TEKNIK KOMPUTER DASAR Kode/SKS

Nama Matakuliah
: TEKNIK KOMPUTER DASAR
Kode/SKS
: TEL 203 / 2 SKS
P rasya rat
: ---
Status Matakuliah
: Wajib
Deskripsi Singkat Mata Kulliah
Mata kuliah Teknik Komputer Dasar terutama mempelajari konsep dasar sistem komputer.
Materi yang diberikan dalam matakuliah ini meliputi fungsi dan kerja komponen-komponen
penyusun sistem komputer, arsitektur dasar komputer dan CPU, interaksi antar komponen
peripheral dengan CPU, serta konsep dasar sistem operasi. Mata kuliah ini diberikan pada
semester 3 dan bersifat wajib bagi seluruh mahasiswa program studi Teknik Elektro. Mata
kuliah ini merupakan mata kuliah dasar bagi pengambilan mata kuliah di bidang perangkat
keras komputer.
Sebagai mata kuliah dasar maka materi pembelajaran yang disampaikan bersifat baku atau
standard. Namun mengingat perkembangan teknologi perangkat keras komputer yang
sangat persat, maka ditambahkan beberapa materi komputer terkini, yang diberikan dalam
bentuk contoh-contoh maupun tugas pada mahasiswa.
Tujuan Pembelajaran
Setelah mengikuti mata kuliah ini mahasiswa akan dapat mengenal dan memahami konsep
dasar sistem komputer dalam tinjauan perangkat keras, mampu mengidentifikasi komponen
penyusun komputer dan fungsinya, selanjutnya dapat memanfaatkan komputer lebih baik
serta mempunyai konsep dasar dalam mengidentifikasi kinerja komponen peripheral
penyusun komputer.
Materi Pembelajaran
1. Pengenalan Sistem Komputer
1.1 Lingkungan Komputasi
1.2 Penyajian Informasi
1.3 Penyajian Bilangan
2. Komponen Sistem Komputer
2.1 Keterkaitan Perangkat Keras dengan Perangkat Lunak
2.2 Bagian-bagian Sistem Komputer
2.3 Perangkat Lunak
2.4 Alamat
2.5 Klasifikasi Komputer
Universitas Gadjah Mada
1
3. Unit Kontrol
3.1 Arsitektur Dasar CPU
3.2 Operasi Internal CPU
3.3 PSW
3.4 lnstruksi Bahasa Mesin
3.5 Mode Pengalamatan
3.6 Format Instruksi
3.7 Waktu Eksekusi Instruksi
4. Piranti Pengingat dan Penyimpan
4.1 Jenis-jenis Pengingat
4.2 Hirarki Memori dan Penyimpan
4.3 Pengingat Statis dan Dinamis
4.4 Penyimpan Eksternal
4.5 Penyimpan Dengan Akses Sekuensial
4.6 Penyimpan On-line Rotasional Dengan Akses Langsung
5. Sistem Bus
5.1 Transfer informasi pada bus
5.2 Jenis-jenis sistem bus pada komputer
5.3 . Konfigurasi dasar keluarga 8086
5.4 Struktur interupsi
6. Unit Input Output
6.1 Pengenalan Dasar Antarmuka
6.2 I/O Terprogram
6.3 I/O Terinterupsi
6.4 Transfer Blok dan DMA
6.5 Antarmuka I/O
6.6 Teknik Dekoding Alamat
7. Sistem Operasi
7.1 Fungsi Sistem Operasi
7.2 Manajemen Memori
7.3 Operasi Masukan Keluaran
7.4 Penyimpanan Informasi
7.5 Sistem Penjadwalan
Universitas Gadjah Mada
2
Outcome Pembelajaran
1. Menjelaskan konsep dasar sistem komputer, dan hubungan antara perangkat keras,
perangkat lunak, dan pengguna dalam lingkungan komputasi; menjelaskan bagaimana
penyajian informasi serta bilangan ditinjau secara perangkat keras.
2. Menjelaskan dengan singkat komponen-komponen dasar sistem komputer, klasifikasi
komputer, dan hubungan antara perangkat keras dengan perangkat lunak.
3. Mengenalkan dan menjelaskan arsitektur dasar CPU khususnya yang berbasis IBM PC,
yang meliputi operasi internal CPU dan pemanfaatan bahasa mesin dan asembler untuk
mempelajari perangkat keras komputer.
4. Mejelaskan jenis-jenis memori dan penyimpan dan hirarkinya dalam sistem komputer.
menjelaskan karakteristik dan fungsi dari berbagai media penyimpan dan memori dalam
sistem komputer.
5. Menjelaskan fungsi dasar sistem bus dalam komputer serta jenis-jenis bus yang ada.
Menjelaskan dan mengenalkan konfigurasi dasar sistem komputer serta struktur
interupsinya.
6. Menjelaskan prinsip dasar antarmuka peripheral dan dasar perancangan dekoding
alamat I/O, yang meliputi dekoding I/O pada mode Pengalamatan sebagian (partial
address decoding) maupun pengalamatan penuh (full address decoding).
7. Memahami prinsip dasar dan mekanisme kerja sistem operasi pada sistem komputer
yang berbasis IBM PC, khususnya sistem operasi MSDOS.
Universitas Gadjah Mada
3
Rencana Kegiatan Pembelajaran Mingguan
Minggu ke
1
Topik (Pokok Bahasan)
Metode Pembelajaran
. Pendahuluan
1.1 Lingkungan Komputasi
o
Ceramah
o
Menggunakan media
1.2 Penyajian Informasi
2
OHP, Papan Tulis
1.3 Penyajian Bilangan
o
Ceramah
o
Menggunakan media
OHP, Papan Tulis
3
. Komponen sistem Komputer
2.1 Keterkaitan perangkat keras dengan
o
Ceramah dan diskusi
o
Menggunakan media
perangkat lunak
OHP, Papan Tulis
2.2 Bagian-bagian sistem komputer
2.3 Perangkat lunak
2.4 Alamat
2.5 Klasifikasi komputer
4
. Unit Kontrol
3.1 Arsitektur Dasar CPU
o
Ceramah dan diskusi
o
Menggunakan media
3.2 Operasi Internal CPU
OHP, Papan Tulis
3.3 Processor Status Word (PSW)
5
. Unit Kontrol
o
Ceramah dan diskusi
3.4 Instruksi Bahasa Mesin
o
Quis
3.5 Mode Pengalamatan
o
Menggunakan media
3.6 Format Instruksi
OHP, Papan Tulis
3.7 Waktu Eksekusi lnstruksi
6
. Piranti Pengingat dan Penyimpan
4.1 Jenis-jenis Pengingat
4.2 Hirarki Pengingat dan Penyimpan
o
Ceramah dan diskusi
o
Menggunakan media
.
OHP, Papan Tulis
4.3 Pengingat Statis dan Dinamis
7
. Piranti Pengingat dan Penyimpan
o
Ceramah dan diskusi
4.4 Penyimpan Eksternal
o
Quis
4.5 Penyimpan dengan Akses Sekuensial
o
Menggunakan media
OHP, Papan Tulis
8
Piranti Pengingat dan Penyimpan
4.6 Penyimpan On-line Rotasional Dengan
Akses Langsung
o
Ceramah dan diskusi
o
Quis
o
Menggunakan media
OHP, Papan Tulis
Universitas Gadjah Mada
4
9
. Sistem Bus
5.1 Transfer Informasi Pada Bus
o
Ceramah dan diskusi
o
Menggunakan media
5.2 Jenis-jenis bus pada komputer
OHP, Papan Tulis
5.3 Konfigurasi dasar keluarga 8086
10
. Sistem Bus
5.4 Struktur lnterupsi
o
Ceramah dan diskusi
o
Quis
o
Menggunakan media
OHP, Papan Tulis
11
. Unit Input-Output
6.1 Pengenalan Dasar Antarmuka
o
Ceramah dan diskusi
o
Menggunakan media
6.2 I/O Terprogram
OHP, Papan Tulis
6.3 I/O Terinterupsi
6.4 Transfer Blok dan DMA
12
6. Unit Input-Output
o
Ceramah dan diskusi
6.5 Antarmuka I/O
o
Quis
6.6 Teknik Dekoding Alamat
o
Menggunakan media
OHP, Papan Tulis
13
7. Sistem Operasi
o
Ceramah dan diskusi
7.1 Fungsi Sistem Operasi
o
Quis
7.2 Manajemen Memori
o
Menggunakan media
OHP, Papan Tulis
14
7. Sistem Operasi
o
Ceramah dan diskusi
7.3 Operasi Masukan Keluaran
o
Quis
7.4 Penyimpanan Informasi
o
Menggunakan media
7.5 Sistem Penjadwalan
OHP, Papan Tulis
Penjabaran RKPM
1. Kuliah Minggu 1
Membicarakan tentang konsep dasar sistem komputer dalam lingkungan komputasi.
Perkembangan komputer dari XT sampai generasi sekarang, serta membahas
bagaimana informasi (teks) disajikan dan disimpan ditinjau dari sisi perangkat keras,
maupun perangkat lunak. Juga dibahas metoda evaluasi yang akan digunakan. Kuliah
diberikan dengan metoda ceramah dengan menggunakan media papan tulis dan OHP.
Universitas Gadjah Mada
5
2. Kuliah Minggu 2
Menjelaskan bagaimana cara bilangan disimpan dan disajikan pada komputer dalam
hubungannya dengan tipe bilangan dan panjang bit memori yang diperlukan. Dibahas
bagaimana penyimpanan tipe bilangan bulat tak bertanda (unsigned integer), bilangan
bulat bertanda (signed integer), dan tipe bilangan pecahan (floating point) dalam
perangkat keras memori. Penulisan bilangan-bilangan tersebut pada aras perangkat
lunak maupun aras perangkat keras. Kuliah diberikan dengan metoda ceramah dengan
menggunakan media papan tulis dan OHP.
3. Kuliah Minggu 3
Menjelaskan hubungan antar komponen sistem komputer serta keterkaitan antara
komponen perangkat keras dengan perangkat lunak, dijelaskan Pula bagian-bagian dari
sistem komputer serta fungsi masing-masing bagian tcrsebut. Dibicarakan keterkaitan
perangkat lunak dan perangkat keras pada sistem komputer, serta bagaimana
menentukan klasifikasi suatu sistem komputer. Kuliah diberikan dengan metoda ceramah
dengan menggunakan media papan tulis dan OHP.
4. Kuliah Minggu 4
Menjelaskan arsitektur dasar mikroprosesor (CPU) secara umum, serta CPU yang
berbasis IBM PC (Prosesor Intel 8086), kelompok fungsional pada CPU, seperti register
data, register alamat, register kontrol, ALU, serta register bendera atau PSW (processor
Status Word). Juga dibicarakan secara global fungsi dari setiap kelompok register ,
termasuk register bendera (PSW). Kuliah diberikan dengan metoda ceramah dengan
menggunakan media papan tulis dan OHP.
5. Kuliah Minggu 5
Menjelaskan struktur instruksi bahasa mesin pada komputer yang didekati dengan
menggunakan bahasa asembler, mode pengalamatan data pada memori yang terdapat
dalam instruksi bahasa asemblcr, format instruksi serta lama waktu eksekusi suatu
instruksi. Kuliah diberikan dengan metoda ceramah dan demonstrasi dengan
menggunakan media OHP dan papan tulis. Menjelang akhir kuliah diberikan quis sekitar
bahan kuliah yang baru saja dibahas.
6. Kuliah Minggu 6
Menjelaskan jenis-jenis pengingat dan penyimpan yang digunakan dalam sistem
komputer, hirarki dari pengingat dan penyimpan, serta karakteristik dari pengingat statis
dan pengingat dinamis. Membicarakan metoda pemilihan alamat pada piranti pengingat,
Universitas Gadjah Mada
6
jenis-jenis pengingat dan kegunaannya dalam sistem komputer, meliputi penggunaan
memori statis sebagai cache memory. Kuliah diberikan dengan metoda ceramah dan
demonstrasi dengan menggunakan media OUP dan papan tulis.
7. Kuliah Minggu 7
Menjelaskan jenis dan karakteristik dari piranti penyimpan eksternal atau penyimpan
sekunder yang mempunyai akses secara sekuensial, yang mencakup jenis-jenis media
penyimpan eksternal, klasifikasi serta aplikasinya. Secara khusus dibicarakan jenis dan
karakteristik media penyimpan dengan akses sekuensial yang berupa pita magnetik, baik
yang berbentuk pita kaset maupun yang berbentuk reel tape, serta penerapannya dalam
sistem komputer. Juga dibicarakan contoh perhitungan penyimpanan file data dengan
menggunakan media pita magnetik. Kuliah diberikan dengan metoda ceramah dan
demonstrasi dengan menggunakan media OHP dan papan tulis. Menjelang akhir kuliah
diberikan quis sekitar bahan kuliah yang baru saja dibahas.
8. Kuliah Minggu 8
Menjelaskan jenis-jenis dan karakteristik media penyimpan sekunder rotasional yang
dapat diakses secara langsung, yang seperti hard disk, disket , dan CD dan perbedaan
mendasar dengan jenis media penyimpan dengan akses sekuensial seperti pita magnetik.
Dibahas perbedaan dan persamaan karakteristik antara media hard disk, disket dan
compact disk (CD), metoda penyimpanan dan pembacaan data pada media penyimpan
yang berbentuk disk, termasuk pembahasan tentang Boot Record, FAT, .dan Root
Directory Entry. Kuliah diberikan dengan metoda ceramah dan demonstrasi dengan
menggunakan media OHP dan papan tulis. Menjelang akhir kuliah diberikan quis sekitar
bahan kuliah yang baru saja dibahas.
9. Kuliah Minggu 9
Menjelaskan fungsi dan kedudukan sistem bus dalam sistem komputer, jenis-jenis sistem
bus pada komputer yang meliputi bus data, bus alamat dan bus kontrol serta fungsi dari
masingmasing bus tersebut dan mekanisme koordinasinya. Selanjutnya dibahas transfer
informasi yang terjadi pada sistem bus, serta pengaruh konfigurasi dasar komputer
keluarga 8086, yang meliputi konfigurasi sistem minimum dan maksimum terhadap
susunan sistem bus. Kuliah diberikan dengan metoda ceramah dan demonstrasi dengan
menggunakan media OHP dan papan tulis.
Universitas Gadjah Mada
7
10. Kuliah Minggu 10
Menjelaskan mekanisme pemasukan data melalui unit masukan-keluaran secara umum,
termasuk penggunaan metoda interupsi, selanjutnya dibahas struktur intenipsi pada
komputer secara umum dan secara khusus pada keluarga 8086. Menjelaskan urutan
proses interupsi, perhitungan dan perancangan vektor interupsi, pcnanganan interupsi
serta model-model interupsi yang digunakan dalam sistem komputer berbasis IBM PC.
Kuliah diberikan dengan metoda ceramah dan demonstrasi dengan menggunakan media
OHP dan papan tulis.
11. Kuliah Minggu 11
Menjelaskan prinsip dasar antarmuka piranti peripheral komputer dan model komunikasi
(handshaking) antara piranti peripheral dengan CPU, jenis-jenis dan model antarmuka
input-output secara terprogram, yang aktifitas kontrol sepenuhnya dikendalikan oleh CPU,
model antarmuka input-output secara terinterupsi, dengan aktifitas kontrol dan komunikasi
antara I/O dengan CPU diaktifkan melalui isyarat interupsi dari piranti peripheral, serta
proses transfer data Skala besar dalam bentuk blok data yang dikendalikan oleh DMA
controller. Kuliah diberikan dengan metoda ceramah dan demonstrasi dengan
menggunakan media OHP dan papan tulis.
12. Kuliah Minggu 12
Menjelaskan teknik dasar perancangan antarmuka input-output ditinjau dari sisi perangkat
kerasnya, yang mencakup teknik dekoding alamat baik secara penuh maupun sebagian.
Dibicarakan emtoda perancangan sederhana dengan menggunakan teknik dekoding
alamat secara parsial (partial address decoding) serta perancangan sederhana dengan
menggunakan teknik dekoding alamat secara penuh (full address decoding). Kuliah
diberikan dengan metoda ceramah dan demonstrasi dengan menggunakan media OHP
dan papan tulis. Menjelang akhir kuliah diberikan quis sekitar bahan kuliah yang barn raja
dibahas.
13. Kuliah Minggu 13
Menjelaskan fungsi dasar sistem operasi pada sistem komputer, dalam hubungannya
dengan pengaturan kerja seluruh komponen penyusun sistem komputer, beberapa jenis
sistem operasi yang ada serta perkembangan sistem operasi. Membicarakan bagaimana
manajemen memori yang dilakukan oleh sistem operasi yang dalam hal ini bagaimana
CPU mengatur dan mengkoordinasikan penggunaan memori dalam mode single tasking
maupun multi tasking. Kuliah diberikan dengan metoda ceramah dan demonstrasi dengan
menggunakan media OHP dan papan tulis.
Universitas Gadjah Mada
8
14. Kuliah Minggu 14
Menjelaskan metoda pengaturan kerja dari unit-unit masukan dan keluaran, bagaimana
model penyimpanan dan pembacaan informasi atau file secara umum pada unit
penyimpan sekunder, serta beberapa metoda penjadwalan (schedulling) atas seluruh
komponen sistem komputer baik untuk jangka pendek maupun jangka panjang. Kuliah
diberikan dengan metoda ceramah dan demonstrasi dengan menggunakan media OHP
dan papan tulis.
Evaluasi
Sistem evaluasi dilakukan melalui pemberian quis, tugas pembuatan makalah, ujian
tengah semester serta ujian akhir semester. Bobot penilaian untuk masing-masing
komponen evaluasi adalah sebagai berikut: (a) quis mempunyai bobot 15 %, (b)
pembuatan makalah mempunyai bobot 15 % , (c) Ujian tengah semester mempunyai
bobot 30 %, dan (d) ujian akhir semester mempunyai bobot 40 %.
1. Contoh Quis
a. Minggu 5:
Tentukan jenis pengalamatan dari instruksi bahasa assemble berikut ini:
1. MOV AX, (BX);
2. ADD AX, (BP+SI);
3. SUB AX, (BP+DI+09FC);
b. Minggu 7:
Suatu file terdiri atas 3000 record dengan ukuran record 2000 byte. File tersebut
akan disimpan pada pita magnetik yang mempunyai karakteristik sebagai berikut:
 Rapat datanya 2000 BPI
 Lebar Gap 0,4 in
 Laju pita 10 in/detik
Hitunglah :
1. Panjang pita yang diperlukan untuk meyimpan seluruh file tersebut
2. Lama waktu yang diperlukan untuk membaca seluruh file.
c. Minggu 12:
Suatu sistem mikroprosesor disusun atas komponen sebagai berikut:
- RUM berukuran 2KB, dimulai pada alamat 00000
- RAM-1 berukuran 4 KB, dimulai pada alamat 01000
- RAM-2 berukuran 16 KB, dimulai pada alamat 04000
Universitas Gadjah Mada
9
- PIO, dimulai pada alamat 20000
Buatlah peta memorinya, dan rancangan dekoder alamatnya dengan menggunakan
mode full address decoding.
2. Contoh Tugas Pembuatan Makalah
a. Minggu 4:
Buatlah paper sebanyak 10 halaman tentang beberapa jenis CPU yang berbasis
INTEL maupun kompatibelnya ditinjau dari kemajuan teknologinya, kelebihan dan
kekurangan masing-masing. Sumber acuan dicari melalui internet.
b. Minggu 6:
Buatlah paper sebanyak 10 halaman tentang beberapa jenis memori yang ada di
pasaran dari berbagai vendor pembuatnya. Lakukan tinjauan dari variasi tipe,
kapasitas dan kecepatan clocknya. Sumber acuan dicari melalui internet.
c. Minggu 8:
Buatlah paper sebanyak 10 halaman tentang beberapa jenis hard disk atau CD yang
ada di pasaran dari berbagai vendor pembuatnya. Lakukan tinjauan dari struktur
head,
kapasitas dan kecepatan transfer datanya. Sumber acuan dicari melalui internet.
3. Contoh Ujian Tengah Semester
Isilah titik-titik di bawah ini dengan jawaban yang tepat dan singkat.
1. Bilangan 56FD, maka bilangan radiksnya adalah ...............
2. Bilangan bertanda DFC, maka bilangan sesungguhnya adalah ........
3. instruksi MOV (BX + DI + 56DC), AX; mempunyai mode pengalamatan ..............
4. Eksekusi penjumlahan bilangan F567 + 2DE3 akan mengakibatkan bit CF bernilai
5. Instruksi IN AX, Port , menunjukkan bahwa decoding alamatannya menggunakan
mode ...................................................................
6. Suatu peripheral menggunakan nomor interupsi 45H, maka alamat vektor
interupsinya adalah
7. Statis RAM mempunyai..................................................................... yang lebih tinggi
dibanding Dinamik RAM.
8. Memori cache biasanya dibuat dari ..................................................
9. Decoding alamat yang tidak menggunakan semua pin alamat yang tidak berubah
disebut dengan ..................
10. Penyimpanan file dalam disk yang tidak menempati cluster yang urut disebut
..........................................................
Universitas Gadjah Mada
10
Jawablah dengan singkat dan jelas. (Kalau perlu gunakan kertas sebaliknya)
Tentukan alamat fisik dari instruksi dan data program berikut yang dieksekusi secara
berurutan, tentukan pula model pengalamatan (adressing mode) yang digunakan.
1.
MOV AX, BX;
(1 BYTE)
2.
INC BX;
(1 BYTE)
3.
ADD AX, (BX + 0786);
(3 BYTE)
4.
MOV (BX + DI + 56DC), AX;
(4 BYTE)
5.
SUB AX, BX;
(1 BYTE)
Kondisi awal register:
AX = 0045,
CS = 0100;
BX = 12FC;
DI = AADC;
DS = 30FD;
IP = E033;
4. Contoh Ujian Khir Semester
1. Jelaskan dengan singkat keuntungan dan kekurangan penggunaan FET 16 pada
sistem operasi Windows'95.
2. Tentukan alamat fisik dari instruksi dan data program berikut yang dieksekusi
secara berurutan, tentukan pula model pengalamatan (adressing mode) yang
digunakan.
MOV AX, BX;
(1 BYTE)
ADD AX, (BX + 0786);
(3 BYTE)
MOV (BX + DI + 56DC), AX;
(4 BYTE)
SUB AX, BX;
(1 BYTE)
Kondisi awal register:
AX = 0045,
BX = 12FC;
DI = AADC;
CS = 0100;
DS = 30FD;
IP = E033;
3. Suatu komputer dengan CPU 8088 tersusun atas komponen berikut :
 ROM1 = 16 KB mulai alamat 10000
 ROM2 = 32 KB mulai alamat 30000
 RAM1 = 64 KB mulai alamat 50000
 PPI 4Byte, mulai alamat sesudah RAM1
Universitas Gadjah Mada
11
a.Tentukan berapa kapasitas memori maksimum komputer ini ? jelaskan alasan
saudara.
b.Buatlah peta memorinya.
c.Buatlah dekoder alamatnya dengan menggunakan teknik "Partial addressing".
4. A database's file consists of 4,000 record, each record has 2,000 bytes, stored in
magnetic tape with the following characteristics:
- data density : 20,000 BPI
- gap width : 0.5 inch
- tape rate passing the head : 10 inch/s
The file is stored using block method. If the time needed to access the entire file is 50
seconds, find the number of blocking factor used for this magnetic tape.
Bahan, Sumber informasi, dan Referensi
1. Amperiyanto Tri . 1992, Cara Ampuh Menyelamatkan Data, Elex Media Komputindo.
2. Cheng
Lie,
1986,Microcomputer
System:
8086/8088
Family,
Architecture,
Programming, and Design, Yu Prentice Hall.
3. PC Interups, Ralf Brown, A Programer's Reference to BIOS, DOS, and Third Party
Calls.
4. Hartanto, Rudy, Teknik Komputer; Dasar, Diktat Kuliah, Jurusan Teknik Elektro FT
UGM
5. Rademacher, 1982, Introduction to Computer and Information System, South
Western Pub. Co.
6. Rector, Rissel, 1980, The 8086 Book, McGraww Hill.
7. Singh Avtar, 1991, 16-bit and 32-bit Microprocessor, Architecture, Software, and
Interfacing Techniques, Prentice Hall.
8. Stallings, William, 1996, Computer Organization and Architecture, Prentice Hall.
9. Tanembaoum, Andrew S, 1984, Structured Computer Organization, Prentice Hall.
10. Wiederhold Gio, 1988,File Organization for DataBase Design, McGraw Hill.
11. Y The Yu , 1990, Assembly Language Programming and Organization of The IBM
PC, McGraw Hill
Universitas Gadjah Mada
12