Modul Ajar Informatika Kelas 10 SMA: Sistem Komputer dan Arsitektur Perangkat (Bab 3)

Pembelajaran arsitektur komputer model Von Neumann, hierarki perangkat keras (CPU, ALU, CU, Register, RAM, ROM, Storage), interaksi perangkat lunak sistem operasi (*booting, process scheduling, memory management*), dan interaksi manusia-komputer (HCI).

Capaian dan tujuan pembelajaran

Peserta didik mampu menjelaskan komponen internal perangkat keras komputer dan alur kerja CPU.
Peserta didik mampu menganalisis peran sistem operasi dalam mengelola sumber daya perangkat keras dan lunak.
Peserta didik mampu membedakan jenis hierarki memori dan kecepatan transfer data antarmedia penyimpanan.

Materi pokok & uraian konsep pembelajaran

Sistem komputer merupakan integrasi sinergis antara tiga komponen fundamental: perangkat keras (*hardware*), perangkat lunak (*software*), dan pengguna (*brainware*). Arsitektur Von Neumann menjadi landasan desain komputer modern yang memisahkan unit pemrosesan pusat dan unit memori.

Central Processing Unit (CPU) bekerja melalui siklus *fetch-decode-execute* dengan kecepatan miliaran siklus per detik (GHz). Arithmetic Logic Unit (ALU) menangani komputasi matematika dan operasi logika biner, sementara Control Unit (CU) mengarahkan lalu lintas instruksi.

Sistem operasi (OS) bertindak sebagai jembatan perantara yang mengelola alokasi sumber daya prosesor (*multitasking*), manajemen memori utama (RAM), antrean I/O, serta menyediakan antarmuka pengguna grafis (*GUI*) yang intuitif.

Peta subtopik bahasan

Arsitektur Komputer Von Neumann dan Siklus CPU
Menganalisis siklus Fetch-Decode-Execute, register CPU, ALU, dan bus data/alamat.
Hierarki Memori dan Media Penyimpanan Data
Membandingkan kecepatan dan kapasitas Register, Cache L1/L2/L3, RAM, ROM, SSD (NVMe), dan HDD.
Peran dan Mekanisme Sistem Operasi (Operating System)
Menelaah proses booting, manajemen proses (penjadwalan CPU), sistem berkas, dan virtual memory.
Interaksi Manusia dan Komputer (Human-Computer Interaction)
Mempelajari evolusi CLI, GUI, Voice User Interface (VUI), dan prinsip ergonomi antarmuka.

Istilah kunci dan glosarium

Von Neumann Architecture: Arsitektur komputer teoretis yang menggunakan satu memori penyimpanan bersama untuk instruksi program dan data.
ALU (Arithmetic Logic Unit): Komponen CPU yang bertanggung jawab mengeksekusi perhitungan matematika dan perbandingan logika biner.
RAM (Random Access Memory): Memori kerja utama komputer yang bersifat volatil (data hilang saat listrik padam) dengan kecepatan akses tinggi.
Solid State Drive (SSD): Media penyimpanan sekunder non-volatil berbasis chip memori flash tanpa komponen mekanik piringan berputar.
GUI (Graphical User Interface): Antarmuka sistem yang memungkinkan pengguna berinteraksi melalui ikon grafis dan pointer visual.

Instrumen asesmen formatif & contoh soal pembelajaran

5 butir instrumen soal pilihan ganda berbasis HOTS untuk mengukur pemahaman konsep pada bab ini. Dilengkapi kunci jawaban dan uraian pembahasan analitis.

Soal 1

Siklus kerja fundamental yang dilakukan oleh Central Processing Unit (CPU) dalam mengeksekusi setiap instruksi program komputer adalah...

A. Input - Process - Output
B. Fetch - Decode - Execute
C. Compile - Link - Run
D. Boot - Load - Save