Hubungan Manusia dan Komputer
A. Arsitektur komputer
Komputer
merupakan suatu alat pemprosessan data yang kompleks yang terdiri hari
hardware dan software. Komputer digunakan untuk memudahkan manusia
mengerjakan berbagai hal seperti perhitungan ataupun hal-hal yang
lainnya. Komputer zaman dahulu mungkin hanya bisa mengerjakan hal-hal
yang sederhana saja namun berjalannya waktu, teknologi pun semakin maju
dan pesat sehingga komputer sekarang dapat membantu manusia dalam
mengerjakan hal-hal yang rumit sekalipun.
Komputer
kontemporer adalah mesin hitung elektronik cepat yang menerima informasi
input terdigitalisasi, mengolahnya sesuai dengan daftar instruksi yang
tersimpan secara internal dan memberikan informasi output hasil. Daftar
instruksi itu disebut program komputer, dan penyimpanan internalnya
disebut memori komputer.
Komputer yang paling umum adalah personal computer,
yang banyak digunakan di rumah, sekolah, dan kantor bisnis. Personal
computer merupakan bentuk paling umum dari komputer desktop. Komputer
desktop memiliki unit pengolahan dan penyimpanan, display visual dan unit output audio,
dan keyboard yang dapat ditempatkan secara mudah di meja rumah dan
kantor. Media penyimpanan tersebut termasuk harddisk, CD-ROM, dan
disket.
Pada awalnya
komputer tersusun dari perangkat keras yang masih bekerja secara
mekanis dengan digerakkan oleh mesin uap maupun tenaga manusia.
Beberapa contoh komputer mekanis adalah mesin diferensial dan mesin
analitis buatan Charles Babbage (1792-1871). Pada jaman modern saat ini,
hampir semua komputer mengadopsi arsitektur yang dibuat oleh John von
Neumann (1903-1957). Kunci utama arsitektur von Neumann adalah unit
pemrosesan sentral (CPU), yang memungkinkan seluruh fungsi komputer
untuk dikoordinasikan melalui satu sumber tunggal.
Pada dasarnya komputer arsitektur Von Neumann adalah terdiri dari elemen sebagai berikut:
- Prosesor, merupakan pusat dari kontrol dan pemrosesan instruksi pada komputer.
- Memori, digunakan untuk menyimpan informasi baik program maupun data.
- Perangkat input-output, berfungsi
sebagai media yang menangkap respon dari luar serta menyajikan informasi
keluar sistem komputer.
1. Prosesor atau Central Processing Unit (CPU)
CPU
merupakan tempat untuk melakukan pemrosesan instruksi-instruksi dan
pengendalian sistem komputer. Perkembangan perangkat CPU mengikuti
generasi dari sistem komputer. Pada generasi pertama CPU terbuat dari
rangkaian tabung vakum sehingga memiliki ukuran yang sangat besar. Pada
generasi kedua telah diciptakan transistor sehinga ukuran CPU menjadi
lebih kecil dari sebelumnya. Pada generasi ketiga CPU telah terbuat dari
rangkaian IC sehingga ukurannya menjadi lebih kecil. Pada generasi
keempat telah diciptakan teknologi VLSI dan ULSI sehingga memungkinkan
ribuan sampai jutaan transistor tersimpan dalam satu chip.
2. Memori
Memori
adalah bagian dari komputer yang digunakan untuk menyimpan program atau
instruksi dan data-data. Beberapa pakar komputer menggunakan istilah
store atau storage untuk menamakan memori, meskipun kata storage sering
digunakan untuk menamakan tempat penyimpanan disket. Peran memori sangat
penting supaya program maupun data dapat disimpan pada sistem komputer,
sehingga lebih memudahkan dalam pengoperasian komputer. Terdapat dua
jenis memori dalam sistem komputer, yaitu memori utama dan memori
sekunder.
Arsitektur
komputer dapat didefinisikan sebagai ilmu dan sekaligus seni mengenai
cara interkoneksi komponen-komponen perangkat keras untuk dapat
menciptakan sebuah komputer yang memenuhi kebutuhan fungsional, kinerja,
dan target biayanya.
Dalam bidang
teknik komputer, arsitektur komputer adalah konsep perencanaan dan
struktur pengoperasian dasar dari suatu sistem komputer. Arsitektur
komputer ini merupakan rencana cetak-biru dan deskripsi fungsional dari
kebutuhan bagian perangkat keras yang didesain (kecepatan proses dan
sistem interkoneksinya). Dalam hal ini, implementasi perencanaan dari
masing–masing bagian akan lebih difokuskan terutama, mengenai bagaimana
CPU akan bekerja, dan mengenai cara pengaksesan data dan alamat dari dan
ke memori cache, RAM, ROM, cakram keras, dll). Beberapa contoh dari
arsitektur komputer ini adalah arsitektur von Neumann, CISC, RISC, blue
Gene, dan lain-lain
Suatu
komputer terdiri dari lima bagian utama yang mandiri secara fungsional:
unit input, memori, aritmatika dan logika, output, dan kontrol. Unit
input menerima informasi terkode dari operator manusia, dari peralatan
elektromekanik seperti keyboard, atau dari komputer lain melalui jalur
komunikasi digital. Informasi yang diterima disimpan dalam memori
komputer untuk referensi selanjutnya atau segera digunakan oleh sirkuit
aritmatika dan logika untuk melakukan operasi yang diinginkan. Langkah
pengolahan ditentukan oleh program yang tersimpan dalam memori.
Akhirnya, hasil dikirim kembali ke dunia luar melalui unit output.
Arsitektur
dari komputer merupakan suatu susuana tau rancangan dari komputer
tersebut sehingga membentuk suatu kesatuan yang dinamakan komputer.
Komputer berevolusi dengan cepat mulai dari generasi pertama hingga
sekarang. Evolusi tersebut didasarkan pada fungsi atau kegunaanya dalam
kehidupan. Evolusi pada komputer ada karena keinginan atau hal yang
dibutuhkan manusia itu sendiri. Sekarang ini komputer sudah dapat
melakukan perintah yang sulit sekalipun tidak seperti dulu yang hanya
bisa melakukan yang sederhana saja. Itulah yang dinamakan evolusi
arsitektur yaitu perubahan bentuk juga fungsi dan kemampuannya.
Struktur Dasar Komputer dan Organisasi Komputer
Suatu sistem komputer terdiri dari lima unit struktur dasar, yaitu:
- Unit masukan (Input Unit) yaitu dimana terdapat perintah atau instruksi yang dilakukan kepada komputer oleh pengguna. Komputer
menerima informasi terkodekan melalui unit input, yang membaca data
tersebut. Peralatan input yang paling terkenal adalah keyboard.
Peralatan input lainnya termasuk joystick, trackball, dan mouse.
Peralatan tersebut seringkali digunakan sebagai peralatan input grafik
dalam hubungan dengan display. Mikrofon dapat digunakan untuk menangkap
input audio yang kemudian disample dan dikonversi menjadi kode digital
untuk penyimpanan dan pengolahan.
- Unit kontrol (Control Unit) merupakan
suatu unit yang berfungsi untuk mengontrol atau mengendalikan semua yang
terdapat dalam komputer. Operasi
setiap unit harus dikoordinasi dengan beberapa cara. Kooordinasi adalah
tugas dari unit kontrol. Unit kontrol secara efektif merupakan pusat
saraf yang mengirim sinyal kontrol ke unit lain dan mengetahui keadaan
unit tersebut. Operasi suatu komputer dapat diringkas sebagai berikut:
- Komputer menerima informasi dalam bentuk program dan data melalui unit input dan menyimpannya dalam memori.
-
Informasi yang disimpan dalam memori diambil, di bawah kontrol program,
ke unit aritmatika dan logika, di mana informasi tersebut diproses.
- Informasi yang terproses meninggalkan komputer melalui unit output.
- Semua kegiatan di dalam mesin tersebut diarahkan oleh unit kontrol.
- Unit logika dan aritmatika (Arithmetic
& Logical Unit / ALU) adalah suatu unit dimana berisi fungsi-fungsi
logika dan matematika atau perhitungan. Kebanyakan operasi komputer
dieksekusi dalam unit aritmatika dan logika (ALU – arithme and logic
unit) pada prosesor. Perhatikanlah suatu contoh umum, m isalkan dua
bilangan yang berada dalam memori ditambahkan. Operasi aritmatika atau
logika yang lain, misalnya, perkalian, pembagian, atau perbandingan
bilangan, diawali dengan membawa operand yang diperlukan ke prosesor, di
mana operasi tersebut dilakukan oleh ALU. Unit
kontrol dan unit aritmatika dan logika jauh lebih cepat daripada
peralatan lain yang terhubung ke sistem komputer. Jadi memungkinkan satu
prosesor tunggal mengendalikan sejumlah peralatan eksternal seperti
keyboard, display, disk magnetik dan optikal, sensor, dan kontroler
mekanik.
- Unit memori/penyimpanan (Memory /
Storage Unit) yaitu unit penyimpanan dana yang dilakukan komputer.
Fungsi unit memori adalah untuk menyimpan program dan data. Terdapat dua
kelas penyimpanan, primer dan sekunder. Penyimpanan primer adalah
memori cepat yang beroperasi pada kecepatan elektronik. Program harus
disimpan dalam memori tersebut pada saat dieksekusi. Sedangkan
penyimpanan sekunder tambahan cenderung lebih murah yang digunakan pada
saat sejumlah besar data dan banyak program harus disimpan, terutama
untuk informasi yang jarang diakses. Terdapat banyak pilihan peralatan
penyimpanan sekunder, termasuk disk magnetik dan tape dan disk optikal
(CDROM).
- Unit keluaran (Output Unit) merupakan suatu hasil yang diharapkan dari suatu inputan yang telah dimasukkan. Unit
output berfungsi untuk mengirimkan hasil yang telah diproses ke dunia
luar. Contoh yang paling umum dari peralatan tersebut adalah printer.
Beberapa unit, seperti display grafik, menyediakau fungsi output dan
fungsi input. Peranar ganda unit tersebut merupakan alasan penggunaan
istilah tunggal unit I/O dalam banyak hal.
B. Kognisi Manusia
Setiap
manusia memiliki kemampuan akal dan fikiran. Akal berfungsi dalam
menerima dan memproses berbagai informasi yang diterima melalui
alat-alat indra, kemudian disimpan dan dimunculkan kembali pada saat
diperlukan. Dalam psikologi, fungsi ini dikenal dengan istilah kognisi.
Manusia mendapat anugrah dari Tuhan berupa kemampuan mengenal,
mengetahui, dan menangkap kembali berbagai hal yang telah diketahuinya.
Kognisi merupakan kepercayaan seseorang tentang sesuatu yang didapatkan
dari proses berpikir tentang seseorang atau sesuatu.
Proses yang
dilakukan adalah memperoleh pengetahuan dan memanipulasi pengetahuan
melalui aktivitas mengingat, menganalisis, memahami, menilai, menalar,
membayangkan dan berbahasa. Kapasitas atau kemampuan kognisi biasa
diartikan sebagai kecerdasan atau inteligensi. Bidang ilmu yang
mempelajari kognisi beragam, di antaranya adalah psikologi, filsafat,
komunikasi, neurosains, serta kecerdasan buatan.
Kognitif
adalah proses-proses mental atau aktivitas pikiran dalam mencari,
menemukan atau mengetahui dan memahami informasi. Intelegensi adalah
suatu konsep yang satu kesatuan dari jumlah kemampuan atau kapasitas
pikiran. Kemampuan kognitif diperoleh dari proses belajar yang merupakan
perpaduan antara faktor bawaan dan lingkungan.
Kognisi
manusia adalah parsial karena hanya bisa mencapai (realitas) yang
diketahui , bukan yang tidak diketahui. Kognisi manusia membutuhkan
kognisi lain yang iluminatif, yaitu kognisi yang memiliki konstansi
aksioma-aksioma.
Kognisi
dipahami sebagai proses mental karena suatu proses kognisi tidak dapat
diamati secara langsung karena proses itu terjadi dalam pikiran yang
bekerja begitu cepat. Oleh karena itu kognisi diukur melalui perilaku
yang ditampilkan dan dapat diamati. Misalnya kemampuan anak untuk
mengingat angka dari 1-20, atau kemampuan untuk menyelesaikan teka-teki,
kemampuan menilai perilaku yang patut dan tidak untuk diimitasi.
Proses
kognisi bisa dipengaruhi oleh konteks tugas. Orang cenderung melakukan
sesuatu karena ada perintah dan tugas tertentu. emosi cenderung
mempengaruhi proses kognisi karena hanya emosilah satu-satunya cara yang
bisa mengalangi proses kognisi terjadi. Contohnya, saat seseorang
mengalami stres, orang tersebut akan cenderung tidak berfikir.
Teori perkembangan kognitif secara kualitatif (Piaget 1920-1964)
- Sensori motor(0-2 bulan), ditandai
dengan adanya penggunaan sensori motor dalam pengamatan dan pengindraan
yang intesif terhadap dunia luar.
- Praoperasional(2-7 bulan) ditandai
adanya dua tahapan yakni preconceptual cara berpikir transduktif dan
intuitif bersifat egosentris atau self centered.
- Kontrit operasional(7-11/-12) yang merupakan tahapan yang ditandai proses berpikir rasional.
- Formal operasional(11/12-14/15)
ditandai dengan kemampuan untuk mengoperasikan kaidah-kaidah logika
formal yang tidak terikat lagi oleh obyek-obyek yang bersipat konkrit.
Asesmen perkembangan kognitif
- Perkembangan bahasa : reaksi merespon pertanyaan , reaksi menjawab pertanyaan, reaksi bertanya, kosa kata.
- Perkembangan persepsi : membedakan bentuk, mengelompokkan subjek, mengenal urutan objek.
- Perkembangan konsentrasi : memberikan perhatian pada objek.
- Perkembangan memori : mengingat kejadian hari ini, kejadian masa lalu.
Fungsi kognisi :
- Atensi dan kesadaran
Atensi
adalah pemrosesan secara sadar sejumlah kecil informasi dari sejumlah
besar informasi yang tersedia. Informasi didapatkan dari penginderaan,
ingatan dan proses kognitif lainnya. Atensi terbagi menjadi atensi
terpilih (selective attention)dan atensi terbagi (divided attention).
Kesadaran meliputi perasaan sadar maupun hal yang disadari yang mungkin
merupakan fokus dari atensi.
- Persepsi
Persepsi
adalah rangkaian proses pada saat mengenali, mengatur dan memahami
sensasi dari panca indera yang diterima dari rangsang lingkungan. Dalam
kognisi rangsang visual memegang peranan penting dalam membentuk
persepsi. Proses kognif biasanya dimulai dari persepsi yang menyediakan
data untuk diolah oleh kognisi.
- Ingatan
Ingatan
adalah saat manusia mempertahankan dan menggambarkan pengalaman masa
lalunya dan menggunakan hal tersebut sebagai sumber informasi saat ini.
Proses dari mengingat adalah menyimpan suatu informasi, mempertahankan
dan memanggil kembali informasi tersebut. Ingatan terbagi dua menjadi
ingatan implisit dan eksplisit. Proses tradisional dari mengingat
melalui pendataan penginderaan, ingatan jangka pendek dan ingatan jangka
panjang.
- Bahasa
Bahasa
adalah menggunakan pemahaman terhadap kombinasi kata dengan tujuan untuk
berkomunikasi. Adanya bahasa membantu manusia untuk berkomunikasi dan
menggunakan simbol untuk berpikir hal-hal yang abstrak dan tidak
diperoleh melalui penginderaan. Dalam mempelajari interaksi pemikiran
manusia dan bahasa dikembangkanlah cabang ilmu psikolinguistik.
- Pemecahan masalah dan kreativitas
Pemecahan
masalah adalah upaya untuk mengatasi hambatan yang menghalangi
terselesaikannya suatu masalah atau tugas. Upaya ini melibatkan proses
kreativitas yang menghasilkan suatu jalan penyelesaian masalah yang
orisinil dan berguna.
Tingkatan kognisi manusia oleh Bloom :
- Tingkat Pengetahuan (Knowledge Level)
Berisikan
kemampuan untuk mengenali dan mengingat peristilahan, definisi,
fakta-fakta, gagasan, pola, urutan, metodologi, prinsip dasar, dsb.
Sebagai contoh, ketika diminta menjelaskan manajemen kualitas (quality
management), orang yg berada di level ini bisa menguraikan dengan baik
definisi dari kualitas, karakteristik produk yg berkualitas, standar
kualitas minimum untuk produk, dsb.
- Tingkat Pemahaman (Comprehension Level)
Dikenali
dari kemampuan untuk membaca dan memahami gambaran, laporan, tabel,
diagram, arahan, peraturan, dsb. Sebagai contoh, orang di level ini bisa
memahami apa yg diuraikan dalam fish bone diagram, pareto chart, dsb.
- Tingkat Aplikasi (Application Level)
Di tingkat
ini, seseorang memiliki kemampuan untuk menerapkan gagasan, prosedur,
metode, rumus, teori, dsb di dalam kondisi kerja. Sebagai contoh, ketika
diberi informasi tentang penyebab meningkatnya reject di
produksi, seseorang yg berada di tingkat aplikasi akan mampu merangkum
dan menggambarkan penyebab turunnya kualitas dalam bentuk fish bone diagram atau pareto chart.
- Tingkat Analisis (Analythical Level)
Di tingkat
analisis, seseorang akan mampu menganalisa informasi yang masuk dan
membagi-bagi atau menstrukturkan informasi ke dalam bagian yang lebih
kecil untuk mengenali pola atau hubungannya, dan mampu mengenali serta
membedakan faktor penyebab dan akibat dari sebuah skenario yg rumit.
Sebagai contoh, di level ini seseorang akan mampu memilah-milah penyebab
meningkatnya penolakan, membanding-bandingkan tingkat keparahan dari
setiap penyebab, dan menggolongkan setiap penyebab ke dalam tingkat
keparahan yg ditimbulkan.
- Tingkat Sintesa (Synthesis Level)
Satu tingkat
di atas analisa, seseorang di tingkat sintesa akan mampu menjelaskan
struktur atau pola dari sebuah skenario yang sebelumnya tidak terlihat,
dan mampu mengenali data atau informasi yang harus didapat untuk
menghasilkan solusi yg dibutuhkan. Sebagai contoh, di tingkat ini
seorang manajer kualitas mampu memberikan solusi untuk menurunkan
tingkat penolakan di produksi berdasarkan pengamatannya terhadap semua
penyebab turunnya kualitas produk.
- Tingkat Evaluasi (Evaluation Level)
Dikenali
dari kemampuan untuk memberikan penilaian terhadap solusi, gagasan,
metodologi, dsb dengan menggunakan kriteria yang cocok atau standar yang
ada untuk memastikan nilai efektivitas atau manfaatnya. Sebagai contoh,
di tingkat ini seorang manajer kualitas harus mampu menilai alternatif
solusi yang sesuai untuk dijalankan berdasarkan efektivitas, urgensi,
nilai manfaat, nilai ekonomis, dsb.
C. Hubungan arsitektur komputer dan kognisi manusia
Manusia
menciptakan dan memanfaatkan komputer dalam berbagai bidang. Komputer
digunakan manusia dalam hal sederhana seperti mengetik, mencari
informasi, dan komunikasi. Sedangkan kegiatan lain seperti membuat
program atau menciptakan sebuah robot dilakukan oleh seorang ahli dalam
komputerisasi.
Hubungan
arsitektur komputer dan kognisi manusia berkaitan dengan disiplin ilmu
interaksi manusia dan komputer (human–computer interaction, HCI), yang
mempelajari hubungan antara manusia dan komputer yang meliputi
perancangan, evaluasi, dan implementasi antarmuka pengguna komputer agar
mudah digunakan oleh manusia.
Interaksi
manusia dan komputer sendiri adalah serangkaian proses, dialog dan
kegiatan yang dilakukan oleh manusia untuk berinteraksi dengan komputer
yang keduanya saling memberikan masukan dan umpan balik melalui sebuah
antarmuka untuk memperoleh hasil akhir yang diharapkan.
Manusia
cenderung akan mencari sebuah cara untuk mempermudah pekerjaan diri
sendiri. Dengan adanya kognisi manusia dapat menciptakan komputer dalam
membantu pekerjaan diri sendiri dan mengembangkannya sehingga lebih
mudah digunakan oleh pengguna lainnya.
Media antarmuka manusia dan komputer
bentuk
sederhana dialog atau komunikasi antara manusia dan komputer yang hanya
berisi teks dan kurang menarik. Contoh media antarmuka manusia dan
komputer berbentuk teks yang menggunakan bahasa pemrograman PASCAL
adalah readln dan writeln.
- Media GUI (Graphical User Interface)
bentuk
dialog atau komunikasi antara manusia dan komputer yang berbentuk grafis
dan sangat atraktif. Contoh media antarmuka manusia dan komputer yang
berbentuk grafis menggunakan pemrograman visual (Visual Basic, Visual
Foxpro, Delphi dan lain-lain).
