Arsitektur atmega16

 ARSITEKTUR  ATmega16

               Mikrokontroler adalah sebuah sistem komputer lengkap dalam satu chip.  Mikrokontroler lebih dari sekedar sebuah mikroprosesor karena sudah terdapat atau berisikan ROM (Read-Only Memory), RAM (Read-Write Memory), beberapa port masukan maupun keluaran, dan beberapa peripheral seperti pencacah/pewaktu, ADC (Analog to Digital converter), DAC (Digital to Analog converter) dan serial komunikasi.  Salah satu mikrokontroler yang banyak digunakan saat ini yaitu mikrokontroler AVR.  AVR adalah mikrokontroler RISC (Reduce Instuction Set Compute) 8 bit berdasarkan arsitektur Harvard.  Secara umum mikrokontroler AVR dapat dapat dikelompokkan menjadi 3 kelompok, yaitu keluarga AT90Sxx, ATMega dan ATtiny.  Pada dasarnya yang membedakan masing-masing kelas adalah memori, peripheral, dan fiturnya Seperti mikroprosesor pada umumnya, secara internal mikrokontroler ATMega16 terdiri atas unit-unit fungsionalnya Arithmetic and Logical Unit (ALU), himpunan register kerja, register dan dekoder instruksi, dan pewaktu serta komponen kendali lainnya.  Berbeda dengan mikroprosesor, mikrokontroler menyediakan memori dalam chip yang sama dengen prosesornya (in chip).

• Arsitektur ATMega16

          Mikrokontroler ini menggunakan arsitektur Harvard yang memisahkan memori program dari memori data, baik bus alamat maupun bus data, sehingga pengaksesan program dan data dapat dilakukan secara bersamaan (concurrent), adapun blog diagram arsitektur ATMega16.  Secara garis besar mikrokontroler ATMega16 terdiri dari :

1.  Arsitektur RISC dengan throughput mencapai 16 MIPS pada frekuensi 16Mhz.
2.  Memiliki kapasitas Flash memori 16Kbyte, EEPROM 512 Byte, dan SRAM 1Kbyte
3.  Saluran I/O 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C, dan Port D.
4.  CPU yang terdiri dari 32 buah register.
5.  User interupsi internal dan eksternal
6.  Port antarmuka SPI dan Port USART sebagai komunikasi serial
7.  Fitur Peripheral

•     •    Dua buah 8-bit timer/counter dengan prescaler terpisah dan mode compare
      •    Satu buah 16-bit timer/counter dengan prescaler terpisah, mode compare, dan mode capture
      •    Real time counter dengan osilator tersendiri
      •    Empat kanal PWM dan Antarmuka komparator analog
      •    8 kanal, 10 bit ADC
      •    Byte-oriented Two-wire Serial Interface
      •    Watchdog timer dengan osilator internal

Blok Diagram ATMega16

• Konfigurasi Pin ATMega16

    Konfigurasi pin mikrokontroler Atmega16 dengan kemasan 40.

 Dari gambar tersebut dapat terlihat ATMega16 memiliki 8 Pin untuk masing-masing Port A, Port B, Port  C, dan Port D.

Konfigurasi PIN ATMega16  SMD

Konfigurasi PIN ATMega16  PDIP

• Deskripsi Mikrokontroler ATMega16

•    VCC (Power Supply) dan GND(Ground)

•    Port A (PA7..PA0)
Port A berfungsi sebagai input analog pada konverter A/D.  Port A juga sebagai suatu port I/O 8-bit dua arah, jika A/D konverter tidak digunakan.  Pin - pin Port dapat menyediakan resistor internal pull-up (yang dipilih untuk masing-masing bit).  Port A output buffer mempunyai karakteristik gerakan simetris dengan keduanya sink tinggi dan kemampuan sumber.  Ketika pin PA0 ke PA7 digunakan sebagai input dan secara eksternal ditarik rendah, pin–pin akan memungkinkan arus sumber jika resistor internal pull-up diaktifkan.  Port A adalah tri-stated manakala suatu kondisi reset menjadi aktif, sekalipun waktu habis.

•    Port B (PB7..PB0)
Pin B adalah suatu pin I/O 8-bit dua arah dengan resistor internal pull-up (yang dipilih untuk beberapa bit).  Pin B output buffer mempunyai karakteristik gerakan simetris dengan keduanya sink tinggi dan kemampuan sumber.  Sebagai input, Pin B yang secara eksternal ditarik rendah akan arus sumber jika resistor pull-up diaktifkan.  Pin B adalah tri-stated manakala suatu kondisi reset menjadi aktif, sekalipun waktu habis.

•    Port C (PC7..PC0)
Pin C adalah suatu pin I/O 8-bit dua arah dengan resistor internal pull-up (yang dipilih untuk beberapa bit).  Pin C output buffer mempunyai karakteristik gerakan simetris dengan keduanya sink tinggi dan kemampuan sumber.  Sebagai input, pin C yang secara eksternal ditarik rendah akan arus sumber jika resistor pull-up diaktifkan.  pin C adalah tri-stated manakala suatu kondisi reset menjadi aktif, sekalipun waktu habis.

•    Port D (PD7..PD0)
Pin D adalah suatu pin I/O 8-bit dua arah dengan resistor internal pull-up (yang dipilih untuk beberapa bit).  Pin D output buffer mempunyai karakteristik gerakan simetris dengan keduanya sink tinggi dan kemampuan sumber.  Sebagai input, pin D yang secara eksternal ditarik rendah akan arus sumber jika resistor pull-up diaktifkan.  Pin D adalah tri-stated manakala suatu kondisi reset menjadi aktif, sekalipun waktu habis.
•    RESET (Reset input) 
•    XTAL1 (Input Oscillator)
•    XTAL2 (Output Oscillator)
•    AVCC adalah pin penyedia tegangan untuk Port A dan Konverter A/D.
•    AREF adalah pin referensi analog untuk konverter A/D.

• Peta Memori ATMega16

             Memori Program    Arsitektur ATMega16 mempunyai dua memori utama, yaitu memori data dan memori program.  Selain itu, ATMega16 memiliki memori EEPROM untuk menyimpan data.  ATMega16 memiliki 16K byte On-chip In-System Reprogrammable Flash Memory untuk menyimpan program.  Instruksi ATMega16 semuanya memiliki format 16 atau 32 bit, maka memori flash diatur dalam 8K x 16 bit.  Memori flash dibagi kedalam dua bagian, yaitu bagian program boot dan aplikasi. Bootloader adalah program kecil yang bekerja pada saat sistem dimulai yang dapat memasukkan seluruh program aplikasi ke dalam memori prosesor.

•   Memori Data (SRAM)

             Memori data AVR ATMega16 terbagi menjadi 3 bagian, yaitu 32 register umum, 64 buah register I/O dan 1 Kbyte SRAM internal.  General purpose register menempati alamat data terbawah, yaitu $00 sampai $1F.  Sedangkan memori I/O menempati 64 alamat berikutnya mulai dari $20 hingga $5F.  Memori I/O merupakan register yang khusus digunakan untuk mengatur fungsi terhadap berbagai fitur mikrokontroler seperti kontrol register, timer/counter, fungsi-fungsi I/O, dan sebagainya.  1024 alamat berikutnya mulai dari $60 hingga $45F digunakan untuk SRAM internal.

Peta Memori Data ATMega16

•   Memori Data EEPROM

               ATMega16 terdiri dari 512 byte memori data EEPROM 8 bit, data dapat ditulis/dibaca dari memori ini, ketika catu daya dimatikan, data terakhir yang ditulis pada memori EEPROM masih tersimpan pada memori ini, atau dengan kata lain memori EEPROM bersifat nonvolatile.  Alamat EEPROM mulai dari $000 sampai $1FF.

•   Analog To Digital Converter

   AVR ATMega16 merupakan tipe AVR yang telah dilengkapi dengan 8 saluran ADC internal dengan resolusi 10 bit.  Dalam mode operasinya, ADC dapat dikonfigurasi, baik single ended input maupun differential input.  Selain itu, ADC ATMega16 memiliki konfigurasi pewaktuan, tegangan referensi, mode operasi, dan kemampuan filter derau (noise) yang amat fleksibel sehingga dapat dengan mudah disesuaikan dengan kebutuhan dari ADC itu sendiri.  ADC pada ATMega16 memiliki fitur-fitur antara lain :

•     •    AREF adalah pin referensi analog untuk konverter A/D.
      •    Resolusi mencapai 10-bit
      •    Akurasi mencapai ± 2 LSB
      •    Waktu konversi 13-260μs
      •    8 saluran ADC dapat digunakan secara bergantian
      •    Jangkauan tegangan input ADC bernilai dari 0 hingga VCC
      •    Disediakan 2,56V tegangan referensi internal ADC
      •    Mode konversi kontinyu atau mode konversi tunggal
      •    Interupsi ADC complete
      •    Sleep Mode Noise canceler

Proses inisialisasi ADC meliputi proses penentuan clock, tegangan referensi, formal data keluaran, dan modus pembacaan.  Register-register yang perlu diatur adalah sebagai berikut:
•    ADC Control and Status Register A – ADCSRA.
ADEN :      1 = adc enable, 0 = adc disable
ADCS :     1 = mulai konversi, 0 = konversi belum terjadi
ADATE :    1 = auto trigger diaktifkan, trigger berasal dari sinyal yang dipilih (set pada trigger SFIOR bit ADTS).  ADC akan start konversi pada edge positif   sinyal trigger.
ADIF :     Diset ke 1, jika konversi ADC selesai dan data register ter-update.  Namun ADC Conversion Complete Interrupt dieksekusi jika bit ADIE dan bit-I dalam register SREG diset.
ADIE :     Diset 1, jika bit-I dalam register SREG di-set.
ADPS[0..2]:    Bit pengatur clock ADC, faktor pembagi 0 … 7 = 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128.

•    ADC Multiplexer-ADMUX
REFS 0, 1 : Pemilihan tegangan referensi ADC
00 : Vref   = Aref
01 : vref    = AVCC dengan eksternal capasitor pada AREF
10 : vref = internal 2.56 volt dengan eksternal kapasitor pada AREF
ADLAR : Untuk setting format data hasil konversi ADC, default = 0

•    Special Function IO Register-SFIOR
SFIOR merupakan register 8 bit pengatur sumber picu konversi ADC, apakah dari picu eksternal atau dari picu internal.

ADTS[0...2] : Pemilihan trigger (pengatur picu) untuk konversi ADC, bit-bit ini akan berfungsi jika bit ADATE pada register ADCSRA bernilai 1.  Konfigurasi bit
ADTS[0...2] : dapat dilihat pada Tabel 2.1.
ADHSM    : 1.  ADC high speed mode enabled.  Untuk operasi ADC, bit ACME, PUD, PSR2 dan PSR10 tidak diaktifkan.

Pemilihan Sumber Picu ADC

 Fitur :
• Kinerja tinggi, rendah daya AVR ® 8-bit Microcontroller
• Advanced RISC Arsitektur
- 131 Instruksi Powerfull - Most Single-clock Cycle Execution
- 32 x 8 Register General Purpose Working
- Operasi Statis Penuh
- Sampai dengan 16 MIPS throughput pada 16 MHz
- 2-siklus Multiplier berada pada chipnya

• Ketahanan Tinggi segmen memori Non-volatile
- 16K Bytes pemograman memori flash didalam sistemnya
- 512 Bytes EEPROM
- 1K Byte internal SRAM
- Menulis / Menghapus dengan Siklus: 10.000 Flash/100, 000 EEPROM
- Data retensi: 20 tahun pada 85 ° C/100 tahun pada 25 ° C (1)
- Boot Kode Bagian Opsional dengan Bits Lock Independen

• Pemrograman didalam sistem secara On-chip Program Boot
• Baca-Tulis-Saat beroperasi

- Programming Lock untuk Keamanan Software

• JTAG (IEEE std 1149,1 Compliant.) Interface
- Batas-scan Kemampuan Menurut Standar JTAG
- Ekstensif On-chip Dukungan Debug
- Pemrograman Flash, EEPROM, Sekering, dan Lock Bits melalui Antarmuka JTAG

• Fitur Peripheral
- Dua 8-bit Timer / Counter dengan Prescalers terpisah dan Mode Bandingkan
- Satu 16-bit Timer / Counter dengan Prescaler terpisah, Mode Bandingkan, dan Capture
Mode
- Counter Real Time dengan Osilator terpisah
- Empat PWM Channels
- 8-channel, 10-bit ADC

• 8 Single-ended Saluran
• 7 Differential Saluran dalam Paket TQFP Hanya
• 2 Differential Saluran dengan Gain Programmable pada 1x, 10x, atau 200x

- Byte-oriented Antarmuka Dua-kawat Serial
- Serial USART Programmable
- Master / Slave SPI Serial Interface
- Timer Programmable Watchdog On-chip dengan Oscillator terpisah 
- Komparator Analog On-chip 

• Fitur Khusus Mikrokontroler
- Power-on Reset dan Programmable Brown-out Detection
- RC Oscillator internal yang Dikalibrasi
- Interrupt Sumber Eksternal dan Internal
- Enam Sleep Mode: Idle, ADC Noise Reduction, Power-save, Power-down, Standby
dan siaga diperpanjang

• I / O dan Paket
- 32 Programmable I / O
- 40-pin PDIP, 44-lead TQFP, dan 44-pad QFN / MLF

• Operasi Tegangan
- 2.7 - 5.5V untuk ATmega16L
- 4.5 - 5.5V untuk ATmega16

• Kelas Kecepatan
- 0 - 8 MHz untuk ATmega16L
- 0 - 16 MHz untuk ATmega16

• Konsumsi Daya @ 1 MHz, 3V, dan 25 ° C untuk ATmega16L
- Aktif: 1,1 mA
- Diam Mode: 0,35 mA
- Power-down Mode: <1 p="p">

MODE PENGALAMATAN

         Metode pengalamatan adalah bagaimana cara menunjuk dan  mengalamati suatu lokasi memori pada  sebuah alamat di mana operand akan diambil. Mode pengalamatan diterapkan pada set instruksi, pengalamatan memberikan fleksibilitas khusus yang sangat penting. Mode pengalamatan ini meliputi direct addressing, indirect addressing, dan immediate addressing. Tujuan yang mempengaruhi arsitektur komputer ketika memilih mode pengalamatan:

• Mengurangi panjang instruksi dengan mempunyai medan yang pendek untuk alamat.
• Menyediakan bantuan yang tangguh kepada pemrogram untuk penanganan data kompleks seperti pengindeksan sebuah array, control loop, relokasi program dan sebagainya.

Teknik Pengalamatan

1. Immediate Addressing
2. Direct Addressing
3. Indirect Addressing
4. Register addressing
5. Register indirect addressing
6. Displacement addressing
7. Stack addressing

A. Immediate Addressing (Pengalamatan Segera)

Adalah bentuk pengalamatan yang paling sederhana.

Penjelasan :

• Operand benar-benar ada dalam instruksi atau bagian dari intsruksi
• Operand sama dengan field alamat
• Umumnya bilangan akan disimpan dalam bentuk complement dua
• Bit paling kiri sebagai bit tanda
• Ketika operand dimuatkan ke dalam register data, bit tanda digeser ke kiri hingga maksimum word data

Keuntungan :

• Tidak adanya referensi memori selain dari instruksi yang diperlukan untuk memperoleh operand
• Menghemat siklus instruksi sehingga proses keseluruhanakan akan cepat

Kekurangan :

• Ukuran bilangan dibatasi oleh ukuran field

Contoh :

ADD 7 ; tambahkan 7 pada akumulator

B. Direct Addressing (Pengalamatan Langsung)

Penjelasan :

• Teknik ini banyak digunakan pada komputer lama dan komputer kecil
• Hanya memerlukan sebuah referensi memori dan tidak memerlukan kalkulus khusus

Kelebihan :

• Field alamat berisi efektif address sebuah operand

Kekurangan :

• Keterbatasan field alamat karena panjang field alamat biasanya lebih kecil dibandingkan panjang word

Contoh :

ADD A ; tambahkan isi pada lokasi alamat A ke akumulator

C. Indirect Addressing (Pengalamatan tak langsung)

Penjelasan :

• Merupakan mode pengalamatan tak langsung
• Field alamat mengacu pada alamat word di alamat memori, yang pada gilirannya akan berisi alamat operand yang panjang

Kelebihan :

• Ruang bagi alamat menjadi besar sehingga semakin banyak alamat yang dapat referensi

Kekurangan :

• Diperlukan referensi memori ganda dalam satu fetch sehingga memperlambat proses operasi

Contoh :

ADD (A) ; tambahkan isi memori yang ditunjuk oleh isi alamat A ke akumulator

D. Register addressing (Pengalamatan Register)

Penjelasan :

• Metode pengalamatan register mirip dengan mode pengalamatan langsung
• Perbedaanya terletak pada field alamat yang mengacu pada register, bukan pada memori utama
• Field yang mereferensi register memiliki panjang 3 atau 4 bit, sehingga dapat mereferensi 8 atau 16 register general purpose

Keuntungan :

• Diperlukan field alamat berukuran kecil dalam instruksi dan tidak diperlukan referensi memori
• Akses ke register lebih cepat daripada akses ke memori, sehingga proses eksekusi akan lebih cepat

Kerugian :

• Ruang alamat menjadi terbatas

Contoh :

E. Register indirect addressing (Pengalamatan tak-langsung register)

Penjelasan :

• Metode pengalamatan register tidak langsung mirip dengan mode pengalamatan tidak langsung
• Perbedaannya adalah field alamat mengacu pada alamat register
• Letak operand berada pada memori yang dituju oleh isi register
• Keuntungan dan keterbatasan pengalamatan register tidak langsung pada dasarnya sama dengan pengalamatan tidak langsung
• Keterbatasan field alamat diatasi dengan pengaksesan memori yang tidak langsung sehingga alamat yang dapat direferensi makin banyak
• Dalam satu siklus pengambilan dan penyimpanan, mode pengalamatan register tidak langsung hanya menggunakan satu referensi memori utama sehingga lebih cepat daripada mode pengalamatan tidak langsung

Contoh :

F. Displacement addressing

Penjelasan :

• Menggabungkan kemampuan pengalamatan langsung dan pengalamatan register tidak langsung
• Mode ini mensyaratkan instruksi memiliki dua buah field alamat, sedikitnya sebuah field yang eksplisit
• Operand berada pada alamat A ditambahkan isi register
• Tiga model displacement
  • Relative addressing : register yang direferensi secara implisit adalah Program Counter (PC)
    • Alamat efektif didapatkan dari alamat instruksi saat itu ditambahkan ke field alamat
    • Memanfaatkan konsep lokalitas memori untuk menyediakan operand-operand berikutnya
  • Base register addressing : register yang direferensi berisi sebuah alamat memori dan field alamat berisi perpindahan dari alamat itu
    • Referensi register dapat eksplisit maupun implisit
    • Memanfaatkan konsep lokalitas memori
  • Indexing  : field alamat mereferensi alamat memori utama, dan register yang direferensikan berisi pemindahan positif dari alamat tersebut
    • Merupakan kebalikan dari mode base register
    • Field alamat dianggap sebagai alamat memori dalam indexing
    • Manfaat penting dari indexing adalah untuk eksekusi program-pprogram iteratif

Contoh :

Field eksplisit bernilai A dan field imlisit mengarah pada register

G. Stack addressing

Penjelasan :

• Stack adalah array lokasi yang linier = pushdown list = last-in-firs-out
• Stack merupakan blok lokasi yang terbaik
  • Btir ditambahkan ke puncak stack sehingga setiap blok akan terisi secara parsial
• Yang berkaitan dengan stack adalah pointer yang nilainya merupakan alamat bagian paling atas stack
• Dua elemen teratas stack dapat berada di dalam register CPU, yang dalam hal ini stack pointer mereferensi ke elemen ketiga stack
• Stack pointer tetap berada dalam register
• Dengan demikian, referensi-referensi ke lokasi stack di dalam memori pada dasarnya merupakan pengalamatan register tidak langsun

Sejarah Komputer

Komputer adalah perangkat yang membantu manusia dalam melakukan berbagai macam perhitungan. Komputer pertama yaitu sempoa yang digunakan untuk melakukan operasi aritmatika dasar.

1. Komputer Generasi Pertama  ( 1940 - 1950 )

       Sejarah Komputer Generasi Pertama ENIACKomputer Generasi Pertama menggunakan beberapa tabung vakum yang besar dan kompleks seperti crystal diodes, relays, resistors, dan capacitors yang membutuhkan daya listrik sebesar 150 kilowatt. Komputer elektronik pertama yang digunakan untuk umum yaitu ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer). Sudah berbentuk digital, namun belum menggunakan kode biner sebagai prosesnya. Digunakan untuk memecahkan rangkaian lengkap tentang masalah komputasi. Diprogram menggunakan plugboard dan switch, yang sudah mendukung input dan output dari IBM card. Komputer elektronik pertama yang digunakan untuk non-umum yaitu ABC (Atanasoff-Berry Computer), ten British Colossus computers, german Z3, LEO, UNIVAC, dan Harvard Mark I.

2. Komputer Generasi Kedua ( 1955 – 1960 )

     Sejarah Komputer Generasi Kedua IBM1401Komputer Generasi Kedua muncul setelah ditemukannya transistor, yang kemudian mulai mengganti tabung vakum dalam desain komputer. Dengan transistor, daya, panas dan bentuk jauh lebih kecil dibandingkan dengan komputer generasi pertama. Namun, masih jauh lebih besar dengan komputer sekarang ini.

     Komputer dengan transistor pertama ini dibuat di University of Manchester pada tahun 1953. Yang paling populer dari komputer transistor generasi kedua ini adalah IBM 1401. IBM juga menciptakan drive pertama (sebuah media penyimpanan) pada tahun 1956, yang dikenal dengan IBM 350 RAMAC.

3. Komputer Generasi Ketiga ( 1960 )

      Sejarah Generasi Komputer Ketiga IBM System 360Penemuan Integrated Circuits (IC) atau dikenal juga dengan microchips, membuka jalan untuk komputer generasi ketiga atau yang kita kenal dengan komputer sekarang ini. Berbentuk jauh lebih kecil dengan generasi komputer sebelumnya, dengan transistor yang lebih banyak dan dibenamkan ke dalam microchips tunggal. Dalam tahap perkembangannya, komputer generasi kedua masih bertahan.

     Pertama munculnya minicomputer yang didasarkan pada kedua transistor dan microchips seperti IBM System/360. Komputer ini jauh lebih kecil dan lebih murah daripada generasi-generasi sebelumnya. Komputer Generasi Ketiga dikenal sebagai mainframe komputer. Minicomputer dapat dilihat sebagai jembatan antara mainframe dan microcomputer sebagai proliferasi dalam perkembangan komputer.

4. Komputer Generasi Keempat (1971)

      Sejarah Komputer Generasi Keempat MikrokomputerMicrochips berbasis Central Processing Unit (CPU) pertama, terdiri dari beberapa microchips untuk komponen CPU yang berbeda. Dorongan untuk integrasi semakin besar dan miniasturisasi dipimpin menuju single-chip CPU, di mana semua komponen CPU yang diperlukan dimasukkan ke sebuah microchips tunggal yang disebut microprocessor. Microprocessor pertama yaitu Intel 4004.

      Munculnya microprocessor melahirkan evolusi dari microcomputer, bentuk yang akhirnya akan menjadi komputer pribadi yang kita kenal sekarang ini.

Arsitektur Von Neumann

        Arsitektur Von Neumann menggambarkan komputer dengan empat bagian utama: CPU (Central Processing Unit) terdiri dari blok ALU (Aritmathic Logic Unit) dan unit control, memori, alat masukan (output) dan keluaran (input). Bagian ini dihubungkan oleh berkas kawat, “bus”

KONSEP KOMPUTER VON NEUMANN
       John Von Neumann merancang konsep arsitektur komputer yang masih dipakai sampai sekarang. Arsitektur Von Nuemann adalah komputer dengan program yang tersimpan (program dan data disimpan pada memori) dengan pengendali pusat, I/O, dan memori

KOMPONEN ARSITEKTUR VON 

NEUMANN

1. Memori

      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.

2.  PROCESSOR (CPU)

     Central Processing Unit atau Unit Pemproses Pusat atau CPU berperanan untuk memproses arahan, melaksanakan pengiraan dan menguruskan laluan informasi menerusi system komputer. Unit atau peranti pemprosesan juga akan berkomunikasi dengan peranti input , output dan storan bagi melaksanakan arahan-arahan berkaitan. CPU terdiri dari

ARITHMETIC AND LOGIC UNIT (ALU)

          ALU berfungsi untuk melakukan operasi hitungan aritmatika dan logika. Contoh operasi aritmatika adalah operasi penjumlahan dan pengurangan, sedangkan contoh operasi logika adalah logika AND dan OR. tugas utama dari ALU (Arithmetic And Logic Unit)adalah melakukan semua perhitungan aritmatika atau matematika yang terjadi sesuai dengan instruksi program. ALU melakukan operasi aritmatika yang lainnya. Seperti pengurangan, pengurangan, dan pembagian dilakukan dengan dasar penjumlahan. Sehingga sirkuit elektronik di ALU yang digunakan untuk melaksanakan operasi aritmatika ini disebutadder. ALU melakukan operasi arithmatika dengan dasar pertambahan, sedang operasi arithmatika yang lainnya, seperti pengurangan, perkalian, dan pembagian dilakukan dengan dasar penjumlahan. sehingga sirkuit elektronik di ALU yang digunakan untuk melaksanakan operasi arithmatika ini disebutadder. Tugas lalin dari ALU adalah melakukan keputusan dari operasi logika sesuai dengan instruksi program. Operasi logika (logical operation) meliputi perbandingan dua buah elemen logika dengan menggunakan operator logika, yaitu:

1. sama dengan (=)
2. tidak sama dengan (<>)
3. kurang dari (<)
4. kurang atau sama dengan dari (<=)
5. lebih besar dari (>)
6. lebih besar atau sama dengan dari (>=) 

Unit Kontrol/Control Unit (CU)

     Unit kontrol mampu mengatur jalannya program. Komponen ini sudah pasti terdapat dalam semua CPU. CPU bertugas mengontrol komputer sehingga terjadi sinkronisasi kerja antarkomponen dalam menjalankan fungsi-fungsi operasinya. termasuk dalam tanggung jawab unit kontrol adalah mengambil intruksi-intruksi 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. 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:

1. Mengatur dan mengendalikan alat-alat masukan (input) dan keluaran (output).
2. Mengambil instruksi-instruksi dari memori utama.
3. Mengambil data dari memori utama (jika diperlukan) untuk diproses.
4. Mengirim instruksi ke ALU bila ada perhitungan aritmatika atau perbandingan logika serta mengawasi kerja dari ALU.
5. Menyimpan hasil proses ke memori utama.

3.  INPUT DEVICE

      Merupakan suatu unit masukan yang berfungsi sebagai  media untuk memasukkan data dari luar ke dalam suatu memori dan prosesor untuk diolah guna menghailkan informasi yang diperlukan. Data yang dimasukkan ke dalam sistem komputer dapat berbentuk signal input dan maintenance input.

4. OUTPUT DEVICE

    Merupakan perangkat komputer yang digunakan untuk menghasilkan keluaran. Contohnya;printer, speaker, plotter, monitor, dll. Proses kerjanya ialah diawali memasukkan data dari perangkat input, lalu data tersebut diolah sedemikian rupa oleh CPU sesuai yang kita inginkan dan data yang telah diolah tadi disimpan dalam memori komputer atau disk.

komunikasi data

KOMUNIKASI DATA 

Data adalah Fakta atau bagian dari fkta yang mengandung arti, yang dihubungkan dengan kenyataan, symbol-simbol.

Data analog diperoleh dari nilai-nilai yang bersifat continous dalam beberapa interval. Contoh : suara, video. Data digitaldidapat dari nilai-nilai yang discreate. Contoh : text.

Informasi adalah data yang diolah menjadi bentuk yang lebih berguna dan lebih brarti bagi penerima , yang menggambarkan suatu kejadia-kejadian yang bersifat fakta yang digunakan untuk pengambilan kesimpulan.

A. Komunikasi Data.

Komunikasi data adalah hubungan atau interaksi (pengiriman dan peneriman) antar device yang terhubung dalam sebuah jaringan, baik yang dengan jangkauan sempit maupun dengan jangkauan yang lebih luas.

Komponen Komunikasi Data :
a. Pengirim, perangkat yang mengirimkan data
b. Penerima, perangkat yang menerima data
c. Data, informasi yang akan dikomunikasikan
d. Media pngiriman, media atau perantara yang digunakan untuk melakukan pengiriman data
e. Protokol, aturan-aturan yang berfungsi sebagai penyelaras hubungan.

Jenis Komunikasi Data.

Ada dua buah jenis komunikasi data yang dapat dibedakan sesuai media penghubungnya, yaitu :

1. Melalui Alat (Device).
Menggunakan media kabel dan nierkabel sebagai jalur akses.
Komunikasi data jenis ini membutuhkan biaya yang cukup banyak.
Contoh : Sambungan Komunikasi Data Paket (SKDP).

Media Kabel.

a. Kabel Koaksial.
-Thicknet Koaxial Kabel.
10 base 5. Mampu menjangkau jarak maximum 500 meter.
-Thinnet Koaxial Kabel.
10 base 2. Mampu menghubungkan jaringan dengan jarak maximum 200 meter, tetapi direkomendasikan agar untuk jarak maximum 180 meter saja.

gambar :

b. Kabel Serat Optik (Fiber Optik).
Memiliki keuntungan dengan tingkatan dan bandwidth yang tinggi, ukuran dan berat yang kecil, memiliki degradasi rendah, serta keamanan data yang tinggi.

gambar :

Media Nierkabel.

a. Microwave.
Gelombang radio yang menggunakan frekuensi tinggi . Antara pengirim dan penerima harus berada pada satu garis lurus / garis pandang untuk dapat berkomunikasi dengan baik. Oleh karena itu, microwave dapat disebut juga sebagai ”Transmisi Garis Pandang”.

b. Gelombang Radio.
Menyampaikan informasi melalui udara.
Contoh : Handphone.

c. Infrared.
Menyampaikan informasi dengan menggunakan gelombang ultr tinggi.

2. Melalui Satelit.
Menggunakan satelit sebagai jalur akses. Biasanya jangkauan yang dapat dicakup lebih luas dan mampu menjangkau lokasi yang tidak mungkin terjangkau melalui alat (device), namun waktu yang dibutuhkan untuk melakukan proses komunikasi lebih panjang. Selain itu, komunikasi melalui satelit juga seringkali mengalami gangguan yang disebabkan oleh radiasi gelombang matahari. Sehingga komunikasi yang dilakukan pada malam hari seringkali tersa lebih baik jika dibadingkan dengan siang hari.

Satelit dapat berguna sebagai :
– Penerima
– Penguat
– Pengirim.

Jenis-jenis Satelit yang diketahui :
– GEO. Terletak 22.300 mill di atas permukaan bumi.
– MEO. Terletak 6000 mill di atas garis khatulistiwa.
– LEO. Terletak 400-600 mill di atas permukaan bumi.

Signal.

a. Signal analog.
Gelombang elektromagnetik kontinous yang disebar melalui suatu media, tergantung pada spektrumnya.
Memiliki Amplitude yang merupakan uuran sinyal pada satu ukuran waktu dan Frekuensi yang merupakan banyaknya gelombang per detik.

b. Signal digital.
Serangan tegangan yang dapat ditransmisikan melalui suatu medium kawat. Tersusun atas dua keadaan yang disebut bit, yaitu keadaan 1 yang berarti aktif dan 0 non aktif.

Konfigurasi Jalur Komunikasi.

Merupakan bagaimana cara perangkat-perangkat yang hendak berkomunikasi dihubungkan.

a. Point-to point.
Menghubungkan hanya dua buah perangkat computer yang hendak berkomunikasi.

b. Multipoint.
Menghubungkan lebih dari dari dua buah perangkat computer yang ingin berkomunikasi.

Sistem Transmisi.

Merurut ANSI (America National Standard Information) terdapat 3 perbedaan arah transmisi, yaitu :
a. Simplex, hanya mentransmisikan signal dalam satu arah saja, dimana pemancar signal yang satu bertindak sebagai pemgirim (transmitter) yang yang lainnya sebagai penerima (receiver).

b. Half-duplex, kedua pemancar dapat bertindak sebagai transmitter ataupun receiver, tetapi tidak dapat dilakukan secara bersamaan (bergantian). Dengan kata lain saat pemancar yang satu sedang melakukan pengiriman, pemancar yang lain hanya dapat menerima, tidak dapat melakukan pengiriman pula.

c. Full-duplex, hampir sama dengan half-duplex, namun kedua pemancar dapat melakukan pengiriman ataupun penerimaan secara bersamaan, tanpa harus bergantian.

1. Transmisi Analog.
Adalah cara pentransmisian signal-signal analog tanpa harus memperhaikan muatannya, apakah berupa data analog atau digital. Agar hasilnya maximal untuk jarak yang jauh digunakan amplifier yang akan menambah kekuatan signal, sehingga kemungkinan terjadinya kegagalan atau penyimpangan sangat kecil.

2. Transmisi Digital.
Adalah kebalikan dari transmisi analog, yaitu cara pentransmisikan signal-signal digital dengan memperhatikan muatannya, apakah berupa data digital atau analog. Untuk jarak yang jauh digunakan repeater yang akan memulihkan signal yang lemah, sehingga tidak terjadi kegagalan atau penyimpangan.

Multiplexing.

Adalah Proses pengiriman sejumlah isyarat melalui suatu media transmisi.
Keuntungan Multiplexing :
– Komputer host hanya butuh satu port 1/0 untuk banyak terminal.
– Hanya dibutuhkan satu line transmisi.

1. Frequency-Devision Multiplexing (FDM).
Digunakan pada media komunikasi jalur lebar (broadband), yaitu sebuah media komunikasi yang memungkinkan sejumlah saluran dibentuk.
Contoh : Radio, TV.

2. Time-Devision Multiplexing (TDM).
Kebalikan dari FDM, digunakan untuk media komunikasi jaluur sempit (baseband), yaitu media yang hanya memiliki satu jalur.
Contoh : Digital voice.

Untuk meningkatkan efisiensi TDM dilakukan variasi :
a. Statistical TDM
b. Asynchronous TDM
c. Intelligent TDM.

B. Jaringan Komputer.

Jaringan komputer adalah suatu himpunan interkoneksi sejumlah komputer. Dua buah computer atau lebih dikatakan terhubung apabila keduanya dapat saling bertukar informasi.

Manfaat penggunaan jaringan komputer:

- Berbagi perangkat keras
– Berbagi program maupun data
– Mendukung kecepatan berkomunikasi
– Memudahkan pengaksesan informasi.

Klasifikasi Jaringan Komputer.

a. Local Area Network (LAN).
Jaringan komputer yang hanya mencakup area yang sempit, sperti gedung, atau beberapa gedung yang berdekatan.
– Client / Server.
Client sebagai pengakses data, sedangkan server yang memberikan data.
- Peer to peer.
Pengaksesan data hanya dapat dilakukan pada satu komputer saja.

b. Metropolitan Area Network (MAN).
Jaringan komputer yang mencakup geografis sebuah kota. Merupakan pembesaran dari LAN. Dapat mencakup area sekitar 10-45 km.

c. Wide Area Network (WAN).

Mencakup geografis yang luas, misalnya sebuah negara ataupun benua.

Topologi Jaringan Komputer.
Merupakan bentuk jaringan dimana komputer terhubung. Topologi menrangkan layout dari perangkat keras sebuah jaringan.

1. Linier Bus.

Semua simpul-simpul komputer dihubungkan melalui kabel yang disebut dengan Bus ke dalam sebuah jaringan.

2. Ring.

Informasi dikirimkan oleh sebuah komputer, akan melewati satu komputer ke komputer berikutnya secara melingkar searah jarum jam.

Topologi ring umumnya digunakan didalam jaringan token ring dan fiber Distributed Data Interface (FDDI) yang banyak digunakan di kampus-kampus atau gabungan gedung-gedung untuk menciptakan sebuah jaringan tulang punggung(backbone) berkecepatan tinggi.

3. Star.

Memiliki komponen yang bertindak sebagai pusat pengontrol komunikasi yang disebut dengan Konsentrator.
Ada dua buah jenis Konsentrator :
a. HUB, dipecah sebanyak jalur yang terhubung.
b. Switch, dikirimkan secara utuh.

Protokol Komunikasi.

Adlah sebuah aturan yang mendefinisikan fungsi-funsi yang terdapat dalam jaringan komputer, misalnya mengirim pesan, data, informasi, agar komunikasi dapat berlangsung dengan baik, walaupun sistem pada kedua buah jaringan berbeda.
Standar protokol yang terpopuler sampai saat ini yaitu OSI (Open System Interconnecting) yang telah ditentukan oleh ISO (International Standart Organization).

Komponen Protokol.
1. Aturan dan prosedur.
– Mengatur pembentukan / pemutusan hubungan.
– Mengatur proses pengiriman data.

2. Format atau bentuk.
– Representasi pesan.

3. Kosakata.
– Jenis pesan dan makna masing-masing pesan.

Fungsi Protokol.

Secara umum protokol mempunyai fungsi untuk menghubungkan penerima dan pengirim dalam berkomunikasi serta agar komunikasi yang terjadi dapat berjalan dengan baik.

1. Fragmentasi dan reassembly.
Berfungsi membagi informasi yang dikirim menjadi beberapa paket data pada saat pengirim mengirimkan informasi, dan pada saat diterima oleh penerima akan digabungkan lagi menjadi paket informasi yang lengkp.

2. Encaptulatio.
Berfungsi melengkapi informasi yang dikirimkan dengan addres (alamat pengirim), serta kode-ode koreksi lainnya.

3. Connection Control.
Berfungsi membangun hubungan komunikasi antara pengirim dan penerima termasuk hl pengiriman data dan pengakhiran hubungan (connecting).

4. Flow Control.
Berfungsi sebagai pngatur berjalannya data atu informasi yang dikirimkan dari pengirim ke penerima.

5. Error Control.
Berfungsi mengontrol terjadinya kesalahan yang terjadi pada saat pengiriman data, baik saat data dikirimkan maupun saat data diterima.

6. Transmission Service.
Berfungsi memberikan pelayanan komunikasi data, terutama yang berkaitan dengan prioritas dan keamanan serta perlindungan data.

Standarisasi Protokol (ISO 7498)

Terdiri dari 7 lapisan (layer) yang mendefinisikan fungsi-fungsinya. Tiap-tiap layer terdiri atas beberapa protokol yang berbeda, dan masing-masingnya menyediakan pelayanan yang sesuai dengan fungsi layer tersebut.

1. Fisik.
Karakteristik perangkat keras yang mentransmisikan signal data. Menjamin pengiriman data dalam bentuk deretan bit melalui media transmisi dari satu simpul ke simpul lainnya.

2. Datalink.
Pengiriman data melalui jaringan fisik. Menjamin blok data yang mengalir ke lapisan jaringan benar-benar bebas dari kesalahan.
– Sinkronisasi frame : data dikirim dalam blok-blok yang disebut frame, awal dan akhirnya harus diidentifikasi secara jelas.
– Transparansi data
– Kontrol kesalahan (error-detection) : bit-bit error yang dihasilkan oleh sistem transmisi harus diperbaiki.
– Kontrol aliran (flow) : pengirim harus tidak mengirimkan blok-blok pada rate / kecepatan yang melebihi kecepatan penerima.

3. Jaringan.
Mengatur rute paket data dari simpul pengirim ke simpul penerima dengan memilihkan jalur-jalur koneksi.
– Routing
– Pengalaman secara lojik
– Setup dan Clearing (pembentukan dan pemutusan).

4. Transport.
Menyediaka hubungan yang handal antara dua buah simpul yang berkomunikasi.
– Transfer pesan
– Manajemen koneksi
– Kontrol kesalahan
– Fragmentasi
– Kontrol aliran.

5. Sesi.
Membagi presentasi data ke dalam babak-babak. Membentuk, memelihara, dan menghentikan koneksi antara dua buah aplikasi yang sedang berjalan pada simpul-simpul yang berkomunikasi.
– Kontrol dialog dan sinkronisasi
– Hubungan antara aplikasi yang berkomunikasi.

6. Presentasi.
Rutin mempresentasikan data.
– Negosisi sintaksis untuk transfer
– Transformasi representasi data (pengkonversian pesan).

7. Aplikasi.
Menyediakan layanan komunikasi dalam bentuk program aplikasi.
– File transfer dan metode akses
– Pertukaran pekerjaan dan manipulasi
– Pertukaran pesan.

karakteristik komunikasi

Karakteristik Komunikasi

KARAKTERISTIK KOMUNIKASI

1.  Komunikasi adalah suatu proses, Komunikasi merupakan serangkaian tindakan atau peristiwa yang terjadi secara berurutan.  

2. Komunikasi adalah upaya yang disengaja dan punya tujuan  (dilakukan dalam keadaan sadar).

3. Komunikasi menuntut adanya partisipasi dan kerjasama dari para pelaku yang terlibat. Aktifitas komunikasi akan berlangsung dengan baik, apabila pihak-pihak yang terlibat berkomunikasi 

4.  Komunikasi bersifat simbolis, Komunikasi pada dasarnya merupakan tindakan yang dilakukan dengan menggunakan lambang-lambang. 

5. Komunikasi bersifat transaksional, Komunikasi pada dasarnya menuntut dua tindakan; memberi dan menerima. 
Komunikasi menembus faktor ruang dan waktu Komunikasi menembus faktor waktu dan ruang maksudnya bahwa para peserta atau pelaku yang terlibat dalam komunikasi tidak harus hadir pada waktu serta tempat yang sama.   

komunikasi

MEMAHAMI KOMUNIKASI DALAM JARINGAN

DEFINISI

Komunikasi adalah pengiriman dan penerimaan pesan atau berita antara dua orang atau lebih sehingga pesan yg dimaksud dapat dipahami.Jika anda berbicara sedangkan mita icara anda tidak mengerti, atau sebaliknya, maka komunikasi belum terjadi.

Data adalah keterangan atau bahan nyata yang dapat dijadikan dasar kajian (analisis atau kesimpulan).

Informasi adalah data yang diolah menjadi bentuk yang lebih berguna dan lebih berarti bagi penerima, yang menggambarkan suatu kejadian-kejadian yang bersifat fakta yang digunakan untuk mengambil kesimpulan.

Fungsi komunikasi adalah :

Sebagai informasi

Komunikasi membantu proses penyampaian informasi yang diperlukan individu dan atau kelompok untuk mengambil keputusan dengan meneruskan data dan menilai pilihan-pilihan alternatif

Sebagai kendali

Komunikasi bertindak untuk mengendalikan perilaku anggota dalam beberapa cara, setiap organisasi mempunyai wewenang dan garis panduan formal yang harus dipatuhi oleh karyawan.

Sebagai motivasi

Komunikasi membantu perkembangan motivasi dengan menjelaskan para karyawan apa yang harus dilakukan bagaimana mereka bekerja baik dan apa yang dapat dikerjakan untuk memperbaiki kinerja jika itu di bawah standar

Pengungkap emosional

Bagi sebagian komunitas, mereka memerlukan interaksi social, komunikasi yang terjadi di dalam komunitas itu merupakan cara anggota untuk menunjukkan kekecewaan dan rasa puas. Oleh karena itu, komunikasi menyiarkan ungkapan emosional dari perasaan dan sebagai alat untuk memenuhi kebutuhan sosial

Komunikasi data seperti halnya orang yang saling berkomunikasi, yang melibatkan komponen : pesan, pengirim, media dan penerima.

Dari gambar di atas dapat diambil kesimpulan bahwa

1. Pengirim/sender adalah seseorang yang memiliki gagasan atau pesan yang biasanya memulai percakapan.
2. Pesan/message adalah informasi atau gagasan yang dibagikan.
3. Media/medium adalah metode atau jalur yang digunakan untuk mengirim pesan.
4. Penerima/receiver adalah seseorang yang menerima pesan.

Perbedaan antara komunikasi antara orang dan komunikasi data adalah adanya komponen tambahan, yang dinamakan dengan protocol.

Protokol adalah sebuah aturan atau standar yang mengatur atau mengijinkan terjadinya hubungan, komunikasi, dan perpindahan data antara dua atau lebih titik komputer. Protokol dapat diterapkan pada perangkat keras, perangkat lunak atau kombinasi dari keduanya. Pada tingkatan yang terendah, protokol mendefinisikan koneksi perangkat keras.

PENGERTIAN KOMUNIKASI DALAM JARINGAN (DARING)

Istilah komunikasi dalam jaringan mengacu pada membaca, menulis, dan berkomunikasi melalui/menggunakan jaringan computer. Komunikasi dalam jaringan adalah cara berkomunikasi di mana penyampaian dan penerimaan pesan dilakukan dengan atau melalui jaringan internet. Komunikasi yang terjadi di dunia semu biasa desebut komunikasi dunia maya atau cyberspace.

Komunikasi dalam jaringan pertama dimulai tahun 1960, di sebuah universitas of Hawaii yang memiliki daerah yang luas dan berkeinginan untuk menghubungkan computer-komputer yang tersebar di kampus tersebut. Kemudian Universitas of Hawaii mengembangkan teknologi Ethernet (perangkat komunikasi pada computer) dengan nama “ALOHA”. Di dalam Ethernet tersebut ditanam sebuah software yang didalamnya terdapat sebuah protocol yang pada saat itu disebut dengan nama ARPANET, yang diluncurkan tahun 1969. ARPANET untuk saat ini sudah berkembang menjadi nama internet yang berasal dari interconnected network. Penggunaan komunikasi dalam jaringan dalam dunia pendidikan pertama kali tahun 1980-an ditandai dengan pengenalan komputer sebagai media pendidikan dan pertengahan tahun 1990 dengan munculnya word wide web.

JENIS KOMUNIKASI JARINGAN

Komunikasi dalam jaringan sinkron

Komunikasi dalam jaringan secara real time menggunakan komputer sebagai media, disebut dengan komunikasi dalam jaringan serempak/sinkron. Contoh komunikasi sinkron misalkan aplikasi chat (yahoo messenger, google talk, MIRc dll), video chat (skype, line, facetime, google+ hangout, dll).

Komunikasi dalam jaringan asinkron

Komunikasi dalam jaringan secara tunda menggunakan komputer sebagai media, disebut dengan komunikasi dalam jaringan tak serempak/asinkron. Contoh komunikasi asinkron misalnya aplikasi e-mail, video streaming, dll).

TUJUAN KOMUNIKASI DALAM JARINGAN

1. Memungkinkan pengiriman data dalam jumlah besar secara efisien, ekonomis dan tanpa kesalahan.
2. Dukungan pengendalian jarak jauh, sehingga memungkinkan pengguna mengendalikan komputer dan perangkat dari jarak jauh.
3. Penggunaan komputer secara terpusat ataupun tersebar, sehingga mendukung manajemen dalam hal kontrol, baik desentralisasi ataupun sentralisasi
4. Memudahkan pengelolaan, pengaturan pengaturan data antara dua perangkat atau lebih.

KOMPONEN PENDUKUNG KOMUNIKASI DALAM JARINGAN

Hardware/perangkat keras

Perangkat yang bentuknya dapat dilihat atau diraba oelh maunusia. contoh : komputer, headset, microphone, dan perangkat pendukung koneksi internet

Software

Program komputer yang berguna untuk menjalankan suatu pekerjaan yang dikehendaki. Software digunakan sebagai perantara antara perangkat keras (hardware) dengan pengguna (brainware).

Brainware

Brainware adalah pengguna software ataupun hardware untuk berkomunikasi dalam jaringan.