TEKNIK INFORMATIKA PERTANIAN Topik Pembahasan: Piranti Keras (Hardware) Sistem Informasi oleh: Prof DR Ir Kudang B Seminar, MSc Ir M Solahudin, MS DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2010
1 Perangkat Keras (Hardweare) SI Komponen hardware SI (lihat Gambar 1 Handout TI-01doc) meliputi: (1) Komponen Input: yang digunakan untuk melakukan entri data atau instruksi ke dalam sistem komputer (2) Komponen Output: yang digunakan untuk menampilkan data dari sistem komputer ke dunia luar ( user atau mesin) (3) Komponen Pengolah (Prosesor): yang digunakan untuk melakukan pengolahan data dan eksekusi instruksi (program) (4) Komponen : yang digunakan untuk menyimpan data dan instruksi dalam bentuk elektronik dalam sistem komputer 1 Komponen Input Komponen input meliputi keyboard, mouse, scanner, camera, mikropon, digitizer, layar sentuh, CD driver, tape driver, disk driver, light pen, bar code scanner, modem (modulator/demodulator), dan ADC (Analog to Digital Converter), berbagai transduser/sensor elektronik yang dapat di link ke sistem komputer melalui sistem anatar muka (interface) Trend penggunaan komponen input dipengaruhi oleh metoda dan tujuan pemasukan data dari luar ke sistem komputer Beberapa pertimbangan yang menentukan pemilihan dan penggunaan komponen input adalah: Kecepatan: berapa lama waktu yang digunakan untuk data entri untuk data; perlu diperhitungkan untuk aplikasi yang kritis dan sensitif terhadap kecepatan data entri Kemudahan: kemudahan penggunaan komponen input untuk jenis data tertentu serta kondisi dan situasi entri data Keandalan dan keamanan: rentan tidaknya terhadap terjadinya kesalahan dan kerusakan Kesesuaian dengan dengan jenis data (teks, citra, audio) dan penggunaan: jenis data dan pekerjaan tertentu memerlukan komponen input tertentu yang tidak dapat atau sulit dilakukan dengan komponen input lain Untuk aplikasi multimedia yang melibatkan data dalam berbagai bentuk dan jenis (teks, gambar, suara, video) perlu menggunakan kombinasi berbagai komponen input Obyektivitas dan akurasi: sedapat mungkin bebas dari subyektivitas manusia dan dapat menjamin tingkat akurasi tertentu untuk pemasukan data Bebas intervensi manusia: sedapat mungkin data entri dapat dilakukan secara langsung tanpa intervensi manusia yang mudah bias, lelah, dan salah Durasi: ketahanan penggunaan dalam perioda yang lama 2 Komponen Ouput Komponen ouput meliputi monitor (display terminal), speaker, printer, plotter, CD driver, tape driver, disk driver, modem (modulator/demodulator), dan DAC (Digital to Analog Converter), TV Monitor, berbagai instrumen kontrol sebagai aktuator (misalnya motor penggerak, pengatur suhu, PH, kelembababan, mesin pemotong, mesin pengebor, mesin pembuka aliran fluida atau gas, tangan robot, kaki robot, mesin pengupas, mesin pembubut, mesin pengepres, mesin pelumat dan pemeras Beberapa pertimbangan yang menentukan pemilihan dan penggunaan komponen input adalah: Kecepatan: berapa lama waktu yang digunakan untuk data entri untuk data; perlu diperhitungkan untuk aplikasi yang kritis dan sensitif terhadap kecepatan penyajian data
2 Kemudahan: kemudahan penggunaan komponen output untuk jenis data tertentu serta kondisi dan situasi penyajian data Keandalan dan keamanan: rentan tidaknya terhadap terjadinya kesalahan dan kerusakan Kesesuaian dengan dengan jenis data (teks, citra, audio) dan penggunaan: jenis data dan pekerjaan tertentu memerlukan komponen output tertentu yang tidak dapat atau sulit dilakukan dengan komponen output lain Untuk aplikasi multimedia yang melibatkan data dalam berbagai bentuk dan jenis (teks, gambar, suara, video) perlu menggunakan kombinasi berbagai komponen output Obyektivitas dan akurasi: sedapat mungkin bebas dari subyektivitas manusia dan dapat menjamin tingkat akurasi tertentu untuk pemasukan data Bebas intervensi manusia: sedapat mungkin penyajian data dapat dilakukan secara langsung tanpa intervensi manusia yang mudah bias, lelah, dan salah Durasi: ketahanan penggunaan dalam perioda yang lama 3 Komponen Pengolah (Prosesor) Komponen pengolah pada sistem komputer yang utama adalah CPU (Central Processing Unit): yang terdiri dari dua sub-komponen fungsional utama yaitu (1) ALU (Arithmatic Logic Unit) yang melakukan operasi aritmatik dan logik, (2) Unit Kontrol yang melakukan interpretasi dan penjadwalan instruksi yang dieksekusi oleh sistem komputer (Gambar 8) Unit I/O Prosesor (CPU) Gambar 8 Organisasi komponen hardware komputer Arsitektur komputer yang paling awal diusulkan oleh von Neumann yang hingga saat ini diadopsi oleh komputer modern seperti disajikan pada Gambar 9 Unit Kontrol Bus internal Unit ALU (Arithmatic Logic) Unit) CPU Unit I/O Unit I/O Internal Bus eksternal CRT, keyboard mouse, keyboard eksternal eksternal Printer, Plotter Gambar 9 Arsitektur komputer modern (Wear et al 1991)
3 Kinerja komponen prosesor ditentukan oleh kecepatan pengolahan (processing speed) yang sering dinyatkan dalam satuan MHz (Mega Hertz) untuk menunukkan kecepatan CPU cycle (clock speed) atau dalam satuan MIPs (Million Instructions Per Second) untuk menentukan kecepatan eksekusi suatu instruksi Satuan ukuran lain yang digunakan untuk menentukan kecepatan olah yang melibatkan data bilangan pecahan (floating point) adalah FLOPs (Floating Point Operation Per Second) Upaya manusia untuk menambah kecepatan olah adalah dengan membuat multiprosesor dalam satu sistem kopmputer, sehingga multiprosesor tersebut dapat melakukan beberapa pekerjaan secara simultan Beberapa pilihan multiprosesor adalah: support processor, coupled processor, dan parallel processor Upaya lain untuk menambah kecepatan komputer adalah dengan merancang prosesor dengan sejumlah instruksi yang telah disederhanakan sehingga mempercepat proses interpretasi dan eksekusinya Salah satu contoh prosesor ini adalah kelompok prosesor RISC (Reduced Instruction Set Computer), yang berbeda dengan CISC (Complex Reduced Instruction Set Computer) Berdasarkan kecepatan prosesornya, sistem komputer dibagi dalam 3 kategori: (1) mainframe (super komputer), (2) midrange komputer (mini komputer), (3) mikrokomputer 4 Komponen Unit memori meliputi unit memori internal (main mamory) dan memori eksternal (secondary mamory) internal meliputi RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), Register, Cache Sedangkan memori eksternal meliputi harddisk, floppy disk, CD ROM, diskette, optical disk, magnetic disk, magnetic tape Perbedaan antara ekternal dan internal memori disajikan pada Tabel 1 Tabel 1 Perbedaan antara memori internal dan eksternal Features Internal Memory External Memory Kapasitas penyimpanan Kecil Besar Keceptan akses Tinggi Rendah Sifat penyimpanan Volatile (hanya ada selama sistem Non-volatile komputer hidup) Koneksi ke CPU Langsung Tak langsung Komponen penyusun Semiconductor (fully electronic) Mekatronik Jenis data Data atau instruksi yang siap di eksekusi oleh CPU Data yang belum siap dieksekusi oleh CPU Satuan kapsitas memori adalah KB (Kilobyte) atau MB (Megabyte) atau GB (Gigabyte) dimana 1 byte = 8 bits (binary digits) Sedangkan kecepatan aksesnya dinyatakan dalam kbps (kilobyte per second) Berdasarkan metoda aksesnya, memori dibagi menjadi memori sekuensial (misalnya pita/tape) dan memori random (acak) yang memungkinkan pengaksesan data secara acak/langsung pada alamat/lokasi yang diminta dalam waktu yang cepat internal umumnya menggunakan pengaksesan secara acak (random)
4 RAM dan ROM termasuk dalam memori semikonduktor (semiconductor memory) yang merupakan rangkaian terpadu (integrated circulit) yang dikemas dalam bentuk chip baik dalam skala kecil (medium-scale integration/msi) maupun skala besar (Large Scale Integration/LSI) dan skala sangat besar (Very Large Scale Integration/VLSI) Beberapa keunggulan dari memori semi konduktor adalah: Ukuran kecil Kecepatan akses tinggi Tahan terhadap suhu dan goncangan Untuk penyimpanan data multimedia yang meliputi gambar, suara, video yang memakan tempat cukup besar, digunakan CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory) atau WORM (Write Once Read Many) S E L E S A I