Membuat prototipe perangkat lunak yang berinteraksi dengan single board computer, mikrokontroler, dan kit elektronika edukasi — mulai dari Arduino hingga Raspberry Pi.
Sistem komputer modern pada umumnya masih menggunakan konsep arsitektur Von Neumann, di mana program (instruksi) dan data disimpan di dalam ruang memori yang sama. Terdapat tiga komponen utama dalam arsitektur ini:
Central Processing Unit (CPU): Merupakan otak dari komputer yang bertugas mengeksekusi instruksi. CPU terdiri dari:
Control Unit (CU): Mengatur dan mengendalikan semua peralatan yang ada pada sistem komputer, serta mengatur kapan alat input menerima data dan kapan alat output menampilkannya.
Arithmetic Logic Unit (ALU): Melakukan semua perhitungan aritmatika dan perbandingan logika sesuai dengan instruksi program.
Register: Tempat penyimpanan sementara di dalam CPU yang memiliki kecepatan akses sangat tinggi, digunakan untuk menyimpan instruksi dan data yang sedang diproses.
Memori Utama (Main Memory): Tempat penyimpanan data dan instruksi program yang akan dan sedang diproses oleh CPU. Terdiri dari RAM (Random Access Memory) yang bersifat volatile (sementara) dan ROM (Read Only Memory) yang bersifat non-volatile.
Sistem Input/Output (I/O): Modul yang menjadi antarmuka antara CPU/Memori dengan perangkat eksternal (seperti keyboard, mouse, monitor, atau penyimpanan eksternal).
Saat komputer menjalankan sebuah program, CPU melakukan serangkaian proses berulang yang dikenal sebagai Siklus Mesin atau Siklus Instruksi. Proses ini terdiri dari empat tahap utama:
Fetch (Mengambil): CU mengambil instruksi dari Memori Utama ke Register.
Decode (Menerjemahkan): CU menerjemahkan instruksi tersebut untuk menentukan operasi apa yang harus dilakukan oleh ALU.
Execute (Mengeksekusi): ALU menjalankan instruksi matematika atau logika tersebut.
Store (Menyimpan): Hasil dari eksekusi disimpan kembali ke dalam memori atau register.
Dalam sistem komputer, memori disusun dalam sebuah hierarki berdasarkan kecepatan akses, kapasitas, dan biaya.
| Tingkatan | Jenis Memori | Kecepatan Akses | Kapasitas | Sifat Penyimpanan |
| 1 (Tertinggi) | Register (dalam CPU) | Sangat Cepat | Sangat Kecil (Bytes) | Volatile |
| 2 | Cache Memory | Cepat | Kecil (MB) | Volatile |
| 3 | Main Memory (RAM) | Sedang | Sedang (GB) | Volatile |
| 4 (Terendah) | Secondary Storage (SSD/HDD) | Paling Lambat | Sangat Besar (TB) | Non-Volatile |
Perangkat keras komputer tidak dapat bekerja tanpa adanya perangkat lunak. Sistem Operasi (OS) bertindak sebagai jembatan antara hardware dan brainware (pengguna). Fungsi utama OS dalam manajemen sistem meliputi:
Manajemen Proses: Mengatur antrian instruksi yang akan diproses oleh CPU.
Manajemen Memori: Mengalokasikan ruang di RAM untuk aplikasi yang sedang berjalan dan membersihkannya saat aplikasi ditutup.
Manajemen Penyimpanan: Mengatur letak file atau sistem database di dalam hardisk atau server.