Organisasi Sistem Komputer

Presentasi berjudul: "Organisasi Sistem Komputer"— Transcript presentasi:

1 Organisasi Sistem Komputer
Sejarah dan Perkembangan Komputer

2 ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer)
Dikerjakan oleh Eckert and Mauchly dari University of Pennsylvania Pembuatan jarak dan tabel lintasan peluru kendali senjata baru Mulai dibuat 1943 dan Selesai 1946 Terlambat untuk digunakan dlm PD-II Dipakai sampai 1955

3 ENIAC - details Menggunakan sistem Decimal (bukan binary)
Memiliki 20 accumulator untuk 10 digits Diprogram secara manual melalui sakelar Berisi 18,000 vacuum tubes Berat 30 tons Luas 15,000 square feet Daya 140 kW Kecepatan: 5,000 penambahan per detik

4 Eniac (1943) A general view of the ENIAC, the world's first all electronic numerical integrator and computer. From IBM Archives.

5 Von Neumann/Turing Konsep: Stored Program Computer
Main memory: menyimpan program dan data ALU: mengerjakan operasi data biner Control unit: interpretasi instruksi dari memory dan meng-eksekusi Peralatan Input/output dikendailkan oleh control unit

6 Von Neumann/Turing Ahli matematika : konsultan pembuatan ENIAC
1945 memperbaiki kelemahan ENIAC : EDVAC EDVAC (Electronic Discrete Variable Computer) Konsep: stored-program concept 1946 dipublikasikasikan dan Selesai dibuat 1952 Dikenal :Komputer IAS (Computer of Institute for Advanced Studies).

7 Struktur Mesin von Nuemann
Main Memory Arithmetic and Logic Unit Program Control Unit Input Output Equipment

8 IAS - details Kapasitas memori: 1000 x 40 bit words
Menggunakan sistem bilangan Biner Panjang instruksi 20 bit ( 1 word = 2 instruksi ) Register-register dalam CPU MBR (Memory Buffer Register) MAR (Memory Address Register) IR (Instruction Register) IBR (Instruction Buffer Register) PC (Program Counter) AC (Accumulator) MQ (Multiplier Quotient)

9 Central Processing Unit
Struktur detail IAS Main Memory Arithmetic and Logic Unit Program Control Unit Input Output Equipment MBR Arithmetic & Logic Circuits MQ Accumulator MAR Control Circuits IBR IR PC Address Instructions & Data Central Processing Unit

10 Komputer Komersial 1947 - Eckert-Mauchly Computer Corporation
UNIVAC I (Universal Automatic Computer) Untuk kalkulasi sensus 1950 oleh US Bureau of Census Menjadi divisi dari Sperry-Rand Corporation UNIVAC II dipasarkan akhir th an Lebih cepat Kapasitas memori lebih besar

11 IBM Pabrik peralatan Punched-card 1953 – IBM-701
Komputer pertama IBM (stored program computer) Untuk keperluan aplikasi Scientific 1955 – IBM- 702 Untuk applikasi bisnis Merupakan awal dari seri 700/7000 yang membuat IBM menjadi pabrik komputer yang dominan

12 Mark I (1944) The Mark I paper tape readers.
From Harvard University Cruft Photo Laboratory.

13 Transistor Menggantikan vacuum tubes Lebih kecil Lebih murah
Disipasi panas sedikit Merupakan komponen Solid State Dibuat dari Silicon (Sand) Ditemukan pada th 1947 di laboratorium Bell Oleh William Shockley dkk.

14 Komputer berbasisTransistor
Mesin generasi II NCR & RCA menghasilkan small transistor machines IBM 7000 DEC Membuat PDP-1

15 Microelectronics Secara harafiah berarti “electronika kecil”
Sebuah computer dibuat dari gerbang logika (gate), sel memori dan interkoneksi Sejumlah gate dikemas dalam satu keping semikonduktor silicon wafer

16 Generasi Komputer 1946-1957 : Vacuum tube 1958-1964 : Transistor
: SSI - Small scale integration Up to 100 devices on a chip : MSI - Medium scale integration ( 100-3,000 devices on a chip : LSI - Large scale integration 3, ,000 devices on a chip : VLSI - Very large scale integration 100, ,000,000 devices on a chip Ultra large scale integration Over 100,000,000 devices on a chip

17 Moore’s Law Gordon Moore - cofounder of Intel
Meningkatkan kerapatan komponen dalam chip Jumlah transistors/chip meningkat 2 x lipat per tahun Sejak 1970 pengembangan agak lambat Jumlah transistors 2 x lipat setiap 18 bulan Harga suatu chip tetap / hampir tidak berubah Kerapatan tinggi berarti jalur pendek, menghasilkan kinerja yang meningkat Ukuran semakin kecil, flexibilitas meningkat Daya listrik lebih hemat, panas menurun Sambungan sedikit berarti semakin handal / reliable

18 Tren Teknologi: Kapasitas Mikroprosesor
Pentium 4: 42 million Pentium III: 9.5 million Alpha 21264: 15 million Pentium Pro: 5.5 million PowerPC 620: 6.9 million Alpha 21164: 9.3 million Sparc Ultra: 5.2 million Moore’s Law 2X transistors/Chip Every 1.5 years Called “Moore’s Law”

19 Tren Teknologi: Kinerja Prosesor
1.54X/yr Processor performance increase/year, mistakenly referred to as Moore’s Law (transistors/chip)

20 Tren Teknologi: Kapasitas Memori (1 Chip DRAM)
year size(Megabit) 1986 1 1989 4 Now 1.4X/yr, or doubling every 2 years 4000X since 1980

21 Tren Teknologi: Kapasitas Disk
Areal Density = BPI x TPI BPI: Bit Per Inch TPI: Tracks Per Inch Change slope 30%/yr to 60%/yr about 1991

22 Teknologi Komputer  Perubahan Dramatis
Prosessor 2X lebih cepat setiap 1,5 tahun 100X lebih cepat dalam dekade terakhir Memori Kapasitas DRAM: 2x / 2 years Kecepatan Memori: meningkat 10% per tahun Biaya per bit: membaik 25% per tahun Kapasitas meningkat 64X dalam dekade terakhir Disk Kapasitas disk: > 2X setiap 1,0 tahun Biaya per bit: membaik 100% per tahun Kapasitas meningkat 120X dalam dekade terakhir

23 IBM seri 360 1964 Pengganti seri 7000 (tidak kompatibel)
Rancangan awal suatu “keluarga” komputer Memiliki set instruksi yang sama atau identik Menggunakan O/S yang sama atau identik Kecepatan meningkat Jumlah I/O ports bertambah (i.e. terminal tambah banyak) Kapasitas memori bertambah Harga meningkat

24 DEC PDP-8 1964 Minicomputer pertama Tidak mengharuskan ruangan ber-AC
Ukurannya kecil Harga $16,000 $100k+ untuk IBM 360 Embedded applications & OEM Menggunakan BUS STRUCTURE

25 Struktur Bus pada DEC - PDP-8
I/O Module Main Memory I/O Module Console Controller CPU OMNIBUS

26 Memori Semiconductor 1970 Fairchild
Ukuran kecil ( sebesar 1 sel core memory) Dapat menyimpan 256 bits Non-destructive read Lebih cepat dari core memory Kapasitas meningkat 2 x lipat setiap tahun

27 Intel 1971 - 4004 Microprocessor pertama, CPU dalam 1 chip, 4 bit
Microprocessor pertama, CPU dalam 1 chip, 4 bit 8 bit, Digunakan untuk aplikasi khusus Microprocessor general purpose yang pertama dari Intel , 80286

28 Meningkatkan kecepatan
Pipelining On board cache On board L1 & L2 cache Branch prediction Data flow analysis Speculative execution

29 Performance Mismatch Kecepatan Processor meningkat
Kapasitas memory meningkat Kecepatan memory tertinggal dari prosesor

30 DRAM and Processor Characteristics

31 Trends in DRAM use

32 Solusi Meningkatkan jumlah bit per akses Mengubah interface DRAM
Cache Mengurangi frekuensicy akses memory Cache yg lebih kompleks dan cache on chip Meningkatkan bandwidth interkoneksi Bus kecepatan tinggi - High speed buses Hierarchy of buses

33 Pentium CISC Menggunakan teknik-teknik superscalar
Eksekusi instruksi secara parallel P6 : menggunakan: Brach prediction Data flow analisys Specultive execution P7 : menggunakan teknologi berbasis RISC

34 Intel History: ISA evolved since 1978
8086: 16-bit, all internal registers 16 bits wide; no general purpose registers; ‘78 8087: + 60 Fl. Pt. instructions, (Prof. Kahan) adds 80-bit-wide stack, but no registers; ‘80 80286: adds elaborate protection model; ‘82 80386: 32-bit; converts 8 16-bit registers into bit general purpose registers; new addressing modes; adds paging; ‘85 80486, Pentium, Pentium II: + 4 instructions MMX: + 57 instructions for multimedia; ‘97 Pentium III: +70 instructions for multimedia; ‘99 Pentium 4: +144 instructions for multimedia; '00

35 Arsitektur Intel P6 (Pentium Pro)
Control Unit Arsitektur Intel P6 (Pentium Pro) Data Path

36 Contoh: Komputer Berbasis Pentium
Processor Contoh: Komputer Berbasis Pentium Processor/Memory Bus Memory PCI Bus I/O I/O Busses

37 PowerPC Sistem RISC superscalar
Hasil kerjasama IBM – Motorolla - Apple Diturunkan dari arsitektur POWER (IBM RS/6000) Keluarga PowerPC: 601: 32-bit 603: low-end desktop dan komputer portabel 604: desktop dan low-end user 620: 64-bit penuh, high-end user

38 Internet Resources http://www.intel.com/ http://www.ibm.com
Search for the Intel Museum Charles Babbage Institute PowerPC Intel Developer Home

39 Komputer Berkinerja Tinggi (High Performance Computers)

40 Intel Pentium Pro Quad All coherence and multiprocessing glue in processor module Highly integrated, targeted at high volume Low latency and bandwidth

41 SUN Enterprise Proc + mem card - I/O card 16 cards of either type
All memory accessed over bus, so symmetric Higher bandwidth, higher latency bus

42 Cray T3E Scale up to 1024 processors, 480MB/s links
Memory controller generates request message for non-local references No hardware mechanism for coherence SGI Origin etc. provide this

43 Intel Paragon

44 IBM SP-2 Made out of essentially complete RS6000 workstations
Network interface integrated in I/O bus (bw limited by I/O bus)

45 Berkeley NOW 100 Sun Ultra2 workstations Inteligent network interface
proc + mem Myrinet Network 160 MB/s per link 300 ns per hop

46 Sistem Terintegrasi

47 Sistem Remote Akses Diagram telepatologi sederhana

48 HCI Tools Sound 3D Animation Video Devices Context sensitive/aware
Size (small->very large) Portable (PDA, phone) Plasticity Context sensitive/aware Personalizable Ubiquitous

49 Mobile E-Lifestyle

50 Digital Sculpture To record and archive the morphological features of heritage artifacts from the past culture