Dasar Sistem Komputer

Dasar Sistem Komputer 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 210 Megabyte 1024 kilobyte 220 Gigabyte 1024 megabyte 230 Terabyte 1024 gigabyte 240 Petabyte 1024 terabyte 250 www.themegallery.com

Satuan Waktu dan Frekuensi 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 Biner ASCII Biner EBCDIC A 1100 0001 1010 0001 B 1100 0010 1010 0010 C 1100 0011 1010 0011 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 75 www.themegallery.com

Konversi dari Sistem Desimal ke Biner 75 2 ------ : 37 + 1 18 + 1 ------- : 9 + 0 ------ : Hasil = 1 1 0 1 0 0 1 4 + 1 2 + 0 1 + 0 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 1 10 11 100 101 110 111 1000 1001 1 10 11 100 101 110 111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111 2 3 4 5 6 7 8 9 12 13 14 15 16 17 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 1970: Mini Computer 1980: Mikrokomputer Penurunan : (1) Ukuran fisik (tabung  transistor  IC (2) Biaya Peningkatan (1) Kapasitas memory (2) Kinerja (kecepatan) Over 50 years, computers have evolved from memory size of 1 kiloword (1024 words) and clock periods of 1 millisecond (0.001 s.) to memory size of a terabyte (240 bytes) and clock periods of 100 ps. (10-12 s.) and shorter Dalam 50 th : Komputer dg kapasitas memory 1k.word, Tclk= 1 m.det  memory 1 terabyte 2 pkt 40, 100 p.det optimalisasi kinerja - biaya Produk utama: PC, workstation. Mainframe digantikan multiprosesor. Minicomputer digantikan server. 200_ : Komputer meja (PC), PDA, Bionic, … 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 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 Teknologi IC www.themegallery.com

Pentium Evolution first general purpose microprocessor 8 bit data path 8080 first general purpose microprocessor 8 bit data path Used in first personal computer – Altair 8086 much more powerful 16 bit instruction cache, prefetch few instructions 8088 (8 bit external bus) used in first IBM PC 80286 16 Mbyte memory addressable up from 1Mb 80386 32 bit Support for multitasking www.themegallery.com

sophisticated powerful cache and instruction pipelining 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

graphics, video & audio processing 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 Teknologis/hardware Pendekatan Penggunaan Software Efisiensi program, Struktur data Teknologis/hardware Penggunaan komponen2 IC kecepatan tinggi, kerapatan tinggi Arsitektural Peningkatan aspek fungsional dan struk- tural Peningkatan kinerja Contoh : - Arsitektur Instruction set - Struktur pipeline dalam CPU - Pengingat cache Memory interleaving Struktur Bus - Prosesor paralel Arsitektur teknologi/ hardware software Peningkatan Kinerja www.themegallery.com

Kecenderungan Teknologi Komputer modern www.themegallery.com

www.themegallery.com

Memory (DRAM) Microprocessor Transistors / chip 10G 1G 100M 10M 1M 100K 10K 1K 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 Memory (DRAM) Microprocessor 4 Kb 16 Kb 64 Kb 256 Kb 1 Mb 4 Mb 16 Mb 64 Mb 256 Mb 1 Gb 4 Gb 4004 8080 8085 8086 68000 80286 68020 80386 80486,680 Pentium® PII® PIII® Pentium IV www.themegallery.com

Main Memory Arsitektur berbasiskan Bus Lima komponen utama : ALU Control unit Memory Input Output CPU I/O Unit Main Memory ALU Control Unit I/O device Peripheral Sistem Bus CPU www.themegallery.com

The Computer System Concept www.themegallery.com

Bagian sistem komputer yang bertugas mengeksekusi program. 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. 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) 2002 512 Mb 80 ns Tahun Kapasitas Kecepatan Address Decoder 1 2 3 4 5 6 2n n bit www.themegallery.com

Hirarki Memori 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 Peripheral Devices Modul I/O Paralel Serial bit paralel bits serial Bus Sistem CPU MU www.themegallery.com

sistem Komputer Disk controller Graphics card Monitor Speakers CPU MU Disk controller Graphics card Sound card Network card Monitor Speakers bus sistem Computer Ports Printer Mouse Keyboard Modem sistem Komputer peripheral I/O Unit www.themegallery.com