Bagaimana komputer bekerja
Memori
Di sistem ini,
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.
Pemrosesan
Unit Pengolah Pusat atau
CPU
(Central processing Unit) berperan untuk memproses perintah yang diberikan oleh
pengguna komputer, mengelolanya bersama data-data yang ada di komputer. Unit
atau peranti pemprosesan juga akan berkomunikasi dengan peranti input , output
dan storage untuk melaksanakan instruksi yang saling terkait.
Dalam arsitektur von Neumann yang asli, ia menjelaskan sebuah Unit Aritmatika
dan Logika, dan sebuah Unit Kontrol. Dalam komputer-komputer modern, kedua unit
ini terletak dalam satu sirkuit terpadu (IC - Integrated Circuit), yang
biasanya disebut CPU (Central Processing Unit).
Unit Aritmatika dan Logika,
atau Arithmetic Logic Unit (ALU), adalah alat yang melakukan pelaksanaan dasar
seperti pelaksanaan aritmatika (tambahan, pengurangan, dan semacamnya),
pelaksanaan logis (
AND,
OR, NOT), dan pelaksanaan perbandingan (misalnya, membandingkan isi
sebanyak dua slot untuk kesetaraan). Pada unit inilah dilakukan
"kerja" yang sebenarnya.
Unit
kontrol menyimpan perintah saat ini yang dilakukan oleh komputer,
memerintahkan ALU untuk melaksanaan dan mendapatkan kembali informasi (dari
memori) yang diperlukan untuk melaksanakan perintah itu, dan memindahkan
kembali hasil ke lokasi memori yang sesuai. Unit ini berfungsi mengontrol
pembacaan instruksi program komputer.
Masukan dan hasil
I/O
membolehkan komputer mendapatkan informasi dari dunia luar, dan menaruh hasil
kerjanya di sana, dapat berbentuk fisik (hardcopy) atau non fisik (softcopy).
Ada berbagai macam alat I/O, dari yang akrab
keyboard,
monitor dan
disk drive, ke yang lebih tidak biasa
seperti
webcam (kamera web,
pencetak, pemindai, dan sebagainya.
Yang dimiliki oleh semua alat masukan biasa ialah bahwa mereka meng-
encode (mengubah) informasi dari suatu macam ke
dalam
data yang bisa
diolah lebih lanjut oleh sistem komputer digital. Alat output, men-
decode data ke dalam informasi yang bisa
dimengerti oleh pemakai komputer. Dalam pengertian ini, sistem komputer digital
adalah contoh
sistem pengolah data.
Instruksi
Perintah yang dibicarakan di atas bukan perintah seperti bahasa manusiawi.
Komputer hanya mempunyai perintah sederhana dalam jumlah terbatas yang
dirumuskan dengan baik. Perintah biasa yang dipahami kebanyakan komputer ialah
"menyalin isi sel 123, dan tempat tiruan di sel 456", "menambahkan
isi sel 666 ke sel 042, dan tempat akibat di sel 013", dan "jika isi
sel 999 adalah 0, perintah berikutnya anda di sel 345".
Instruksi diwakili dalam komputer sebagai nomor - kode untuk
"menyalin" mungkin menjadi 001, misalnya. Suatu himpunan perintah
khusus yang didukung oleh komputer tertentu diketahui sebagai
bahasa mesin
komputer. Dalam praktiknya, orang biasanya tidak menulis perintah untuk
komputer secara langsung di bahasa mesin tetapi memakai
bahasa pemrograman "tingkat tinggi" yang kemudian
diterjemahkan ke dalam bahasa mesin secara otomatis oleh program komputer
khusus (interpreter dan kompiler). Beberapa bahasa pemrograman berhubungan erat
dengan bahasa mesin, seperti
assembler
(bahasa tingkat rendah); di sisi lain, bahasa seperti
Prolog didasarkan pada prinsip abstrak
yang jauh dari detail pelaksanaan sebenarnya oleh mesin (bahasa tingkat tinggi)
Arsitektur
Komputer kontemporer menaruh
ALU
dan
unit kontrol ke
dalam satu
sirkuit
terpadu yang dikenal sebagai
Unit Pemroses Sentral atau
CPU. Biasanya, memori komputer
ditempatkan di atas beberapa sirkuit terpadu yang kecil dekat UPS. Alat yang
menempati sebagian besar ruangan dalam komputer adalah ancilliary sistem
(misalnya, untuk menyediakan tenaga listrik) atau alat I/O.
Beberapa komputer yang lebih besar berbeda dari model di atas di satu hal
utama - mereka mempunyai beberapa UPS dan unit kontrol yang bekerja secara
bersamaan. Terlebih lagi, beberapa komputer, yang dipakai sebagian besar untuk
maksud penelitian dan perkomputeran ilmiah, sudah berbeda secara signifikan
dari model di atas, tetapi mereka sudah menemukan sedikit penggunaan komersial.
Fungsi dari komputer secara prinsip sebenarnya cukup sederhana. Komputer
mencapai perintah dan data dari memorinya. Perintah dilakukan, hasil disimpan,
dan perintah berikutnya dicapai. Prosedur ini berulang sampai komputer
dimatikan.
Program
Program
komputer adalah daftar besar perintah untuk dilakukan oleh komputer,
barangkali dengan data di dalam tabel. Banyak program komputer berisi jutaan
perintah, dan banyak dari perintah itu dilakukan berulang kali. Sebuah komputer
pribadi modern yang umum (pada tahun
2003)
bisa melakukan sekitar 2-3
miliar
perintah dalam sedetik. Komputer tidak mendapat kemampuan luar biasa mereka
lewat kemampuan untuk melakukan perintah kompleks. Tetapi, mereka melakukan
jutaan perintah sederhana yang diatur oleh orang pandai, pemrogram.
"Programmer Baik memperkembangkan set-set perintah untuk melakukan tugas
biasa (misalnya, menggambar titik di layar) dan lalu membuat set-set perintah
itu tersedia kepada programmer lain." Dewasa ini, kebanyakan komputer
kelihatannya melakukan beberapa program sekaligus. Ini biasanya diserahkan ke
sebagai
tugas ganda. Pada
kenyataannya, UPS melakukan perintah dari satu program, kemudian setelah
beberapa saat, UPS beralih ke program kedua dan melakukan beberapa perintahnya.
Jarak waktu yang kecil ini sering diserahkan ke sebagai irisan waktu (
time-slice). Ini menimbulkan khayal
program lipat ganda yang dilakukan secara bersamaan dengan memberikan waktu UPS
di antara program. Ini mirip bagaimana film adalah rangkaian kilat saja masih
membingkaikan.
Sistem
operasi adalah program yang biasanya menguasai kali ini membagikan
Sistem
operasi
Sistem operasi
ialah semacam gabungan dari potongan kode yang berguna. Ketika semacam kode
komputer dapat dipakai secara bersama oleh beraneka-ragam program komputer,
setelah bertahun-tahun, pemrogram (programmer) akhirnya memindahkannya ke dalam
sistem operasi.
Sistem operasi, menentukan program mana yang akan dijalankan, kapan, dan
alat yang mana (seperti memori atau I/O) yang mereka gunakan. Sistem operasi
juga memberikan layanan (service) kepada program lain, seperti kode yang
membolehkan pemrogram untuk menulis program untuk suatu mesin tanpa perlu
mengetahui detail dari semua alat elektronik yang terhubung pada komputer.
