meny-
impan data sementara, yaitu data yang tidak begitu penting (tidak masalah
bila hilang akibat aliran daya listrik terputus). Ada dua macam RAM yaitu
RAM statik dan RAM dinamik. RAM statik adalah
ip
op yang terdiri dari
komponen seperti resistor, transistor, dioda dan sebagainya. Setiap 1 bit in-
formasi tersimpan hingga sel dialamatkan dan ditulis-hapuskan. Keuntungan
dari RAM statik adalah akses atau jalan masuk yang bebas ke setiap tempat
penyimpanan yang diinginkan, dan karena itu kecepatan masuk ke dalam mem-
ori terhitung relatif tinggi. RAM dinamik menyimpan bit informasi sebagai
muatan. Sel memori elementer dibuat dari kapasistansi gerbang-substrat tran-
sistor MOS. Keuntungan RAM dinamik adalah sel-sel memori yang lebih kecil
sehingga memerlukan tempat yang sempit, sehingga kapasistas RAM dinamik
menjadi lebih besar dibanding RAM statik. Kerugiannya adalah bertambahnya
kerumitan pada papan memori, karena diperlukannya rangkaian untuk proses
penyegaran (refresh). Proses penyegaran untuk kapasitor ini dilakukan setiap 1
atau 2 mili detik.>>>
b. ROM (Read Only Memory) ROM merupakan memori yang hanya da-
pat dibaca. Data tidak akan terhapus meskipun aliran listrik terputus (non-
volatile). Karena sifatnya, program-program disimpan dalam ROM. Beberapa
tipe ROM: ROM Murni : yaitu ROM yang sudah diprogram oleh pabrik atau
1
dapat juga program yang diminta untuk diprogramkan ke ROM oleh pabrik.
PROM (Programmable Random Access Memory) : ROM jenis ini dapat dipro-
gram sendiri akan tetapi hanya sekali pakai (tidak dapat diprogram ulang).
EPROM (Erasable Programmable Random Access Memory) : yaitu jenis ROM
yang dapat diprogram dan diprogram ulang.
c. Input/Output (I/O) Devices Piranti Input/Output (I/O interface) dibu-
tuhkan untuk menghubungkan piranti di luar sistem. I/O dapat menerima/
memberi data dari/ke mikroprosesor. Untuk menghubungkan antara I/O in-
terface dengan mikroprosesor dibutuhkan piranti address. Dua macam I/O
interface yang dipakai yaitu: serial dan paralel. Piranti serial (UART/universal
asynchronous receiver-transmitter) merupakan pengirim-penerima tunggal (tak
serempak). UART mengubah masukan serial menjadi keluaran paralel dan men-
gubah masukan paralel menjadi keluaran serial. PIO (paralel input output)
merupakan pengirim-penerima serempak. PIO dapat diprogram dan menyedi-
akan perantara masukan dan keluaran dasar untuk data paralel 8 bit. *KON-
SEP DASAR MIKROKOMPUTER Operasi yang dilaksanakan pada data di-
lakukan oleh logika yang didalam unit pemroses pusat (CPU). Operasi ini dite-
tapkan oleh suatu nsuatu urutan instruksi yang secara bersama membentuk
satu program. Program ini disimpan dalam memori. Central processing unit
(CPU) terdiri atas 2 bagian utama, yaitu : control unit, dan arithmetic and logic
unit (ALU). Semua operasi aritmetika seperti penjumlahan, perkalian, pengu-
rangan, serta pembagian, dan operasi logika AND, OR, XOR dan NOT diker-
jaklan oleh ALU, baik dikerjakan secara langsung ataupun melalui perangkat
lunak. Control unit menginterpretasikan perintah komputer dan mangubah
sinyal sinyal yang menyebakan komputer mengerjakan tugas tugas tertentu
yang diperintahkan. Memory unit berfungsi untuk menyimpan program dan
perhitungan perhitungan beserta hasilnya, baik yang tetap maupun semen-
tara. Memori program dapat berupa memori yang hanya dibaca saja, atau
berupa memori yang hanya dibaca saja karena instruksi dikirim dari program
ke unit pemroses sinyal (CPU). Pada banyak aplikasi mikro-komputer industri,
program disimpan dalam memori yang hanya dibaca saja untuk memastikan
abahwa program tersebut tidak akan pernah berubah atau hilang secara tidak
sengaja. Dengan adanya unit I/O, dimungkinkan untuk memasukkan data,
misalnya keyboard (papan tombol). Output unit adalah piranti yang mengelu-
arkan hasil yang telah diproses CPU, misalnya printer dan monitor. Untuk
menjalankan fungsi mikro-komputer,bagianbagian diatas dihubungkan dengan
jalur penghubung yang disebut bus. Bus terbagi menjadi tiga, yaitu data bus,
address bus dan control bus. Data bus berfungsi untuk menentukan lokasi
tempat data harus diambil atau diletakkan. Control bus berfungsi untuk men-
gatur bagian bagian mikro-komputer yang harus aktif untuk setiap perintah
yang dikehendaki, seperti perintah menyimpan, membaca atau perintah lain-
nya. Logika diluar mikro-komputer digunakan untuk memasukkan informasi,
menerima hasilnya dan menyimpan data dalam jumlah yang besar. Data yang
sedang dalam proses untuk dioperasikan disimpan dalam memori data, yang
berupa memori baca/tulis yang dapat diakses dengan cepat.
2
2 Konsep Dasar Mikrokomputer
Operasi yang dilaksanakan pada data dilakukan oleh logika yang didalam
unit pemroses pusat (CPU). Operasi ini ditetapkan oleh suatu nsuatu urutan
instruksi yang secara bersama membentuk satu program. Program ini disim-
pan dalam memori. Central processing unit (CPU) terdiri atas 2 bagian utama,
yaitu : control unit, dan arithmetic and logic unit (ALU). Semua operasi ar-
itmetika seperti penjumlahan, perkalian, pengurangan, serta pembagian, dan
operasi logika AND, OR, XOR dan NOT dikerjaklan oleh ALU, baik dikerjakan
secara langsung ataupun melalui perangkat lunak. Control unit menginter-
pretasikan perintah komputer dan mangubah sinyal sinyal yang menyebakan
komputer mengerjakan tugas tugas tertentu yang diperintahkan. Memory unit
berfungsi untuk menyimpan program dan perhitungan perhitungan beserta
hasilnya, baik yang tetap maupun sementara. Memori program dapat berupa
memori yang hanya dibaca saja, atau berupa memori yang hanya dibaca saja
karena instruksi dikirim dari program ke unit pemroses sinyal (CPU). Pada
banyak aplikasi mikro-komputer industri, program disimpan dalam memori
yang hanya dibaca saja untuk memastikan abahwa program tersebut tidak akan
pernah berubah atau hilang secara tidak sengaja. Dengan adanya unit I/O,
dimungkinkan untuk memasukkan data, misalnya keyboard (papan tombol).
Output unit adalah piranti yang mengeluarkan hasil yang telah diproses CPU,
misalnya printer dan monitor. Untuk menjalankan fungsi mikro-komputer,
bagianbagian diatas dihubungkan dengan jalur penghubung yang disebut bus.
Bus terbagi menjadi tiga, yaitu data bus, address bus dan control bus. Data bus
berfungsi untuk menentukan lokasi tempat data harus diambil atau diletakkan.
Control bus berfungsi untuk mengatur bagian bagian mikro-komputer yang
harus aktif untuk setiap perintah yang dikehendaki, seperti perintah menyim-
pan, membaca atau perintah lainnya. Logika diluar mikro-komputer digunakan
untuk memasukkan informasi, menerima hasilnya dan menyimpan data dalam
jumlah yang besar. Data yang sedang dalam proses untuk dioperasikan disim-
pan dalam memori data, yang berupa memori baca/tulis yang dapat diakses
dengan cepat.
3 Sejarah Perkembangan Komputer
Asal-usul sejarah perkembangan komputer tak dapat lepas dari kebutuhan
manusia untuk dapat mengetahui berapa hasil dari suatu perhitungan, mulai
dari perhitungan yang sangat sederhana sampai dengan yang sangat rumit.
Agar dapat memperoleh suatu informasi dengan tepat dan cepat, manusia se-
lalu berusaha mencari dan menemukan suatu alat bantu hitung dan pengolah
data yang lebih baik. Pada mulanya seluruh alat bantu hitung digerakkan se-
cara manual dengan tenaga manusia (Periode Manual Tahun 1000 SM - 1641
M), kemudian alat bantu hitung berkembang menggunakan tenaga penggerak
mekanik menggunakan roda bergigi yang digerakkan tangan (Periode Meka-
nis 1642-1885). Pada perkembangan selanjutnya, alat bantu hitung, mesin
3
mekaniknya mulai menggunakan tenaga listrik (Periode Elektromekanis 1886
- 1945), dan pada perkembangan terakhir menggunakan sirkuit elektronik (Pe-
riode Elektronik 1946 - sekarang).
Komputer Generasi I Pada generasi ini komputer memekai banyak sekali
tabung hampa dengan ukuran yang sangat besar hingga memenuhi satu ruan-
gan, dan komputer ini dinamakan ENIAC (Electronic Numerikal Itegrator and
Computer). Karena ukurannya yang cukup besar namun hanya bisa menyimpan
data yang sedikit, maka lahirlah komputer generasi 2.
Komputer Generasi II Penggunakan tabung hampa digantikan dengan tran-
sistor sehingga lebih menghemat tempat dan juga daya. Sejak generasi ini juga
mulai bermunculan berbagai bahasa pemrograman seperti COBOL, ALGOL,
dan FOTRAN. Dari segi ukuran komputer generasi II lebih kecil hanya sebejar
ukuran meja kerja dan mampu menyimpan data lebih banyak. Komputer ini
lebih dikenal dengan nama UNIVAV (Universal Aotomatic Computer).
Komputer Generasi III Seiring dengan sejarah perkembangan komputer, ke-
beradaan transistor pada generasi sebelumnya telah digantikan dengan IC, di-
mana IC sendiri ditemukan oleh insinyur asala Texas yang bernama Jack Kilby
pada tahun 1958. Pada generasi ini juga lahir microprocessor pertama yaitu
interl 4004 pada tahun 1971.
Komputer Generasi IV Pada 1980 an muncul komputer generasi baru di-
tandai dengan munculnya LSI (Large Scale integration). Dimana ini merupakan
peadatan ribuan IC menjadi sebuah chip. Kemudian LSI terus dikembagkan
hingga lahirlah VLSI (Very Large Scale Integration).
Komputer Generasi V Komputer masa depan saat ini sedang terus dikem-
bangkan dan inilah generasi yang sedang kita lalui. Meskipun belum ada proyek
nyata, konsep komputer generasi ke-5 memiliki kecerdasan buatan sehingga
komputer akan memiliki nalar seperti manusia, dan bisa terus belajar dari pen-
galaman. Dan itulah sejarah perkembangan komputer dari waktu ke waktu.
4 Sejarah Perkembangan Mikroprosesor
Th. 1946 : Komputer modern pertama dibuat di University of Pennsylvania
USA yang disebut ENIAC (Electronics Numerical Integrator and Calculator.
ENIAC terdiri dari 17.000 tabung hampa, 500 mil kabel, berat > 30 ton, da-
pat menjalankan 100.000 operasi per detik, diprogram dengan mengatur jalur
kabel pada rangkaiannya. Th. 1948 : Transistor pertama dibuat di Bell Labs,
USA. Th. 1958 : IC (Integrated Circuit) pertama dibuat oleh Jack Kilby dari
Texas Instrument, USA. Penemuan IC ini mendorong pengembangan IC Digital
(1960), dan mikroprosesor pertama oleh Intel (1971). Mikroprosesor pertama
di dunia adalah Intel 4004 merupakan prosesor 4-bit, Kebanyakan Kalkulator
masih berbasis mikroprosesor 4-bit. Th. 1971 : Intel mengeluarkan mikro-
prosesor 8-bit yaitu Intel 8008. Th. 1973 : Intel memperkenalkan mikropros-
esor 8-bit modern pertama Intel 8080 (10x lebih cepat dari 8008), dan diikuti
Motorola MC6800. Th. 1977 : Intel memperkenalkan 8085 yang merupakan
mikroprosesor 8-bit terakhir yang dibuat Intel dengan frek.clock dan kecepatan
4
lebih tinggi. Perusahaan lain yang mampu menyaingi Intel 8085 adalah Zilog
Corporation dengan Z80. Th. 1978 : Intel mengeluarkan mikroprosesor 16-bit
yaitu 8086, setahun kemudian mengeluarkan 8088 dengan kecepatan eksekusi
dan memori lebih besar dari 8085, serta mulai digunakannya cache memori
(sistem antrian yang mengatur pemberian instruksi sebelum menjalankannya).
Intel 8086/8088 disebut juga CISC (Complex Instruction Set Computer) karena
jumlah dan kompleksitas instruksinya. Th. 1981 : IBM membuat PC menggu-
nakan mikroprosesor 8088 untuk menjalankan aplikasi seperti spreadsheet dan
pengolah kata. Th. 1983 : Intel mengeluarkan mikroprosesor 16-bit 80286,
dengan kemampuan memori 16 MB. Th. 1986 : Intel mengeluarkan mikropros-
esor 32-bit pertama 80386, dengan kemampuan memori 4 GB. Th. 1989 : Intel
mengeluarkan mikroprosesor 32-bit 80486, dengan kemampuan memori 4 GB +
8K Cache. Th. 1993 : Intel memperkenalkan mikroprosesor 32-bit Pentium I,
Th. 1997 Pentium II,kemudian berturut-turut Pentium III dan Pentium 4 pada
Th. 2000, dimana mulai digunakan teknologi memori RAMBUS menggantikan
teknologi SDRAM.
5 Terminologi Dasar pada Mikrokomputer
Munculnya terminologi komputer sebenarnya berawal dari kebutuhan akan
suatu alat yang dapat dijalankan secara otomatis, memiliki kemampuan untuk
mengerjakan hal yang diinginkan. Perkembangan teknologi semikonduktor, den-
gan diawali penemuan transistor, telah membawa kepada kemajuan teknologi
elektronika sampai saat ini Komputer Bagian fungsional utama sebuah kom-
puter adalah Central Processing Unit/Unit Pemroses Utama, Memori dan Sis-
tem Input-Output. Disebut bagian fungsional karena ketiga komponen inilah
yang membentuk sebuah komputer dengan fungsinya masing-masing.
-Central Processing Unit (CPU) Mikroprosesor adalah sebuah CPU yang
dibangun dalam sebuah single chip semiconductor. Mikroprosesor terdiri dari
kalkulator yang terbagi dalam register dan ALU dan sebuah pengkode serta unit
pengontrol. Dalam hubungan kerja dengan pulsa pembangkit berkala, (yaitu se-
bagai unit terpisah atau sebagai komponen yang terpadu dalam mikroprosesor)
unit pengontrol menjamin urutan yang tepat dan urutan yang logis dari siklus
yang berlangsung di dalam mikroprosesor, ditinjau dari sistem keseluruhannya.
Dalam tinjauan praktis dan aplikasi yang umum contoh dari sebuah mikro-
prosesor adalah mikroprosesor 8080, 8086, prosesor intel 386, 486, pentium 100
Mhz, sampai dengan generasi terbaru, AMD, prosesor Motorola, prosesor Texas
Instrument.
-Memori RAM (Random Access Memory) adalah unit memori yang dapat
dibaca dan/atau ditulisi. Data dalam RAM bersifat volatile (akan hilang bila
power mati). RAM hanya digunakan untuk menyimpan data sementara, yaitu
data yang tidak begitu penting (tidak masalah bila hilang akibat aliran daya
listrik terputus). Ada dua macam RAM yaitu RAM statik dan RAM dinamik.
RAM statik adalah ipop yang terdiri dari komponen seperti resistor, transistor,
dioda dan sebagainya. Setiap 1 bit informasi tersimpan hingga sel dialamatkan
5
dan ditulis-hapuskan. Keuntungan dari RAM statik adalah akses atau jalan ma-
suk yang bebas ke setiap tempat penyimpanan yang diinginkan, dan karena itu
kecepatan masuk ke dalam memori terhitung relatif tinggi. RAM dinamik meny-
impan bit informasi sebagai muatan. Sel memori elementer dibuat dari kapasis-
tansi gerbang-substrat transistor MOS. Keuntungan RAM dinamik adalah sel-
sel memori yang lebih kecil sehingga memerlukan tempat yang sempit, sehingga
kapasistas RAM dinamik menjadi lebih besar dibanding RAM statik. Kerugian-
nya adalah bertambahnya kerumitan pada papan memori, karena diperlukannya
rangkaian untuk proses penyegaran (refresh). Proses penyegaran untuk kapa-
sitor ini dilakukan setiap 1 atau 2 mili detik. ROM (Read Only Memory) meru-
pakan memori yang hanya dapat dibaca. Data tidak akan terhapus meskipun
aliran listrik terputus (non-volatile). Karena sifatnya, program-program dis-
impan dalam ROM. Beberapa tipe ROM: - ROM Murni : yaitu ROM yang
sudah diprogram oleh pabrik atau dapat juga program yang diminta untuk
diprogramkan ke ROM oleh pabrik. - PROM (Programmable Random Access
Memory) : ROM jenis ini dapat diprogram sendiri akan tetapi hanya sekali
pakai (tidak dapat diprogram ulang). - EPROM (Erasable Programmable Ran-
dom Access Memory) : yaitu jenis ROM yang dapat diprogram dan diprogram
ulang.
-Input/Output (I/O) Piranti Input/Output (I/O interface) dibutuhkan un-
tuk menghubungkan piranti di luar sistem. I/O dapat menerima/memberi data
dari/ke mikroprosesor. Untuk menghubungkan antara I/O interface dengan
mikroprosesor dibutuhkan piranti address. Dua macam I/O interface yang di-
pakai yaitu: serial dan paralel. Piranti serial (UART/universal asynchronous
receiver-transmitter) merupakan pengirim-penerima tunggal (tak serempak).
UART mengubah masukan serial menjadi keluaran paralel dan mengubah ma-
sukan paralel menjadi keluaran serial. PIO (paralel input output) merupakan
pengirim-penerima serempak. PIO dapat diprogram dan menyediakan peran-
tara masukan dan keluaran dasar untuk data paralel 8 bit.
-Sistem Bus Bus menghubungkan semua komponen dalam unit mikrokom-
puter. Ada tiga tipe bus yaitu: - Data Bus (bus-D) : bus dengan delapan peng-
hantar, data dapat diteruskan dalam arah bolak-balik (lebar data 8 bit) yaitu
dari mikroprosesor ke unit memori atau modul I/O dan sebaliknya. - Con-
trol Bus (bus-C) : meneruskan sinyal-sinyal yang mengatur masa aktif modul
mikrokomputer yang sesuai dengan yang diinginkan menurut kondisi kerja. -
Address Bus (bus-A) : meneruskan data alamat (misal alamat 16 bit), dari peny-
impan atau dari saluran masukan/keluaran yang diaktifkan pada saat tertentu.
Hubungan dalam masing-masing bus berupa kabel paralel 8 bit (jalur) maupum
16 bit (jalur).
6
