Dasar Sistem Komputer - E

LOGO
Dasar Sistem Komputer
Dasar Sistem Komputer
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Satuan Data
Penyajian Informasi
Komponen Sistem Komputer
CPU
Memori Internal
Perkembangan Komputer di Masa Mendatang
www.themegallery.com
Satuan Data
 Satuan Data terkecil dalam komputer adalah
bit.
 Satuan terkecil untuk menggambarkan
ukuran memori adalah Byte.
 Kadang juga digunakan satuan dalam bit
per detik (bps = bit per second).
www.themegallery.com
Daftar Satuan Data
Satuan
Ekivalen
Keterangan
byte
8 –bit
21
Kilobyte
1024 byte
210
Megabyte
1024 kilobyte
220
Gigabyte
1024 megabyte
230
Terabyte
1024 gigabyte
240
Petabyte
1024 terabyte
250
www.themegallery.com
Satuan Waktu dan Frekuensi
Satuan
Ekivalen
Ket.
Milidetik
1/1.000 detik
10-3
Mikrodetik
1/1.000.000 detik
10-6
Nanodetik
1/1.000.000.000 detik
10-9
Pikodetik
1/1.000.000.000.000 detik
10-12
www.themegallery.com
Sistem Pengkodean Karakter
 Terdapat beberapa jenis sistem pengkodean
karakter.
 Tiga yang paling populer adalah:
 ASCII
 EBDIC
 Unicode
www.themegallery.com
ASCII
 ASCII (American Standard Code for
Information Interchange) dikembangkan
oleh ANSI (American National Standards
Institute).
 Pada awalnya menggunakan 7-bit untuk
menyatakan sebuah kode.
 Belakangan ASCII dikembangkan dengan
menggunakan 8-bit.
www.themegallery.com
EBCDIC
 EBCDIC (Extended Binary Coded Decimal
Interchange Code) dibuat IBM pada tahun
1950-an dengan menggunakan 8-bit untuk
setiap kode.
 Pertama kali digunakan pada IBM
System/360.
 Standard ini diterapkan pada komputer
mainframe.
www.themegallery.com
Contoh karakter pada EBCDIC & ASCII
Karakter
Biner ASCII
Biner EBCDIC
A
1100 0001
1010 0001
B
1100 0010
1010 0010
C
1100 0011
1010 0011
0
1110 0000
0101 0000
1
1111 0001
0101 0001
2
1111 0010
0101 0010
www.themegallery.com
Sistem Bilangan
 Komputer digital hanya mengenal dua
kondisi yaitu “on” dan “off” atau dinyatakan
dengan bilangan 0 dan 1.
 Jadi semua data maupun instruksi harus
diubah menjadi bentuk 0 dan 1 (biner) agar
dapat diolah oleh komputer.
 Jadi nantinya semua basis bilangan harus
dapat dikonversikan ke basis biner.
www.themegallery.com
Konversi Sistem Biner ke Desimal
27
26
25
24
23
22
21
20
128
64
32
16
8
4
2
1
0
1
0
0
1
0
1
1
0
64
0
0
8
0
2
1
75
www.themegallery.com
Konversi dari Sistem Desimal ke Biner
75
2
------ :
37 +
1
2
------ :
18 +
1
2
------- :
9+
0
2
------ :
4+
Hasil = 1 1 0 1 0 0 1
1
2
------ :
2+
0
2
------ :
1+
0
2
------ :
0+
1
www.themegallery.com
Representasi Bilangan
 Membahas tinjauan secara software dan
hardware bagaimana sistem bilangan
disimpan dalam memori dan ditampilkan
 Tiga sistem bilangan:
 Bilangan bulat positif (unsigned Integer)
 Bilangan bulat negatif (signed Integer)
 Bilangan Pecahan (floating point)
www.themegallery.com
Bilangan Bulat Tak-bertanda (unsigned integers)
 Tipe bilangan ini tidak mengenal bilangan negatif
atau pecahan.
 Faktor bobot merupakan basis dari sistem bilangan
dengan besar pangkatnya ditentukan oleh posisinya.
 Bilangan desimal mempunyai 10 anggota {0, 1, 2, 3,
4, 5, 6, 7, 8, 9}.
 1983 = 1 . 103 + 9 . 102 + 8 . 101 + 3 . 100
www.themegallery.com
Bilangan Bulat Tak-bertanda (unsigned integers)
 Dalam teknik komputasi sistem bilangan yang umum
digunakan adalah sistem bilangan basis 2 (sistem
biner), basis 8 (sistem oktal), dan sistem bilangan
basis 16 (heksa-desimal).
 Sistem biner hanya terdiri atas angka 1 dan 0, dan
posisi angka menunjukkan faktor bobotnya, yaitu
besar pangkat dari 2.
www.themegallery.com
BINER
DESIMAL
OKTAL
HEKSADESIMAL
0
0
0
0
1
10
11
100
101
110
111
1000
1001
1010
1011
1100
1101
1110
1111
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
1
2
3
4
5
6
7
10
11
12
13
14
15
16
17
1
2
3
4
5
6
7
8
9
A
B
C
D
E
F
www.themegallery.com
Bilangan Bulat Bertanda (Sign-magnitude)
 Sign-magnitude, dengan menambahkan tanda “+”
atau “-” didepan magnitude bilangan tersebut
(Biasanya tanda + boleh tidak ditulis).
 Pada metoda komplemen bilangan negatif dapat
dipandang sebagai bilangan positif yang dikurangi
fungsi dari bilangan dasarnya (radixnya).
www.themegallery.com
Bilangan Bulat Bertanda (Sign-magnitude)
 Sebagai contoh, misalkan kita ingin
menampilkan suatu bilangan desimal pada
rentang [-4999, +5000].
 Bilangan negatif - 2348 akan disajikan oleh
S = (10000 + (-2348)) = 7652
www.themegallery.com
Bilangan Floating-Point
 Pada bilangan bulat (integer) baik yang bertanda
maupun yang tidak, letak titik radiks (titik desimal
pada bilangan desimal) selalu berada pada bagian
kanan dari angka bobot terkecil (Least Significant Bit
= LSB).
 Komputer juga mengenal bilangan-bilangan yang
mempunyai komponen pecahan (fractional) atau
angka di belakang titik pada bilangan desimal.
www.themegallery.com
Bilangan Floating-Point
 Pada tipe bilangan ini, titik radiks dapat diletakkan di
sembarang posisi dari angka-angka dalam bilangan
tersebut, sehingga seakan-akan dapat mengambang
(float).
 Cara penulisan bilangan floating-point , misal suatu
bilangan S dalam basis B, dapat ditulis sebagai :
 S = 0.s-1 s-2 . . . s-n X BE
www.themegallery.com
Perkembangan Sistem Komputer
1946: ENIAC Stored Program Computer pertama
50 x 30 feet, 30 Ton, 25 kWatt, 100 k Kalkulasi/detik
1960: Main frame
Computer
- Penurunan : (1) Ukuran fisik
(tabung  transistor  IC
(2) Biaya
1970: Mini Computer
- Peningkatan (1) Kapasitas memory
(2) Kinerja (kecepatan)
1980: Mikrokomputer
optimalisasi
kinerja - biaya
200_ : Komputer meja (PC),
PDA, Bionic, …
 Produk utama: PC, workstation.
 Mainframe digantikan multiprosesor.
Minicomputer digantikan server.
www.themegallery.com
Generasi Komputer berdasarkan tekologinya
 Vacuum tube - 1946-1957
 Transistor - 1958-1964
 Small Scale Integration - 1965 on
 Up to 100 devices on a chip
 Medium Scale Integration - to 1971
 100-3,000 devices on a chip
 Large Scale Integration - 1971-1977
Teknologi IC
 3,000 - 100,000 devices on a chip
 Very Large Scale Integration - 1978 to date
 100,000 - 100,000,000 devices on a chip
 Ultra Large Scale Integration
 Over 100,000,000 devices on a chip
www.themegallery.com
Pentium Evolution

8080




8086





much more powerful
16 bit
instruction cache, prefetch few instructions
8088 (8 bit external bus) used in first IBM PC
80286



first general purpose microprocessor
8 bit data path
Used in first personal computer – Altair
16 Mbyte memory addressable
up from 1Mb
80386


32 bit
Support for multitasking
www.themegallery.com
 80486
 sophisticated powerful cache and instruction pipelining
 built in maths co-processor
 Pentium
 Superscalar
 Multiple instructions executed in parallel
 Pentium Pro





Increased superscalar organization
Aggressive register renaming
branch prediction
data flow analysis
speculative execution
www.themegallery.com
 Pentium II
 MMX technology
 graphics, video & audio processing
 Pentium III
 Additional floating point instructions for 3D graphics
 Pentium 4
 Note Arabic rather than Roman numerals
 Further floating point and multimedia enhancements
 Itanium
 64 bit
www.themegallery.com
Peningkatan Kinerja
Pendekatan
Teknologis/hardware
 Penggunaan
komponen2 IC
kecepatan tinggi,
kerapatan tinggi
Pendekatan
Software
 Efisiensi program,
Struktur data
Peningkatan
kinerja
Pendekatan
Arsitektural
software
Arsitektur
teknologi/
hardware
 Peningkatan aspek
fungsional dan struktural
Contoh :
- Arsitektur Instruction set
- Struktur pipeline dalam CPU
- Pengingat cache
- Memory interleaving
- Struktur Bus
- Prosesor paralel
www.themegallery.com
Kecenderungan Teknologi Komputer modern
www.themegallery.com
www.themegallery.com
10G
4 Gb
1 Gb
1G
256 Mb
Memory
(DRAM)
100M
Pentium
IV
64 Mb
16 Mb
Transistors / chip
10M
4 Mb
PII®
Pentium
®
1 Mb
1M
256 Kb
64 Kb
100K
4 Kb
10K
1K
PIII®
16
K
b
8086
80386
80486,680
68020
80286
68000
Microprocessor
8085
4004
1970
8080
1975
1980
1985
1990
1995
2000
2005
www.themegallery.com
Arsitektur berbasiskan Bus
ALU
CPU
Control
Unit
Main Memory
Lima komponen
utama :
1. ALU
CPU
2. Control unit
3. Memory
4. Input
5. Output
Sistem Bus
I/O Unit
I/O device
I/O device
I/O device
Peripheral
www.themegallery.com
The Computer System Concept
Central Processing Unit
Input Devices
Enter Data &
Instruction
into the CPU
Control Unit
Interprets Instructions
and Directs Processing
Arithmatic-Logic Unit
Performs Arithmatic
Operation and Makes
Comparations
Output Devices
Commmunicate
and record
Information
Primary Storage Unit
Stores Data and Program Instructions During
Processing
- Keyboard
- Mouse
- Touch Screen
- Optical Scanner
- Light Pen
- Voice Input
- Video Input
- Visual Display Unit
- Printer
- Audio Unit
- Physical Control unit
- etc.
Secondary Storage
Devices
Store Data and
Programs for
Processing
Magnetic Dsik and
Tape Units,
Optical Disk, Etc
www.themegallery.com
CPU
Bagian sistem komputer yang bertugas mengeksekusi program.
Komponen utama CPU:
(1) ALU (Arithmetic and Logic Unit)
Mengerjakan operasi operasi aritmatik dan operasi operasi
Aritmatik: add, subtract, multiply, divide,...
Logika : AND, OR, NOT, Shift, ...
terhadap data.
(2) Control unit
Mengendalikan seluruh operasi didalam komputer, dengan
- Menginterpretasikan instruksi instruksi (yang terdapat
dalam program),
- Membangkitkan sinyal sinyal kendali untuk mengendalikan
aktifitas komponen komponen sistem komputer (untuk
melaksanakan/eksekusi instruksi).
www.themegallery.com
(Main) Memory Unit
Bagian komputer untuk menyimpan program dan data yang sedang
atau siap dieksekusi oleh CPU.
Jenis : - Random Access memory (RAM)
- Read Only Memory (ROM)
Tahun Kapasitas Kecepatan
n bit
Address
Decoder
0
1
2
3
4
5
6
2n
2002
512 Mb
80 ns
www.themegallery.com
Harga penyimpan per byte, rupiah
Hirarki Memori
1
Ragister
Elektronis
RAM Statis
RAM Dinamis
0,1
0,01
Magnetic disk
Optical disk
0,001
Mekanis
Magnetic tape
0,0001
Nanodetik
milidetik
Menit
Waktu akses satu unit informasi
www.themegallery.com
Input/Output Unit
Bagian komputer yang bertugas menangani komunikasi
dengan piranti piranti diluar sistem komputer (periferal)
Format data masuk/keluar :
- Bit Serial
- Bit Paralel
bit paralel
CPU
bit paralel
Modul I/O
Paralel
Peripheral Devices
MU
Modul I/O
Serial
bits serial
Bus Sistem
www.themegallery.com
Disk
controller
sistem
Komputer
CPU
Graphics
card
Monitor
Sound
card
Speakers
I/O Unit
MU
Network
card
Computer
Printer
Mouse
Ports
bus sistem
Keyboard
Modem
peripheral
www.themegallery.com
LOGO