dasar sistem komputer
TRANSCRIPT
Sistem Komputer
STIMIK AKI PATI2010
Manfaat Komputer Secara Umum1. Aplikasi Bisnis
Komputer mampu mengerjakan administrasi, manajemen keuangan, manajemen personalia, dll.Co : Word Processing, Payroll Slip
2. Aplikasi PendidikanDapat membantu dalam menyusun kurikulum, metode pembelajaran, administrasi sekolah, daftar nilai, presensi, dll.
3. Aplikasi IndustriMembantu operasi perusahaan, guna meningkatkan produktivitas, penekanan biaya, memperbaiki produksi barang, dll.
4. Aplikasi SimulasiDapat digunakan untuk menggambarkan atau mempresentasikan sebuah subyek dalam bentuk grafik – grafik atau animasi 2 D dan animasi 3 D.
Dasar Sistem Komputer
1. Satuan Data
2. Penyajian Informasi
3. Komponen Sistem Komputer
4. CPU
5. Memori Internal
6. Perkembangan Komputer di Masa Mendatang
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).
Daftar Satuan Data
Satuan Ekivalen Keterangan
byte 8 –bit 21
Kilobyte 1024 byte 210
Megabyte 1024 kilobyte 220
Gigabyte 1024 megabyte 230
Terabyte 1024 gigabyte 240
Petabyte 1024 terabyte 250
Satuan Waktu dan Frekuensi
Satuan 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
Sistem Pengkodean Karakter
Terdapat beberapa jenis sistem pengkodean karakter.
Tiga yang paling populer adalah:ASCIIEBDICUnicode
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.
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.
Contoh karakter pada EBCDIC & ASCII
Karakter Biner ASCII Biner EBCDIC
A 1100 0001 1010 0001
B 1100 0010 1010 0010
C 1100 0011 1010 0011
0 1110 0000 0101 0000
1 1111 0001 0101 0001
2 1111 0010 0101 0010
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.
Konversi Sistem Biner ke Desimal
27 26 25 24 23 22 21 20
128 64 32 16 8 4 2 1
0 1 0 0 1 0 1 1
0 64 0 0 8 0 2 1
75
Konversi dari Sistem Desimal ke Biner
75
2
------ :
37 + 1
2
------ :
18 + 1
2
------- :
9 + 0
2
------ : Hasil = 1 1 0 1 0 0 1
4 + 1
2
------ :
2 + 0
2
------ :
1 + 0
2
------ :
0 + 1
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)
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
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.
BINER DESIMAL OKTAL HEKSADESIMAL
0 0 0 0
11011
100 101110111
10001001101010111100110111101111
123456789
101112131415
1234567
1011121314151617
123456789ABCDEF
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).
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
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.
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
Perkembangan Sistem Komputer
1946: ENIAC Stored Program Computer pertama 50 x 30 feet, 30 Ton, 25 kWatt, 100 k Kalkulasi/detik
200_ : Komputer meja (PC), PDA, Bionic, …
- Penurunan : (1) Ukuran fisik
(tabung transistor IC
(2) Biaya
- Peningkatan (1) Kapasitas memory (2) Kinerja (kecepatan)
1960: Main frame Computer
1970: Mini Computer
1980: Mikrokomputer
Produk utama: PC, workstation. Mainframe digantikan multiprosesor. Minicomputer digantikan server.
optimalisasikinerja - biaya
Generasi Komputer berdasarkan teknologinya
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
Pentium Evolution
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
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
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
Pendekatan Software Efisiensi program, Struktur data
Pendekatan Teknologis/hardware Penggunaan komponen2 IC kecepatan tinggi, kerapatan tinggi
Pendekatan 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
Kecenderungan Teknologi Komputer modern
Tra
nsi
sto
rs /
ch
ip
1010GG
1G1G
100M
1010MM
1M1M
100K
10K
1K1K1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005
Memory
(DRAM)
Microprocessor
4 Kb16
Kb
64 Kb
256 Kb
1 Mb4 Mb
16 Mb
64 Mb
256 Mb1 Gb
4 Gb
40048080
80858086
6800080286
68020
8038680486,680
Pentium®
PII®
PIII®
Pentium IV
CPU
I/O Unit
Main Memory
ALU
ControlUnit
I/O device I/O device I/O device
Peripheral
Sistem Bus
Lima komponenutama :
1. ALU2. Control unit3. Memory 4. Input5. Output
CPU
Arsitektur berbasiskan Bus
The Computer System Concept
Magnetic Dsik andTape Units,Optical Disk, Etc
Central Processing Unit
Control UnitInterprets Instructions
and Directs Processing
Arithmatic-Logic UnitPerforms Arithmatic
Operation and MakesComparations
Primary Storage UnitStores Data and Program Instructions During
Processing
Input DevicesEnter Data &Instruction
into the CPU
Output DevicesCommmunicate
and recordInformation
Secondary StorageDevices
Store Data andPrograms forProcessing
- Keyboard- Mouse- Touch Screen- Optical Scanner- Light Pen- Voice Input- Video Input
- Visual Display Unit- Printer- Audio Unit- Physical Control unit- etc.
CPUBagian 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.
(2) 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).
(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
AddressDecoder
0
1
2
3
4
5
6
2n
n bit
Hirarki Memori
0,0001
0,001
0,01
0,1
1 Ragister
RAM Statis
RAM Dinamis
Magnetic disk
Optical disk
Magnetic tape
Mekanis
Elektronis
Nanodetik milidetik Menit
Waktu akses satu unit informasi
Har
ga p
enyi
mpa
n pe
r byt
e, ru
piah
Peripheral Devices
Input/Output Unit
Bagian komputer yang bertugas menangani komunikasi dengan piranti piranti diluar sistem komputer (periferal)
Format data masuk/keluar : - Bit Serial - Bit Paralel
Modul I/OParalel
Modul I/OSerial
bit paralel
bits serial
bit paralel
Bus Sistem
CPU
MU
CPU
MU
Diskcontroller
Graphicscard
Soundcard
Networkcard
Monitor
Speakers
bus sistem
Computer
Ports
Printer
Mouse
Keyboard
Modem
Sistem Komputer
peripheral
I/O Unit
Motherboard