alven athrun: MIKROKOMPUTER DAN BAGIAN-BAGIANNYA

MIKROKOMPUTER

A. PENGERTIAN MIKROKOMPUTER

Mikrokomputer adalah interkoneksi antara mikroprosesor (CPU) dengan memori utama (main memory) dan antarmuka input-output (I/O devices) yang dilakukan dengan menggunakan sistim interkoneksi bus.Berikut adalah susunan gambar dari Mikrokomputer.

Jadi, Mikrokomputer dapat dikatakan pula sebagai sebuah mikroprosesor (CPU) dengan ditambahkannya unit memori serta sistem I/O.
Ciri utama sistem mikrokomputer 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.

B. SEJARAH MIKROKOMPUTER

Ada beberapa inovasi di bidang elektronika mikro yang membuat komputer mikro dapat dibuat: sirkuit terpadu (IC) yang mulai dikembangkan pada tahun 1959 serta microprosesor yang pertama kali keluar pada tahun 1971. IC memungkinkan minaturisasi dari sirkuit-sirkuit memori komputer, sementara microprosesor mengurangi ukuran CPU komputer hingga ukuran yang signifikan.

Komputer mikro pertama kali (berukuran desktop) muncul pada tahun 1974, yang ditawarkan oleh Micro Instrumentation Telemetry System (MITS) yang didirikan oleh Ed Roberts tahun 1969. Komputer mikro tersebut, Altair 8800, dijual sebagai kit yang ditawarkan dengan sedikit di bawah 395 US$. Kit komputer tersebut harus dirakit sendiri oleh pengguna (maksud "perakitan" di sini adalah penyolderan dan penyatuan komponen, bukan seperti assembling PC saat ini yang hanya membutuhkan obeng). Altair 8800 dipersenjatai dengan mikroprosesor 8-bit Intel 8080 dan memori dengan jumlah 256 bytes (bukan kilobyte) saja; tanpa monitor, dan tanpa keyboard! Pemilik komputer tersebut harus membeli keyboard (pada waktu itu bukan keyboard, melainkan teletype) dan monitor secara terpisah. Karena tidak memiliki monitor, pengguna tidak akan menemukan pesan apa-apa dari komputer Altair 8800 ini selain LED (Light Emitting Diode) yang berkelap-kelip seperti lampu diskotek, dan juga buzzer dengan suara beep-beep-beep. Altair 8800 memiliki sebuah system bus dengan arsitektur terbuka yang disebut dengan bus S-100 karena memiliki 100 pin tiap slotnya. Arsitektur terbuka ini mengizinkan siapa saja untuk mengembangkan papan sirkuit agar sesuai dengan slotnya dan kemudian dapat bertatap muka dengan sistem. Hal ini, membuat beberapa pihak mengembangkan banyak periferal atau tambahan untuk Altair. Beberapa perangkat lunak pun dapat dibuat untuk mendukung Altair, termasuk Micro-Soft BASIC dan sistem operasi CP/M buatan Gary Kildall dari Digital Research Incorporated.

Bill Gates dan Paul Allen yang mendirikan Micro-Soft pun turut serta dalam mengembangkan perangkat lunak untuk komputer mikro Altair 8800. Awalnya mereka hanya berkutat pada pengembangan perangkat lunak pada minicomputer DEC PDP-11, sebelum akhirnya mereka melihat iklan di sebuah majalah Popular Electronics edisi Januari 1975 dengan tajuk "World's First Microcomputer Kit to Rival Commercial Models". Mereka sebenarnya dapat membangun sebuah perangkat lunak untuk komputer tersebut, akan tetapi memiliki satu buah kendala: mereka belum pernah menggunakan atau memiliki komputer tersebut. Beruntung, mereka mendapatkan data tentang spesifikasi teknis mikroprosesor yang memperkuat Altair, Intel 8080. Mereka pun akhirnya dapat membangun sebuah bahasa pemrograman BASIC (Beginners All-purpose Symbolic Instruction Code), yang mereka namakan sebagai Microsoft BASIC. Selanjutnya, mereka datang ke MITS untuk menjual BASIC kepada MITS, dan MITS pun setuju untuk membayar Micro-Soft dengan uang sebesar US$180,000. Media penyimpanan yang digunakan oleh Micro-Soft untuk mendistribusikan Micro-Soft BASIC adalah media penyimpanan yang berbentuk pita kertas berlubang.

Permintaan terhadap kit komputer mikro pun secara cepat dan tidak disangka-sangka, sangat banyak. Banyak perusahaan-perusahaan pemula akhirnya turut terjun ke dalam pengembangan komputer mikro, hingga ada sebuah firma yang cukup besar, Tandy Corporation (Radio Shack), memperkenalkan model komputer mikro miliknya yang disebut sebagai TRS-80 pada tahun 1977. TRS-80 secara cepat menguasai pasaran, karena menawarkan dua fitur yang menarik (yang sebelumnya tidak dimiliki oleh Altair): keyboard dan monitor Cathode-ray terminal (CRT). Komputer ini juga populer karena dapat diprogram oleh pengguna dan pengguna dapat menyimpan informasi dengannya dengan menggunakan kaset tape. Tandy memilih Zilog Z80 sebagai otak yang digunakan oleh Radio Shack TRS-80 dan melengkapinya dengan RAM dengan kapasitas 4096 bytes (4K).

IBM juga sebenarnya meluncurkan komputer mikro pada tahun 1975, yang disebut sebagai IBM Model 5100, tetapi bukan PC. Model ini memiliki memori 16 Kilobyte, sebuah perangkat character display dengan resolusi 16 baris x 64 karakter, interpreter bahasa BASIC terintegrasi, serta tape drive IBM DC-300 terintegrasi yang digunakan sebagai media penyimpanan. Sayangnya, sistem ini kelewat mahal, karena dihargai 9000 US$, sangat jauh berbeda dengan sistem Altair 8800. Dengan demikian, sistem IBM Model 5100 ini tidak ikut turun dalam kompetisi komputer mikro yang berharga murah. Akibat kelewat mahal harganya, sistem ini pun tidak terlalu laku di pasaran. IBM pun mengembangkan Model 5110 dan Model 5120 sebagai penerus IBM Model 5100, tetapi tidak banyak membantu penjualan komputer ini.

Pada tahun 1976, dua orang pemuda Stephen Wozniak dan Steven Jobs mendirikan sebuah perusahaan manufaktur komputer yang diberi nama Apple Computers. Produk pertama mereka, Apple I dihargai hanya 666,66US$. Jobs dan Wozniak hanya membuat sedikit saja komputer Apple I, tapi sukses terjual hingga mereka mendapatkan lebih dari 20000 US$. Akibat kesuksesan ini, Apple pun merespons dengan Apple II, yang dirilis tahun 1977. Hal ini dikarenakan Apple II memiliki tampilan berwarna (meski hanya 6 warna saja) yang belum ditemui pada komputer pribadi pada saat itu. Karena komputer mikro ini, Apple pun menjadi perusaahan di Amerika Serikat yang berkembang paling cepat dalam sejarah. Perkembangannya yang cepat menginspirasikan banyak pihak yang turut serta terjun ke dalam manufaktur komputer mikro. Sebelum memasuki dekade 1980-an, pasar komputer personal telah didefinisikan dengan jelas (setelah sebelumnya hanya mainframe dan minicomputer).

Sama seperti TRS-80 yang tidak menggunakan prosesor dari Intel, Steven Jobs dan Steven Wozniak memakaikan mikroprosesor yang juga bukan dibuat oleh Intel Corporation pada komputer Apple II, sehingga ia tidak dapat secara langsung kompatibel dengan program yang didesain untuk komputer dengan basis mikroprosesor Intel. Pada Apple II, Wozniak dan Jobs menggunakan prosesor Mostek 6502 yang dibuat oleh MOS Technology.Selain pada MITS, Micro-Soft juga melakukan pemrograman ulang Microsoft BASIC untuk Altair 8800 agar dapat dijalankan pada komputer Apple II, dan TRS-80 yang menggunakan mikroprosesor berbeda. Perangkat lunak selanjutnya yang dibuat oleh Micro-Soft adalah bahasa pemrograman Fortran (Formula Translator) yang dirilis pada tahun 1977.

Pada 12 Agustus 1981, IBM mencoba untuk mengoreksi kesalahannya yang terdahulu dengan merilis komputer mikro yang lebih murah dibandingkan komputer terdahulu, yang disebut sebagai IBM PC 5150. Komputer IBM PC 5150 dilengkapi dengan menggunakan mikroprosesor Intel 8088 dengan kecepatan 4.47 MHz dan memori ROM 40,963 bytes (40K) serta memori RAM 16,384 bytes (16K). Karena menggunakan sistem operasi DOS, maka IBM PC dilengkapi dengan dua (Model 176) atau satu buah (Model 166) floppy disk drive 5¼ inci yang dapat menyimpan hanya 160K per disketnya, dan sebuah layar monitor berwarna sebagai pilihan opsional. Untuk alat input, IBM menggunakan sebuah keyboard buatan IBM sendiri dengan jumlah tombol 83-buah. Dan dengan dirilisnya IBM PC, IBM PC pun menjadi standar de facto dalam industri komputer mikro dan selanjutnya menguasai pasar sistem operasi komputer mikro.

C. Bagian-Bagian Mikrokomputer

Di atas telah dijelaskan susunan dari mikrokomputer. Berikut adalah Sistem mikrokomputer yang terdiri dari bagian-bagian yang berfungsi sama penting.

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 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 flipflop yang terdiri dari komponen seperti resistor, transistor, dioda dan sebagainya. Setiap 1 bit informasi 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 memori terhitung relatif tinggi. RAM dinamik menyimpan bit informasi sebagai muatan. Sel memori elementer dibuat dari kapasistansi 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. 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 dapat dibaca. Data tidak akan terhapus meskipun aliran listrik terputus (non-volatile). Karena sifatnya, program-program disimpan dalam ROM. Beberapa tipe ROM:

1. ROM Murni : yaitu ROM yang sudah diprogram oleh pabrik atau dapat juga program yang diminta untuk diprogramkan ke ROM oleh pabrik.

2. PROM (Programmable Random Access Memory) : ROM jenis ini dapat diprogram sendiri akan tetapi hanya sekali pakai (tidak dapat diprogram ulang).

3. 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) dibutuhkan untuk 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 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 mengubah masukan paralel menjadi keluaran serial. PIO (paralel input output) merupakan pengirim-penerima serempak. PIO dapat diprogram dan menyediakan perantara masukan dan keluaran dasar untuk data paralel 8 bit.

D. Sistem Interkoneksi Bus

Bus menghubungkan semua komponen dalam unit mikrokomputer. Ada tiga tipe bus yaitu:

1. Data Bus (bus-D) : bus dengan delapan penghantar, data dapat diteruskan dalam arah bolak-balik (lebar data 8 bit) yaitu dari mikroprosesor ke unit memori atau modul I/O dan sebaliknya.

2. Control Bus (bus-C) : meneruskan sinyal-sinyal yang mengatur masa aktif modul mikrokomputer yang sesuai dengan yang diinginkan menurut kondisi kerja.

3. Address Bus (bus-A) : meneruskan data alamat (misal alamat 16 bit), dari penyimpan 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).