arsitektur dan organisasi komputer - upj...arsitektur dan organisasi komputer 42 •pengembangan...

03/09/2014

1

ARSITEKTUR DAN ORGANISASI KOMPUTER

PRIO HANDOKO, S.KOM., M.T.I.

?Mengapa mempelajari

Arsitektur dan Organisasi

Komputer

PART I: OVERVIEW

CHAPTER I - INTRODUCTION

CHAPTER 2 - COMPUTER EVOLUTION AND PERFORMANCE


03/09/2014

2

Kompetensi Dasar

Mahasiswa mengetahui perkembangan komputer digital, dan memiliki pengetahuan dasar mengenai arsitektur dan organisasi komputer

Agenda

• Organization and Architecture

• Structure and Function

Arsitektur dan Organisasi Komputer 5

1.1 Organization and Architecture


Arsitektur Komputer

Organisasi Komputer

• atributes• visible• direct impact on

the logical execution

• operational units• Inteconnection• realize

architectural spesification


Structure

Cara komponen-komponen saling terkait.

Function

Operasi masing-masing komponen sebagai bagian dari struktur.

1.2 Structure and Function 1.2 Structure and Function (Cont...)


Function

1.Pengolahan data (data processing)

2.Penyimpanan data (data storage)

3.Pemindaahan data (data movement)

4.Control

03/09/2014

3


control mechanism

data movement

apparatus

data processing

facility

data storage

facility

operatingenvironment

1.2 Structure and Function (Cont...) 1.2 Structure and Function (Cont...)


Structure

Struktur utama sistem komputer:

1. CPU (Central Processing Unit)

2. Main Memory

3. I/O

4. System Interconnection


- REVIEW - CHAPTER 2 - COMPUTER EVOLUTION AND PERFORMANCE

03/09/2014

4

Agenda

• A Brief History of Computers

• Designing for Performance

• The Evolution of the Intel x86 Architecture

• Embedded Systems and the ARM Evolution


2.1 A Brief History of Computers


The 1st Generation •Menggunakan komponen vacum tube•Memiliki ukuran yang sangat besar •Memerlukan ruangan atau tempat yang luas •Memerlukan alat pendingin (AC) dalam jumlah yang cukup banyak•Proses masih lambat•Kapasitas simpan komputer masih kecil dan sangat terbatas sekali.

2.1 A Brief History of Computers (Cont...)


•ENIAC (Electronical Numerical Integrator And Computer - 1945), komputer yang pertama kali dikembangkan.

John Mauchly dan John Presper Eckert, Pennsylvania University



ENIAC

(Electronical Numerical Integrator And Computer)

03/09/2014

5



ENIAC

(Electronical Numerical Integrator And Computer)



•Von Neumann (1945) memperkenalkan konsep stored-program The Von Neumann Machine

•1945 – EDVAC (Electronic Discrete Variable Computer)

•1946 – The IAS Computer

19

EDVAC

(Electronic Discrete Variable Computer)

Arsitektur dan Organisasi Komputer




Sumber: William Stalling, 2010, Computer Organization and Architecture: Designing for Performance, 8th edition

1946 - IAS Computer Structure

03/09/2014

6


Format memori IAS:•Terdiri dari 1000 lokasi penyimpanan data (word)

•Masing-masing lokasi penyimpanan data memiliki ukuran 40 bit

•Semua data termasuk instruksinya dinyatakan dengan kode biner

•Setiap bilangan dinyatakan dengan 1 bit tanda dan 39 bit nilai



•Setiap word terdiri dari 20 bit instruksi

•Masing-masing instruksi terdiri dari 8 bit kode operasi (op-code)

•1 word dalam memori diwakilkan oleh 12 bit alamat



- REVIEW -

24

The Registers•MBR (Memory Buffer Register)

•MAR (Memory Address Register)

• IR (Instruction Register)

• IBR (Instruction Buffer Register)

•PC (Program Counter)

•AC (Accumulator) dan MQ (Multiplier Quotient)



03/09/2014

7

25

Commercial Computers•1947 –UNIVAC I (Universal Automatic Computer)



26

•1950 –UNIVAC II

Eckert –Mauchly Computer Co.




- REVIEW -

28Arsitektur dan Organisasi Komputer


The 2nd Generation •Komponen yang digunakan adalah transistor (solid state device)dan jauh lebih kecil dari vacum tube

•Komputer memiliki ukuran fisik yang kecil

•Kecepatan pengolahan tinggi dan tidak banyak mengeluarkan panas

•Kapasitas memori yang semakin besar

03/09/2014

8

29


•1957 – DEC(Digital Equipment Corporation)




•1957 –PDP1



•1964 –IBM 7094



IBM 7094 Configuration

Sum

ber

: Will

iam

Sta

llin

g,

20

10

, Co

mp

ute

r O

rga

niz

ati

on

an

d A

rch

itec

ture

: Des

ign

ing

fo

r P

erfo

rma

nce

, 8th

ed

itio

n

03/09/2014

9


- REVIEW -



The 3rd Generation •Komponen yang digunakan adalah IC (integrated circuit) yang sangat kecil ukurannya (small-scale integration), Solid Logic Technologi dan Monolithic Integrated Circuits

•Komputer era digital (penyimpanan, pemindahan, proses dan kontrol)



• Terdapat 2 komponen fundamental: gatesdan memory cell yang dibangun dari komponen elektronik sederhana



4 fungsi dasar komputer

2 komponen fundamental

03/09/2014

10

37

• Data storage (penyimpanan), disiapkan oleh memory cell

• Data processing (pengolahan), disiapkan oleh gates



Sumber: William Stalling, 2010, Computer Organization and Architecture: Designing for Performance, 8th edition


•Data movement (pemindahan), saluran antar komponen digunakan untuk memindahkan data dari memeori ke memori dan dari memori ke memori melalui gates

•Control, saluran antar komponen dapat menghantarkan control signal


39

Keuntungan IC•Komponen lebih sederhana

•Kerapatan yang tinggi

•Ukuran yang lebih kecil

•Bentuk fisik komputer yang semakin kecil

•Berkurangnya daya dan pendingin

• Interkoneksi IC lebih andal dibandingkan koneksi solder





Sum

ber

: Will

iam

Sta

llin

g,

20

10

, Co

mp

ute

r O

rga

niz

ati

on

an

d A

rch

itec

ture

: Des

ign

ing

fo

r P

erfo

rma

nce

, 8th

ed

itio

n

Relationship amongWafer, Chip, adn Gate

03/09/2014

11


The Next Generation • Penggunaan LSI (Large Scale

Integration) yang merupakan pemadatan beribu-ribu IC yang dijadikan satu dalam sebuah chip.



• Pengembangan microprocessor dan semi-conductor yang berbentuk chipuntuk internal memory.

• Penggunaan VLSI (Very Large Scale Integration) yang



- REVIEW -


2.2 Designing for Performance

Kecepatan Microprocessor•Branch prediction

•Data flow analysis

•Speculative execution

03/09/2014

12


2.2 Designing for Performance (Cont...)

Keseimbangan Kinerja• Menambahkan jumlah bits yang yang

diambil dalam satu waktu dengan membuat DRAM lebih lebar dengan mengunakan saluran bus data yang lebih luas



• Mengubah antarmuka DRAM untuk membuatnya lebih efisien dengan menyertakan cache atau skema buffering lainnya pada chip DRAM.



• Mengurangi frekuensi akses memori dengan meningkatkan efisiensi struktur cache antara prosesor dan memori utama.

• Meningkatkan bandwith koneksi antara prosesor dan memori menggunkan bus berkecepatan tinggi



Meningkatkan Organisasi dan Arsitektur Chip

• Menambahkan kecepatan perangkat keras prosesor

• Menambahkan ukuran dan kecepatan cache yang terletak antara prosesor dan memori utama

03/09/2014

13



• Melakukan perubahan pada organisasi dan arsitektur chip sehingga meningkatkan efektifitas kecepatan pengolahan instruksi


- REVIEW -

PART I: OVERVIEW



- THANK YOU -

arsitektur dan organisasi komputer - upj...arsitektur dan organisasi komputer 42 •pengembangan...

Documents