A. Komputer dan Komponen
Penyusunnya
Secara umum, komputer adalah peralatan elektronik yang
menerima masukan data, mengolah data, dan memberikan hasil keluaran dalam
bentuk informasi, baik itu berupa gambar, teks, suara, maupun video. Secara
sederhana, sebuah komputer menerima masukan dari peranti masukan, memproses
masukan tersebut, dan menghasilkan output. Gambaran umum sebuah komputer di mana “data” (teks, suara, klik, sentuhan, atau lainnya)
dari peranti masukan akan diproses oleh Central Processing Unit (CPU) untuk
menghasilkan output berupa tampilan informasi, sinyal reaksi, dll. yang
direpresentasikan melalui peranti keluaran.
1. Sistem Komputer Sistem Komputer terdiri atas beberapa
bagian berikut.
1. Perangkat Keras (Hardware)
2. Perangkat Lunak (Software)
3. Pengguna
Semua komponen tersebut saling mendukung sehingga komputer dapat beroperasi. Perangkat
keras komputer membutuhkan perangkat lunak agar komputer bisa dihidupkan dan
difungsikan. Jika hardware yang tidak disertai software, komputer hanyalah
sebuah mesin yang tidak berguna. Hal ini dikarenakan software tercipta untuk
menulis fungsionalitas pada komputer tersebut sehingga terciptalah sebuah
komputer yang memiliki fungsi untuk digunakan. Hardware saja ibarat tubuh
manusia tanpa jiwa.
a. Perangkat Keras (Hardware)
Perangkat keras komputer (hardware) adalah komponen isik pada komputer yang
dapat disentuh, dilihat atau dipindahkan. Contoh perangkat keras ialah mouse,
harddisk, processor, RAM, printer, scanner dll.
b. Perangkat Lunak (Software)
Perangkat lunak komputer (software) tidak terlihat secara fisik, tetapi berfungsi dan dapat dioperasikan oleh
pengguna melalui antarmuka yang disediakan. Fungsinya ialah untuk menjembatani
pengguna dengan perangkat keras. Perangkat lunak adalah kode-kode program yang
dibuat menggunakan bahasa pemrograman. Kode-kode tersebut merupakan kumpulan
perintah atau instruksi untuk menjalankan tugas tertentu sesuai dengan
keinginan pengguna, atau untuk mengendalikan kerja perangkat keras. Jika sebuah
sistem komputer diibaratkan manusia,
perangkat keras adalah “otak” dan perangkat lunak adalah “pikiran”.
Contoh perangkat lunak ialah sistem operasi, aplikasi (app), dll. Sistem
operasi yang banyak dipakai saat ini ialah MS Windows, MacOS, dan Linux,
sedangkan perangkat lunak lain yang menjadi sistem operasi ponsel pintar
adialah Android.
c. Pengguna
Pengguna adalah orang yang menggunakan atau mengoperasikan
komputer. Pemahaman lebih lanjut tentang pengguna, dapat ditemukan pada materi
Dampak Sosial Informatika.
2. Jenis-Jenis Komputer
Berdasarkan ukurannya, komputer dibagi menjadi beberapa
jenis antara lain seperti ditunjukkan
pada penjelasan berikut.
Microcomputer
(Komputer Mikro)
Komputer mikro merupakan komputer yang memiliki ukuran
paling kecil dibandingkan dengan jenis komputer lainnya dan menggunakan
microprocessor sebagai CPU atau unit pemrosesan utama. Contoh dari komputer
mikro antara lain Ultrabook, permainan konsol, telepon pintar dan Tablet.
Karena ukuran yang kecil dan harga yang lebih murah dibandingkan dengan jenis
komputer lainnya, komputer mikro paling banyak digunakan dalam kehidupan
sehari-hari. Beberapa komputer bahkan dalam bentuk papan tunggal (single board
circuit, SBC) yang berukuran kecil, misalnya yang populer ialah raspberry pi
dan arduino.
Raspberry Pi, sering disingkat Raspi, ialah SBC yang
seukuran dengan kartu kredit yang dapat digunakan untuk menjalankan program
perkantoran, permainan komputer, dan sebagai pemutar media hingga video
beresolusi tinggi. Raspberry Pi dikembangkan
oleh yayasan nirlaba, Raspberry Pi Foundation, yang digawangi sejumlah
pengembang dan ahli komputer dari Universitas Cambridge, Inggris
(https://www.raspberrypi.org/) Arduino adalah platform elektronik open-source
berdasarkan perangkat keras dan perangkat lunak yang mudah digunakan, ditujukan
untuk membuat proyek interaktif. Papan arduino dapat membaca input dan menghasilkan sinyal output yang
mengaktivasi motor, menyalakan LED, atau lainnya. Arduino dapat diprogram
dengan mudah. Karena kemudahan dan harganya yang murah, arduino dapat ditemui
mulai dari papan 8-bit sederhana hingga produk untuk aplikasi IoT, perangkat
yang dapat dikenakan, pencetakan 3D, dan embedded system. (https://www.arduino.cc/)
Komputer
Personal (PC, Personal Computer)
Komputer personal atau PC memiliki ukuran yang lebih besar
dari komputer mikro dan memiliki kemampuan penyimpanan dan pengolahan data yang
lebih besar dibandingkan dengan komputer mikro, dan dibuat untuk penggunaan
personal. PC dapat berbentuk desktop PC (dirancang untuk ditaruh di meja), atau
untuk dapat dijinjing dan dibawa-bawa (laptop).
Mini PC
Merupakan komputer “peralihan” dari komputer personal ke
komputer mini yang dipakai di industri. Biasanya, dipakai untuk industri kecil
atau personal untuk keperluan profesional atau industri kecil.
Minicomputer
Berbeda dengan komputer personal, komputer mini berukuran
lebih besar, dan mempunyai kapasitas memori maupun pemroses yang lebih besar.
Komputer mini dipakai menunjang kebutuhan pengolahan informasi perusahaan skala
menengah. Saat ini, komputer mini kurang populer dan makin sedikit
digunakan karena perusahaan lebih
praktis untuk menyewa komputer di cloud yang memudahkan pemeliharaannya.
Komputer Mainframe
Komputer Mainframe berukuran lebih besar dibandingkan dengan
komputer dan biasanya digunakan oleh perusahaan-perusahaan besar sebagai server
(peladen).
Supercomputer
Dibandingkan dengan komputer lainnya, supercomputer memiliki
ukuran yang paling besar dan memiliki kapasitas pengolahan data dan kinerja
yang paling kuat. Super Komputer memiliki kemampuan untuk melakukan triliunan
perintah atau instruksi per detik yang dapat dihitung dalam FLOPS (Floating
Point Operation per Second). Sama seperti minicomputer dan mainframe, pengguna
super komputer biasanya ialah perusahaan atau organisasi besar, misalnya NASA
yang menggunakannya dalam meluncurkan dan mengendalikan pesawat dan roket.
Catatan:
selain “komputer” yang disebutkan di atas, beberapa gawai
(gadget), yaitu perangkat elektronik kecil yang berfungsi khusus, ada yang
termasuk “komputer” karena terdiri atas perangkat keras, sistem operasi dan
perangkat lunak. Contohnya telepon pintar (smartphone) dan tablet, yang makin
populer dan menjadi perlengkapan sehari-hari di era digital ini. Selain fungsi
utamanya untuk berkomunikasi, ponsel pintar bahkan sudah menjadi “asisten”
pribadi.
B. Interaksi Manusia dan Komputer
Sebuah sistem komputasi terdiri atas perangkat keras dan
perangkat lunak yang saling berinteraksi. Interaksi antarmuka seringkali
digunakan untuk menghubungkan perangkat satu dengan perangkat lainnya, mulai
dari perangkat masukan dan keluaran yang dikendalikan oleh sistem operasi, dan
kemudian dapat ditambahkan berbagai aplikasi yang dapat dipakai oleh pengguna.
Berbagai macam jenis interaksi dapat dilakukan oleh pengguna dengan sistem
komputer, di antaranya seperti berikut.
1.
Berbasis GUI (Graphical User Interface)
Merupakan antarmuka yang menggunakan menu grafis (gambar) untuk memudahkan
pengguna berinteraksi dengan komputer. GUI merupakan antarmuka pada sistem operasi komputer yang menggunakan menu grais. Pengguna berinteraksi
melalui ikon, menu, dialog dengan button dan text box, radio button (untuk satu
pilihan), atau checkbox (untuk banyak Pilihan).
2.
Antarmuka Berbasis Perintah (Command Line
Interface/CLI)
Sistem operasi berbasis CLI merupakan tipe
antarmuka melalui text-terminal. Pengguna menjalankan perintah dan program di
sistem operasi tersebut dengan cara mengetikkan barisbaris tertentu.
3.
Melalui Suara (Audio)
Antarmuka menggunakan suara memungkinkan
pengguna mengucapkan sesuatu dan hasilnya akan direkam, dalam bentuk format
audio. Antarmuka ini hanya dimungkinkan jika perangkat keras menyediakan
perekam suara dan melalui aplikasi.
4.
Melalui Gambar (Video)
Antarmuka menggunakan gambar hanya
dimungkinkan jika perangkat keras menyediakan kamera. Kamera akan merekam
gambar dan melalui aplikasi akan menyimpan gambar dalam format video.
5.
Melalui Berbagai Piranti Masukan Lainnya
Selain melalui perangkat lunak, pengguna
dapat berinteraksi langsung ke komputer melalui piranti masukan, seperti yang
dijelaskan sebelumnya (keyboard, joystick, mouse, touchpad, layar sentuh,
keyboard virtual, dll).
C. Kolaborasi
dalam Sistem Komputer
Dari semua uraian di atas, terlihat bahwa di dalam sebuah
sistem komputer, perangkat keras berkolaborasi dengan perangkat lunak aplikasi
atau piranti lain melalui sistem operasi. Sistem Operasi pun berkolaborasi
dengan aplikasi untuk berinteraksi dengan pengguna. Kolaborasi itu menghasilkan
sebuah sistem komputasi yang akan bermanfaat bagi pengguna. Komputer tunggal
seperti seorang manusia, yang di dalam tubuhnya beroperasi sistem-sistem yang
berfungsi sesuai peran dari setiap organ tubuh. Pikiran manusia akan
menggerakkan anggota tubuh seperti tangan dan
kaki karena adanya sistem syaraf.
Indra penglihat, peraba, perasa akan memberikan signal kepada sistem syaraf
untuk membuat manusia bereaksi, bergerak, dan melakukan tindakan. Inilah yang
menjadi dasar manusia menciptakan robot-robot yang bertindak dan berperilaku
sesuai program yang disimpan dalam robot tersebut.
Pada sistem-sistem otonom, sistem komputasi tidak hanya
berkomunikasi dengan manusia, tetapi juga berinteraksi dengan alam sekitarnya.
Perekam gambar, suara, dan signal lainnya akan dapat mengirimkan data ke
sistem untuk diolah. Inilah dasar dari
sistem IoT (Internet of Things) di mana di sekeliling manusia dipasang
perangkat-perangkat yang mampu menangkap data dan mengirimkan ke komputer. Dalam
sebuah komputer, komponen-komponennya
saling berhubungan. Demikian juga antara
satu komputer dan komputer lainnya akan berhubungan melalui jaringan, mulai
dari jaringan lokal sampai jaringan global internet.
Berikut penjelasan ringkas kolaborasi tersebut. Bahwa dalam
sistem komputer, terjadi interaksi dan kolaborasi. Ini dapat dijumpai dalam kehidupan sehari-hari,
seperti software yang digunakan di sebuah toko, warnet, kantor, rumah sakit,
dan sebagainya. Seperti ketika melakukan instalasi program aplikasi penggajian
(payroll) di komputer atau laptop kantor yang datanya masih perlu diolah dengan
pengolah lembar kerja. Contoh lainnya ialah ketika membeli laptop baru dan akan
membuat laporan di dalamnya, perlu menginstal sistem operasi terlebih dulu, sebelum
aplikasi pengolah kata. Hal ini menunjukkan bahwa kedua software di atas saling
bekerja sama satu sama lainnya, sebuah software bergantung pada software
lainnya.
Salah satu contoh dari interaksi hardware dengan sesama
hardware ialah saat kita mencolokkan sebuah perangkat keras dengan perangkat
keras lain. Misalnya, mencolokkan lashdisk atau mouse ke komputer. Saat kita mengambil photo menggunakan webcam
yang ada pada komputer dan kemudian hasilnya akan dicetak menggunakan printer,
apakah ini interaksi antarperangkat keras? Pada kasus ini, webcam akan
mengirimkan gambar ke komputer, dan gambar yang akan dicetak ke printer dibuka
oleh aplikasi lain. Interaksi webcam dan memori komputer dilakukan melalui
sistem operasi yang dijalankan pada komputer. Interaksi antarperangkat keras
ini membutuhkan perangkat lunak sebagai perantara.
Interaksi antarmuka hardware dan software terlihat sedikit
lebih rumit karena software harus
dirancang dan dibuat agar dapat mengenali atau dikenali oleh hardware.
Contohnya, sebelum menggunakan printer, biasanya pengguna akan memasang sebuah
program yang disebut driver agar
komputer dapat untuk mengenali printer. Driver pada komputer adalah komponen
system software yang berfungsi sebagai perangkat komunikasi antara sistem operasi
dan hardware. Driver menggunakan kode biner untuk memerintah hardware melakukan
perintah yang diberikan oleh sistem operasi dan mengambil data yang dikirimkan
oleh hardware. Begitu juga selanjutnya, sistem operasi memberikan data ke
printer agar printer bekerja mencetak
dokumen. Program yang akan dipasang ialah termasuk software, dan printer yang dihubungkan dengan komputer
atau laptop sebagai hardware.
Dapat disimpulkan, telah terjadi hubungan yang memerlukan
antarmuka antara software, komputer atau laptop, dan pengguna.
Contoh lainnya ialah ketika akan bermain musik. Kita dapat menggunakan alat tambahan menyerupai
lashdisk (Makey Makey, misalnya pada modul https://
brainsintheclouds.eu/?page_id=159) yang dapat ditancapkan ke komputer, kemudian
dengan sebuah kabel, dapat disambungkan ke pisang, wortel, jeruk, alumunium,
dan sebagainya. Untuk memainkannya, dapat membuka situs web atau aplikasi
tertentu, lalu menyentuh barang yang disambungkan dengan kabel, dan musik pun
dapat dimainkan. Ketika akan bermain aplikasi permainan menggunakan ponsel,
pasti membutuhkan software aplikasi permainan tersebut sehingga terjadi
interaksi antarmuka antara ponsel sebagai hardware dan software aplikasi
permainan.
D.
Sistem Operasi
Sistem operasi (OS) adalah perangkat lunak sistem yang
mengelola perangkat keras komputer, sumber daya perangkat lunak, dan
menyediakan layanan umum untuk program komputer. Sistem operasi berfungsi untuk
mengendalikan, mengontrol atau memberikan koneksi antarperangkat keras
komputer. Contoh dari sistem operasi ialah MS Windows, Linux, MacOS, Android,
iOS, dan sebagainya. Sistem operasi berfungsi untuk mengelola proses, memori
utama, mengelola file, mengelola
penyimpanan sekunder, serta melakukan proteksi dan keamanan.
Setelah komputer yang sudah diinstal
sistem operasi MS Windows dihidupkan dan proses booting (penyalaan awal
komputer) selesai, secara otomatis, sistem akan mengarahkan ke login MS
Windows. Namun, jika baru untuk pertama kalinya dan tidak menggunakan password, tampilan login MS Windows akan dilewati dan
berlanjut ke tampilan desktop.
Gambar 4.14 Alur Sistem Operasi pada Komputer dan “Lapisan
Bawang” Sistem Komputer Sumber: Dokumen Kemendikbud, 2021
Pada saat sebuah komputer dalam keadaan hidup, Sistem
Operasi (SO) hidup di atas perangkat keras dan mengendalikan perangkat keras
serta melayani perangkat lunak. Saat sebuah komputer dalam keadaan mati, tentu
Sistem Operasi mati. Lalu,
bagaimana Sistem Operasi mulai
dihidupkan saat perangkat keras mulai dihidupkan? Pernahkah kalian memikirkan
“chicken and egg problem” ini?
Semua program komputer termasuk Sistem Operasi dimuat dalam
CPU saat dijalankan (hal ini akan dijelaskan pada bagian berikutnya). Pada saat
sebuah komputer dihidupkan, CPU-nya belum mengandung program. Proses menyalakan
komputer dan membuat Sistem Operasi
mulai bekerja disebut booting. Booting adalah urutan startup
(membangunkan) Sistem Operasi komputer
saat dinyalakan. Pada saat booting, semua komponen perangkat keras dalam
komputer dibangunkan.
Ada 5 langkah penting saat booting: daya (power)
dihidupkan, POST (Power On Self Test), memuat BIOS (Basic Input Output System),
memuat sistem operasi, kemudian perangkat keras mengalihkan kontrol ke Sistem
Operasi. Fungsi Sistem Operasi secara lebih rinci dapat dijelaskan sebagai
berikut.
1. Menyediakan antarmuka ke
pengguna untuk berinteraksi dengan komputer. Tanpa antarmuka yang mudah
digunakan, komputer akan sulit untuk digunakan.
2. Mengendalikan input dan output.
3. Mengelola perangkat keras dan
periferal.
Pada saat pengguna mengetik di
keyboard, aplikasi yang dipakai akan bekerja sama dengan Sistem Operasi untuk
menangani signal dari keyboard untuk diproses. Misalnya, saat menggunakan
pemroses kata, mouse yang digerakkan kursornya
akan terlihat di layar, huruf-huruf yang diketikkan dari keyboard (perangkat
input) akan muncul di layar monitor (perangkat keluaran). Pada modul AP, saat
kalian membaca sebuah nilai variabel,
aplikasi menunggu sampai pengguna mengetikkan data yang dibaca, dan
program akan memroses data yang diketikkan sesuai dengan algoritma program
kalian. Sistem Operasi akan menjadi
perantara program aplikasi untuk berinteraksi dengan keyboard atau perangkat
input/output lainnya.
4. Mengelola pemuatan perangkat
lunak dan menjalankan perangkat lunak. SO menjalankan program aplikasi agar
dapat berfungsi dengan baik. Program aplikasi dirancang untuk dapat berfungsi
di atas sistem operasi tertentu. Hal ini memungkinkan program aplikasi mendapat
keuntungan dari koneksi dan fungsi perangkat keras yang tersedia melalui sistem
operasi karena aplikasi yang sama dapat dijalankan pada perangkat keras yang
berbeda-beda.
5. Mengelola ile (copy, save,
sort, delete). Sistem Operasi mengelola sistem pengarsipan ile yang dibuat
untuk mengatur ile dan direktori (folder). Adanya sistem ile ini menyediakan
cara yang konsisten untuk menyimpan dan mengambil data. Sistem Operasi juga
bertanggung jawab atas penamaan, penyortiran, penghapusan, pemindahan, dan
penyalinan ile/folder (atas permintaan pengguna). Sistem Operasi mengelola sebuah
Tabel pencarian yang digunakan untuk menghubungkan nama ile/ folder dan lokasi
penyimpanan. Pengelolaan ile dan folder ini dilakukan SO seperti kalian
mengelola Buku Kerja Siswa.
6. Menangani interupsi dan
kesalahan (error). Beberapa program dapat disimpan dalam RAM pada waktu
bersamaan, tetapi prosesor hanya dapat memproses satu per satu. Melalui
penggunaan sinyal interupsi yang reguler, Sistem Operasi dapat mengatur
permintaan penggunaan prosesor dan menentukan prioritas program yang
dijalankan. Hal ini membuat seakan-akan CPU menangani lebih dari satu program
sekaligus (multitasking). Sistem Operasi juga dapat mendeteksi kesalahan yang
biasanya ditangani tanpa perlu mengingatkan pengguna.
7. Mengelola prosesor. Sistem
Operasi juga mengelola CPU. Saat sebuah program aplikasi diaktifkan, Sistem
Operasi memuat program tersebut ke memori (RAM) dan CPU akan mengeksekusinya
(penjelasan detail mengenai eksekusi program akan dijelaskan dalam pembahasan
tentang mesin konseptual sederhana). CPU kemudian diinstruksi oleh Sistem
Operasi untuk menjalankan program. Jadi,
SO bekerja sama dengan CPU untuk menjalankan sebuah program. Pada saat
multitasking (menjalankan banyak program sekaligus), Sistem Operasi mengatur penggunaan waktu prosesor dengan
menggilir pekerjaan. Bagian Sistem Operasi
yang mengelola penggiliran CPU disebut
scheduler (penjadwal).
8. Mengelola memori. Sistem
operasi bertanggung jawab untuk mentransfer program ke memori dan dari memori.
Sistem Operasi melacak penggunaan memori
dan memutuskan berapa banyak yang harus diberikan untuk setiap program. Sistem
Operasi juga memutuskan apa yang terjadi
jika tidak ada cukup memori.
9. Mengelola keamanan. Sistem
Operasi bertanggung jawab atas pembuatan akun pengguna dan kata sandi serta
penerapannya. Sistem Operasi juga dilengkapi dengan banyak program utilitas,
termasuk irewall.
10. Menangani komunikasi dengan
jaringan.
Dari semua fungsi di atas, kalian dapat membayangkan, bahwa
sebuah SO pun terdiri atas komponen-komponen dengan tugasnya masing-masing.
Setiap komponen akan menjalankan tugas sesuai fungsinya yang spesiik. Pada kegiatan berikut ini, kalian akan lebih memahami salah satu
fungsi Sistem Operasi dengan menjalankan tugas scheduler, yang mirip dengan
tugastugas manusia menangani pekerjaan. Seperti halnya kalian berbagi peran
dalam mengerjakan sebuah tugas, Sistem Operasi terdiri atas komponenkomponen
dengan peran masing-masing yang disebutkan di atas, yang secara keseluruhan
berfungsi sebagai Sistem Operasi
Multitasking
Kalian tentu pernah melakukan “multitasking”, yaitu
mengerjakan beberapa pekerjaan sekaligus, misalnya sambil merajut, nonton TV,
bahkan sesekali menengok HP. Sambil menyapu, kalian mendengarkan musik bahkan
ikut bernyanyi. Manusia mempunyai kemampuan multitasking, walaupun untuk beberapa
kondisi, perlu dilakukan dengan hati-hati, misalnya sangat berbahaya menonton
video sambil menyetir mobil. Multitasking yang tidak dikendalikan dengan baik, belum tentu menambah eisiensi dan hasilnya belum
tentu baik. Misalnya, belajar sambil menonton sepak bola dapat memecah
perhatian sehingga kalian tidak belajar dengan baik. Ketika kalian sedang
belajar sambil mendengarkan lagu, kalian berhenti ketika ibu memanggil untuk
makan malam (ini yang disebut interupsi).
Sebuah komputer yang sedang melakukan multitasking,
misalnya saat penggunanya sedang menjalankan aplikasi pengolah kata, aplikasi
pengolah lembar kerja, aplikasi presentasi, dan aplikasi Paint untuk menggambar
