02 Dasar-Dasar Sistem Komputer Bit Informasi Satuan Data Satuan waktu dan Frekuensi Sistem Pengkodean Karakter Konversi sistem biner dan desimal Bagian Unit Sistem Memori Internal Perkembangan Komputer Masa depan Dosen: Muniardi, S.Kom. 1 1

Bit dan Informasi Bagaimana komputer merepresentasikan data? Hanya mengenal dua status diskrit : on atau off Menggunakan binary system untuk mengenali kedua status Menggunakan Number system dengan dua digit unique : 0 dan 1, disebut bit (binary digits) 2 2

Apa itu Byte? Delapan bit digabung sebagai satu unit Tersedia banyak kombinasi “0” dan “1” untuk merepresentasikan 256 karakter Angka Huruf Uppercase dan lowercase Tanda baca 3 3

Representasi Data Bagaimana huruf dikonversi ke biner dan dikembalikan ke huruf Step 1. user menekan huruf kapital “D” (shift+D) pada keyboard. Step 2. sinyal elektronik untuk huruf kapital “D” dikirim ke unit sistem. Step 3. sinyal huruf kapital “D” dikonversi ke kode biner ASCII-nya (01000100) dan disimpan di memori untuk diproses Step 4. setelah kode biner huruf kapitan “D” diproses, maka dikonversi kedalam bentuk gambar dan ditampilkan ke perangkat output 4 4

Satuan Data bites? Satuan Ekivalen Komparasi Byte 8 bit Kilobyte - Kilobyte 1024 byte 1 KB = 1024 byte Megabyte 1024 kilobyte 1 MB = 1024 KB = 1.048.576 byte Gigabyte 1024 megabyte 1 GB = 1024 MB = 1.073.741.824 byte Terabyte 1024 gigabyte 1 TB = 1024 GB = 1.009.511.627.776 byte petabyte 1024 terabyte 1 PB = 1024 TB bites? 5 5

Satuan Data Byte merupakan satuan yang digunakan untuk menyatakan sebuah karakter Sebuah byte tersusun atas 8 bit Bit ke 7 6 5 4 3 2 1 1 1 1 1 1 1 byte 6 6

Satuan Waktu dan Frekuensi Ekivalen Milidetik 1/1.000 detik Microdetik 1/1.000.000 detik Nanodetik 1/1.000.000.000 detik Picodetik 1/1.000.000.000.000 detik Satuan waktu komputer adalah detik Frekuensi (Hertz). 1 Hz berarti dalam satu detik terbentuk sebuah siklus. Ukuran frekuensi lain 1 Khz = 1.000 Hz 1 MHz = 1.000 KHz 7 7

Sistem Pengkodean Karakter Tiga sistem pengkodean untuk merepresentasikan data ASCII—American Standard Code for Information Interchange (8 bit  256 karakter) EBCDIC—Extended Binary Coded Decimal Interchange Code (8 bit) Unicode—coding scheme capable of representing all world’s languages (16 bit  65.536 karakter) EBCDIC Symbol ASCII 00110000 0 11110000 00110001 1 11110001 00110010 2 11110010 00110011 3 11110011 8 8

Konversi Sistem Biner dan Desimal 75 2 37 18 9 4 1 : 1 : 27 26 25 24 23 22 21 20 128 64 32 16 8 4 2 1 : 1 : 64 8 2 1 : : Jumlahkan : 75 9 9

Apa Itu Unit Sistem Case yang berisi komponen-komponen elektronik yang digunakan komputer untuk memproses data Biasa disebut chassis Orang awam sering menyebut “CPU” 10 10

Komponen-Komponen Unit Sistem Processor Memory Adapter card Sound card Modem card Video card Network card Port Drive bay Power supply 11 11

Motherboard Papan sirkuit induk dalam unit sistem Berisi chip prosesor, chip memori, dan adapter card Biasa disebut sebagai “system board” 12 12

Apa itu Chip? Material semi-conducter kecil dimana integrated circuit (IC) ditanam IC terdiri atas sejumlah jalur mikroskopik yang mampu menghantarkan impuls listrik 13 13

Apa itu Prosesor? Processor Menginterpretasikan dan membawa instruksi yang mengoperasikan komputer Processor terdiri atas: Control unit  mengarahkan dan mengkoordinasikan operasi dalam komputer Arithmetic Logic Unit (ALU)  melakukan operasi logic, perbandingan, dan arithmetic Control Unit Arithmetic Logic Unit (ALU) Instruction Data information Memory Input Device Data Informasi Output Device Instruction Data information Storage Device 14 14

Apa itu Register? Storage temporer dengan kecepatan tinggi tempat data dan instruksi Menyimpan lokasi asal dimana instruksi diambil Menyimpan Instruksi sambil didecode Menyimpan data Sambil diproses oleh ALU Menyimpan hasil kalkulasi 15 15

System Clock Mengendalikan timing semua operasi komputer Membangkitkan pulsa elektronik secara reguler, atau tick, yang menentukan langkah operasi komponen unit sistem Setiap tick sama dengan siklus clock Langkah clock sistem adalah “clock speed” satuannya Hertz (1 GHz = 1 milyar tick clock sistem per detik Kecepatan prosesor dapat juga diukur dengan Millions of Instruction Per Second (MIPS) 16 16

Macam-Macam Jenis Prosesor 17 17

Coprocessor Chip yang membantu prosesor dalam melakukan tugas-tugas spesifik Salah satunya adalah floating-point coprocessor dikenal sebagai coprocessor numerik atau matematis 18 18

Paralel Processing Menggunakan beberapa prosesor secara simultan untuk menghasilkan eksekusi program yang lebih cepat Dibutuhkan software khusus untuk membagi tugas dan menggabungkan kembali hasilnya Prosesor pengendali Processor 1 Processor 1 Processor 1 Processor 1 Memori Memori Memori Memori Hasil digabung 19 19

Sistem Pendingin Heat sink  Komponen dengan sirip yang mendinginkan prosesor Heat pipe  device yang lebih kecil yang digunakan pada komputer notebook 20 20

Casing Kotak dimana semua komponen sistem berada di dalamnya 21 21

Catu Daya Power supply: Voltage Stabilizer Mengubah AC ke DC bersama dengan casing Voltage Stabilizer menjaga stabilitas tegangan listrik Uninterruptable Power Supply (UPS): Dumb Smart: berinteraksi dengan komputer 22 22

Bus Kanal yang memungkinkan semua device dalam komputer berkomunikasi satu sama lain Bus sistem menghubungkan antara CPU dengan RAM Bus width merupakan jumlah bit yang dapat ditransfer dalam satu waktu Word size  jumlah bit yang dapat diinterpretasikan dan dieksekusi oleh prosesor pada satu waktu 23 23

Expansion Bus 24 24

Model Komunikasi Device B u s ROM RAM 25 25

Adapter Card & Bus I/O Adapter Card  digunakan untuk meningkatkan kinerja unit sistem atau menyediakan koneksi dengan perangkat external yang disebut peripheral Biasa juga disebut sebagai expansion card 26 26

Adapter Card & Bus I/O Bus I/O sering disebut sebagai “expansion slot bus” Expansion slot  socket pada motherboard tempat adapter card di tancapkan Dengan “plug and play” komputer secara otomatis akan mengkonfigurasi card dan device lain begitu dipasang 27 27

Port Power connector Monitor Port Mouse Port SCSI Port Keyboard Port USB Port Serial Port Parallel Port Monitor Port SCSI Port Network Port Audio Jack Joystick Port Modem Jack 28 28

Port Detail 29 29

Serial & Paralel Port Serial port Paralel port Mentransmisikan satu bit data pada satu saat Menghubungkan device dengan kecepatan rendah Mis: mouse, keyboard, modem Paralel port Menghungkan device yang dapat mentransfer bit lebih dari satu pada satu saat Mis: printer 30 30

Memori Apa itu memori? Komponen elektronik yang menyimpan isntruksi, dan hasil pengolahan Seat #2B4 Seat #2B3 Terdiri atas satu atau lebih cip pada motherboard atau papan circuit lain Setiap byte disimpan pada lokasi berbeda, disebut address, sama halnya dengan seat pada penumpang kereta 31 31

Jenis-jenis memori (memori internal) ROM (Read Only Memory) RAM (Random Access Memory) Cache memory Ukuran memori Jumlah byte yang dapat disimpan Istilah Singkatan Ukuran (±) Kilobyte KB or K seribu byte Megabyte MB 1 juta byte Gigabyte GB 1 milyar byte Terabyte TB 1 trilyun byte 32 32

Akses time memory Waktu yang dibutuhkan prosesor untuk membaca data dari memori Dihitung dalam nanoseconds (ns), 1/1 milyar detik Sekali berkedip = 1/10 detik dengan waktu ini sebuah komputer mampu melakukan operasi hingga 10 juta operasi Istilah Kecepatan Millisecond seribu per detik Microsecond satu juta perdetik Nanosecond satu milyar perdetik Picosecond satu trilyun perdetik 33 33

Apa itu CMOS? Digunakap pada chip RAM, chip flash memory, dan beberapa tipe chip memori Complementary metal-oxide semiconductor memory Membutuhkan power battery untuk menyimpan informasi ketika power lain dimatikan Menyimpan tanggal, jam, dan informasi startup komputer 34 34

Apa itu ROM? Chip memory yang menyimpan data dan instruksi secara permanen Memori nonvolatile , tidak akan hilang meski power komputer dimatikan Tiga tipe: Firmware— data, instruksi, atau informasi direkam secara permanen EEPROM (electrically erasable programmable read-only memory)— jenis PROM terdiri atas microcode, sehingga dapat dihapus PROM (programmable read-only memory)— Chip ROM yang dapat ditulisi secara permanen 35 35

ROM = Read Only Memory ROM: Read Only Memory PROM: Programmable ROM ROM burner EPROM (Erasable PROM) dihapus dengan ultraviolet EEPROM (Electrically EPROM) Flash Memory 36 36

Apa itu RAM? Cip memori membaca dan Menulis dari dan ke prosesor Biasa disebut main memory atau primary storage Kebanyakan RAM berubah-ubah, Isinya hilanh ketika Komputer di-off-kan Semakin besar RAM sebuah komputer, semakin cepat komputer itu memberi respon 37 37

Bagaimana instruksi program ditransfer dari dan ke RAM? Step 1. When you start the computer, certain operating system files are loaded into RAM from the hard disk. The operating system displays the user interface on the screen. Operating system instructions Operating system interface Step 2. When you start a Web browser, the program’s instructions are loaded into RAM from the hard disk. The Web browser window is displayed on the screen. Web browser instructions Web browser window Step 3. When you start a word processing program, the program’s instructions are loaded into RAM from the hard disk. The word processing program, along with the Web Browser and certain operating system instructions are in RAM. The word processing program window is displayed on the screen. Word processing program instructions Word processing program window RAM Step 4. When you quit a program, such as the Web browser, its program instructions are removed from RAM. The Web browser no longer is displayed on the screen. Web browser program instructions are removed from RAM Web browser window no longer is displayed on desktop 38 38

Dua Tipe Chip RAM Static RAM (SRAM) Dynamic RAM (DRAM) Most common type Used for special applications such as cache Static RAM (SRAM) Dynamic RAM (DRAM) Faster variations of DRAM are SDRAM and RDRAM Faster and more reliable than DRAM chips Masa Akan datang: Magnetoresistive RAM (MRAM) 39 39

Tipe RAM EDO RAM (Extended Data Out RAM) SRAM (Static RAM) DRAM (Dynamic RAM) SDRAM (Synchronous Dynamic RAM) RDRAM (Rambus Dynamic RAM) 40 40

Dimana memori ditempatkan? Ditempatkan pada sebuah papan sirkuit kecil disebut memory module Memory slots pada motherboard menyangga memory modules dual inline memory module memory chip memory slot 41 41

Berapa besar RAM yang dibutuhkan oleh sebuah aplikasi? Paket software biasanya menyebutkan kebutuhan RAM- nya Untuk kinerja yang lebih optimal, dibutuhkan lebih dari spesifikasi minimal System Requirements Windows® XP Home Edition/Professional Intel Pentium processor at 233MHZ or higher AMD K6 (Athlon Duron Family processor at 233MHZ or higher 64 MB of RAM 42 42

Berapa besar RAM yang kita butuhkan? Tergantung jenis aplikasi yang akan dijalankan pada komputer tersebut RAM Use 128 to 256 MB 256 to 1 GB 1 GB and up Home dan business kecil, mengatur bisnis pribadi Menggunakan aplikasi software standar seperti word processing Menggunakan aplikasi pendidikan atau hiburan ringan Berkomunikasi dengan orang lain melalui web User membutuhkan kemampuan multimedia Menjalankan aplikasi accounting intensive, finansial, atau program spreadsheet Menggunakan voice recognition Bekerja dengan video, musik, dan citra digital Membuat web site Menggunakan video conferencing Memainkan game internet Power users membuat Web sites profesional Menjalankan aplikasi CAD, desain 3D,atau software graphics intensive lainnya 43 43

Apa itu Memory Cache? Membantu kecepatan proses dengan menyimpan instruksi dan data yang sering digunakan Biasa disebut memory cache CPU Cache memory Main Memory L1 cache built into processor L2 cache lebih lambat tapi kapasitasnya lebih besar L2 advanced transfer cache lebih cepat, built on processor chip L3 cache terpisah dari cip pprocessor pada motherboard (L3 hanya ada pada komputer yang menggunakan L2 advanced transfer cache) 44 44

Memory Cache Level 1 Level 2 Level: kedekatannya dengan prosesor 45 45

Merakit Komputer Menggabungkan komponen menjadi working unit Microprocessor Motherboard RAM 46 46

Merakit Komputer 47 47

Arah Perkembangan Komputer Masa Depan Cip DSP Cip DSP (Digital Signal Processing) adalh jenis cip yang ditujukan khusus menangani pemrosesan suara dan video dengan sangat cepat. Dimasa mendatang cip ini bisa jadi digunakan dalam komputer misalnya untuk membantu sistem pendengaran manusia Nanoteknologi Atom atau molekul yang berukuran dalam orde nanometer (10-9 meter) dijadikan sebagai dasar untuk menciptakan mesin berukuran sangat krcil yang digunakan untuk menyimpan data dan melakukan tugas-tugas tertentu, misalnya komputer molekuler menggunakan sebuah molekul untuk menggantikan transistor silikon, sedangkan dot computer menggunakan sebuah elektron untuk menggantikan transistor 48 48

Komputasi DNA (Biochip) Komputasi Optik Tidak menggunakan elektronika melainkan memakai optik atau optoelektronik. Cahaya akan menggantikan elektron. Diharapkan komputasi optik dapat memproses ratusan kali lebih cepat daripada komputer berbasis elektris Komputasi DNA (Biochip) Didasarkan pada kenyataan bahwa informasi dapat ditulis ke setiap molekul DNA, dengan menggunakan bioteknologi, DNA sintetis dapat dipakai untuk merepresentasikan sejumlah simbol untuk menggantikan sistem biner Komputasi Kuantum Didasari oleh mekanika kuantum. Informasi tidak dinyatakan dengan 0 dan 1, namun dengan keadaan- keadaan partikel dasar. Misalnya: atom-atom hidrogen dibuat untuk membentuk saklar on-off seperti transistor pada komputer konvensional dengan memindahkan keadaan energi rendah (menyatakan off) ke keadaan energi tinggi (menyatakan on) 49 49

Hukum Moore 50 50