Perangkat Keras Komputer

Perangkat suatu sistem komputer sesungguhnya terdiri dari tiga macam perangkat penyusunannya, yaitu:

1.     Perangkat keras komputer

2.     Perangkat lunak komputer

3.     Perangkat manusiawi

Ketiga perangkat penyusun sitem komputer tersebut tidak dapat saling dipisahkan satu dengan yang lain, dan tidak dapat bekerja tanpa perangkat yang lain. Para pengguna komputer perlu memahami hal ini agar dapat mengatur suatu sistem yang baik. Suatu sistem komputer mempunyai keseimbangan beban di antara perangkat pembentukannya, sehingga sistem komputer yang dibangun dapat berkembang dengan baik, ketiga perangkat komputer tersebut akan kita pelajari satu persatu agar diperoleh suatu gambaran yang lengkap tentang masing-masing perangkat tersebut. Modul ini membahas tentang perangkat keras komputer. Perangkat keras komputer sesuai dengan peranannya dapat dikelompokkan menjadi 2 yaitu:

Perangkat keras utama

Yaitu perangkat keras yang harus ada, karena perangkat keras inilah yang menyusun sistem komputer. Tanpa salah satu komponen perangkat keras utama maka komputer tidak akan bisa bekerja.

Perangkat keras bantu

Yaitu perangkat keras yang tidak mutlak harus ada, tanpa perangkat keras bantu sistem komputer akan tetap dapat bekerja, tetapi bila perangkat keras bantu ini berfungsi, maka kerja sistem komputer akan jauh lebih efektif.

Dengan mempelajari modul ini andadiharapkan dapat memahami tentang perangkat keras komputer, tentang jenis tiap komponen utama dan cara kerja masing-masing jenis. Selain perangkat pokok akan dipelajari juga jenis-jenis komponen  perangkat  keras bantu. Dengan mengetahui cara kerja komponen-komponen perangkat keras tersebut maka diharapkan anda dapat mengetahui kemampuan kerja suatu komputer yang anda pakai berdasarkan spesifikasi alat-alatnya. Dengan  mengetahui sifat dan cara kerjanya komponen  perangkat keras, diharapkan anda dapat menggunakan alat-alat tersebut dengan tepat dan efektif.

Setelah mempelajari modul ini anda diharapkan dapat memahami:

·       Komponen-komponen utama komputer

·       Cara kerja komponen-komponen utama komputer

·       Jenis-jenis komputer bantu

·       Cara kerja komputer bantu dan sifat masing-masing

Perangkat Keras Komputer

Perangkat keras utama dari suatu sistem komputer pada dasarnya terdiri dari 5 komponen penyusunnya, yaitu sebagai berikut:

1.     Unit masukan

2.     Unit memori

3.     Unit pusat pemrosesan

4.     Unit perhitungan dan penalaran

5.   Unit Keluaran.

Memori

Pada awal mula komputer dikembangkan, yaitu sekitar tahun 1945, alat yang dipergunakan sebagai memori adalah cincin magnetis (magnetic core). Cincin magnetis ini ukurannya kecil sekali, jari- jarinya hanya beberapa milimeter, di tengahnya di pasang untai kawat untuk menyalurkan arus listrik.

Sebagaimana kita ketahui, apabila suatu benda logam berbentuk cincin diberi aliran listrik, maka akan terbentuk medan magnet. Arah medan magnet yang dibangkitkan dapat searah jarum jam, maupun berlawanan arah dengn jarum jam. Hal ini tergantung pada aliran arah arus listrik. Dalam hal ini penggunaannya sebagai unit memori, maka dapat dibuat bahwa bila medan magnet searah jarum jam berarti cincin tersebut menyatakan bit 1, dan bila arahnya berlawanan dengan arah jarum, berarti jam cincin tersebut menyatakan bit 0.

Setiap karakter, misalnya karakter huruf A dinyatakan dengan kombinasi-kombinasi bit menurut metode yang di pakai. Bila dipakai metode EBCDIC maka setiap karakter dinyatakan dengan 8 bit. Jadi apabila setiap cincin magnetis menyatakan 1 bit, maka untuk menyatakan setiap karakter di butuhkan 8 buah cincin magnetik.

Karena untuk menyatakan tiap karakter dipakai 8 bit (misalnya dalam sistem EBCDIC), maka berarti tiap karakter membutuhkan 8 cincin magnetis. Jadi dapat di bayangkan beberapa banyak cincin magnetis yang harus ada bila suatu komputer mempunyai memori sebesar 1 juta byte. Oleh karena itu pada memori yang masih memakai cincin magnetis, harga komputer tersebut sangat mahal. Komputer biasanya membutuhkan memori dengan kapasitas besar, sehingga para ahli lalu mengembangkan teknologi untuk membuat memori dengan sistem lain, yaitu dengan menggunakan bahan semi konduktor. Setelah tahun 1970 praktis semua komputer sudah menggunakan MOS (Metal Oxide Semi Conduktor) sebagai memori.

            Memori dengan MOS ini terbentuk lempengan yang sangat kecil, berukuran hanya 1 centimeter kali 1 centimeter, tetapi kapasitas simpannya sangat besar. Chip besar itu mampu menyimpan 16000 byte per buahnya. Manfaat yang di peroleh dengan adanya sistem baru ini adlah ruangan yang di perlukan oleh memori menjadi sangat kecil,tetapi kapasitasnya sangat besar. Dan yang tidak kalah penting adalah harganya menjadi sangat murah karena dapat diproduksi secara masal. Bahkan tidak berhenti disitu,para ahli terus mengembangkan teknik membuat memori,sehingga sekarang ada banyak teknik membuat memori yang baik, antara lain teknik bubble Memory.

Dalam dunia komputer, memori sering di sebut dengan istilah RAM (Random Acces Memory = pengingat akses acak). Memori disebut dengan istilah demikian karena memang data-data dapat di tulis maupun di baca pada lokasi dimana saja di dalam memori. Jenis memori yang lain adalah ROM (Read nly Memory = pengingat hanya baca). ROM  adalah memori yang hanya dapat di baca dan tidak dapat ditulisi. Pengisian  ROM dengan program maupun data dikerjakan oleh pabrik. ROM biasanya sudah ditulisi dengan program  maupun data oleh pabrik dengan tujuan- tujuan khusus. Misalnya diisi panterjemah (interprenter) bahasa BASIC . Jadi ROM  tidak termasuk sebagai memori yang dapat kita pergunakan untuk program program yang kita buat.

            Satuan memori adalah byte. Yang disebut satu byte adalah kemampuan memori untuk menyimpan satu karakter. Memori dapat dibayangakan sebagai sebuah almari dengan beratus ratus bahkan beribu-ribu kotak. Setiap kotak menyatakan satu byte. Setiap kotak mempunyai  alamat sendiri sendiri, yang diberi nomor 1002 dan bilangan. Misalnya kotak no 1002, diberi nama alamat memori nomor 1002 dan seterusnya. Di dalam pemograman anda tidak usah pusing dengan nomor alamat ini, karena ada perangkat lunak yang akan membantu anda dalam mengurus proses baca tulis  pada memori. Pekerjaan anda sendiri cukup dengan cara menyusun program dengan bahasa yang kita kenal sehari-hari.

Kapasitas suatu komputer dinyatakan dengan istilah byte. Satuan sebesar 2^{^}10 byte, yaitu= 1024 byte, disebut satu kilo byte (1 KB). Satuan 1 Mega Byte (MB) berarti sama dengan 1000 KB. Bila suatu komputer dinyatakan berkapasitas 512 KB, berarti kapasitas memori tersebut adalah 512 kali 1024 byte=524288 byte. Jadi dengan memori sebanyak 524288 byte, maka kotak-kotak tersebut mempunyai alamat dari 0 sampai 524288 byte. Dengan kata lain apabila memori komputer tersebut di pakai untuk menyimpan huruf  “A”, maka huruf A yang tersimpan adalah 524288. Teknik penyimpanan 1 karakter menggunakan tempat sebanyak 1 byte adalah berlaku untuk data alphanumerik. Yang disebut data alphanumerik adalah semua karakter A-Z,0,1-9,?><*, dan semua simbol yang ada. Karakter alphanumerik hanya menyatakan suatu simbol saja.

            Lain halnya dengan teknik penyimpanan bilangan numerik. Perlu diketahui bahwa untuk menyimpan suatu bilangan misalnya 2,5 atau 136793898 atau yang lain, komputer menggunakan suatu cara tertentu yang khusus. Dengan cara ini bilangan tersebut disimpan dengan menggunakan memori sebanyak 4 byte. Baik bilangan 2,5 maupun  bilangan 136793898. Komputer menyimpan dengan menggunakan memori sebanyak 4 byte. Dengan menggunakan cara ini bilangan tersebut dapat ditambahkan ataupun dikalikan dan sebagainya.

Pertama 136793898 adalah sebagai bilangan. Oleh karena itu  bilangan tersebut hanya berfungsi sebagai karakter saja. Dan sebagai karakter, untuk menyimpanya dalam memori, diperlukan sampai sebanyak 9 byte. Oleh karena pentingnya satuan 4 byte, maka 4 byte di sebut dengan istilah 1 word. Bilangan yang di simpan dengan menggunakan memori sebanyak 4 byte, disebut dengan sebagai bilangan berpresisi tunggal. Untuk tunggal berpresisi tunggal ketelitian dapat dicapai maksimum hanyalah 7 digit. Jadi 10.0/ 3.0= 3.33333.00000. digit yang stabil. Bilangan yang dapat di proses  terletak antara 10- 38 sampai dengan 10+ 38. Bila kita ingin melakukan proses perhitungan yang membutuhkan ketelitian tinggi. Misalnya menghitung lintasan satelit. Perancangan pesawat terbang dan lain – lain, dapat menggunakan bilangan berpresisi ganda. 

Bilangan berpresisi ganda membutuhkan memori yang lebih banyak, yaitu 8 byte. Tetapi keuntungan  yang di peroleh yaitu ketelitiannya meningkat sampai 16 digit yang stabil, jadi :

10.0 / 3.0 = 3.333333333333333000000.

            Selain itu bilangan yang dapat diproses naik, yaitu antara 10**+ 78. Selain model presisi tunggal dan presisi ganda, ada lagi model yang lain, yang disebut model integer (integer = bilangan bulat). Model ini adalah bilangan yag tidak bisa yang mempunyai tanda desimal. Sehingga tidak bisa di pakai untuk menyimpan pecahan. Bilangan integer sangat terbatas, maksimum bilangan yang dapat tersimpan hanya sebesar 2**16 -1 untuk yang berpresisi tunggal dan memerlukan 2**32 -1 untuk yang berpresisi ganda. Bilangan integer berpresisi hanya memerlukan 2 byte memori, sedangkan bilangan integer berpresisi ganda membutuhkan 4 byte memori.

Unit Pusat Pemrosesan

            Sesuai dngan namanya, unit ini adalah alat untuk pusat pemerosesan semua perintah yang di berikan. Sebutan lain yang sering dipakai untuk memberi nama alat ini adalah CPU ( Central Prosesing unit), atau kadang –kadang di sebut secara singkat prosesor. Unit ini terdiri dari rangkaian rangkaian elektronik yang kompleks. Apabila suatu perintah di terima oleh unit ini, maka perintah itu akan di interprestasikan , dipecahkan kode kodenya. Dan sesuai dengan kode- kode tersebut, unit ini akan mengeluarka perintah perintah kepada unit- unit lain untuk melaksanakan tugas yang di terimanaya. Untuk komputer yang besar , unit pusat pemerosesan  ( CPU) biasanya ditempatkan  di dalam suatu kotak besar. Unit pusat pemerosesan untuk komputer  yang besar umumnya di buat sendiri oleh pabrik komputer yang mengeluarkan merk komputer tersebut. Misalnya pabrik komputer IBM, untuk komputernya pabrik ini membuat unit pusat pemerosesan sendiri.

Sedang untuk komputer mikro, unit pusat pemrosesan biasanya dibuat oleh pabrik lain, yaitu pabrik yang khusus membuat prosesor, bukan oleh pabrik pembuat komputernya.  Unit pusat pemrosesan untuk komputer mikro biasanya dibuat dalam suatu lempeng kecil yang kompak, yang disebut VLSI (Very Large Scale Integrated Circuit).  Lempeng kecil ini disebut sebagai unit pusat pemrosesan mikro atau mikroprosesor.

Unit pusat pemrosesan mikro biasanya dipakai pada komputer mikro.  Nama-nama pabrik yang membuat unit pemrosesan mikro antara lain adalah INTEL, MOTOROLA, ZILOG, dan lain-lain.  Biasanya suatu pabrik unit pemrosesan mikro mengeluarkan bermacam-macam model mikroprosesor, misal pabrik INTEL, mengeluarkan model 650, 68000, dan lain-lain.  Unjuk kerja suatu unit pusat pemrosesan dipengaruhi oleh kapasitas pemrosesan bit-nya dan juga oleh frekuensi kerjanya.  Kapasitas bit untuk unit pusat pemrosesan biasanya adalah: 8 bit, 16 bit, 32 bit, atau lebih besar.  Bila suatu prosesor berkapasitas pemrosesan 8 bit, maka dapat dipikirkan bahwa prosesor tersebut mempunyai 8 pintu masuk untuk menerima bit-bit instruksi.  Demikian juga untuk kapasitas 16 bit dan 32 bit, unit pusat pemrosesan tersebut masing-masing mempunyai 16 dan 32 pintu.  Jadi dapat dimengerti bahwa unit pusat pemrosesan yang 16 bit dapat memproses kira-kira 2 kali lebih cepat dari yang jenis 8 bit.  Demikian juga yang jenis 32 bit, dapat memroses 2 kali lebih cepat dai yang jenis 16 bit.  Tetapi dalam praktek, biasanya tidak dapat tepat 2 kali, sebab masih banyak faktor-fakto lain yang juga mempengaruhi.  Faktor-faktor tersebut antara lain adalah frekuensi kerja komputer.  Ada unit pusat pemrosesan yang bekerja pada frekuensi 4 MH (Mega Hertz = juta Hertz), ada yang bekeja dengan frekuensi 8 MH dan lain-lain.  Tentu saja secepat frekuensi.

Juga mempengaruhi kecepatan kerjanya.  Semakin tinggi frekuensinya semakin cepat kerjanya.  Contoh unit pusat memprosessan yang berkapasitas 8 byte antara lain dari pabrik Ziilog:X-80, Pabrik Motorolla:m-6502, dan pabrik Intel:8080.  Sedangkan yang berkapasitas 16 byte antara lain adalah M-65000 buatan pabrik Motorloa 8086 yang adalah buatan pabrik Intel.  Unit pusat pemrosessan untuk komputer besar umumnya berkapasitas 32 byte atau lebih besar.

Tiap-tiap unit pusat pemprosesaan walupun unjuk kerjanya mirip, tetapi pada dasarnya cara kerjanya berbeda satu dengan yang lain.  Oleh karna itu kode kode perintahnya pun dalam bahasa mesin berbeda satu dengan yang llain.  Sebagi contoh, dalam kehidupan sehari hari kita liat sepeda motor.  Ada yang mesinnya tipe 2 langkah dan ada yang mesinnya tipe 4 langkah.  Kedua tipe mesin sepeda motor tersebut, menghasilkan unjuk kerja yang sama.  Yaitu menjalankan sepeda motor.  Tetapi sebenarnya kedua mesin tersebut cara kerjanya sangat berlainnya, antara lain misalnya, pada mesin yang 2 langkah minyak pelumas dan bahan bakar harus di campur sebelum dipakai di dalam mesin.  Sedangkan pada mesin yang 4 langkah, pelumas dan bahan bakar tidak di campur.  Demikian juga unit pusat memprossaan yang satu dengan yang lain cara kerjanya berlainan.  Misalnya prosessore X untuk perkalian kode bahasa mesinnya adalah 10110111, sengangkan pada prosesor Y kodenya berupa: 10001111.  Demikian juga untuk unit pusat memproseskan yang lain kodennya berbeda.  Kode perintah kepada unit pusat memprosessaan untuk melakukan suatu perintah disebut sebagai intruksi mikro(microintruktion).  Jadi perintah mikro untuk suatu Unit Pusat Pemrosesaan berbeda satu dengan yang lain.  Hal ini yang menyebabkan suatu pogam yang ditulis dengan bahasa mesin dai suatu kompute misalnya kompute APPLE yang menggunkan unit pusat pemosesan Motorola tipe 6502 tidak bisa diperoses oleh komputer yang mengguunkan unit pusat pemrosesaan yang berbeda, misalnya IBMPC yang menggunakan unit pusat pemrosesaan jenis intel 8088.  Tetapi sebaliknya 2 komputer yang berbeda merknya, tetapi menggunakan unit pusat pemprosessaan dari tipe yang sama akan dapat memproses program bahasa mesin yang sama.  Jadi rancangan pembuatan, atau disebut dengan istilah arsiktetur unit pusat pemrosessaan akan mempengaruhi unjuk kerjanya.  Kecepatan Unit Pusat Pemprosessaan biasanya diukur dengan satuan : banyak operasi yang dapat dikerjakan setiap detik(OPS=Oporations Per Second).  Setiap seribu oprasi perdetik disebut:Kilo Operasi Per Detik(KOPS), sedangkan satu juta operasi perdetik disebut Mega Oprasi Per Detik(MOPS).  Kecepatan unit pusat pemprosesaan yang biasa adalah berkisar antara 100 KOPS sampai satu MOPS.  Sedangkan unit pusat pemprosessaan untuk super komputer berkecepatan sampai seribu MOPS.

Unit perhitungan dan penalaran(ALU=Arithmatic Logic Unit), biasanya sudah menjadi satu lempengan yang kompak dengan unit pusat pemprosessaan dan biasanya keduannya sekaligus disebut dengan istilah unit pusat pemprosesan.

Unit Masukan 

Unit masukan adalah bagian dari sistem komputer yang bertugas untuk menerima perintah maupun data dari luar dan selanjutnya masuk ke dalam komputer.  Unit masukan tidak hanya terdiri dari satu jenis alat saja, melainkan terdiri dari berbagai jenis alat antara lain sebagai berikut :

1. Papan Ketik (Key Board)
2. Pembaca Kartu (Card reader)
3. Pembaca Dengan Cahaya
4. Pembaca Dengan Media Mekanis
5. Pembaca dengan Media Suara
6.  Pembaca dengan Media Magnetis dan Pembaca khusus
   
   
   Unit Keluaran
   Unit keluaran adalah unit yang bertugas untuk mengeluarkan hasil-hasil olahan dari komputer ke media yang dapat dibaca oleh orang. Unit keluaran ada berbagai jenis antara lain:
   
   
   Layar Tampilan (Vidio Display Monitor)
   Layar tampilan adalah alat keluaran yang sangat praktis. Dapat menampilkan hasil-hasil olahan komputer dengan cepat dan dapat diatur dengan warna-warna yang menarik. Hanya tentu saja tidak dapat disimpan dalam almari arsip, karena tulisan-tulisan yang ada dilayar tidak dapat disimpan. Layar tampilan ada bermacam-macamm warna. Ada yang hanya berwarna tunggal (monochrome), baik hijau, kuning, abu-abu, mauupun yang berwarna jamak.
   Ada juga komputer yang dapat menggunakan layar televisi biasa sebagai layar tampilan, dengan cara mengubah frewensi gelombang yang dihasilkan komputer ke gelombang televisi biasa. Layar tampilan banyak yang diproduksikan komputer yang berbeda dengan pabrik pembuat UPP. Keuntungan layar tampilan sebagai unit keluaran yaitu tidak dibutuhkannya media-media yang hanya sekali pakai, misalnya kertas, sehingga biasa operasinya sangat rendah. Selain itu layar tampilan dapat menggambar berbagai macam karakter, termasuk tulisan abjad yunani, misalnya alpha, beta, dan lain-lain. Ukuran layar tampilan biasanya adalah 25 baris x 80 kolom, tetapi dapat pula diatur menjadi 25 baris x 40 kolom. Layar tampilan juga dapat dipakai untuk menggambar bermancam-macam gambar, bahkan juga dapat dipakai untuk membuat permaainan komputer (vidio games).
   
   
   Pencetak (printer)
   Setelah layar penampil, pencetak adalah unit keluaran yang paling sering dipakai. Hal ini mudah dimengerti karena hasil dari pencetak adalah berupa kertas yang disimpan sebagai arsip hasil. Pencetak ada berbagai macam jenis. 
   
   
   Penggambar (Plotter)
   
   
   Penggambar adalah alat keluaran yang menarik, karena hasil yang diberikan berupa gambar yang garisnya kontinyu dan dalam beraneka macam warna. Penggambar dipakai untuk menampilkan grafik, diagram, dan lain-lain. Bidang-bidang ilmu yang bertugas dalam hal perancangan, misalnya teknik Arsitektur, teknik sipil, dan lain-lain sangat memperoleh bantuan dengan adanya alat ini.
   
   
   Penampilan Dengan Media Suara
   Sekarang sedang terus dikembangkan media keluaran yang menggunakan sistem suara, sehingga hasil computer dapat diperoleh dalam bentuk suara.
 

 

 Pustaka:

Eko Nugroho. (2005). Sejarah Perkembangan Komputer. In Materi Pokok Pengantar Aplikasi Komputer (8th ed., pp. 2.1 – 2.28). Jakarta: Universitas Terbuka.