BAB 1.
Perangkat keras media penyimpanan
Media penyimpanan data adalah bahan
fisik yang di dalamnya tersimpan data, perintah dan informasi yang dipindahkan
dari dalam komputer. Media penyimpanan data disebut dengan istilah strorage
medium atau media penyimpanan sekunder (secondary storage).
Kategori media penyimpanan :
1.1 Media
penyimpanan magnetic
Penyimpanan
magnetik
(bahasa Inggris: Magnetic disk) merupakan piranti penyimpanan sekunder
yang paling banyak dijumpai pada sistem komputer modern. Pada saat disk
digunakan, motor drive berputar dengan kecepatan yang sangat tinggi. Ada
sebuah read−write head yang ditempatkan di atas permukaan piringan
tersebut. Permukaan disk terbagi atas beberapa track yang masih terbagi
lagi menjadi beberapa sektor. Cakram fixed−head memiliki satu head
untuk tiap−tiap track, sedangkan cakram moving−head (atau sering
dikenal dengan nama cakram keras ) hanya memiliki satu head yang harus
dipindah−pindahkan untuk mengakses dari satu track ke track yang
lainnya.
1.2 Media
penyimanan optical
Media penyimpanan optik adalah media penyimpanan data yang menyimpan data
sebagai pola titik-titik yang dapat dibaca dengan menggunakan cahaya laser.
Data yang disimpan dalam medium penyimpanan optik dibaca dengan memantulkan
sinar laser terhadap permukaan medium penyimpanan data. Bila memang sinar
tersebut mengenai titik di mana data disimpan, maka sinar tersebut akan
dipantulkan kembali secara berbeda, untuk memberitahukan bahwa di sana ada
titik yang berisi data.
Media Penyimpanan
optik dibagi menjadi 2 :
1. Phase-change
disk
Disk ini dilapisi oleh bahan yang dapat
mengkristal(beku) menjadi crystalline(serpihan-serpihan kristal) atau menjadi
amorphous state(bagian yang tak berbentuk). Bagian crytalline ini lebih
transparan, karenanya tembakan laser yang mengenainya akan lebih terang
melintasi bahan dan memantul dari lapisan pemantul. Drive Phase-change disk ini
menggunakan sinar laser dengan kekuatan yang berbeda. Sinar laser dengan
kekuatan tinggi digunakan melelehkan disknya kedalam amorphous state, sehingga
dapat digunakan untuk menulis data lagi. sinar laser dengan kekuatan sedang
dipakai untuk menghapus data denga cara melelehkan permukaan disknya dan
membekukannya kembali ke dalam keadaan crytalline, sedangakan sinar laser
dengan kekuatan lemah digunakan untuk membaca data yang telah disimpan.
2. Dye-Polimer
disk
Dye-polimer merekam
data dengan membuat bump(gelombang) disk dilapisi dengan bahan yang dapat
enyerap sinar laser. sinar laser ini membakar spot hingga spot ini memuai dan
membentuk bump(gelombang). bump ini dapat dihilangakan atau didatarkan kembali
dengan cara dipanasi lagi dengan sinar laser.
Titik-titik tersebut dapat dibuat dengan menggunakan sinar laser pula,
untuk semua media penyimpanan optik yang mampu ditulisi, seperti halnya Compact
Disk Recordable (CD-R). Sinar ini umumnya menggunakan daya yang tinggi agar
dapat memberikan titik-titik data dalam medium yang hendak ditulisi.
Orang-orang menyebut proses ini sebagai proses “burning”, karena memang kita
sedang “membakar” medium dengan laser.
Medium penyimpanan optik biasanya berbentuk cakram,
sehingga banyak berbentuk piringan. Berikut ini adalah beberapa media
penyimpanan optik:
1. Compact Disk (CD)
2. Digital Versatile Disk (DVD)
3. BluRay Disk (BDD)
4. High Density Digital Versatile Disk (HD-DVD).
1.3 Media
penyimpanan Chip
Chip yaitu
penyimpanan data prototip dari Hitachi tersebut hanya memiliki ukuran 2x2 cm
dan tebal 0,2 cm. Chip ini terbuat dari kaca kuarsa, yang tahan panas, bahkan
pada suhu 1000° C sekalipun. Bahan ini juga tidak terpengaruh oleh radiasi, air
dan bahan kimia lainnya. Menurut sumber yang jadi berita kutip dari situs
geek.com, bahan ini mampu bertahan hingga beberapa ratus juta tahun, kecuali
jika chipnya patah ataupun rusak.
Teknologi ini
terdiri dari beberapa lapis ots yang menyimpan data dalam bentuk biner. Yang
saat ini berhasil dibuat adalah ketebalan sebanyak empat lapis, dan mampu
menyimpan data sebanyak 40 MB perinchi persegi, atau setara dengan kemampuaan
CD. Tentu saja ini lebih rendah dari pada kapasitas hardisk yang biasa kita
gunakan, yaitu kapasitas yang mencapai TB (Tera Byte).
Dimasa yang
akan datang. Hitachi berharap bisa membuat chip dengan kapasitas yang lebih
besar, karena chip prototipnya saat ini hanya memiliki kapasitas yng mampu
menyimpan beberapa buah e-book. Selain itu, untuk dapat menguraikan data yang
tersimpan pada chip prototip itu, kita membutuhkan sebuah mikroskop.
Tujuan dari
Hitachi pada saat ini adalah membuat teknologi yang bisa dapat digunakan
oleh semua kalangan, seperti pemerintahan, museum, atau organisasi lainnya yang
mungkin tertarik olh media penyimpanan yang tahan lama.
1.4 Memori
internal
Memory
Internal adalah Memory yang dapat diakses secara langsung oleh prosesor. Dalam
hal ini yang disimpan di dalam memori utama dapat berupa data atau program. Fungsi
dari memori utama sendiri adalah :
1. Menyimpan
data yang berasal dari peranti masukan sampai data dikirim ke ALU (Arithmetic
and Logic Unit) untuk diproses.
2. Menyimpan
daya hasil pemrosesan ALU sebelum dikirimkan ke peranti keluaran Menampung program/instruksi
yang berasal dari peranti masukan atau dari peranti pengingat sekunder.
Jenis jenis memori internal :
1.
ROM
2.
RAM
BAB 2. I/O (Input / Output)
Unit Input/Output (I/O) adalah bagian dari sistem mikroprosesor
yang digunakan oleh mikroprosesor itu untuk berhubungan dengan dunia luar. Unit input adalah unit luar yang
digunakan untuk memasukkan data dari luar ke
dalam mikroprosesor ini, contohnya data yang berasal dari keyboard atau mouse. Sementara unit output biasanya digunakan untuk
menampilkan data, atau dengan kata lain untuk menangkap data yang dikirimkan oleh
mikroprosesor, contohnya data yang akan ditampilkan pada layar monitor atau printer. Bagian input
(masukan) dan juga keluaran (output) ini juga memerlukan sinyal kontrol, antara
lain untuk baca I/O (Input/Ouput Read [IOR]) dan untuk tulis I/O (Input/Output
Write [IOW]).
2.1 Perangkat
eksternal
Mesin komputer
akan memiliki nilai apabila bisa berinteraksi dengan dunia luar. Lebih dari
itu, komputer tidak akan berfungsi apabila tidak dapat berinteraksi dengan
dunia luar. Ambil contoh saja, bagaimana kita bisa menginstruksikan CPU untuk
melakukan suatu operasi apabila tidak ada keyboard. Bagaimana kita melihat
hasil kerja sistem komputer bila tidak adamonitor.Keyboard dan monitor
tergolong dalam perangkat eksternal komputer.
Perangkat
eksternal yang dihubungkan modul I/O seringkali disebut perangkat peripheral,
atau untuk mudahnya disebut peripheral.
Sistem komputer
tidak akan berguna tanpa adanya peralatan input dan output. Operasi-operasi I/O
diperoleh melalui sejumlah perangkat eksternal yang menyediakan alat untuk
pertukaran data di antara lingkungan luar dengan komputer. Perangkat eksternal
dihubungkan dengan komputer oleh suatu link dengan modul I/O
Link digunakan
untuk pertukaran kontrol, status, dan data antara modul I/O sering kali disebut
sebagai perangkat peripheral, atau untuk mudahnya disebut peripheral.
2.2 Modul-modul I/O
Modul I/O adalah
suatu komponen dalam sistem komputer yang bertanggung jawab atas pengontrolan
sebuah perangkat luar atau lebih dan bertanggung jawab pula dalam pertukaran
data antara perangkat luar tersebut dengan memori utama ataupun dengan register
– register CPU. Dalam mewujudkan hal ini, diperlukan antarmuka internal dengan
komputer (CPU dan memori utama) dan antarmuka dengan perangkat eksternalnya
untuk menjalankan fungsi – fungsi pengontrolan.
2.3 I/O terprogram
Terdapat tiga
buah teknik yang dapat digunakan dalam operasi I/O. Pada I/O terprogram, data
saling dipertukarkan antara CPU dengan modul I/O. CPU mengeksekusi program yang
memberikan operasi I/O kepada CPU secara langsung, termasuk status perangkat
pengindera, pengiriman perintah pembacaan atau penulisan dan pemindahan data.
Ketika CPU mengeluarkan perintah ke modul I/O, maka CPU harus menunggu sampai
operasi I/O selesai. Apabila CPU lebih cepat dibandingkan modul I/O maka hal
ini akan membuang-buang waktu CPU. Dengan menggunakan interrupt driven I/O, CPU
mengeluarkan perintah CPU dilanjutkan dengan mengeksekusi instruksi-instruksi
lainnya dan diinterupsi oleh modul I/O apabila instruksi-instruksi tersebut
telah selesai dilaksanakan. Dengan menggunakan I/O terprogram dan I/O interrupt
maka CPU bertanggungjawab atas pengeluaran data dari memori utama untuk
keperluan output dan penyimpanan data di dalam memori utama untuk keperluan
input. Alternatifnya dikenal sebagai direct memory access(DMA). Dalam
mode ini, modul I/O dan main memori saling bertukar data secara langsung tanpa
melibatkan CPU.
2.4 Interrupt Driven I/O
Teknik interrupt – driven I/O memungkinkan
proses tidak membuang – buang waktu. Prosesnya adalah CPU mengeluarkan perintah
I/O pada modul I/O, bersamaan perintah I/O dijalankan modul I/O maka CPU akan
melakukan eksekusi perintah – perintah lainnya. Apabila modul I/O telah selesai
menjalankan instruksi yang diberikan padanya akan melakukan interupsi pada CPU
bahwa tugasnya telah selesai.
Dalam teknik ini kendali perintah masih
menjadi tanggung jawab CPU, baik pengambilan perintah dari memori maupun
pelaksanaan isi perintah tersebut. Terdapat selangkah kemajuan dari teknik
sebelumnya, yaitu CPU melakukan multitasking beberapa perintah sekaligus
sehingga tidak ada waktu tunggu bagi CPU.
Pengolahan interupsi saat perangkat I/O telah
menyelesaikan sebuah operasi I/O adalah sebagai berikut :
- Perangkat I/O akan mengirimkan sinyal interupsi ke CPU.
- CPU menyelesaikan operasi yang sedang dijalankannya kemudian merespon interupsi.
- CPU memeriksa interupsi tersebut, kalau valid maka CPU akan mengirimkan sinyal acknowledgment ke perangkat I/O untuk menghentikan interupsinya.
- CPU mempersiapkan pengontrolan transfer ke routine interupsi. Hal yang dilakukan adalah menyimpan informasi yang diperlukan untuk melanjutkan operasi yang tadi dijalankan sebelum adanya interupsi. Informasi yang diperlukan berupa:
- Status prosesor, berisi register yang dipanggil PSW (program status word).
- Lokasi intruksi berikutnya yang akan dieksekusi.
- Kemudian CPU akan menyimpan PC (program counter) eksekusi sebelum interupsi ke stack pengontrol bersama informasi PSW. Selanjutnya mempersiapkan PC untuk penanganan interupsi.
- Selanjutnya CPU memproses interupsi sempai selesai.
- Apabila pengolahan interupsi selasai, CPU akan memanggil kembali informasi yang telah disimpan pada stack pengontrol untuk meneruskan operasi sebelum interupsi. Terdapat bermacam teknik yang digunakan CPU dalam menangani program interupsi ini, diantaranya :
- Multiple Interrupt Lines.
- Software poll.
- Daisy Chain.
- Arbitrasi bus.
Teknik
yang paling sederhana adalah menggunakan saluran interupsi berjumlah banyak (Multiple
Interrupt Lines) antara CPU dan modul – modul I/O. Namun tidak praktis
untuk menggunakan sejumlah saluran bus atau pin CPU ke seluruh saluran
interupsi modul – modul I/O.
Flowchart
proses interupsi yang simpel :
2.5 Dirrect memory access (DMA)
Teknik yang
dijelaskan sebelumnya yaitu I/O terprogram dan Interrupt-Driven I/O memiliki
kelemahan, yaitu proses yang terjadi pada modul I/O masih melibatkan CPU secara
langsung. Hal ini berimplikasi pada :
- Kelajuan transfer I/O yang tergantung pada kecepatan operasi CPU.
- Kerja CPU terganggu karena adanya interupsi secara langsung.
Bertolak dari kelemahan di atas, apalagi untuk
menangani transfer data bervolume besar dikembangkan teknik yang lebih baik,
dikenal dengan Direct Memory Access (DMA).
Prinsip kerja DMA adalah CPU akan
mendelegasikan kerja I/O kepada DMA, CPU hanya akan terlibat pada awal proses
untuk memberikan instruksi lengkap pada DMA dan akhir proses saja. Dengan
demikian CPU dapat menjalankan proses lainnya tanpa banyak terganggu dengan
interupsi. Blok diagram modul DMA terlihat pada gambar berikut :
2.6 Saluran I/O dan prosesor
A.
Saluran
I/O
Pada kebanyakan
sistem komputer, CPU tidak dibebani menangani tugas yang berhubungan dengan
I/O. Tetapi tanggung jawab untuk kontrol peralatan diserahkan pada prosesor
I/O, yang dikenal sebagai saluran I/O (I/O channel).
Saluran I/O itu sendiri merupakan prosesor
yang sudah diprogram. Program-program yang di-execute ini disebut channel
program. Channel program ini menentukan operasi, yang diperlukan untuk
akses peralatan dan mengontrol jalur data (data pathway).
B.
Prosesor
Prosesor
membaca dalam instruksi dan data, menulis data setelah keluar pengolahan, dan
menggunakan sinyal kontrol untuk mengendalikan keseluruhan sistem operasi. Juga
menerima sinyal interupt.
Dari jenis
pertukaran data yang diperlukan modul –
modul komputer, maka struktur interkoneksi harus mendukung
perpindahan data berikut :a. Memori ke CPU : CPU melakukan pembacaan data maupun instruksi dari memori.
b. CPU ke Memori : CPU melakukan penyimpanan atau penulisan data ke memori.
c. I/O ke CPU : CPU membaca data dari peripheral melalui modul I/O.
d. CPU ke I/O : CPU mengirimkan data ke perangkat peripheral melalui modul I/O.
e. I/O ke Memori atau dari Memori ke I/O : digunakan pada sistem DMA.
2.7 Peralatan masukan dan keluaran
Adalah perangkat keras komputer yang
berfungsi sebagai alat untuk memasukan data atau perintah ke dalam komputer
yang berupa signal input atau maintenance input. Di dalam sistem komputer,
signal input berupa data yang dimasukkan ke dalam sistem komputer, sedangkan
maintenance input berupa program yang digunakan untuk mengolah data yang
dimasukkan. Dengan demikian, alat input selain digunakan untuk memasukkan data
juga untuk memasukkan program.
A.
Input(Masukan)
Alat input (alat masukan) adalah alat yang digunakan
untuk menerima input atau masukan. Input tersebut merupakan
energi yang dimasukkan ke sistem.
Input terbagi menjadi :
Input terbagi menjadi :
1. Signal Input
: energi yang akan diolah oleh sistem, yaitu data yang dimasukkan ke
sistem computer
2. Maintanace
Input : energi yang akan digunakan untuk mengolah signal input, dalam
sistem komputer boleh dikatakan maintenance input adalah program yang digunakan
untuk mengolah data yang dimasukkan
Macam macan alat input :
1. Keyboard
2. Mouse
3. Scanner
4. Kamera
Digital
5. MIC
6. Touch Screen
7. Sensor
B. Output(Keluaran)
Adalah perangkat keras komputer yang
berfungsi untuk menampilkan keluaran sebagai hasil pengolahan data. Keluaran
dapat berupa hard-copy (ke kertas), soft-copy (ke monitor),
ataupun berupa suara.
Macam macam alat keluaran :
1. Printer dan Plotter
2. Monitor
3. Infocus
Daftar
Pustaka :
