I. Pengenalan Arsitektur Komputer, Mikroprosesor dan Mikrokontroler.
- Sejarah Mikroprosesor
Mikroprosesor pertama kali diperkenalkan oleh Intel Corporation pada tahun 1971 berupa sebuah chip Intel 4004. Chip 4004 berupa LSI (Large Scale Integration) yang berisi rangkaian logika yang cukup besar yang mampu menggantikan ratusan rangkaian yang digunakan dalam sistem mikro komputer konvensional yang digunakan pada saat itu. Selanjutnya mikroprosesor tersebut dikembangkan menjadi 8 bit data dengan nama baru 8008. Pada tahun 1972, 8008 digunakan oleh Don Lancaster untuk membuat cikal-bakal personal komputer. 8008 membutuhkan 20 komponen tambahan untuk dapat bekerja penuh sebagai CPU. Lalu pada tahun 1974, 8080 menjadi otak personal pertama komputer yang mana hanya membutuhkan 2 perangkat tambahan untuk bekerja. 8080 disebut sebagai mikroprosesor generasi kedua. Tahun 1978, IBM menciptakan personal komputer PC-XT yang sangat populer menggunakan mikroprosesor 8086 dan 8088. Keduanya mampu menangani data 16 bit.
- Arsitektur Komputer
Definisi Organisasi Komputer adalah bagian yang berhubungan dengan unit – unit operasional dan interkoneksi antar komponen penyusun sistem komputer dalam menjalankan aspek arsitekturalnya. Contoh aspek organisasional adalah teknologi hardware, perangkat antarmuka, teknologi memori, dan sinyal – sinyal kontrol.
Arsitektur komputer lebih membahas pada kajian atribut – atribut sistem komputer yang terkait dengan seorang programmer. Contohnya, set instruksi, aritmetika yang digunakan, teknik pengalamatan, dan mekanisme I/O.
Sistem komputer telah banyak mengalami perubahan. Semula mesin dengan model yang luas telah diubah menjadi sistem komputer desktop kecil karena mikroprosesor. Mikrokomputer adalah suatu sistem mikroprosesor, yang minimum terdiri dari chip mikroprosesor, ROM (Read Only Memori), RAM (Random Access Memori), dan Piranti input-output (I/O device) yang berguna untuk komunikasi antara sistem mikroprosesor dengan piranti yang dikendalikan. Gambar dibawah ini menunjukkan struktur sistem komputer berbasis mikroprosesor.
Blok diagram diatas terdiri dari 3 komponen yaitu mikroprosesor, memori dan sistem perangkat input output, yang saling terkoneksi dengan jalur-jalur yang membawa satu jenis informasi.
- Sistem Mikroprosesor :
Sistem mikroprosesor adalah sistem mikroelektronika yang menggunakan mikroprosesor sebagai unit pemroses sentralnya sedangkan pengertian dari mikroprosesor itu sendiri adalah suatu komponen LSI (Large Scale Integration) yang melaksanakan hampir semua fungsi sebuah prosesor tradisional yaitu melakukan pemrosesan data dan mengendalikan operasi subsistem lainnya dengan meraih instruksi kode biner dari memori, lalu mengkodekan instruksi tersebut menjadi sederetan aksi untuk mengerjakannya. Mikroprosesor mampu menjalankan perintah secara berurutan dalam bentuk program sehingga dapat bekerja sesuai yang diinginkan programer. Perintah atau instruksi yang diberikan pada suatu mikroprosesor harus dapat dimengerti oleh mikroprosesor itu sendiri. Pada umumnya instruksi yang diberikan berupa instruksi terkode biner atau bahasa mesin. Setiap mikroprosesor memiliki kode instruksi yang berbeda-beda sesuai dengan yang diinginkan oleh pabrik pembuatnya. Sehingga suatu program yang ditulis dalam kode instruksi untuk mikroprosesor tertentu tidak dapat dijalankan untuk semua jenis mikroprosesor yang ada. Dalam sistem mikroprosesor terdiri atas unit pengolah pusat (CPU), unit media penyimpan (memori), dan unit masukan dan keluaran. Unit masukan dan keluaran sebagai perantara antara sistem mikroprosesor. Prinsip kerja sistem mikroprosesor adalah mengolah suatu data masukan lalu hasil olahan data tersebut akan menghasilkan keluaran yang dikehendaki. Proses pengolahan datanya dapat difungsikan sesuai dengan instruksi yang diprogramkan. Apabila sistem mikroprosesor tanpa unit masukan dan keluaran maka tidak ada masukan ataupun keluaran dari dan ke sistem, maka sistem hanya bekerja tanpa ada keluaran. Fungsi dasar CPU atau prosesor itu sendiri, yaitu :
- Mengenali lokasi memori tempat instruksi atau data berada.
- Melakukan proses pengambilan instruksi atau data
- Menyimpan sementara instruksi atau data sampai instruksi atau data tersebut dijalankan
- Mengenali, menterjemahkan dan menjalankan setiap instruksi yang diberikan
- Mengkoordinasikan semua proses sehingga dilakukan dalam urutan langkah yang benar
- Mengulangi semua urutan proses selama masih ada instruksi yang harus dijalankan
Untuk melakukan beberapa buah fungsi dasar tersebut, sebuah prosesor dibangun dengan komponen-komponen dasar, yaitu ALU (Arithmetic Logic Unit), sistem bus internal, Control Unit (CU), dan beberapa buah register internal.
- Mikrokontroler
Perkembangan teknologi elektronika digital telah berkembang dengan pesatnya di berbagai bidang, seperti bidang industri, bidang kedokteran, dll. Penggunaan teknologi mikrokontroler dirasakan cukup ampuh dalam menyelesaikan permasalahan elektronika digital dikarenakan memiliki kemudahan dalam pemrograman untuk mengendalikan input-output. Mikrokontroler dianggap sebagai suatu terobosan dari teknologi mikroprosesor dan mikrokomputer. Mikrokontroler lahir sebagai teknologi baru yang memiliki semikonduktor dengan kandungan transistor yang lebih banyak namun hanya membutuhkan ruang yang kecil sehingga harganya menjadi lebih murah dibandingkan dengan mikroprosesor.
Mikrokontroler adalah sistem mikroprosesor yang terkandung didalam sebuah chip. Cara kerja dari mikrokontroler dijelaskan sebagai siklus pembacaan instruksi yang tersimpan di dalam memori. Mikrokontroler menentukan alamat dari memori program yang akan dibaca dan melakukan proses baca data di memori. Data yang dibaca tersebut disebut sebagai instruksi. Alamat dari instruksi tersebut akan disimpan oleh mikrokontroler di register atau yang dikenal dengan program counter.
Sekilas mikrokontroler hampir sama dengan mikroprosesor namun mikrokontroler umumnya telah berisi sistem minimal mikroprosesor yaitu memori dan antarmuka I/O, seperti yang telah dijelaskan pada bagian mikroprosesor diatas. Mikrokontroler memiliki komponen yang sudah terintegrasi didalamnya, sedangkan pada mikroprosesor komponen tersebut tidak terintegrasi. Gambar dibawah ini merupakan blok diagram perbedaan antara sistem mikroprosesor dan sistem mikrokontroler.
