Bilangan Biner, Sistem Komputer dan Unit Input/Output

LOGO
Bilangan Biner, Sistem
Komputer dan Unit
Input/Output
BILANGAN BINER
Elektronika
digital
secara
luas
dibuat
menggunakan sistem bilangan biner dan
dinyatakan digit 1 dan 0. Digit biner digunakan
untuk
menunjukan
dua
keadaan
level
tegangan, HIGH atau LOW. Sebagian besar
sistem digital level HIGH direpresentasikan
oleh
1
atau
ON
dan
level
LOW
direpresentasikan oleh 0 atau OFF.
BILANGAN BINER
Sistem bilangan biner adalah susunan
bilangan yang mempunyai basis 2 sebab
sistem bilangan ini menggunakan dua nilai
koefisien yang mungkin yaitu 0 dan 1.
KONVERSI BILANGAN
Secara umum ekspresi sistem bilangan
basis–r mempunyai perkalian koefisien
oleh pangkat dari r.
Lanjutan …
anrn + a n-1 r n-1 + … + a2r2 + a1r1
+ a0r0 + a-1 r -1 + a-2 r-2 + …
Contoh. 1
Konversi bilangan n berbasisi r ke desimal
11010,112 = 1.24 + 1.23 + 0.22 + 1.21 + 0.20
1.2-1 + 1.2-2
= 26,7510
4021,25 = 4.53 + 0.52 + 2.51 + 1.50 + 2.5-1
= 511,410
Lanjutan …
Tabel Bilangan dengan basis yang berbeda
Decimal
( base 10 )
Binary
( base 2)
Octal
( base 8 )
Hexadecimal
( base 16 )
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
14
15
0000
0001
0010
0011
0100
0101
0110
0111
1000
1001
1010
1011
1100
1101
1110
1111
00
01
02
03
04
05
06
07
10
11
12
13
14
15
16
17
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
A
B
C
D
E
F
Contoh Konversi ke biner
4110 =
Integer
41
41/2
=
20
20/2
=
10
10/2
=
5
5/2
=
2
2/2
=
1
1/2
=
0
Jadi : 4110 = 1010012
Reminder
1
0
0
1
0
1
Lanjutan .…….
Untuk mengkonversi bilangan desmal dibelakang
koma dilakukan dengan mengalikan bilangan
tersebut dengan 2 sampai diperoleh hasil
(integer) dan sisa (Reminder) bernilai 0, sebagai
berikut :
0,37510 =
Integer
Reminder
0,375 x 2 =
0
0,75 x 2 =
1
0,50 x 2 =
1
0
x2 =
0
jadi 0,37510 = 0, 0112
0,75
0,50
0
0
BILANGAN OCTAL DAN HEXADECIMAL
OCTAL adalah sistem bilangan dengan basis
atau
8
digit
yang
dinyatakan
oleh
0,1,2,3,4,5,6,7.
HEXADECIMAL
adalah
sistem
bilangan
dengan
basis-16 atau 16 digit yang
dinyatakan 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F.
Pada konversi dari dan ke biner, setiap digit
Octal koresponden ke tiga digit biner
sedangkan
setiap
digit
Hexadecimal
koresponden ke empat digit biner.
Contoh
Konversi dari biner ke Octal dan
ke Hexadecimal
 10 110 001 101 011, 111 1002 = 26153, 748
2
6
1
5
3
7
4
 10 1110 0110 1011, 1111 00102 = 2C6B,F216
2
C
6
B
F
2
Contoh Konversi dari Octal dan Hexadecimal
ke biner
 673,1248 = 110 111 011, 001 010 1002
6
 306,D16
7
3
1
2
4
= 0011 0000 0110, 11012
3
0
6
D
ALJABAR BOOLEAN
Ekspresi Boolean Adalah pernyataan logika
dalam bentuk aljabar Boolean.
FUNGSI BOOLEAN
Tabel Rumus aljabar Boolean
No
AND
OR
KETERANGAN
1
2
3
4
5
6
7
8
(A.B).C = A.(B.C)
A .B = B .A
(A+B).(A+C)=A+(B.C)
A.O = O
A.A = A
A.A’= O
A = A
A.O= O
A .1 = A
A.(A + B ) = A
(A+B)+C=A+(B+C)
A+B=B+A
(A.B)+(A.C)=A(B+C)
A+1= 1
A+A=A
A+ A’=1
A=A
A+O=A
A+1=1
A + (A.B) = A
Hk.Asosiatif
Hk.Komutatif
Hk.Distributif
Hk.Identitas
Hk.Idempoten
Hk.Inversi/Negasi
Hk.Negasi Ganda
Hk.Hubungan Dgn
Suatu Konstanta
Hk.Absorbsi
9
FUNGSI BOOLEAN
Tabel Kebenaran untuk AND, OR, XOR dan XNOR
X
Y
X AND Y
X OR Y
X XOR Y
X NOR Y
1
1
0
0
1
0
1
0
1
0
0
0
1
1
1
0
0
1
1
0
1
0
0
1
CONTOH
1. X + X’ .Y = (X + X’).(X +Y) = X+Y
2. X .(X’+Y) = X.X’ + X.Y = X.Y
3. X.Y+ X’.Z+Y.Z = X.Y + X’.Z + Y.Z.(X+X’)
= X.Y + X’.Z + X.Y.Z + X’.Y.Z
= X.Y.(1+Z) + X’.Z.(1+Y)
= X.Y + X’.Z
GERBANG LOGIKA
Fungsi Boolean di despresikan dalam
bentuk rangkaian dengan Gerbang Logika
Gerbang NOT
CONTOH.
Buatlah rangkaian dengan Gerbang Logika
untuk aljabar Boolean sbb.
X . ( X’ + Y )
Jawab.
X
Y
X.( X’+Y)
LOGO
Sistem Komputer
From Vacuum Tubes to Transistors to
Microchips
 One computer with these tubes, the ENIAC, was switched
on in 1946 at the University of Pennsylvania and employed
about 18,000 of vacuum tubes
 Unfortunately, a tube failure occurred on average once
every 7 minutes
 Since it took more than 15 minutes to find and replace the
faulty tube, it was difficult to get any useful computing
work done
 Moreover, the ENIAC was enormous, occupying 1,800
square feet (167,225 square meters) and weighing more
than 30 tons
 ENIAC could perform about 5,000 calculations per second—
more than 10,000 times slower than modern PCs
 Yet even at that relatively slow speed, ENIAC took about 20
seconds to complete a problem that had taken experts 1 or
2 days to complete manually
Sistem Komputer
Sistem Komputer
Sistem Komputer terdiri dari :
1. Sistem Motherboard
2. Hard Disk
3. CD ROM
4. Monitor
5. Keyboard
6. Mouse
Sistem Motherboard Komputer
Pada dasarnya seluruh piranti utama dan pembantu
dari sistem komputer terhubung dan terkendali
semuanya dalam papan utama yang disebut dengan
Mother Board. Pada sistem Mother Board terdapat
piranti-piranti, antira lain:
1. Mikroprosesor
2. DMA Controller
3. Interrupt Controller
4. ROM-BIOS
5. Memory
6. Expansion Slot Bus
7. Bus
Sistem Motherboard
Mikroprosesor.
Mikroprosesor
merupakan
piranti
semikonduktor yang terdiri dari rangkaian
logika yang dibuat menggunakan teknologi
VLSI.
Mikroprosesor
mampu
untuk
melaksanakan fungsi-fungsi perhitungan
dan membuat pertimbangan-pertimbangan
untuk merubah urutan didalam pelaksanaan
programnya.
Blok diagram mikroprosesor 8 bit prosesor
Blok diagram mikroprosesor 8 bit prosesor
Secara umum bagian dari mikroprosesor terdiri dari
3 yaitu :
1. Arithmetic logic unit : bagian ini berfungsi
melaksanakan operasi arimatika seperti
penjumlahan, pengurangan dan operasi-operasi
logika seperti operasi AND, OR serta XOR.
2. Register Unit : register di dalam prosesor
berfungsi untuk mentimpan data sementara
selama pelaksanaan program. Beberapa register
dapat diakses oleh pemakai melalui instruksi.
Contoh-contoh register yang ada di dalam
prosesor yaitu : akumulator, register data
memori, register alamat memori, register
instruksi dan lain-lain.
3. Control unit : unit ini berfungsi
memberikan daur waktu yang
diperlukan dan sinyal kontrol untuk
keperluan seluruh operasi di dalam
prosesor. Unit ini mengontrol data
antara prosesor dengan peripheral
lain (memori maupun unit I/O).
Perkembangan prosesor keluaran Intel keluarga 80X86
NAMA
TAHUN
REGISTER
BUS DATA
ADDRES SPACE FISIS
4004
1971
4
4
1K
8008
1972
8
8
16K
8080
1973
8
8
64K
8085
1977
8
8
64K
8086
1978
16
16
1M
8088
1980
16
8
1M
80186
1982
16
16
1M
80286
1982
16
16
16M
80386
1985
32
32
4G
80386SX
1988
32
16
16M
80486
1989
32
32
4G
80486SX
1990
32
32
4G
Pentium
1992
32
64
4G
Pentium II
1997
32
64
4G
Pentium III
1999
32
64
4G
Pentium IV
2000
32
64
4G
PC Generasi Pertama
1978: 8086-8088 Microprocessor
Merupakan prosesor yang dipasang pada IBM PC dan
meraih angka penjualan yang sangat sukses.
Jumlah transistor: 29,000
Speed: 5MHz, 8MHz, 10MHz
Intel® Pentium® 4 Processor
Pembuatan Tahun 2000
Prosesor ini dibuat dengan teknologi 0.18 microns.
Intel's first microprocessor, the 4004, ran at 108
kilohertz (108,000 hertz), Denga prosesor ini maka
dimungkinkan untuk menjalankan aplikasi-aplikasi
berat seperti layanan TV lewat internet, pengolahan
real time untuk audio dan video, pengolahan real time
grafik 3D dan aplikasi multimedia lainnya.
Jumlah transistor: 42 juta
Speed: 1.30GHz, 1.40GHz, 1.50GHz, 1.70GHz,
1.80GHz sampai 3GH
Intel Core 2 Duo
• Pembuatan July 2006:
• Intel Corporation unveils ten new Intel Core 2 Duo and
Core Extreme processors
• The Intel Core 2 Duo processor family consists of five
desktop processors tailored for business, home,
workstation and enthusiast users, such as high-end
gamers, and five processors for the mobile lifestyle.
• The new processors provide as much as a 40% increase
in performance and are 40 percent more energy efficient
versus the best Intel Pentium processor1. The Core 2 Duo
processors contain 291 million transistors.
Perbandingan Mikroprosesor
Prosesor
generasi
awa
(8088/8086)l:
1.Lebar jalur data 8 atau 16 bit
2.mengolah data text dan angka
3.Alokasi memori hanya 1 Mega
byte
4.Berisi hanya puluhan ribu
transistor
5.Tidak memiliki chace memory
6.Bekerja
dengan
kecepatan
belasan mega herz
7.Berisi 1 prosesor (single core)
Prosesor generasi baru (pentium
4) :
1. Lebar jalur data 8 atau 64 bit
2. Mampu mengolah data suara
dan gambar.
3. Alokasi memori sampai 4
Giga byte
4. Berisi ratusan juta transistor
dalam satu chip
5. Memiliki cache memory
6. Bekerja dengan kecepatan
sampai Giga Herz
7. Beisi banyak prosesor (multy
core)
RAM
DRAM: Dynamic RAM
 harus di-refresh setiap beberapa milisecond
agar isinya tidak hilang.
SRAM: Static RAM
 tidak perlu refresh daya
 Access time lebih cepat
 Lebih mahal
RAM
RAM adalah memory dimana data dapat ditulis
maupun dibaca dari lokasi manapun secara acak dan.
• Terdapat 2 set input, yaitu data input dan address
input. Data biasanya dimasukan dalam kata-kata
(bytes) dan addres dalam kode biner.
• Jalur
data
berfungsi
sebagai
input
ketika
memasukan data atau sebagai output ketika
membaca data. Data-data pada lokasi tertentu
secara normal dapat di overwrite dengan data baru
tanpa harus menghapus data-data lama.
• Data dalam RAM akan hilang bila power supply
hilang.
Typical 16 Mb DRAM (4M x 4)
Pada PC, RAM yang digunakan adalah
berjenis DRAM dan digunakan untuk
menyimpan data sementara, baik berupa
program maupun data untuk diproses
oleh processor. Pada PC model terbaru,
telah diperkenalkan RAM dalanm bentuk
SIMM (Single in Line Memory Modul).
Dimana setiap SIMM telah memiliki
kapasitas tertentu dan dengan bentuk
modul akan memudahkan pemasangan
RAM maupun untuk mengupgrade RAM.
DRAM (1)
Jenis-jenis RAM :
 Fast Page Mode DRAM (FPM DRAM)
 Extended Data Output DRAM (EDO DRAM)
 Synchronous DRAM (SDRAM) : dapat
berjalan dengan clock yang tinggi hingga
100 MHz (3x FPM RAM, 2x EDO RAM),
menyesuaikan dengan kecepatan bus CPU.
 Rambus DRAM (RDRAM)
 Double Data Rate SDRAM (DDR SDRAM)
 Untuk video :
 Video RAM (VRAM)
 Windows RAM (WRAM)
 Synchronous Graphic RAM (SGRAM)
DRAM (2)
DRAM (3)
Module:
•Single Inline Memory Module
(32-bit)
•Double Inline Memory Module
(64-bit)
•Rambus Inline Memory
Module
Jumlah Pin: 30, 72, 168
Kecepatan (nanosecond atau MHz)
Sesuaikan jenis RAM dengan
spesifikasi motherboard.
Static RAM
• Bits stored as on/off switches
• No charges to leak
• No refreshing needed when powered
• Does not need refresh circuits
• More complex construction
• Larger per bit (~4-6 x DRAM)
• More expensive
• Faster
• Cache
• Digital
—Uses flip-flops
Static RAM Structure
Cache Memory
Berbeda dengan Main Memory, Cache memory
digunakan untuk menyediakan data yang sering
diakses oleh CPU. Cache memory menggunakan
chip memori yang berjenis Statik (SRAM). Chip ini
lebih cepat dibandingkan dengan RAM Dinamik.
Kecepatan SRAM dapat mencapai 15 ns, ini jauh
lebih cepat dibandingkan dengan DRAM vang
maksimum kecepatannya adalah 60 ns (untuk EDO
RAM).
Hard Disks
 Hard disks are thin but rigid metal, glass, or ceramic
platters covered with a substance that allows data to
be held in the form of magnetized spots
 Most hard-disk drives have at least two platters; the
greater the number of platters, the larger the
capacity of the drive
 The platters in the drive are separated by spaces and
are clamped to a rotating spindle that turns all the
platters in unison
 Data may be recorded on both sides of the disk
platters
Hard Disks
Hard Disks
Hard Disks
LOGO
Input Devices
Pengantar Ilmu Komputer
Keyboard
Terdiri dari : Alphanumeric keys, Function keys,
Modifier keys,
Cursor movement keys, Numeric Pad keys
Keyboard: 109 keys
Keyboard: multimedia
Keyboard: cara kerja
Mouse
Mouse: cara kerja
Trackball
Trackpoint
Touchpad, trackpad
Touchscreen
Touchscreen
Joystick
RumblePad :
•Dual Analog Sticks
•Mac, PC
•USB
•Vibration Feedback
Pen, Stylus
Light pen
Source Data Automation
Magnetic Ink Character Reader
(MICR):
 Untuk membaca nomor cek di bank
 Alat: MICR inscriber
Optical Mark Recognition (OMR),
OMR
• Optical Mark Recognition (OMR),
mengenali tanda di posisi-posisi yang telah diatur
Source data automation



Magnetic Ink Character Reader (MICR)
Optical Mark Recognition (OMR),
Optical Character Recognition (OCR),
– mengenali tulisan,
– hasil scanning berupa file text yang bisa diedit

Bar Code Reader,
– input berupa garis-garis (bar) dengan kode tertentu
– untuk label kode barang
Imaging
Scanner (handy, flatbed, desktop)
Digital Camera (hasil pemrotretan
disimpan pada memory stick), dan
dapat diambil/ diinput ke komputer.
Web Cam
Scanner
HANDY
SCANNER
FLATBED SCANNER
MEDIUM-SIZED
SCANNER
Scanner
PC Video, WebCam
Digital Camera
Magnetic card
LOGO
Output Devices
Pengantar Ilmu Komputer
Monitor
Cathode Ray Tube (CRT)
Flat Panel Display:
 Liquid Crystal Diode / Display (LCD)
 Electroluminescent (EL)
 Gas Plasma
Cathode Ray Tube
Monitor dengan
model tabung
katoda
Display adapter
Display adapter,
Video card, Video
controller
Monitor LCD
Passive Matrix, transistor hanya di
tiap baris dan kolom, supaya gambar
jelas harus dilihat persis dari depan
monitor. Refresh rate rendah
Dual Scan, spt passive matrix tapi
refresh rate 2x lipatnya
Active Matrix, transistor ada di tiap
pixel. Mengatasi kelemah passive
matrix
Printer
Impact Printer
 bekerja dengan sistem “pengetukan”
 Kertas, pita, print head
 contoh:
• Dotmatrix : head berupa jarum
• Daisywheel : head per huruf (seperti mesin tik)
Dot matrix
Non-impact printer
Inkjet/ bubblejet Printer
 Menyemprotkan tinta dari lubang jet
Laser Printer
 Menggunakan cahaya pijar untuk memindahkan
pikiran ke dalam kertas seperti pada mesin fotocopy
Thermal Printer
 Menggunakan kertas khusus yang dipanaskan
Printer
Resolusi (kehalusan hasil cetak)
 dpi (dot per inch)
Kecepatan, dinyatakan dalam:
 cps (character per second) untuk impact
printer, dan
 ppm (page per minute) untuk non impact
printer
Sound Output
Sound
card
Speaker
Video Output
Istilah, nama lain:
 Multimedia Projector
 LCD Projector
 Digital Light Projector
Plotter
Biasanya untuk
gambar teknik
Jenis:
 Flatbed
 Drum
Plotter
Flatbed
Plotter
Drum
Voice Output
Tujuan: komputer yang dapat
mengeluarkan suara
Prosesnya: Speech Synthesis
Alatnya: Voice Synthesizer atau Voice
Output Device atau Audio Response
Unit