PERANGKAT INPUT DAN OUTPUT KOMPUTER

 A.  Komponen- Komponen pada Hardware

Hardware atau perangkat keras merupakan bagian computer yang dapat dilihat kasat mata. Komponen- komponen pada Hardware computer tediri dari:
1. Input devices/ perangkat input/ unit masukkan
2. Output devices/ perangkat output/ unit keluaran
3. Processing devices/ perangkat pemroses/ unit pemrosesan

DIAGRAM BLOK ALUR KERJA KOMPUTER

1. Input Device (Alat Masukan)

Adalah alat-alat yang berfungsi memasukan data atau perintah kedalam komputer.       

Input Device atau perangkat input atau alat masukan adalah perangkat/ media untuk memasukkan data dari luar ke dalam suatu memori dan processor untuk diolah guna menghasilkan informasi yang diperlukan. Input devices atau unit masukan yang umumnya digunakan personal computer (PC) adalah keyboard dan mouse, keyboard dan mouse adalah unit yang menghubungkan user(pengguna) dengan computer. Data yang dimasukkan ke dalam system computer dapat berbentuk signal input dan maintenance input. Sign input berbentuk data yang dimasukkan ke dalam system computer, sedangkan maintenance input terbentuk program yang digunakan untuk mengolah datayang dimasukkan. Jadi input device selain digunakan untuk memasukkan data dapat pula digunakan untuk memasukkan program.
Berdasarkan sifatnya, peralatan input ini terdiri dari beberapa macam- macam piranti input, yaitu:

• Keyboard

Keyboard merupakan unit input yang paling penting dalam suatu pengolahan data dengan computer. Keyboard dapat berfungsi memasukkan huruf, angka, karakter khusus serta sebagai media bagi user untuk melakukan perintah- perintah lainnya yang diperluka, seperti menyimpan file dan membuka file.

Tombol- tombol suatu keyboard umunya dapat dikelompokkan menjadi 4 bagian:
1. Typewriter key (berfungsi sama seperti mesin ketik. Contoh: tombol tabs, caps lock, enter, dll)
2. Numeric key (berfungsi untuk menuliskan angka)
3. Function key (fungsinya berbeda-beda seperti F1 untuk menampilkan menu help, dll)
4. Special key (termasuk tombol Ctrl, Alt, Shift dengan tombol lain. Contoh: Ctrl+C untuk copy)

• Mouse

Mouse digunakan untuk mengatur perpindahan kursor, member perintah secara praktisi, Setiap kita menggerakkan mouse di layar monitor selalu tampak sebuah pointer(penunjuk mouse) yang ikut bergerak. Arah gerak pointer di monitor selalu sesuai dengan aarah gerakkan mouse, sedangkan bentuk tampilan ponter di monitor selain tergantung objek yang ditunjukkan de layar juga tergantung setting yang kita tentukan.

•     •  Scanner

Scanner merupakan alat yang dapat digunakkan untuk: mengcopy teks dari buku, majalah, Koran, atau lainnya ke dalam computer, biasanya dalam program Microsoft Word, sehingga kita tidak perlu mengetikkan kata demi kata.

• Bar Code Reader

Dipergunakan di swalayan untuk membaca label data barang yang dicetak dalam bentuk font karakter. Font yang ada di barang biasanya mempunyai 10 digit, 5 digit identik pabrik dan 5 digit kode barang.
Masih banyak perangkat input yang ada seperti Joystik, touch screen, light pen dan lain- lain. Semakin manusia menambah temuan dari tahun ke tahun makin banyak perangkat input yang dibuat.

2. Output Device (Alat Keluaran)

Adalah alat-alat yang berfungsi mengeluarkan data-data yang berbentuk informasi

• Monitor

Monitor merupakan alat untuk menampilkan hasil pengetikkan data lewat keyboard dan hasil pemrosesan data. Informasi atau tulisan yang terlihat pada layar monitor dinamakan soft copy.
Ada beberapa type monitor yang perlu kita kenal di antaranyaberikut ini:
1) Type CGA dengan resolusi 600 X 200 pixel dan kecepatannya 15.720 Khz
2) Type EGA dengan reolusi 640 X 350 pixel dan kecepatannya 21. 850 Khz
3) Type VGA dengan reolusi 640 X 480 pixel dan kecepatannya 31.500 Khz
4) Type SVGA dengan reolusi 800 X 600 pixel dan kecepatannya 35.200 Khz
5) Type XGA dengan reolusi 1024 X 768 pixel dan kecepatannya 31.500 Khz

Monitor merupakan peralatan output pada komputer yang berfungsi untuk menampilkan grafik atau gambar sehingga informasi dapat diterima oleh manusia.

  • Printer

Merupakan alat untuk mencetak informasi pada kertas. Informasi atau segala sesuatu yang telah dicetak di kertas dinamakan hard copy.
Speaker
Merupakan alat untuk mengeluarkan suara. Speaker biasanya dipakai pada computer yang menggunakan system operasi berbasis windows atau multimedia.

• Unit Proses(processing devices)

Dalam unit proses ada yang disebut dengan CPU (Central Processing Unit) merupakan tempat untuk pemrosesan intruksi- intruksi program. CPU terdiri dari 2 bagian yaitu:
a) Unit Kendali (Control Unit)
b) Unit Aritmatik dan logic (Aritmatic and Logic Unit)
CPU juga mempunyai tempat penyimpanan sementara yang disebut Register. Ini merupakan tempat penyimpanan kecil sebelum pemrosesan data. Biasanya dalam bentuk disk.

   

• LCD Proyektor

LCD Proyektor mempunyai fungsi sama dengan monitor akan tetapi LCD Proyektor akan menampilkan gambar pada screen agar informasi dapat diterima oleh manusia.

• Speaker

Speaker adalah peralatan output pada komputer yang berfungsi ;untuk mengeluarkan output berupa suara. Speaker akan terhunbung dengan soudcard pada komputer agar bisa menerima hasil proses berupa suara dari komputer.

3. I/O Ports

Bagian ini digunakan untuk menerima ataupun mengirim data ke luar sistem. Peralatan input dan output di atas terhubung melalui port ini.

4. CPU (Central Processing Unit)

CPU merupakan otak sistem komputer, dan memiliki dua bagian fungsi operasional, yaitu: ALU (Arithmetical Logical Unit) sebagai pusat pengolah data, dan CU (Control Unit) sebagai pengontrol kerja komputer.

5. Memori

Memori terbagi menjadi dua bagian yaitu memori internal dan memori eksternal. Memori internal berupa RAM (Random Access Memory) yang berfungsi untuk menyimpan program yang kita olah untuk sementara waktu, dan ROM (Read Only Memory) yaitu memori yang haya bisa dibaca dan berguna sebagai penyedia informasi pada saat komputer pertama kali dinyalakan. Contoh memory External berupa Hardisk,Flashdisk dan compact disk.

6. Data Bus

Adalah jalur-jalur perpindahan data antar modul dalam sistem komputer. Karena pada suatu saat tertentu masing-masing saluran hanya dapat membawa 1 bit data, maka jumlah saluran menentukan jumlah bit yang dapat ditransfer pada suatu saat. Lebar data bus ini menentukan kinerja sistem secara keseluruhan. Sifatnya bidirectional, artinya CPU dapat membaca dan menirma data melalui data bus ini. Data bus biasanya terdiri atas 8, 16, 32, atau 64 jalur paralel.

7. Address Bus

Digunakan untuk menandakan lokasi sumber ataupun tujuan pada proses transfer data. Pada jalur ini, CPU akan mengirimkan alamat memori yang akan ditulis atau dibaca.Address bus biasanya terdiri atas 16, 20, 24, atau 32 jalur paralel.

8. Control Bus

Control Bus digunakan untuk mengontrol penggunaan serta akses ke Data Bus dan Address Bus. Terdiri atas 4 samapai 10 jalur paralel.

Untuk memudahkan Blogger dalam memahami arti dari Input,Output dan Pemproses, saya akan membuat definisi salah satu Hardware,,,Dalam kesempatan kali ini, Hardware yang akan saya bahas adalah Hardisk

Hardisk

A.Definisi Hardisk

Hardisk merupakan Hardware tempat penyimpanan sekunder dimana data disimpan sebagai pulsa magnetik pada piringan metal yang berputar yang terintegrasi.Hardisk juga dapat disebut memory Permanen karena dapat tetap menyimpan data walaupun aliran listrik pada computer telah mati,berbeda dengan RAM yang tidak dapat menyimpan data secara permanent karena jika aliran listrik mati,data-data nya pun tidak dapat disimpan.Hardisk dapat bersifat Input maupun Output. Hardisk Bersifat Input apabila hardisk mentransfer data ke Hardisk lainya atau Ke flashdisk, Hardisk juga dapat bersifat Output apabila ada data yang dikirimkan ke hardisk ini.Berikut ini merupakan Contoh Hardisk:

 Pada Hardisk,Data disimpan dalam lingkaran konsentris yang disebut track. Tiap track dibagi dalam beberapa segment yang dikenal sebagai sector. Untuk melakukan operasi baca tulis data dari dan ke piringan, harddisk menggunakan head untuk melakukannya, yang berada disetiap piringan. Head inilah yang selanjut bergerak mencari sector-sector tertentu untuk dilakukan operasi terhadapnya. Waktu yang diperlukan untuk mencari sector disebut seek time. Setelah menemukan sector yang diinginkan, maka head akan berputar untuk mencari track. Waktu yang diperlukan untuk mencari track ini dinamakan latency.

B.Sejarah Hardisk

Harddisk pada awal perkembangannya didominasi oleh perusahaan raksasa yang menjadi standard komputer yaitu IBM. Ditahun-tahun berikutnya muncul perusahaan-perusahaan lain antara lain Seagate, Quantum, Conner sampai dengan Hewlet Packard’s di tahun 1992. Pada awalnya teknologi yang digunakan untuk baca/tulis, antara head baca/tulisnya dan piringan metal penyimpannya saling menyentuh. Tetapi pada saat ini hal ini dihindari, dikarenakan kecepatan putar harddisk saat ini yang tinggi, sentuhan pada piringan metal penyimpan justru akan merusak fisik dari piringan tersebut. Berikut ini Sejarah Singkatnya:

Data storage tertua yang diketahui adalah punch card, diciptakan pada tahun 1725 oleh Basile Bouchon pada saat itu penggunaannya adalah untuk menyimpan data pola tenun kain dengan cara melubangi gulungan kertas.

C. Selectron Tube

Pada tahun 1946 RCA mulai membuat Selectron Tube yang merupakan bentukmemori pertama berbasis komputer dengan ukuran panjang sekitar 30 cmdengan kapasitas 4 Kb, memori ini tidak berumur panjang dipasarankarena harganya terlalu mahal.

D. Magnetic Tape

            Magnetic tape merupakan media penyimpanan data yang biasanya digunakan untuk komputer jenis mini ataupun mainframe

D. Floppy Disk

Pada tahun 1969 disket pertama kali diperkenalkan dengan ukuran 20 cmmampu menampung data 80 Kb tetapi hanya untuk sekali pakai, 4 tahunkemudian dengan ukuran yang sama, ditingkatkan lagi kemampuannyamenjadi 256 Kb dan bisa dipakai berulang-ulang. Tahun demi tahun ukurandisket semakin kecil dan kemampuan menyimpan datanya semakin besar pula.Namun Pada saat sekarang,diskete sudah mulai jarang digunakan karena MuncuLnya “Hardisk”

 E. Hardisk

Pada 13 September 1956 IBM memperkenalkan Komputer model terbarunya IBM 305 RAMAC,pada saat itu merupakan revolusi karena IBM 305 RAMAC disertai denganHardisk pertama di dunia dengan kapasitas yang luar biasa yaitu 4,4 MB.Hardisknya sendiri terdiri dari 50 keping piringan berukuran 60 cm.

Kecepatan Putar Disk

Kecepatan putar pada jaman awal sekitar 3600RPM. Dengan semakin berkembangnya teknologi, kecepatan putar ditingkatkan menjadi 4500RPM dan 5400RPM. Karena kebutuhan media penyimpan yang mempunyai kemampuan tinggi dibuatlah dengan kecepatan 7200RPM yang digunakan pada harddisk SCSI.

• Kapasitas

Kapasitas harddisk pada saat ini sudah mencapai orde ratusan GB bahkan TB(Terra Byte). Hal ini dikarenakan teknologi bahan yang semakin baik, kerapatan data yang semakin tinggi. Teknologi dari Western Digital saat ini telah mampu membuat harddisk 200GB dengan kecepatan 7200RPM. Sedangkan Maxtor dengan Maxtor MaxLine II-nya yaitu harddisk berukuran 300GB dengan kecepatan 5400RPM. Beriringan dengan transisi ke ukuran harddisk yang lebih kecil dan kapasitas yang semakin besar terjadi penurunan dramatik dalam harga per megabyte penyimpanan, membuat hardisk kapasitas besar tercapai harganya oleh para pemakai komputer biasa.

SISTEM MEMORY

Memori adalah urutan byte yang dinomori (seperti "sel" atau "lubang burung dara"), masing-masing berisi sepotong kecil informasi. Informasi ini mungkin menjadi perintah untuk mengatakan pada komputer apa yang harus dilakukan. Sel mungkin berisi data yang diperlukan komputer untuk melakukan suatu perintah. Setiap slot mungkin berisi salah satu, dan apa yang sekarang menjadi data mungkin saja kemudian menjadi perintah.

Memori menyimpan berbagai bentuk informasi sebagai angka biner. Informasi yang belum berbentuk biner akan dipecahkan (encoded) dengan sejumlah instruksi yang mengubahnya menjadi sebuah angka atau urutan angka-angka. Sebagai contoh: Huruf F disimpan sebagai angka desimal 70 (atau angka biner) menggunakan salah satu metode pemecahan. Instruksi yang lebih kompleks bisa digunakan untuk menyimpan gambar, suara, video, dan berbagai macam informasi. Informasi yang bisa disimpan dalam satu sell dinamakan sebuah byte.

Secara umum, memori bisa ditulis kembali lebih jutaan kali - memori dapat diumpamakan sebagai papan tulis dan kapur yang dapat ditulis dan dihapus kembali, daripada buku tulis dengan pena yang tidak dapat dihapus.

Ukuran masing-masing sel, dan jumlah sel, berubah secara hebat dari komputer ke komputer, dan teknologi dalam pembuatan memori sudah berubah secara hebat - dari relay elektromekanik, ke tabung yang diisi dengan air raksa (dan kemudian pegas) di mana pulsa akustik terbentuk, sampai matriks magnet permanen, ke setiap transistor, ke sirkuit terpadu dengan jutaan transistor di atas satu chip silikon.

A. Pengertian

Memori komputer bertanggung jawab untuk menyimpan data dan aplikasi sementara atau secara permanen. Hal ini memungkinkan seseorang untuk menyimpan informasi yang tersimpan di komputer. Tanpa memori, prosesor tidak akan dapat menemukan tempat yang diperlukan untuk menyimpan perhitungan dan proses. Ada berbagai jenis memori komputer yang dapat diinstal, tergantung pada kebutuhan, fungsi dan spesifikasi dari sistem. Memori komputer dapat diklasifikasikan menjadi dua jenis yaitu: Memori Utama dan Memori Sekunder.

1. Memori primer

Memori primer (juga disebut memori utama), digunakan untuk akses langsung data oleh prosesor. Sementara penyimpanan memori utama menunjukkan kemampuan proses yang lebih cepat, sangat mahal dan karenanya tidak sebagian besar digunakan untuk penyimpanan data. Kebanyakan sistem komputer di seluruh dunia menggunakan memori utama hanya untuk proses bootstrapping dengan tujuan tertentu, dan menggunakan perangkat memori sekunder untuk tujuan penyimpanan data pribadi.

Memori utama dapat dibagi menjadi dua jenis – Random Access Memory (RAM) dan Read Only Memory (ROM). RAM mempertahankan isinya selama listrik menyala. Sebuah chip RAM digunakan sebagai memori utama di kebanyakan komputer saat ini. Namun, komputer lama (di era 80-an) menggunakan perangkat ROM (disket, pita magnetik, tetapi lebih menonjol disket) sebagai mekanisme memori utama.

a. Random Access Memory (RAM)

RAM komputer yang bertanggung jawab untuk menyimpan data secara sementara, sehingga dapat segera diakses oleh prosesor sebagian dan bila diperlukan. Yang berarti bahwa data akan terhapus begitu pasokan untuk perangkat penyimpanan dimatikan. RAM menyimpan data secara acak dan prosesor mengakses data ini secara acak dari penyimpanan RAM. Informasi yang disimpan dalam RAM biasanya diambil dari hard disk komputer, dan termasuk data yang berhubungan dengan sistem operasi dan aplikasi tertentu. Ketika sistem dimatikan, RAM kehilangan semua informasi yang tersimpan. Data tetap tersimpan pada penyimpanan sekunder dan dapat dipertahankan ketika sistem berjalan lagi. Beberapa komputer awal menggunakan format delay-line untuk penyimpanan komputer. Sebagian besar komputer modern menggunakan sirkuit RAM tertanam pada motherboard yang membaca data dalam bursts.

Jenis-jenis RAM:

·         Static RAM (Mahal dan cepat): SRAM menggunakan sirkuit bistable menempel untuk menyimpan satu bit masing-masing, dan karenanya lebih cepat daripada mitranya. Harga tinggi mencegah dari yang banyak digunakan pada mesin komputasi sehari-hari, tetapi banyak mesin modern menggunakan SRAM sebagai Cache prosesor.

·         Dynamic RAM: Banyak digunakan dalam komputer modern sebagai memori utama, DRAM lebih lambat dari SRAM, tapi tidak mahal karena dan mudah dalam perakitan pemasangkan penyimpanan memori.

b. Read Only Memory (ROM)

Tidak seperti RAM, ROM adalah bentuk penyimpanan permanen. ROM tetap aktif terlepas dari apakah power supply dihidupkan atau dimatikan. Meskipun demikian, ROM digunakan (dalam kasus yang jarang masih digunakan) sebagai perangkat utama untuk kebanyakan komputer di era 80-an. Ini karena perangkat ROM tidak memungkinkan data yang tersimpan di dalamnya untuk dimodifikasi. Seperti yang ditunjukan oleh namanya, data tersebut hanya bisa diakses dan dibaca oleh pengguna, tidak ditimpa, upgrade, atau dimodifikasi. Hal ini membuat pilihan ideal sebagai perangkat bootable untuk komputer tua, juru program, dan portabel file OS operator. Program sistem yang tersimpan pada perangkat ROM tidak bisa diubah dan karenanya, aman tinggal digunakan.

Memori ROM yang digunakan dalam komputer modern adalah pra-program oleh produsen sirkuit dan tidak dapat diubah oleh pengguna. Alasan utama mengapa ROM tidak secara luas digunakan dalam sistem komputer modern adalah karena biaya masking dan kesalahan pengambilan. Proses ini sangat mahal, dan hampir tidak ada manufaktur yang mura.

2. Memori sekunder

Memori sekunder tersedia pada perangkat penyimpanan massal untuk penyimpanan data permanen. Data yang tersimpan pada perangkat sekunder dipertahankan bahkan ketika itu tidak diberikan power. Data ini dapat dikirimkan pada umumnya, terlihat dan muncul sama pada mesin apapun, terlepas dari mana data pertama disalin ke perangkat penyimpanan sekunder.

Tidak seperti memori utama, memori sekunder tidak langsung dapat diakses oleh komputer. Ketika komputer membutuhkan untuk menjalankan atau menjalankan aplikasi yang tersimpan dalam memori sekunder, pertama kali membawa ke penyimpanan memori utama untuk sementara waktu, kemudian mengontrol dan menjalankan pelaksanaannya. Setelah eksekusi aplikasi dilakukan, prosesor melepaskan aplikasi dan mengembalikan kontrol dan data memori pada perangkat memori sekunder.

Perangkat memori sekunder yang populer meliputi hard disk drive, flash drive (pen drive, kartu memori dll), dan zip drive. Beberapa dekade lalu, sebagai ‘komputer pribadi’ (PC) menggunakan disket untuk kalangan pengguna PC. Akhirnya, disket dihilangkah oleh teknologi yang lebih baik – sebuah bentuk kontemporer optik drive yang disebut Compact Disc atau CD. CD datang dengan alternatif penyimpanan yang lebih besar dan kecepatan yang lebih baik dibandingkan dengan disket. DVD akhirnya mengambil alih dari CD, kemampuan mereka untuk menyimpan hampir 4 kali lebih banyak data. Meskipun DVD masih banyak digunakan, perangkat penyimpanan sekunder disukai saat ini adalah hard disk drive portabel atau flash drive.

SUMBER PUSTAKA

http://id.wikipedia.org/wiki/Memori_(komputer)

http://okto-sumberdayaalam-okto.blogspot.com/2011/12/i.html

http://www.sridianti.com/pengertian-memori-komputer-jenis-memori-komputer.html

http://id.wikipedia.org/wiki/Memori_akses_acak

https://gapra.wordpress.com/2008/11/05/pengertian-memori-utama/comment-page-1/

http://ekaristian.blogspot.com/2012/11/memori-utama-main-memory.html

http://id.wikipedia.org/wiki/ROM

http://windatepe.blogspot.com/2012/12/memori-sekunder.html

http://edwawarner.blogspot.com/2013/03/perkembangan-media-penyimpanan-sekunder.html

Sejarah Komputer dan Sistem Kerja Cache

A. Pengertian komputer

Komputer adalah alat yang dipakai untuk mengolah data menurut perintah yang telah dirumuskan. Kata komputer semula dipergunakan untuk menggambarkan orang yang perkerjaannya melakukan perhitungan aritmatika, dengan atau tanpa alat bantu, tetapi arti kata ini kemudian dipindahkan kepada mesin itu sendiri. Asal mulanya, pengolahan informasi hampir eksklusif berhubungan dengan masalah aritmatika, tetapi komputer modern dipakai untuk banyak tugas yang tidak berhubungan dengan matematika.

Secara luas, Komputer dapat didefinisikan sebagai suatu peralatan elektronik yang terdiri dari beberapa komponen, yang dapat bekerja sama antara komponen satu dengan yang lain untuk menghasilkan suatu informasi berdasarkan program dan data yang ada. Adapun komponen komputer adalah meliputi : Layar Monitor, CPU, Keyboard, Mouse dan Printer (sbg pelengkap). Tanpa printer komputer tetap dapat melakukan tugasnya sebagai pengolah data, namun sebatas terlihat dilayar monitor belum dalam bentuk print out (kertas).

Dalam definisi seperti itu terdapat alat seperti slide rule, jenis kalkulator mekanik mulai dari abakus dan seterusnya, sampai semua komputer elektronik yang kontemporer. Istilah lebih baik yang cocok untuk arti luas seperti "komputer" adalah "yang memproses informasi" atau "sistem pengolah informasi."

Saat ini, komputer sudah semakin canggih. Tetapi, sebelumnya komputer tidak sekecil, secanggih, sekeren dan seringan sekarang. Dalam sejarah komputer, ada 5 generasi dalam sejarah komputer.

1. Generasi komputer

a. Generasi pertama

Dengan terjadinya Perang Dunia Kedua, negara-negara yang terlibat dalam perang tersebut berusaha mengembangkan komputer untuk mengeksploit potensi strategis yang dimiliki komputer. Hal ini meningkatkan pendanaan pengembangan komputer serta mempercepat kemajuan teknik komputer. Pada tahun 1941, Konrad Zuse, seorang insinyur Jerman membangun sebuah komputer, Z3, untuk mendesain pesawat terbang dan peluru kendali.

Pihak sekutu juga membuat kemajuan lain dalam pengembangan kekuatan komputer. Tahun 1943, pihak Inggris menyelesaikan komputer pemecah kode rahasia yang dinamakan Colossus untuk memecahkan kode rahasia yang digunakan Jerman. Dampak pembuatan Colossus tidak terlalu memengaruhi perkembangan industri komputer dikarenakan dua alasan. Pertama, Colossus bukan merupakan komputer serbaguna(general-purpose computer), ia hanya didesain untuk memecahkan kode rahasia. Kedua, keberadaan mesin ini dijaga kerahasiaannya hingga satu dekade setelah perang berakhir.

Usaha yang dilakukan oleh pihak Amerika pada saat itu menghasilkan suatu kemajuan lain. Howard H. Aiken (1900-1973), seorang insinyur Harvard yang bekerja dengan IBM, berhasil memproduksi kalkulator elektronik untuk US Navy. Kalkulator tersebut berukuran panjang setengah lapangan bola kaki dan memiliki rentang kabel sepanjang 500 mil. The Harvard-IBM Automatic Sequence Controlled Calculator, atau Mark I, merupakan komputer relai elektronik. Ia menggunakan sinyal elektromagnetik untuk menggerakkan komponen mekanik. Mesin tersebut beropreasi dengan lambat (ia membutuhkan 3-5 detik untuk setiap perhitungan) dan tidak fleksibel (urutan kalkulasi tidak dapat diubah). Kalkulator tersebut dapat melakukan perhitungan aritmatik dasar dan persamaan yang lebih kompleks.

Perkembangan komputer lain pada masa kini adalah Electronic Numerical Integrator and Computer (ENIAC), yang dibuat oleh kerjasama antara pemerintah Amerika Serikat dan University of Pennsylvania. Terdiri dari 18.000 tabung vakum, 70.000 resistor, dan 5 juta titik solder, komputer tersebut merupakan mesin yang sangat besar yang mengonsumsi daya sebesar 160kW.

Komputer ini dirancang oleh John Presper Eckert (1919-1995) dan John W. Mauchly (1907-1980), ENIAC merupakan komputer serbaguna (general purpose computer) yang bekerja 1000 kali lebih cepat dibandingkan Mark I.

Pada pertengahan 1940-an, John von Neumann (1903-1957) bergabung dengan tim University of Pennsylvania dalam usaha membangun konsep desain komputer yang hingga 40 tahun mendatang masih dipakai dalam teknik komputer. Von Neumann mendesain Electronic Discrete Variable Automatic Computer (EDVAC) pada tahun 1945 dengan sebuah memori untuk menampung baik program ataupun data. Teknik ini memungkinkan komputer untuk berhenti pada suatu saat dan kemudian melanjutkan pekerjaannya kembali. Kunci utama arsitektur von Neumann adalah unit pemrosesan sentral (CPU), yang memungkinkan seluruh fungsi komputer untuk dikoordinasikan melalui satu sumber tunggal. Tahun 1951, UNIVAC I (Universal Automatic Computer I) yang dibuat oleh Remington Rand, menjadi komputer komersial pertama yang memanfaatkan model arsitektur Von Neumann tersebut.

Baik Badan Sensus Amerika Serikat dan General Electric memiliki UNIVAC. Salah satu hasil mengesankan yang dicapai oleh UNIVAC dalah keberhasilannya dalam memprediksi kemenangan Dwilight D. Eisenhower dalam pemilihan presiden tahun 1952.

Komputer Generasi pertama dikarakteristik dengan fakta bahwa instruksi operasi dibuat secara spesifik untuk suatu tugas tertentu. Setiap komputer memiliki program kode biner yang berbeda yang disebut "bahasa mesin" (machine language). Hal ini menyebabkan komputer sulit untuk diprogram dan membatasi kecepatannya. Ciri lain komputer generasi pertama adalah penggunaan tube vakum (yang membuat komputer pada masa tersebut berukuran sangat besar) dan silinder magnetik untuk penyimpanan data.

b. Generasi kedua

Pada tahun 1948, penemuan transistor sangat memengaruhi perkembangan komputer. Transistor menggantikan tube vakum di televisi, radio, dan komputer. Akibatnya, ukuran mesin-mesin elektrik berkurang drastis.

Transistor mulai digunakan di dalam komputer mulai pada tahun 1956. Penemuan lain yang berupa pengembangan memori inti-magnetik membantu pengembangan komputer generasi kedua yang lebih kecil, lebih cepat, lebih dapat diandalkan, dan lebih hemat energi dibanding para pendahulunya. Mesin pertama yang memanfaatkan teknologi baru ini adalah superkomputer. IBM membuat superkomputer bernama Stretch, dan Sprery-Rand membuat komputer bernama LARC. Komputer-komputer ini, yang dikembangkan untuk laboratorium energi atom, dapat menangani sejumlah besar data, sebuah kemampuan yang sangat dibutuhkan oleh peneliti atom. Mesin tersebut sangat mahal dan cenderung terlalu kompleks untuk kebutuhan komputasi bisnis, sehingga membatasi kepopulerannya. Hanya ada dua LARC yang pernah dipasang dan digunakan: satu di Lawrence Radiation Labs di Livermore, California, dan yang lainnya di US Navy Research and Development Center di Washington D.C. Komputer generasi kedua menggantikan bahasa mesin dengan bahasa assembly. Bahasa assembly adalah bahasa yang menggunakan singkatan-singakatan untuk menggantikan kode biner.

Pada awal 1960-an, mulai bermunculan komputer generasi kedua yang sukses di bidang bisnis, di universitas, dan di pemerintahan. Komputer-komputer generasi kedua ini merupakan komputer yang sepenuhnya menggunakan transistor. Mereka juga memiliki komponen-komponen yang dapat diasosiasikan dengan komputer pada saat ini: printer, penyimpanan dalam disket, memory, sistem operasi, dan program.

Salah satu contoh penting komputer pada masa ini adalah 1401 yang diterima secara luas di kalangan industri. Pada tahun 1965, hampir seluruh bisnis-bisnis besar menggunakan komputer generasi kedua untuk memprosesinformasi keuangan.

Program yang tersimpan di dalam komputer dan bahasa pemrograman yang ada di dalamnya memberikan fleksibilitas kepada komputer. Fleksibilitas ini meningkatkan kinerja dengan harga yang pantas bagi penggunaan bisnis. Dengan konsep ini, komputer dapat mencetak faktur pembelian konsumen dan kemudian menjalankan desain produk atau menghitung daftar gaji. Beberapa bahasa pemrograman mulai bermunculan pada saat itu. Bahasa pemrograman Common Business-Oriented Language (COBOL) dan Formula Translator (FORTRAN) mulai umum digunakan. Bahasa pemrograman ini menggantikan kode mesin yang rumit dengan kata-kata, kalimat, dan formula matematika yang lebih mudah dipahami oleh manusia. Hal ini memudahkan seseorang untuk memprogram dan mengatur komputer. Berbagai macam karier baru bermunculan (programmer, analis sistem, dan ahli sistem komputer). Industr piranti lunak juga mulai bermunculan dan berkembang pada masa komputer generasi kedua ini.

c. Generasi ketiga

Walaupun transistor dalam banyak hal mengungguli tube vakum, namun transistor menghasilkan panas yang cukup besar, yang dapat berpotensi merusak bagian-bagian internal komputer. Batu kuarsa (quartz rock) menghilangkan masalah ini. Jack Kilby, seorang insinyur di Texas Instrument, mengembangkan sirkuit terintegrasi (IC : integrated circuit) pada tahun 1958. IC mengkombinasikan tiga komponen elektronik dalam sebuah piringan silikon kecil yang terbuat dari pasir kuarsa. Pada ilmuwan kemudian berhasil memasukkan lebih banyak komponen-komponen ke dalam suatu chip tunggal yang disebut semikonduktor. Hasilnya, komputer menjadi semakin kecil karena komponen-komponen dapat dipadatkan dalam chip. Kemajuan komputer generasi ketiga lainnya adalah penggunaan sistem operasi (operating system) yang memungkinkan mesin untuk menjalankan berbagai program yang berbeda secara serentak dengan sebuah program utama yang memonitor dan mengkoordinasi memori komputer.

d. Generasi keempat

Setelah IC, tujuan pengembangan menjadi lebih jelas: mengecilkan ukuran sirkuit dan komponen-komponen elektrik. Large Scale Integration (LSI) dapat memuat ratusan komponen dalam sebuah chip. Pada tahun 1980-an, Very Large Scale Integration (VLSI) memuat ribuan komponen dalam sebuah chip tunggal.

Ultra-Large Scale Integration (ULSI) meningkatkan jumlah tersebut menjadi jutaan. Kemampuan untuk memasang sedemikian banyak komponen dalam suatu keping yang berukurang setengah keping uang logam mendorong turunnya harga dan ukuran komputer. Hal tersebut juga meningkatkan daya kerja, efisiensi dan keterandalan komputer. Chip Intel 4004 yang dibuat pada tahun 1971membawa kemajuan pada IC dengan meletakkan seluruh komponen dari sebuah komputer (central processing unit, memori, dan kendali input/output) dalam sebuah chip yang sangat kecil. Sebelumnya, IC dibuat untuk mengerjakan suatu tugas tertentu yang spesifik. Sekarang, sebuah mikroprosesor dapat diproduksi dan kemudian diprogram untuk memenuhi seluruh kebutuhan yang diinginkan. Tidak lama kemudian, setiap piranti rumah tangga seperti microwave, oven, televisi, dan mobil dengan electronic fuel injection (EFI) dilengkapi dengan mikroprosesor.

Perkembangan yang demikian memungkinkan orang-orang biasa untuk menggunakan komputer biasa. Komputer tidak lagi menjadi dominasi perusahaan-perusahaan besar atau lembaga pemerintah. Pada pertengahan tahun 1970-an, perakit komputer menawarkan produk komputer mereka ke masyarakat umum. Komputer-komputer ini, yang disebut minikomputer, dijual dengan paket piranti lunak yang mudah digunakan oleh kalangan awam. Piranti lunak yang paling populer pada saat itu adalah program word processing dan spreadsheet. Pada awal 1980-an, video game seperti Atari 2600 menarik perhatian konsumen pada komputer rumahan yang lebih canggih dan dapat diprogram.

Pada tahun 1981, IBM memperkenalkan penggunaan Personal Computer (PC) untuk penggunaan di rumah, kantor, dan sekolah. Jumlah PC yang digunakan melonjak dari 2 juta unit pada tahun 1981 menjadi 5,5 juta unit pada tahun 1982. Sepuluh tahun kemudian, 65 juta PC digunakan. Komputer melanjutkan evolusinya menuju ukuran yang lebih kecil, dari komputer yang berada di atas meja (desktop computer) menjadi komputer yang dapat dimasukkan ke dalam tas (laptop), atau bahkan komputer yang dapat digenggam (palmtop).

IBM PC bersaing dengan Apple Macintosh dalam memperebutkan pasar komputer. Apple Macintosh menjadi terkenal karena memopulerkan sistem grafis pada komputernya, sementara saingannya masih menggunakan komputer yang berbasis teks. Macintosh juga memopulerkan penggunaan piranti mouse.

Pada masa sekarang, kita mengenal perjalanan IBM compatible dengan pemakaian CPU: IBM PC/486, Pentium, Pentium II, Pentium III, Pentium IV (Serial dari CPU buatan Intel). Juga kita kenal AMD k6, Athlon, dsb. Ini semua masuk dalam golongan komputer generasi keempat.

Seiring dengan menjamurnya penggunaan komputer di tempat kerja, cara-cara baru untuk menggali potensial terus dikembangkan. Seiring dengan bertambah kuatnya suatu komputer kecil, komputer-komputer tersebut dapat dihubungkan secara bersamaan dalam suatu jaringan untuk saling berbagi memori, piranti lunak, informasi, dan juga untuk dapat saling berkomunikasi satu dengan yang lainnya. Jaringan komputer memungkinkan komputer tunggal untuk membentuk kerjasama elektronik untuk menyelesaikan suatu proses tugas. Dengan menggunakan perkabelan langsung (disebut juga Local Area Network atau LAN), atau [kabel telepon, jaringan ini dapat berkembang menjadi sangat besar.

e. Generasi kelima

Mendefinisikan komputer generasi kelima menjadi cukup sulit karena tahap ini masih sangat muda. Contoh imajinatif komputer generasi kelima adalah komputer fiksi HAL9000 dari novel karya Arthur C. Clarke berjudul 2001: Space Odyssey. HAL menampilkan seluruh fungsi yang diinginkan dari sebuah komputer generasi kelima. Dengan kecerdasan buatan (artificial intelligence atau AI), HAL dapat cukup memiliki nalar untuk melakukan percapakan dengan manusia, menggunakan masukan visual, dan belajar dari pengalamannya sendiri.

Walaupun mungkin realisasi HAL9000 masih jauh dari kenyataan, banyak fungsi-fungsi yang dimilikinya sudah terwujud. Beberapa komputer dapat menerima instruksi secara lisan dan mampu meniru nalar manusia. Kemampuan untuk menterjemahkan bahasa asing juga menjadi mungkin. Fasilitas ini tampak sederhana. Namun fasilitas tersebut menjadi jauh lebih rumit dari yang diduga ketika programmer menyadari bahwa pengertian manusia sangat bergantung pada konteks dan pengertian ketimbang sekedar menterjemahkan kata-kata secara langsung.

Banyak kemajuan di bidang desain komputer dan teknologi yang semakin memungkinkan pembuatan komputer generasi kelima. Dua kemajuan rekayasa yang terutama adalah kemampuan pemrosesan paralel, yang akan menggantikan model non Neumann. Model non Neumann akan digantikan dengan sistem yang mampu mengkoordinasikan banyak CPU untuk bekerja secara serempak. Kemajuan lain adalah teknologi superkonduktor yang memungkinkan aliran elektrik tanpa ada hambatan apapun, yang nantinya dapat mempercepat kecepatan informasi.

Jepang adalah negara yang terkenal dalam sosialisasi jargon dan proyek komputer generasi kelima. Lembaga ICOT (Institute for new Computer Technology) juga dibentuk untuk merealisasikannya. Banyak kabar yang menyatakan bahwa proyek ini telah gagal, namun beberapa informasi lain bahwa keberhasilan proyek komputer generasi kelima ini akan membawa perubahan baru paradigma komputerisasi di dunia.

Tembolok (Inggris: 'cache') dalam teknologi informasi adalah mekanisme penyimpanan data sekunder berkecepatan tinggi yang digunakan untuk menyimpan data / instruksi yang sering diakses. Memori cache dimaksudkan untuk memberi kecepatan memori yang mendekati memori yang paling cepat yang bisa diperoleh, dan pada waktu yang sama menyediakan kapasitas memori yang besar dengan harga yang lebih murah dari jenis-jenis memori semikonduktor.

B. Cacha atau Memori Tembolok

1. Pengertian Cache (Memori Tembolok)

Cache berasal dari kata cash. Dari istilah tersebut cache adalah tempat menyembunyikan atau tempat menyimpan sementara. Sesuai definisi tersebut cache memori adalah tempat menyimpan data sementara. Cara ini dimaksudkan untuk meningkatkan transfer data dengan menyimpan data yang pernah diakses pada cache tersebut, sehingga apabila ada data yang ingin diakses adalah data yang sama maka maka akses akan dapat dilakukan lebih cepat.Cache memori ini adalah memori tipe SDRAM yang memiliki kapasitas terbatas namun memiliki kecepatan yang sangat tinggi dan harga yang lebih mahal dari memori utama. Cache memori ini terletak antara register dan RAM (memori utama) sehingga pemrosesan data tidak langsung mengacu pada memori utama.

2. Level Memori Tembolok

Tembolok memori ada tiga level yaitu L1,L2 dan L3. Tembolok memori level 1 (L1) adalah tembolok memori yang terletak dalam prosesor (cache internal). Tembolok ini memiliki kecepatan akses paling tinggi dan harganya paling mahal. Ukuran memori berkembang mulai dari 8Kb, 64Kb dan 128Kb.Tembolok level 2 (L2) memiliki kapasitas yang lebih besar yaitu berkisar antara 256Kb sampai dengan 2Mb. Namun tembolok L2 ini memiliki kecepatan yang lebih rendah dari tembolok L1. Tembolok L2 terletak terpisah dengan prosesor atau disebut dengan cache eksternal. Sedangkan tembolok level 3 hanya dimiliki oleh prosesor yang memiliki unit lebih dari satu misalnya dualcore dan quadcore. Fungsinya adalah untuk mengontrol data yang masuk dari tembolok L2 dari masing-masing inti prosesor.

3. Cara Kerja Memori Tembolok

Jika prosesor membutuhkan suatu data, pertama-tama ia akan mencarinya pada tembolok. Jika data ditemukan, prosesor akan langsung membacanya dengan delay yang sangat kecil. Tetapi jika data yang dicari tidak ditemukan,prosesor akan mencarinya pada RAM yang kecepatannya lebih rendah. Pada umumnya, tembolok dapat menyediakan data yang dibutuhkan oleh prosesor sehingga pengaruh kerja RAM yang lambat dapat dikurangi. Dengan cara ini maka memory bandwidth akan naik dan kerja prosesor menjadi lebih efisien. Selain itu kapasitas memori cache yang semakin besar juga akan meningkatkan kecepatan kerja komputer secara keseluruhan.

Dua jenis tembolok yang sering digunakan dalam dunia komputer adalah memory caching dan disk caching. Implementasinya dapat berupa sebuah bagian khusus dari memori utama komputer atau sebuah media penyimpanan data khusus yang berkecepatan tinggi.

Implementasi memory caching sering disebut sebagai memory cache dan tersusun dari memori komputer jenis SDRAM yang berkecepatan tinggi. Sedangkan implementasi disk caching menggunakan sebagian dari memori komputer.

4. Stuktur sistem cache (memori tembolok).

Memori utama terdiri dari sampai dengan 2n word beralamat, dengan masing-masing word mempunyai n-bit alamat yang unik. Untuk keperluan pemetaan, memori ini dinggap terdiri dari sejumlah blok yang mempunyai panjang K word masing-masing bloknya. Dengan demikian, ada M = 2n/K blok. Cache terdiri dari C buah baris yang masing-masing mengandung K word, dan banyaknya baris jauh lebih sedikit dibandingkan dengan banyaknya blok memori utama (C << M). Di setiap saat, beberapa subset blok memori berada pada baris dalam cache. jika sebuah word di dalam blok memori dibaca, blok itu ditransfer ke salah satu baris cache. karena terdapat lebih banyak blok bila dibanding dengan baris, maka setiap baris tidak dapat menjadi unik dan permanen untuk dipersempahkan ke blok tertentu mana yang disimpan. Tag biasanya merupakan bagian dari alamat memori utama.

5. Elemen rancangan cache

Elemen-elemen penting dari rancangan memory cache adalah sebagai berikut:

a.  Ukuran cache, disesuaikan dengan kebutuhan untuk membantu kerja memori. Semakin besar ukuran cache semakin lambat karena semakin banyak jumlah gerbang dalam pengalamatan cache.

b. Fungsi Pemetaan (Mapping), terdiri dari Pemetaan Langsung, Asosiatif, Asosiatif Set.Pemetaan langsung merupakan teknik yang paling sederhana, yaitu memetakkan masing-masing blok memori utama hanya ke sebuah saluran cache saja. Pemetaan asosiatif dapat mengatasi kekurangan pemetaan langsung dengan cara mengizinkan setiap blok memori utama untuk dimuatkan ke sembarang saluran cache.

c. Algoritma Penggantian, terdiri dari Least Recently Used (LRU), First in First Out (FIFO), Least Frequently Used (LFU), Acak. Algoritma penggantian digunakan untuk menentukan blok mana yang harus dikeluarkan dari cache untuk menyiapkan tempat bagi blok baru. Ada 2 metode algoritma penggantian yaitu Write-through dan Write-back.Write-through adalah Cache dan memori utama diupdate secara bersamaan waktunya. Sedangkan Write-back melakukan update data di memori utama hanya pada saat word memori telah dimodifikasi dari cache.

d. Ukuran blok, blok-blok yang berukuran Iebih besar mengurangi jumlah blok yang menempati cache. Setiap pengambilan blok menindih isi cache yang lama, maka sejumlah kecil blok akan menyebabkan data menjadi tertindih setelah blok itu diambil. Dengan meningkatnya ukuran blok, maka jarak setiap word tambahan menjadi lebih jauh dari word yang diminta,sehingga menjadi lebih kecil kemungkinannya untuk di perlukan dalam waktu dekat.(Dikutip dari artikel milik Yulisdin "Mukhlis, ST., MT")

e. Line size, Jumlah cache, Satu atau dua dua tingkat, kesatuan atau terpisah.

Istilah penting yang berhubungan :

1. Cache hit, jika data yang diminta oleh unit yang lebih tinggi dan ada dalam cache disebut "hit". Permintaan dapat dilayani dengan cepat. Maksud urutan unit dari rendah hingga tinggi yaitu: Streamer - Hardisk Memori - Second Level - First level - CPU cache.

2. Cache miss, bila data yang diminta tidak ada dalam cache, harus diambil dari unit dibawahnya yang cukup memakan waktu. Ini disebut miss (gagal)

3. Burst mode, dalam modus cepat ini cache mengambil banyak data sekaligus dari unit dibawahnya. Ia mengambil lebih dari yang dibutuhkan dengan asumsi, data yang diminta berikutnya letaknya berdekatan.

4. LRU (Least Recently Used) adalah algoritma penggantian cache.

5. COAST, Cache on the stick adalah bentuk khusus L2, yang dapat diganti-ganti seperti RAM dan ditempatkan pada modul.

6. DRAM, memori dinamik (''Dynamic Random Access Memory) adalah bentuk yang paling umum. DRAM hanya menggunakan sebuah kapasitor untuk menyimpan, sehingga kecil dan murah untuk kapasitas besar. Kekurangannya: kecepatannya tidak begitu tinggi.

7. SRAM, memori statik (Static RAM) ini menggunakan sakelar elektronik (flip-flop) untuk menyimpan. secara teknis flip-flop pada RAM lebih rumit dari kapasitor pada DRAM. Karena lebih cepat, SRAM biasanya digunakan untuk cache L1 atau L2.

8. SDRAM, memori dinamik tersinkronisasi (Synchronous DRAM) merupakan perkembangan lebih lanjut dari DRAM. Akses pada memori disinkronkan dengan frekuensi sistim prosesor sehingga menghemat waktu. Pada motherboard modern, SDRAM berfungsi sebagai pengganti langsung DRAM.

9. First level cache (L1), ini tingkat cache teratas dalam hirarki, dengan kapasitas memori terkecil, termahal dan tercepat.

10. Second level cache (L2), cache level dua ini memiliki kapasitas lebih besar dari L1, tetapi lebih lambat dan murah. Cache L2 masih lebih cepat dibandingkan dengan RAM.

11. Write back (WB), cache digunakan tidak hanya saat membaca, tetapi juga dalam proses menulis.

12. Write through (WT), mementingkan keamanan: cache hanya digunakan saat membaca, sedangkan untuk menulis ditunggu hingga memori yang dituju selesai menulis.