Arsitektur Komputer.

Arsitektur Komputer

Tujuan Instruksional Khusus
Mengenal arsitektur komputer I/O Memory CPU Bus Auxilary Storage

Arsitektur Komputer Dasar
Untuk memudahkan kita mengerti mengenai komputer, mari kita bandingkan dengan otak manusia. Analogi ini membantu membuat perbedaan penting pertama dalam teknologi komputer – hardware vs. software.

Hardware (Perangkat keras) adalah segala sesuatu yang memiliki keberadaan , seperti juga otak biologis kita, contohnya: komputer, disk drives, keyboard, dsb. Software (Perangkat lunak), dilain pihak, merupakan properti konseptual atau intelektual yang dapat disamakan dengan pikiran, contohnya: program, sistem operasi, dan data.

Analogi antara otak manusia dan komputer: Firmware Jikalau kita bernapas, bukan berarti bahwa pada saat itu kita pasti sedang berpikir. Di dalam komputer, firmware, atau read only memory (ROM), mengandung instruksi-instruksi permanen yang berasosiasi dengan kemampuan dasar setiap hari. Walaupun kita sebagai manusia lahir dengan suatu firmware, akan tetapi kita harus belajar untuk berjalan, berbicara, makan, dan sebagainya. Akan tetapi, untuk komputer, sistem operasi mengetahui bagaimana harus berurusan dengan prosedur standar seperti menerima perintah atau pilihan menu, mengalokasi dan mengelola space dalam memory maupun media penyimpanan. Sejalan dengan pelajaran yang kita terima tentang hidup, kita mengembangkan kemampuan-kemampuan tertentu, seperti memainkan piano, mengendarai mobil, memasak kue, dan seterusnya. Analogi keahlian-keahlian ini adalah program-program atau aplikasi-aplikasi dalam komputer.

Analogi antara otak manusia dan komputer: Firmware Input/Output Otak kita secara konstan menerima data, atau inforamasi, dari luar melalui panca indera kita (mata, telinga, kulit, rambut, hidung, lidah), sebagaimana juga otak kita mengeluarkan informasi dalam bentuk kata-kata, gerak tubuh, tulisan. Komputer menerima data dari perangkat-perangkat input seperti keyboard, microphone, scanner, camera, dan mouse. Dan sebaliknya, komputer mengirimkan data ke perangkat-perangkat output seperti In monitor, speaker, dan printer.

Analogi antara otak manusia dan komputer: Firmware Input/Output Processor Otak kita membuat keputusan-keputusan dan kalkulasi-kalkulasi berdasarkan input, pengalaman atau prosedur, dan kemudian menyimpan hasilnya kedalam memory. Pada komputer ada microprocessor yang melakukan perhitungan berdasarkan input yang diterima, memory, dan prosedur-prosedur, dan kemudian menyimpannya kedalam suatu random – access memory (RAM).

Analogi antara otak manusia dan komputer: Firmware Input/Output Processor Memory Dibandingkan dengan otak kita, komputer memiliki ukuran memory yang terbatas. Untuk alasan inilah program-program dan data harus disimpan secara permanen dalam suatu media penyimpanan (storage media) seperti magnetic atau optical disk agar dapat diambil kembali kemudian.

Analogi antara otak manusia dan komputer: Firmware Input/Output Processor Memory Interconnection Sistem syaraf kita berfungsi sebagai area yang mengoneksikan sekaligus media komunikasi antara otak kita dengan panca indera dan otot-otot. Dalam komputer, berbagai macam bus mengoneksikan microprocessor dengan memory, memory, media penyimpanan, dan perangkat input/output.

Semua perangkat tersebut bersinergi satu dengan yang lain membentuk komputer. Semua komponen perangkat keras dari model komputer dasar berkomunikasi dengan microprocessor.

Semua komponen perangkat lunak berkomunikasi dengan sistem operasi.

Komponen Komputer Komputer terdiri dari 5 komponen dasar: Input Output
(Main) Memory Central Processing Unit (CPU) Auxiliary Storage (Secondary Memory)

Komponen Komputer: Input
Fungsi: menerima data dan mengkonversikannya Contoh: Keyboard, mouse, scanner Tujuan utama dari perangkat input adalah untuk menerima data dari luar dan mengkonversikannya kedalam format yang yang bersesuaian untuk disimpan dalam komputer untuk manipulasi selanjutnya. Contoh: Keyboard dan Mouse.

Komponen Komputer: Output
Fungsi: mengkonversi data dr komputer dan merepresentasikannya dalam bentuk yang dapat dibaca manusia Contoh: monitor, printer Perangkat output berfungsi untuk mengkonversi data yang disimpan dalam komputer kedalam format yang kemudian direpresentasikan dalam bentuk yang dapat dibaca oleh manusia. Contoh: monitor, printer

Komponen Komputer: Memory
2 macam informasi yang disimpan dalam memory: Instruksi Data Istilah: memory word Address Addressable words Memory dibagi-bagi kedalam unit-unit berukuran sama yang mengandung rangkaian digit-digit binari. Rangkaian ini diperlakukan sebagai unit tunggal dari informasi yang disebut memory word. Suatu memory word ditandai oleh suatu angka yang unik yang disebut alamat (address), kita juga bisa menganggap koleksi dari sejumlah memory dengan ukuran standar yang disebut addresable words Thus, we can conceive of memory as a collection of standard-length, addressable words.

Komponen Komputer: Memory
Memory dinyatakan dalam jumlah byte yang tersedia, e.g. 640,000 bytes (640KB), 1 million bytes (1MB), 128MB, 512MB, 1GB, dsb. 2 tipe dasar memory: Random Access Memory (RAM) Read-Only Memory (ROM) Berapa banyakkah 1 MB itu? Misalkan 1 karakter ASCII memerlukan 1 byte, jadi 1 MB akan menampung 200,000 kata bhs inggris (dengan asumsi rata-rata 5 karakter per kata). RAM bersifat mudah hilang (isinya akan hilang ketika power suply ke komputer diputus) Sementara itu, ROM sulit hilang (isinya tidak akan hilang walaupun power suply ke komputer sudah diputus)

Komponen Komputer: CPU
Otak dari komputer Register: Register Instruksi Program Counter Register Data CPU adalah otak dari komputer, yang melakukan perhitungan, operasi atas data teks, menerima input maupun output dari/ke perangkat I/O, bahkan mengontrol semua operasi yang dilakukan dalam komputer. Cpu memiliki Registers, yaitu area penyimpanan yang dapat menyimpan Data dan Instruksi Instructions. Masing-masing register teridiri dari satu atau lebih kapasitas byte. Jumlah dari byte dalam register biasanya berasosiasi dengan ukuran word dari komputer bersangkutan.

Komponen Komputer: Bus
Penghubung antara CPU dan Memory Bus width Bagaimana CPU dan memory saling berkomunikasi? Bus-lah yang menghubungkan keduanya sehingga ketika CPU melakukan suatu operasi, bit-bit berpindah-pindah secara cepat melalui bus. Jumlah bit-bit yang bergerak pada suatu saat melalui bus disebut bus width.

Komponen Komputer: Auxiliary Storage
Disebut juga Secondary Memory 2 macam Auxiliary storage: Sequential access storage Media: campuran plastik Contoh: Magnetic tape Direct access storage Magnetic disk, optical disk Sequential access storage Jenis sequential access storage yang paling akhir sampai dengan saat ini masih digunakan, biasanya digunakan untuk penyimpanan untuk jangka waktu yang lama. Akan tetapi tidak cocok untuk pengaksesan data secara random. Direct access storage

Sequential access storage devices Bagaimana data disimpan: data disimpan dalam media campuran plastik, biasanya memilik beberapa layer, yaitu: satu layer tipis yang mengandung partikel-partikel magnetik, dan sedikitnya 1 layer untuk menutupinya. Layer atau mantel tipis tersebut terbuat dari ferrite alloy. Atom dari tipe alloy ini mudah dimagnetisasi. Pada waktu kekuatan magnet yang besar diberlakukan pada alloy tersebut, daerah yang dilaluinya akan dipolarisasi

Perangkat sequential access storage Tape magnetic tersebut dilalukan suatu perangkat yang disebut tape drive, yang akan menggelindingkan tape tersebut (head untuk membaca/menulis) Head untuk membaca/menulis mengandung lempeng elektronik yang dapat menginduksi suatu tegangan magnetik. Arus yang melalui lempeng tersebut menyebabkan head memagnetisasi daerah dari tape pada saat berlalu dari bawahnya.

Perangkat Sequential access storage Longitudinal Serpentine Helical/spiral Informasi magnetik dituliskan dalam pola parallel (yang disebut track) sepanjang tape tersebut. Ada 3 format track dasar, yaitu: Longitudinal Serpentine Helical

Perangkat sequential access storage Tape magnetik biasanya memiliki lebar 1/2" dan panjang feet. Densitas tape biasanya 120 track per inci. Volume penyimpanan suatu tape cartridge seperempat inci (seperti contoh sebelumnya) kira-kira min. 40 – maks. 400 MB data. Tape magnetic tersebut dilalukan suatu perangkat yang disebut tape drive, yang akan menggelindingkan tape tersebut (head untuk membaca/menulis) Head untuk membaca/menulis mengandung lempeng elektronik yang dapat menginduksi suatu tegangan magnetik. Arus yang melalui lempeng tersebut menyebabkan head memagnetisasi daerah dari tape pada saat berlalu dari bawahnya.

Perangkat direct access storage Magnetic Disk Floppy Hard disk Optical disk CD-ROM CD-R etc.

Perangkat direct access storage Magnetic Disk Track adalah suatu pola sirkular tempat direct access disk menyimpan data Setiap track dibagi kedalam segmen-segmen yang disebut sector. Magnetic disks arrange data in concentric circular tracks (constant angular velocity - CAV). Disk magenetik mengatur data dalam track-track circular yang concentric. Sehingga, semakin dekat track bergerak ke pusat, maka semakin kecil pulalah area fisik dari suatu sektor

Perangkat direct access storage - Magnetic Hard Disks Suatu disk magnetik menggunakan prinsip permukaan yang sama: suatu permukaan logam metal atau plastik bulat yang dilapisi kedua sisinya dengan suatu mantel magnetisable oxide.

Perangkat direct access storage - Magnetic Hard Disks Hard disks biasanya terdiri dari sejumlah tertentu disk campuran yang berputar bersama-sama. Sector pada setiap disk dapat diakses pada saat yang bersamaan untuk menyerempakkan head membaca/menulis Banyak dari unit penyimpan disk terdiri dari sejumlah disk yang ditimbun (mounted) pada suatu spindle untuk membentuk tumpukan disk.

Perangkat direct access storage Optical Disk Disk CD-ROM disk terdiri dari satu track yang berkeliling secara kontinyu dari lingkar luar ke arah pusat. Format ini disebut constant linear velocity (CLV). Disk magenetik mengatur data dalam track-track circular yang concentric. Sehingga, semakin dekat track bergerak ke pusat, maka semakin kecil pulalah area fisik dari suatu sektor

Perangkat direct access storage 3 Macam Optical disks Read only (CD, CD-ROM) Non-erasable write-once (CD-WO) Erasable read/write (MO)

Teknologi Compact Disk Compact Disk terbuat dari suatu lapisan alumunium wafer-thin yang dilapisi dengan 2 lapisan plastik pada kedua sisinya. Pada waktu pembuatan, data distempelkan kedalam disk dalam bentuk kolam-kolam (pits) dan daratan-daratan (lands), dimana masing-masing merepresentasikan data binari 1 dan 0. pits dan lands membentuk suatu spiral dengan arah dari pusak ke pinggir. Pada waktu playback, suatu head pembaca akan memancarkan sinar laser ke CD-ROM yang berputar tersebut yang kemudian ditangkap oleh suatu prisma dan cermin. Sinar tersebut akan menembus mantel plastik menuju lapisan alumunium, ketika sinar tersebut menyentuh pit, maka hampir semuanya diserap, sementara ketika sinar tersebut menyentuh land, maka hampir semuanya dipantulkan kembali. Sinar yang dipantulkan tersebut diarahkan oleh sebuah prisma ke suatu diode yang sensitif yang menerjemahkan pola dari cahaya yang dipantulkan kedalam data binari.

Teknologi Compact Disk Macam-macam standar: CD-ROM PhotoCD CD-WO CD-R CD-XA, and CD-I

Teknologi DVD (Digital Versatile Disk) Media penyimpanan optik berdasarkan teknologi CD-ROM yang lebih tua. Kapasitas penyimpanan lebih besar dibanding CD. Double-sided disks. Dapat menampung sekitar 4.7GB

Teknologi DVD (Digital Versatile Disk) Mengapa harus DVD? Kapasitas yang tinggi Kualitas sangat baik Transfer data berkecepatan tinggiHigh speed data transfer Telah diadopsi oleh kebanyakan perusahaan film Akan tetapi, sampai dengan saat ini, belum ada standard DVD Transfer data berkecepatan tinggi berarti dapat mendukung full motion video Standardisasi: Tape dipegang oleh Philips CD dipegang oleh Philips - Sony.

Kesimpulan Teknologi penyimpanan optik lebih dapat mendukung teknologi multimedia: Murah Lebih kuat dibanding magnetic Lebih akurat (teknologi laser) Akan tetapi, penyimpanan optik masih jauh lebih lambat untuk membaca/menulis dibanding harddisk (penyimpanan magnetik) Lebih lambat terutama untuk menulis dan transfer data.

Referensi Ze-Nian Li & Mark S. Drew, Fundamental of Multimedia, Prentice Hall, 2004.

Arsitektur Komputer.

Presentasi serupa

Presentasi berjudul: "Arsitektur Komputer."— Transcript presentasi:

Presentasi serupa

Tentang proyek

Tanggapan

Masuk

Otorisasi melalui jaringan sosial:

Arsitektur Komputer.

Presentasi serupa

Presentasi berjudul: "Arsitektur Komputer."— Transcript presentasi:

Presentasi serupa

Tentang proyek

Tanggapan