Prinsip Kerja Komputer

 

komputer adalah suatu peralatan elektronika yang mempunyai storage internal (tempat penyimpanan) yang dapat menerima data, mengolahnya menggunakan suatu program dan menghasilkan output berupa sebuah informasi dan dapat disimpan kedalam media penyimpanan menjadi sebuah file.

Sebuah komputer dapat bekerja dengan melibatkan tiga elemen penting. Dalam penggunaan komputer sehari-hari, ketiga elemen tersebut terdiri dari:

1. Hardware (perangkat keras), merupakan peralatan fisik dari komputer yang dapat dilihat dan dirasakan.

2 . Software (perangkat lunak), merupakan program-program komputer yang berguna untuk menjalankan suatu pekerjaan sesuai dengan yang di kehendaki. Program tersebut ditulisi dengan bahasa khusus yang dimengerti oleh komputer.

3. Brainware (user atau sumberdaya manusia), personil-personil yang terlibat langsung dalam pemakaian komputer, seperti sistem analis, programmer, operator, user, dan lain-lain.

Komputer juga mempunyai bagian-bagaian yang mempunyai fungsi berbeda-beda. Susunan letak dan hubungan antar bagian-bagian hingga membentuk tubuh komputer disebut sebagai arsitektur komputer. Atau dengan kata lain arsitektur komputer merupakan pengorganisasian bagian-bagain fungsional sebuah komputer.

Pada prinsipnya sebuah sistem komputer terdiri dari 3 bagian utama, yaitu:

  • CPU
  • Memori, terdiri memori program dan memori data, dan
  • Perangkat Input/output

Sistem komputer ini baru akan bekerja apabila ada program komputer yang berisi instruksi yang memerintahkan CPU.

CPU (Central Prosessing Unit)

CPU merupakan bagian fungsional yang utama dari sebuah sistem komputer, dapat dikatakan bahwa CPU merupakan otak dari sebuah komputer. Di dalam CPU inilah semua kerja komputer dilakukan.
Hal-hal yang perlu dilakukan CPU adalah:

  1. Membaca, mengkodekan dan mengeksekusi instruksi program
  2. Mengirim data dari dan ke memori, serta dari dan ke bagian input/output.

Merespon interupsi dari luar.
menyediakan clock dan sinyal kontrol kepada sistem.

Dalam melakukan hal-hal di atas, jelas CPU perlu menyimpan data untuk sementara waktu. CPU perlu mengingat lokasi instruksi terakhir sehingga CPU akan dapat mengambil instruksi berikutnya. CPU perlu menyimpan instruksi dan data untuk sementara waktu pada saat instruksi sedang dieksekusi.Dengan kata lain, CPU memerlukan memori internal berukuran kecil yang disebut Register.
Arithmetic and Logic Unit (ALU) berfungsi membentuk operasi-operasi aritmatika dan logic terhadap data Register menyimpan data sementara dan hasil operasi ALU.
Control unit menghasilkan sinyal,, yang akan mengontrol operasi ALU, dan pemindahan data ke ALU atau dari ALU.

Dan memori (RAM) berfungsi untuk menyimpan sementara pengolahan data atau pemrosesan data oleh komputer.

Untuk melakukan hubungan dengan piranti di luar sistem komputer membutuhkan perantara I/O. Perangkat I/O sebagai jembatan penghubung antara mikrokomputer dengan piranti di luar system dapat menerima data dari mikrokomputer dan dapat pula memberi data ke mikrokomputer.
Ada dua macam perantara I/O, yaitu piranti untuk hubungan serial (UART-universal asynchronous receiver-transmitter) dan piranti untuk hubungan paralel (PlO-paralel input output).

INSTRUKSI MESIN

Sebuah komputer akan bekerja apabila mendapat instruksi-inslruksi yang dikcmas dalam sebuah program. Semua instruksi, tersebut diproses oleh komputcr di CPU. Microproscsor dari CPU hanya akan mengeksckusi instruksi yang dikenali. Instruksi-instruksi ini dikenal sebagai instruksi mesin (machine instruction) atau inslruksi komputer (computer instruction).

Kumpulan fungsi yang dapat dieksekusi CPU disebut set instruksi (instruction set) CPU.



Agar dapat dieksekusi, setiap instruksi harus berisi informasi yang diperlukan oleh CPU. Informasi itu dituangkan dalam elcmen-elemen instruksi:

  • Operation Code/Kode Operasi: menspesifikasikan operasi yang akan dilakukan (misalnya, ADD).
    Operasi dispesifikasikan oleh kode biner, yang dikenal sebagai kode operasi, atau opcode.
  • Source Operand Reference/Referensi Operand Sumber: operasi dapat mencakup satu atau lebih sumber, operand merupakan input bagi operasi.
  • Result Operand Reference/Reference Operand Hasil: operasi dapat membuat hasil operasi.
  • Next Instruction Reference/Reference Operand Selanjutnya: elemen ini memberitahu CPU posisi instruksi berikutnya yang harus diambil setelah menyelesaikan eksekusi suatu instruksi.

Sumber dan hasil operand dapat berada di salah satu dari ketiga daerah di bawah ini:

  • Memori utama atau memori virtual: dengan referensi alamat berikutnya, maka alamat memori utama atau virtual harus diketahui.
  • Register CPU: instruksi harus diberi nomor register yang dimaksud.

Perangkal I/O: instruksi harus menspesifikasikan modul I/O yang diperlukan oleh operasi.

JENIS-JENIS INSTRUKSI

  • Data Processing/Pengolahan Data: instruksi-instruksi aritmetika dan logika.
  • Data Storage/Penyimpanan Data: instruksi-instruksi memori.
  • Data Movement/Perpindahan Data: instruksi I/O.
  • Control/Kontrol: instruksi pemeriksaan dan percabangan.

Instruksi aritmetika (arithmetic instruction) memiliki kemampuan untuk mengolah data numeric. Sedangkan instruksi logika (logic instruction) beroperasi pada bit-bit word sebagai bit, bukan sebagai bilangan. Operasi-operasi tersebut dilakukan terutama dilakukan untuk data di register CPU.

Instruksi-inslruksi memori diperlukan untuk memindah data yang terdapat di memori dan register.

Instruksi-instruksi I/O diperlukan untuk memindahkan program dan data kedalam memori dan mengembalikan hasil komputasi kepada pengguna.

Instruksi-instruksi control digunakan untuk memeriksa nilai data, status komputasi dan mencabangkan ke set instruksi lain.

JENIS-JENIS OPERASI

Jumlah opcode suatu mesin akan sangat berbeda dengan jumlah opcode mesin lainnya. Akan tetapi, jenis operasi pada semua mesin memiliki kesamaan.
Penggolongan jenis operasi yang umum adalah sebagai berikut:

  • Operasi Transfer Data
  • Operasi Aritmetika
  • Operasi Logika
  • Operasi Percabangan
  • Operasi Pemindahan Kontrol
  • Operasi I/O

Kumpulan instruksi-instruksi ini dikenal dengan set instruksi.

PROGRAM KOMPUTER

Sebuah komputer yang hanya terdiri dari perangkat keras CPU, monitor (perangkat output), dan keyboard (perangkat input), belum dapat dikatakan sebagai komputer. Karena dengan hardware saja komputer itu belum dapat hidup, apalagi untuk aplikasi kerja tertentu. Analog manusia secara normal sebuah komputer hams mempunyai roh atau nyawa yaitu berupa program sistem operasi dan program aplikasi melakukan aktifitas tertentu sesuai dengan aplikasi programnya.
Memberikan program kepada komputer biasanya kita kenal dengan Install.

  • Program Sistem Operasi Komputer
  • Program Aplikasi Komputer
  • Bahasa Pemrograman

EKSEKUSI PROGRAM

Prosesor dari sebuah komputer hanya dapat mengeksekusi program yang menggunakan instruksi-instruksi yang dapat dikenalinya. Instruksi-instruksi tersebut adalah instruksi mesin. Instruksi mesin ini berupa kode-kode biner.

Bagaimana program dieksekusi?

Semua bahasa pemrograman, baik bahasa assembler maupun bahasa tingkat tinggi yang digunakan akan dirubah menjadi bentuk kode biner oleh sebuah compiler yang biasanya sudah tersedia dalam sebuah bahasa pemrograman, kemudian disimpan dalam memori program.

Bagaimana instruksi program diubah menjadi instruksi mesin?

Setiap huruf yang membentuk instruksi (Mnemonic) dari bahasa pcmrograman mempunyai kode biner yang biasanya menggunakan standar ASCII. Kode-kode biner dari huruf tersebut kemudian ditranslasikan menjadi bentuk biner.