Mikroprosessor

      UNIVERSITAS GUNADARMA

Mikroprosessor

Iqbal  Nahaqga A H 

October 10, 2016

1  SE J A R A H PE R K E M B A N G A N KO M P U T E R

Komputer Generasi pertama pada komputer generasi ini masih mengunakan komponen elektronika yang terbuat dari tabung hampa udara, programnya masih mengunakan bahasa mesin, prosesnya lambat dan mempunyai ukuran yang sangat besar. orientasi komputer ini masih sebetas bisnis, pemerintahan dan militer

Komputer generasi kedua pada komputer generasi kedua bahasa yang digunakan adalah bahasa FORTRAN, COBOL dan Algol. kapasaitas memori utama sudah membesar dari generasi sebelumnya. sirkuitnya adalah transitor. dan prosesnya sudah mulai cepat daripada generasi sebelumnya

Komputer generasi ketiga Komputer generasi ketiga merupakan sebuah perkembangan yang sangat pesat dari perkembangan komputer yang ada.  Komputer generasi ketiga muncul sejak  era 1965-1971-an. Transistor yang  dianggap tidak effisien lagi membuat para ilmuan mencari alternatif lain dan kemudian di temukan pada batu kuarsa ( Quartz rock ). Jack Kilby, seorang insinyur di Texas Instrument, mengembangkan sirkuit terintegrasi (IC : integrated circuit) di tahun 1958. Hal ini merupakan sebuah inovasi yang dapat mendongkrak munculnya komputer generasi ketiga.

Komputer generasi keempat Setelah IC ditemukan, perkembangan komputer semakin pesat dan jelas.   Pada tahun 1971 chip INTEL 4004 membawa kemajuan besar dalam dunia IC, intel berhasil memasukan semua komponen dalam sebuah komputer (central processing unit, memori, dan kendali input/output) kedalam sebuah chip tunggal yang sangat kecil, jika sebelumnya IC digunakan untuk mengerjakan pekerjaan tertentu saja maka pada masa ini mikroprosesor dapat diproduksi dan di program untuk menjalankan seluruh kebutuhan yang diinginkan.

Komputer generasi kelima Sejarah perkembangan komputer generasi kelima adalah kom- puter yang kita gunakan sekarang ini dimana pada generasi ini ditandai dengan munculnya:

LSI (Large Scale Integration) yang merupakan pemadatan ribuan microprocessor ke dalam sebuah microprocesor. Selain itu, juga ditandai dengan munculnya microprocessor dan semi conductor.

2  SE J A R A H PE R K E M B A N G A N MI K RO P RO S E S S O R

Sejarah Mikroprosesor Pentium berawal pada tahun 1958, seorang insinyur bernama Jack Kilby yang  bekerja pada Texas Intruments mencoba memecahkan masalah dengan memikirkan sebuah konsep menggabungkan seluruh komponen elektronika dalam satu  blok yang dibuat dari bahan semikonduktor. Terciptalah chip yang pertama, meskipun masih dengan segala kekurangan dan kelemahannya. Beberapa saat  setelah itu, Robert Noyce, yang bekerja pada Fairchild Semiconductor Corporation, menemukan hal serupa, meskipun mereka bekerja pada dua tempat yang berbeda. Sejak penemuan pertama sebuah IC, riset banyak dilakukan untuk menyempurnakan sebuah IC.

IC sendiri dipergunakan untuk bermacam-macam piranti, termasuk televisi, telepon seluler, komputer, mesin-mesin industri, serta berbagai perlengkapan audio dan video. IC sering dikelompokkan berdasar jumlah transistor yang dikandungnya berikut adalah penggolongan IC berdasar jumlah transistor:

•  SSI (small-scale integration) : chip  dengan maksimum 100 komponen elektronik.

•  MSI (medium-scale integration) : chip  dengan 100 sampai 3.000 komponen elektronik.

•  LSI (large-scale integration) : chip  dengan 3.000 sampai 100.000 komponen elektronik.

•  VLSI (very large-scale integration) : chip dengan 100.000 sampai 1.000.000  komponen elektronik.

•  ULSI (ultra  large-scale integration) : chip dengan lebih dari 1 juta komponen elektronik.

3  KO N S E P DA S A R MI K RO KO M P U T E R

Sistem mikrokomputer terdiri dari dari tiga bagian utama, yakni:

1.  Central Processing Unit

•  Central Processing Unit terdiri dari dua bagian utama yakni yakni Control Unit dan Arith- matic Logical Unit (ALU). Control Unit atau unit pengendali berfungsi untuk mengambil, mengkode dan melaksanakan instruksi sebuah program yang tersimpan dalam memori. Unit pengendali atau control unit juga berfungsi untuk mengatur urutan operasi seluruh sistem. Control unit  atau  unit  pengendali berfungsi untuk menghasilkan dan mengatur signal pengendali yang diperlukan untuk menyerempakkan operasi, aliran  dan instruksi program.

•  Arithamtic Logical Unit (ALU) adalah sebuah unit  yang berfungsi untuk melaksanakan operasi matematik dan  operasi-operasi logika.

2.  Memory Unit

Memory Unit  (Unit Penyimpanan) adalah unit-unit yang mengandung program-program yang bersangkutan dan data  yang sedang diolah. Memory utama pada mikrokomputer terdiri dari dua  macam.

•  RAM (Random Access Memory) RAM adalah unit memori yang dapat dibaca dan/atau ditulisi. Data dalam RAM bersifat volatile (akan hilang bila power mati). RAM hanya digunakan untuk menyimpan data sementara, yaitu data yang  tidak begitu penting (tidak masalah bila hilang akibat aliran daya listrik terputus). Ada dua macam RAM yaitu RAM statik dan RAM dinamik. RAM statik adalah flipflopyang terdiri dari  komponen seperti resistor, transistor, dioda dan sebagainya. Setiap 1 bit  informasi tersimpan hingga sel âA˘ IJdialamatkanâA˘ ˙I dan âA˘ IJditulis-hapuskanâA˘ ˙I. Keuntungan dari  RAM statik adalah akses atau jalan masuk yang bebas ke setiap tempat penyimpanan yang diinginkan, dan karena itu kecepatan masuk ke dalam memori terhitung relatif tinggi. RAM dinamik menyimpan bit informasi sebagai muatan. Sel memori elementer dibuat dari kapasistansi gerbang-substrat transistor MOS. Keuntungan RAM dinamik adalah sel-sel memori yang  lebih kecil sehingga memerlukan tempat yang  sempit, sehingga kapasistas RAM dinamik menjadi lebih besar dibanding RAM statik.  Kerugiannya adalah bertambahnya kerumitan pada papan memori, karena diperlukannya rangkaian untuk proses penyegaran (refresh). Proses penyegaran untuk kapasitor ini dilakukan setiap 1 atau 2 mili detik.

•  ROM (Read  Only Memory) ROM merupakan memori yang  hanya dapat dibaca. Data tidak akan terhapus meskipun aliran listrik  terputus (non-volatile). Karena sifatnya, program-program disimpan dalam ROM. Beberapa tipe ROM, yakni :

-  ROM Murni : yaitu  ROM yang sudah diprogram oleh  pabrik atau dapat juga pro- gram  yang diminta untuk diprogramkan ke ROM oleh pabrik.

-  PROM (Programmable Random Access Memory) : ROM jenis ini dapat diprogram sendiri akan  tetapi hanya sekali pakai (tidak  dapat diprogram ulang).

-  EPROM (Erasable Programmable Random Access Memory) : yaitu jenis ROM yang dapat diprogram dan  diprogram ulang.

3.  Input Output (I/O) Unit

Unit yang berhubungan dengan peripheral sistem mikrokomputer. Piranti Input/Output (I/O  interface) dibutuhkan untuk menghubungkan piranti di luar  sistem. I/O dapat mener- ima/memberi data dari/ke mikroprosesor. Untuk menghubungkan antara I/O interface den- gan mikroprosesor dibutuhkan piranti address. Dua macam I/O interface yangdipakai yaitu: serial dan paralel. Piranti serial (UART/universal asynchronous receiver-transmitter) meru- pakan pengirim-penerima tunggal (tak serempak). UART mengubah masukan serial menjadi keluaran paralel dan  mengubah masukan paralel menjadi keluaran serial.  PIO (paralel input output) merupakan pengirim-penerima serempak. PIO dapat diprogram dan menyediakan perantara masukan dan keluaran dasar untuk data paralel 8 bit.

4  TE R M I N O LO G I DA S A R D A L A M M I C RO P RO S E S O R

•  TERMINOLOGI BIT

Bit adalah kependekan dari "Binary Digit", yang berarti digit biner. Binary digit adalah unit satuan terkecil dalam komputasi digital. Komputer tidak menggunakan angka desimal untuk menyimpan data. Semua data komputer disimpan dalam angka-angka biner. Hanya 2 nilai berbeda yang  bisa  dinyatakan satu bit, entah nilai 0 atau nilai  1. Dalam telekomunikasi digital juga  demikian, semua level tegangan diubah menjadi bentuk data biner. Istilah "binary digit" atau "bit" diperkenalkan oleh  John Tukey  di tahun 1947, saat itu ia bekerja sebagai seorang ilmuwan di Bell Laboratories. Sejak saat itu istilah ’bit’ terus digunakan di dunia komputer.

•  TERMINOLOGI ALU

Arithmatic Logical  Unit (ALU), adalah salah satu bagian/komponen dalam sistem di dalam sistem komputer yang  berfungsi melakukan operasi/perhitungan aritmatika dan logika (Contoh operasi aritmatika adalah operasi penjumlahan dan pengurangan, sedangkan contoh operasi logika adalah logika AND dan OR. ALU bekerja besama-sama memori, di mana hasil  dari  perhitungan di dalam ALU di simpan ke dalam memori. Perhitungan dalam ALU menggunakan kode  biner, yang merepresentasikan instruksi yang akan  dieksekusi (opcode) dan  data yang diolah (operand). ALU biasanya menggu- nakan sistem bilangan biner (twoâA˘ Z´ s complement). ALU mendapat data dari register. Kemudian data tersebut diproses dan hasilnya akan  disimpan dalam register tersendiri yaitu ALU.

•  TERMINOLOGI ADDRESS

pengertian address adalah Alamat atau  penanda yang menunjukan lokasi tertentu pada penyimpanan(storage),misal nya label,nomor,atau nama 16-bit address dimulai dari

0000000000000000 sampai dengan 1111111111111111, menghasilkan 65536 kombinasi address yang berbeda

•  TERMINOLOGI ROM DAN RAM

–  RAM RAM adalah unit memori yang dapat dibaca dan/atau ditulisi. Data dalam RAM bersifat volatile  (akan hilang bila power mati). RAM hanya digunakan untuk menyimpan data sementara, yaitu data yang tidak  begitu penting (tidak masalah bila hilang akibat aliran daya listrik  terputus). Ada dua macam RAM yaitu RAM statik dan RAM dinamik. RAM statik adalah flipflopyang terdiri dari  komponen seperti resistor, transistor, dioda dan sebagainya. Setiap 1 bit informasi tersim- pan hingga sel âA˘ IJdialamatkanâA˘ ˙I dan âA˘ IJditulis-hapuskanâA˘ ˙I. RAM dinamik menyimpan bit  informasi sebagai muatan.  Sel memori elementer dibuat dari kapasistansi gerbang-substrat transistor MOS.

–  ROM ROM merupakan memori yang hanya dapat dibaca. Data tidak akan terhapus meskipun aliran listrik terputus (non-volatile). Karena sifatnya, program-program disimpan dalam ROM.

•  TERMINOLOGI REGISTER

Register adalah memori berukuran sangat kecil dengan kecepatan akses  sangat tinggi. jika digunakan untuk menampung hasil  olahan disebut sebagai accumulator. akan disimpan ke main memory sebagai hasil olahan CPU. instruksi pada main memory yang akan diambil atau yang akan diletakkan.

•  TERMINOLOGI BUS

Dalam arsitektur komputer, sebuah bus adalah sebuah subsistem yang mentransfer data atau listrik antar komponen komputer di dalam sebuah komputer atau antar komputer. Tidak seperti hubungan titik-ke-titik, sebuah bus secara logika dapat menghubungkan beberapa alat  dalam satu set kabel yang  sama. Setiap bus  mendefinisikan set konek- tornya ke alat colok fisik, kartu, atau kabel  bersamaan.

5  PE R A N MI K RO KO M P U T E R D A L A M SI S T E M KO M P U T E R

Mikrokomputer dapat dikatakan pula sebagai sebuah mikroprosesor(CPU) dengan di tam- bahkan unit memory serta sistem I/O.Sistem Komputer yang  kita  ketahui dalam kesehar- ian adalah yang terdapat pada PC. Suatu sistem komputer bekerja dengan ditandai adanya interaksi antara komputer dan peripheral (hadware-nya) dengan program dan sistem op- erasi  (softwarenya). Komputer (CPU) adalah otak dari sistem tersebut sedangkan peripheral menghubungkan otak tersebut dengan dunia luar.  Kerja suatu sistem komputer dioperasikan oleh sistem operasi dan program.