Sistem Unit dan Representasi Data Digital

Pengantar Teknik Informatika Pertemuan Keempat

Sistem dan Unit Representasi Data Digital
A. Overview Komputer
1. Fungsi dari komputer
Setiap komputer digital melaksanakan lima fungsi dalam hal kotor:

• Mengambil data sebagai masukan
• Menyimpan data/ instruksi dalam memori dan menggunakannya bila diperlukan
• Memproses data dan mengubahnya menjadi informasi yang berguna
• Menghasilkan output
• Mengontrol semua di atas empat langkah tersebut

Komputer adalah perangkat pengolahan data elektronik yang :

• Menerima dan masukkan menyimpan data
• Memproses input data
• Menghasilkan output dalam format yang dibutuhkan

2. Kelebihan dan Kekurangan Komputer

Kelebihan Komputer:

Kecepatan tinggi

• Komputer adalah perangkat yang sangat cepat
• Hal ini mampu melakukan perhitungan jumlah yang sangat besar data
• Komputer memiliki unit kecepatan dalam mikrodetik, nanodetik, dan bahkan picosecond itu
• Hal ini dapat melakukan jutaan perhitungan dalam beberapa detik dibandingkan dengan pria yang akan menghabiskan berbulan-bulan untuk melakukan tugas yang sama.

Ketepatan

• Selain menjadi sangat cepat, komputer juga sangat akurat
• Perhitungan adalah 100% bebas dari kesalahan
• Komputer melakukan semua pekerjaan dengan akurasi 100% asalkan input yang benar telah diberikan

Kemampuan Penyimpanan

• Memori merupakan karakteristik yang sangat penting dari komputer
• Sebuah komputer memiliki kapasitas penyimpanan yang jauh lebih dari manusia
• Hal ini dapat menyimpan sejumlah besar data
• Hal ini dapat menyimpan semua jenis data seperti foto, video, teks, audio, dan banyak lainnya

Ketekunan

• Tidak seperti manusia, komputer bebas dari monoton, kelelahan dan kurangnya konsentrasi
• Hal ini dapat bekerja terus menerus tanpa kesalahan dan kebosanan
• Hal ini dapat melakukan pekerjaan berulang dengan kecepatan dan ketepatan yang sama

Fleksibilitas

• Sebuah komputer adalah mesin yang sangat serbaguna 
• Sebuah komputer sangat fleksibel dalam melakukan pekerjaan yang harus dilakukan
• Mesin ini dapat digunakan untuk memecahkan masalah yang berkaitan dengan berbagai bidang 
• Pada satu contoh, mungkin memecahkan masalah ilmiah yang kompleks dan saat berikutnya mungkin memainkan permainan kartu

Keandalan
Sebuah komputer adalah mesin yang handal
Komponen elektronik modern memiliki kehidupan yang panjang
Komputer dirancang untuk membuat perawatan yang mudah 

Otomatisasi

• Komputer adalah mesin otomatis 
• Otomatisasi berarti kemampuan untuk melakukan tugas yang diberikan secara otomatis
• Setelah program diberikan kepada yaitu komputer, disimpan dalam memori komputer, program dan instruksi dapat mengontrol eksekusi program tanpa interaksi manusia

Pengulangan Kertas Kerja

• Penggunaan komputer untuk pengolahan data dalam suatu organisasi mengarah ke pengurangan kertas kerja dan hasil dalam mempercepat proses
• Sebagai data dalam file elektronik dapat diambil jika diperlukan, masalah pemeliharaan sejumlah besar file kertas akan berkurang

Pengurangan Biaya

• Meskipun investasi awal unutk menginstal komputer tinggi tetapi secara substansial mengurangi biaya dari masing-masing transaksi

Kekurangan Komputer
Tidak Ada IQ

• Sebuah komputer adalah mesin yang tidak memiliki kecerdasan untuk melakukan tugas apapun
• Setiap instruksi harus diberikan ke komputer
• Sebuah komputer tidak dapat mengambil keputusan sendiri

Ketergantungan

• Ini berfungsi sebagai per instruksi pengguna, sehingga sepenuhnya tergantung pada manusia

Lingkungan hidup 

• Lingkungan operasi komputer harus bebas dari debu dan cocok

Tidak ada perasan

• Komputer tidak memiliki perasaan atau emosi
• Hal ini tidak bisa membuat penilaian berdasarkan perasaan, rasa, pengalaman, dan pengetahuan tidak seperti manusia

B. CPU
1. Pengertian CPU 
CPU, singkatan dari Central Processing Unit adalah perangkat keras komputer yang berfungsi untuk menerima dan melaksanakan perintah dan data dari perangkat lunak. Prosesor sering digunakan untul menyebut CPU pada umumnya. Adapun mikroprosesor adalah CPU yan diproduksi dalam sirkuit terpadu, seringkali dalam sebuah paket sirkuit terpadu-tunggal. Sejak tahun 1970-an , mikroprosesor sirkuit terpadu-tunggal ini telah umum digunakan dan menjadi aspek penting dalam penerapan CPU.

Pin mikroprosesor Intel 80486DX2
Komponen CPU terbagi menjadi beberapa macam , yaitu sebagai berikut:

Unit kontrol (Control Unit)
Unit kontrol ini adalah bagian dari prosesor yang mampu mengatur jalannya program. Komponen ini terdapat dalam semua CPU. CPU bertugas mengontrol komputer sehingga terjadi sinkronisasi kerja antar komponen dalam menjalankan fungsi-fungsi operasinya. Termasuk dalam tanggung jawab unit kontrol adalah mengambil instruksi-instruksi dari memori utama dan menentukan jenis instruksi tersebut. Bila ada instruksi untuk perhitungan aritmatika atau perbandingan logika, maka unit kendali akan mengirim instruksi tersebut ke ALU(Aritmathic Logic Unit). Hasil dari pengolahan data dibawa oleh unit kendali ke memori utama lagi untuk disimpan, dan pada saatnya akan disajikan ke alat output. Dengan demikian tugas dari unit kendali ini adalah: 

• Mengatur dan mengendalikan alat-alat input dan output
• Mengambil instruksi-instruksi dari memori utama
• Mengambil data dari memori utama (jika diperlukan ) untuk diproses
• Mengirim intruksi ke ALU bila ada perhitungan aritmatika atau perbandingan logika
• Mengawasi kerja dari ALU
• Menyimpan hasil proses ke memori utama

Register
Register merupakan alat penyimpanan kecil yang mempunyai kecepatan akses cukup tinggi, yang digunakan untuk menyimpan data dan/atau instruksi yang sedang diproses. Memori ini bersifat sementara, biasanya digunakan untuk menyimpan data saat diolah ataupun data untuk pengolahan selanjutnya. Jika dianalogikan, register ini dapat diibaratkan sebagai ingatan di otak bila kita melakukan pengolahan secara manual, sehingga otak daapt diibaratkan sebagai CPU, yang berisi ingatan-ingatan, satuan kendali yang mengatur seluruh kegiatan tubuh dan mempunyai tempat untuk melakukan perhitungan dan perbandingan logika. 

ALU
ALU merupakan bagian dari CPU yang bertugas untuk melakukan operasi aritmetika da operasi logika berdasarkan instruksi yang ditentukan. ALU sering disebut mesin bahasa karena bagian ini ALU terdiri dari dua bagian, yaitu unit aritmetika dan unit logika boolean yang masing-masing memiliki spesifikasi tugas sendiri. Tugas utama dari ALU adalah melakukan semua perhitungan aritmatika (matematika) yang terjadi sesuai dengan instruksi program. ALU melakukan semua operasi aritmatika dengan dasar penjumlahan sehingga sirkuit elektronik yang digunakan disebut adder.

Tugas lain dari ALU adalah melakukan keputusan dari suatu operasi logika sesuai dengan instruksi program. Operasi logika meliputi perbandingan dua operand dengan menggunakan operator logika tertentu, yaitu sama dengan (=), tidak sama dengan (¹), kurang dari (<), kurang atau sama dengan (£), lebih besar dari (>), dan lebih besar atau sama dengan (³).

CPU Interconnections adalah sistem koneksi dan bus yang menghubungkan komponen internal CPU, yaitu ALU, unit kontrol dan register-register dan juga dengan bus-bus eksternal CPU yang menghubungkan dengan sistem lainnya, seperti memori utama, piranti masukan/ keluaran.

2. Cara Kerja CPU

Saat data dan/atau instruksi dimasukkan ke processing-devices, pertama sekali diletakkan di RAM (melalui input-storage); apabila berbentuk instruksi ditampung oleh Control Unit di Program-storage, namun apabila berbentuk data ditampung di Working Storage. Jika register siap untuk menerima pengerjaan eksekusi, maka Control Unit akan mengambil instruksi dari Program-storage untuk ditampungkan ke Instruction Register, sedangkan alamat memori yang berisikan instruksi tersebut ditampung di Program Counter. Sedangkan data diambil oleh Control Unit dari Working-storage untuk ditampung di General purpose register (dalam hal ini di Operand-register).

Jika berdasar instruksi pengerjaan yang dilakukan adalah arithmatika dan logika, maka ALU akan mengambil alih operasi untuk mengerjakan berdasar instruksi yang ditetapkan. Hasilnya ditampung di Accumulator. Apabila hasil pengolahan telah selesai, maka Control Unit akan mengambil hasil pengolahan di Accumulator untuk di tmapung kembali ke Working-storage. Jika pengerjaan keseluruhan telah selesai, maka Control Unit akan menjemput hasil pengolahan dari Working-storage untuk di tampung ke Output-storage. Lalu selajutnya dari Output-storage, hasil pengolahan akan ditampilkan ke output-devices.

3. Fungsi CPU

CPU berfungsi seperti kalkulator, hanya saja CPU jauh lebih kuat daya pemrosesannya. Fungsi utama dari CPU adalah melakukan operasi aritmatika dan logika terhadap data yang diambil dari memori atau dari informasi yang dimasukkan melalui beberape perangkat keras, seperti papan ketik, pemindai , tuas kontrol, maupun tetikus. CPU dikontrol menggunakan sekumpulan instruksi perangkat lunak komputer. Perangkat lunak tersebut dapat dijalankan oleh CPU dengan membacanya dari media penyimpan, seperti cakram keras, disket, cakram padat, maupun pita perekam. Instruksi-instruksi tersebut kemudian disimpan terlebih dahulu pada memori fisik (RAM), yang mana setiap instruksi akan diberi alamat unik yang disebut alamat memori. Selanjutnya, CPU dapat mengakses data-data RAM dengan menentukan alamat yang dikehendaki.

Saat sebuah program dieksekusi data mengalir dari RAM ke sebuah unit disebut dengan bus, yang menghubungkan antara CPU dengan RAM. Data kemudian di dekode dengan menggunakan unit proses yang disebut sebagai pendekor instruksi yang sanggup menerjemahkan instruksi. Data kemudian berjalan ke unit aritmatika dan logika (ALU) yang melakukan kalkulasi dan perbandingan. Data bisa jadi disimpan sementara oleh ALU dalam sebuah lokasi memori yang disebut dengan register supaya dapat diambil kembali dengan cepat untuk diolah. ALU dapat melakukan operasi-operasi tertentu, meliputi penjumlahan, perkalian, pengurangan, pengujiam kondisi terhadap data dalam register, hingga mengirimkan hasil pemrosesannya kembali ke memori fisik, media penyimpanan, atau register apabila akan mengolah hasil pemrosesan lagi. Selama proses ini terjadi, sebuah unit dalam CPU yang disebut dengan penghitung program akan memantau instruksi yang sukses dijalankan supaya instruksi tersebut dapat di eksekusi dengan urutan yang benar dan sesuai.

C. Komponen-komponen CPU

1. Casing

Casing adalah bagian terluar dari CPU. Berfungsi untuk menutupi dan melindungi komponen-komponen lain dari kotoran debu, dll. CPU juga memiliki fungsi sebagai dudukan atau tempat berdirinya komponen-komponen lain agar dapat berhubungan dengan kuat.

2 Processor

Sedikit ulasan processor adalah sebuah chip kecil yang berfungsi sebagai pemikir atau pemroses semua perintah yang diterima oleh CPU. Semakin tinggi tingkat processor nya maka sebuah komputer akan semakin cepat juga memproses perintah dari aktifitas yang kita lakukan, dan tentunya harus diimbangi juga dengan komponen-komponen lainnya.

3. RAM

RAM adalah sebuah kartu grafis yang berfungsi untuk menampung data yang telah terposes oleh processor sebelum ditampilkan dari perangkat yang ditujukan. Pemilihan ukuran RAM sebaiknya dilihat dari apa fungsi komputer itu nantinya, jika hanya dipergunakan  dalam tingkat yang biasa saya rasa ukuran RAM 2 giga itu sudah cukup, tetapi jika kita ingin menggunakan komputer itu untuk desain grafis, bermain game berat, atau pu untuk membuka aplikasi-aplikasi yang besar, sebaiknya kita pilih RAM dengan ukuran 4 giga atau dengan ukuran yang lebih besar lagi karena semakin besar RAM yang kita gunakan akan semakin bagus jga performa dari komputer kita.

4. VGA

VGA (Video Graphic Editor), adalah sebuah komponen yang berfungsi mengolah data grafis dan menampilkan nya ke monitor, contohnya adalah ketika kita bermain game, game dengan ukuran yang besar biasanya membutuhkan VGA dengan spesifikasi yang tinggi agar game tersebut dapat berjalan lancar ketika kita mainkan.

5. Hardisk

Fungsi Hardisk adalah sebagai tempat penyimpanan semua data yang ada di dalam komputer tersebut, seperti data musik, videos, picture, dll. Satuan ukuran dalam hardisk adalah byte, dan ukuran nya pun bermacam-macam mulai dari 250 giga, 500 giga, 750 giga, 1 tera, dan lain sebagainya.

6. Sound Card

Sound Card, dari nama komponen ini sepertinya kita sudah bisa menebak apa tugas dari sound card tersebut. Fungsi adalah menerima sinyal digital dari komputer dan menjadi gelombang dan menghasilkan sinyal sonic. Jadi semua perintah suara yang ada di komputer kita sound card inilah yang memprosesnya sebelum mengeluarkannya melalui speaker.

7. Power Supply

Ini adalah komponen yang memiliki fungsi untuk mengalirkan daya listrik menuju komponen-komponen lainnya agar dapat hidup dan bekerja. Power supply juga dibedakan dalam beberapa bentuk ukuran, seperti: 300 watt, 380 watt, 400 watt, 450 watt, 600 watt, dll.

8. Motherboard

Motherboard atau yang sering dipanggil MOBO, adalah sebuah komponen yang sangat penting dalam sebuah CPU, karna fungsinya adalah sebagai papan sirkuit atau sebagai penghubung dari semua komponen yang ada di dalam CPU, agar dapat saling berhubungan dan berkomunikasi

D. REPRESENTASI DATA DIGITAL

1. Pengertian Representasi Data

Representasi data merupakan cara bagaimana nilainya disimpan di dalam memori komputer. Representasi data berfungsi untuk mengurangi jumlah raung yang dibutuhkan untuk menyimpan sejumlah data.

2. Jenis Representasi Data

Representasi eksternal adalah suatu cara untuk merepresentasikan dan memanipulasi informasi oleh programmmer dengan suatu bahasa pemrograman atau notasi bahas perintah lainnya.

Representasi Internal

Representasi internal adalah suatu cara untuk menyimpan dan memanipulasi informasi secara aktual di dalam sistem komputer.

3. Penyajian Data

Data adalah sesuatu yang belum mempunyai arti bagi penerimanya dan masih memerlukan adanya suatu pengolahan. Data bisa berwujud suatu keadaan, gambar, suara, huruf, angka, matematika, bahasa ataupun simbol-simbol lainnya yang bisa digunakan sebagai bahan untul melihat lingkungan, obyel, kejadian ataupun suatu konsep.

Informasi merupakan hasil pengolahan dari sebuah model, formasi, organisasi ataupun perubahan bentuk dari data yang memiliki nilai tertentu dan bisa digunakan untuk menambah pengetahuan bagi yang menerimanya. Dalam hal ini, data bisa dianggap senagai obyek dan informasi adalah suatu subyek yang bermanfaat bagi penerimanya.

Secara umum,  data yang dimasukkan seorang user ke dalam komputer diklasifikasikan menjadi tiga kelompok, yaitu:

1.    Angka atau disebut dengan alpha numerik

2.    Karakter atau disebut dengan alphabetikal

3.    Simbol atau tanda selain angal dan karakter

4.Hierarki Penyajian data

1. Bit

Merupakan suatu sistem angka biner yang terdiri atas dua nilai, 0 dan 1. Sistem biner merupakan bahasa dasar yang digunakan untuk komunikasi antara manusia dan komputer.

2. Byte/Character

Merupakan satuan data paling kecil. Karakter bisa berbentuk huruf, angka ataupun berbentuk tanda baca/simbol.

3.Field

Merupakan kumpulan dari karakter-karakter yang membentuk suatu arti tertentu. Misalnya, field untuk Nomor Induk Mahasiswa, Nama Mahasiswa, Mata Kuliah.

4.Record

Merupakan kumpulan dari field-field yang membentuk sebuah arti. Misalkan kumpulan field Nomor Induk Mahasiswa, Nama Mahasiswa dan Mata Kuliah yang akhirnya membentuk sebuah record.

5.File

Merupakan kumpulan dari record-record yang membentuk suatu struktur data dan informasi.

6. Database

Merupakan kumpulan file-file yang berhubungan secara logis dan digunakan secara rutin pada operasi-operasi sistem informasi manajemen.

5.Sistem Bilangan

Pada sistem komputer modern, sebuah data direpresentasikan dalam beberapa baris bilangan, yaitu Biner, Desimal, Oktal, dan Hexadesimal. Sehingga dibutuhkan sebuah blok decorder agar data-data yang telah diolah dan diproses oleh suatu sistemkomputer disajikan dalam bentuk yang dipahamu oleh user.

6.Skema Representasi Data

Setiap sistem bilangan memiliki Absolute Value dan Position Value. Absolute Value adalah nilai mutlak dari masing-masing digit bilangan. Position Value adalah nilai penimbang atau bobot dari masing-masing digit bilangan tergantung dari letak posisinya yaitu benilai basis dipangkatkan dengan urutan posisinya.

1.Bilangan Desimal

Sisterm bilangan yang menggunakan basis 10 dan menggunakan 10 macam simbol, yaitu 0-9. Notasinya yaitu(n)₁₀. Contoh bilangan desimal adalah 8598₁₀.

2.Bilangan Biner

Sistem bilangan yang menggunakan basis 2 dan terdiri dari 2 simbol, 0 dan 1. Bilangan biner ini dipopulerkan oleh John Von Neumann. Notasinya (n)₂. Contoh bilangan biner adalah 1001₂.

3.Bilangan Oktal

Sistem bilangan yang menggunakan basis 8 dan teriri dari 8 simbol, 0-7. Notasinya yaitu (n)₈. Contoh bilangan oktal adalah 1022₈.

4.Bilangan Hexadesimal

Sistem bilangan ini menggunakan basis 16 dan terdiri dari 16 simbol: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10(A), 11(B), 12(C), 13(D), 14(E), 15(F). Pada sistem bilangan ini memadukan unsur huruf dan angka. Notasinya yaitu (n)₁₆. Contoh bilangan hexadesimal adalah F3D4₁₆.