[SOBN] Bagaimana Komputer Bekerja?

Kita semua sudah sangat familiar dengan kehadiran komputer di kehidupan sehari-hari kita, bahkan kita tidak dapat lepas darinya. Kita menggunakannya dari untuk mendapatkan hiburan sampai untuk bekerja. Tapi apakah kita tahu bagaimana cara kerjanya? Proses apa saja yang terjadi saat kita menggunakannya? Pemabahasan ini akan berkaitan dengan banyak hal, tapi untuk post ini kita akan membahas cara kerja dasar dari komputer. Tahukah kalian dahulu komputer berukuran sebesar ruangan dengan fungsi yang sangat terbatas? Bagaimana bentuknya dapat berevolusi hingga menjadi sekecil sekarang dengan kemampuan yang berkali-kali lipat? Mari kita bahas!

Komputer terdiri dari berbagai komponen elektronik, resistor, kapasitor, power supply, dll, tetapi yang paling utama adalah transistor. Kompenen dengan 3 kaki ini lah yang melakukan perhitungan bilangan biner. Contoh bentuknya seperti pada gambar di samping.

Apa itu transistor?

Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya. Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, di mana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya.

komputer_transistor_diagram

Pada umumnya, transistor memiliki 3 terminal, yaitu Basis (B), Emitor (E) dan Kolektor (C). Tegangan yang di satu terminalnya misalnya Emitor dapat dipakai untuk mengatur arus dan tegangan yang lebih besar daripada arus input Basis, yaitu pada keluaran tegangan dan arus output Kolektor. Transistor merupakan komponen yang sangat penting dalam dunia elektronik modern. Dalam rangkaian analog, transistor digunakan dalam amplifier (penguat). Rangkaian analog melingkupi pengeras suara, sumber listrik stabil (stabilisator) dan penguat sinyal radio. Dalam rangkaian-rangkaian digital, transistor digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi. Beberapa transistor juga dapat dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate, memori dan fungsi rangkaian-rangkaian lainnya.

Bagaimana transistor diimplementasikan di Processor?

Processor yang dipakai oleh komputer yang kalian gunakan terdiri dari jutaan transistor dalam bentuk sillicon semiconductor. Sebagai contoh processor Intel Core i7 (2008) memiliki 731 juta transistor di dalamnya. Untuk melihat daftar jumlah transistor pada processor dan microprocessor, silahkan klik tautan ini. Bayangkan sebesar apa processor tersebut jika yang digunakan adalah transistor dengan ukuran sebesar gambar transistor di atas? Komputer generasi awal (analog) menggunakan tabung vacum, kemudian digantikan dengan transistor mulai tahun 1955. Sedikit menyinggung sejarah komputer, komputer awalnya (dikenal juga dengan nama Turing Machine, penemunya bernama Alan Turing) digunakan oleh pihak sekutu pada Perang Dunia II untuk men-decrypt sandi Enigma tentara Nazi Jerman untuk mengetahui posisi kapal dan strategi yang akan mereka gunakan untuk menyerang pihak sekutu. Ukuran komputer ini sangat besar dengan banyak knob yang digunakan untuk mengoperasikannya. Kehadiran komputer ini mempersingkat waktu perang sebesar sekitar 3-5 tahun lebih cepat dari waktu perkiraan berakhirnya perang tanpa kehadiran komputer. Sekarang, sekitar 71 tahun kemudian, kita mengoperasikan komputer yang seukuran genggaman tangan kita dengan fungsionalitas yang jauh lebih banyak dari komputer generasi awal tersebut. (Silahkan buka tautan ini untuk membaca tentang sejarah singkat-dan cukup lengkap-tentang komputer dari generasi awal hingga sekarang.)

Thanks to semiconductor it all happens now. Tanpa semikonduktor kita tidak dapat menikmati kemajuan teknologi yang sepesat sekarang. Terlabih lagi, menurut Hukum Moore, setiap 1.5 tahun jumlah transistor akan bertambah 2x lipat dalam sebuah chip. Artinya apa? Dalam 1.5 tahun para engineers dapat membuat ukuran transistor 2x lebih kecil sehingga dalam 1 buah chip dengna ukuran yang sama dapat menampung jumlah 2x lebih banyak dari pada saat 1.5 tahun sebelumnya. Tidak lain hal ini akan membuat kemajuan teknologi komputer semakin cepat. Transistor yang sangat banyak itu diimplementasikan di dalam processor dibuat dari semiconductor wafer. Silahkan lihat video berikut ini untuk mempelajari pembuatan processor:

Bagaimana Cara Kerja Transistor Pada Komputer?

komputer_logicgates

Transistor pada komputer (di dalam processor) bekerja dengan membetuk rangkaian gerbang logika. Gerbang logika terdiri dari 3 tipe dasar, NOT, OR dan AND dan 3 tipe lanjutan, yaitu XOR, NOR dan NAND, sepeti ditunjukan oleh gambar di samping. Jenis-jenis gerbang logikan ini jika dikombinasikan dapat menghasilkan sebuah rangkaian yang rumit yang dapat melakukan kalkulasi tingkat tinggi. Ini lah yang banyak disebut orang komputer berbicara dalam bahasa biner 0 dan 1. That's the magic of computer! Dengan hasil operasi kedua angka ini dengan menggunakan transistor kita dapat menikmati teknologi yang ada sekarang, kecepatan komunikasi, gambar beresolusi tinggi, dll. Silahkan tonton video ini untuk mempelajari cara kerja transistor:

Apa lagi selanjutnya?

Pilihan 1

Untuk mempraktekan lebih lanjut tentang cara kerja komputer ini, paling mudah dilakukan dengan memprogram suatu microcontroller. Tidak masalah jika Anda tidak bisa membuat Printed Circuit Board (PCB), ada Arduino yang dapat Anda gunakan untuk praktek memprogram microcontroller. Kenapa saya bilang ini cara terbaik? Karena memprogram microcontroller pada dasarnya kita membuat program yang mengatur input dan output pada setiap kaki-kaki microcontroller tersebut. Dengan memahami hal ini kita dapat memahami cara kerja komputer secara komperhensif. Contoh-contoh pemrograman microcontroller dapat dilihat pada halaman Project saya. Setelah Anda memahami cara kerja komputer, ada baiknya Anda juga mempelajari tentnag Sistem Bilangan Digital. Anda dapat mempelajarinya di post saya tentang Teori Dasar Sistem Digital Dan Sistem Bilangan Dan Kode. Memahami cara kerja komputer dan sistem bilangan digital dapat membangun pemahaman dasar yang baik dan lengkap jika Anda ingin mempelajari bahasa pemrograman apapun, selain berguna jika Anda ingin menjadi engineer di bidang Computer Engineering.

Pilihan 2

Jika Anda ingin tahu lebih lanjut tentang komputer yang dipakai saat ini, ada baiknya ada mempelajari tentang System on Chip (SoC). Komputer saat ini, apalagi diperangkat mobile menggunakan sebuah chip yang berfungsi sebagai processor, graphic processor, networking, dll. Ilmu yang mempelajari lebih lanjut tentang perkembangan, desain chip dan pemrograman perangkat SoC adalah embedded system. Anda dapat mempelajari tentang SoC di post saya yang berjudul System on Chip. Setelah itu jika Anda ingin melakukan yang ada pada Pilihan 1, Anda akan jauh lebih mudah memahami dan mempraktekannya.

Pilihan 3

Pilihan terakhir kalian adalah "cukup tau aja", move on with whatever you're doing before reading this articles, tell your friends, family dan whoever you want about this. Explore blog post saya yang lain atau lihat-lihat tutorialnya.

Share this post to the world:
Facebooktwittergoogle_pluspinterestlinkedinFacebooktwittergoogle_pluspinterestlinkedin

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *