pengantar organisasi komputerstaff.ui.ac.id/system/files/users/nazief/material/01... · ppt...

22
1 IKI20210 Pengantar Organisasi Komputer Kuliah no. 1: Pendahuluan 14 Februari 2003 Bobby Nazief ([email protected]) Qonita Shahab ([email protected]) bahan kuliah: http://www.cs.ui.ac.id/kuliah/iki20210/ Sumber : 1. Hamacher. Computer Organization, ed-5. 2. Materi kuliah CS61C/2000 & CS152/1997, UCB.

Upload: vothu

Post on 29-Apr-2018

227 views

Category:

Documents


1 download

TRANSCRIPT

Page 1: Pengantar Organisasi Komputerstaff.ui.ac.id/system/files/users/nazief/material/01... · PPT file · Web viewIKI20210 Pengantar Organisasi Komputer “Mata kuliah ini mengajarkan

1

IKI20210Pengantar Organisasi Komputer

Kuliah no. 1: Pendahuluan

14 Februari 2003Bobby Nazief ([email protected])Qonita Shahab ([email protected])

bahan kuliah: http://www.cs.ui.ac.id/kuliah/iki20210/

Sumber:1. Hamacher. Computer Organization, ed-5.2. Materi kuliah CS61C/2000 & CS152/1997, UCB.

Page 2: Pengantar Organisasi Komputerstaff.ui.ac.id/system/files/users/nazief/material/01... · PPT file · Web viewIKI20210 Pengantar Organisasi Komputer “Mata kuliah ini mengajarkan

2

IKI20210

° Pengantar Organisasi Komputer• “Mata kuliah ini mengajarkan dasar-dasar organisasi komputer

sekuensial, yang terdiri dari komponen-komponen: input, output, memori, dan prosesor (kontrol dan datapath), melalui pemrograman dengan bahasa assembly.”

° Prasyarat:• Pengantar Sistem Digital• Konsep Pemrograman I

° Bobot:• 3 SKS

° Buku Acuan:• V. Carl Hamacher, dkk. Computer Organization. Edisi ke-5.

McGraw-Hill, 2002.• David Patterson & John Hennessy. Computer Organization &

Design: The Hardware/Software Interface. Morgan Kaufmann Publishers, Inc.

Page 3: Pengantar Organisasi Komputerstaff.ui.ac.id/system/files/users/nazief/material/01... · PPT file · Web viewIKI20210 Pengantar Organisasi Komputer “Mata kuliah ini mengajarkan

3

Administrasi Perkuliahan

° Penilaian:• Tugas: 30% (5 tugas pemrograman + PR)• UTS: 30%• UAS: 40%

° Jadwal Kuliah:• Rabu: 8:00 – 9:40 WIB• Jumat: 8:00 – 8:50 WIB

° Jadwal Ujian:• UTS: 16 April 2003• UAS: 9 - 20 Juni 2003

Page 4: Pengantar Organisasi Komputerstaff.ui.ac.id/system/files/users/nazief/material/01... · PPT file · Web viewIKI20210 Pengantar Organisasi Komputer “Mata kuliah ini mengajarkan

4

Organisasi Sistem Komputer

Page 5: Pengantar Organisasi Komputerstaff.ui.ac.id/system/files/users/nazief/material/01... · PPT file · Web viewIKI20210 Pengantar Organisasi Komputer “Mata kuliah ini mengajarkan

5

Organisasi Sistem Komputer

I/O systemProcessor

CompilerOperating

System(Windows 98)

Application (Netscape)

Digital DesignCircuit Design

Instruction Set Architecture

° Koordinasi dari berbagai tingkat abstraksi

Datapath & Control

transistors

MemoryHardware

Software Assembler

20210

Page 6: Pengantar Organisasi Komputerstaff.ui.ac.id/system/files/users/nazief/material/01... · PPT file · Web viewIKI20210 Pengantar Organisasi Komputer “Mata kuliah ini mengajarkan

6

Tingkat-tingkat Abstraksi Organisasi Komputer

° Application S/W• MS Word computer as electronic type-writer• MS Excel computer as electronic calculator

° System S/W• Compilers computer as translator (source to executable

program)• Operating Systems computer as machine that executes

programs, stores files, prints content of files to printers, communicate with other computers

° Instruction Set• What basic operations can be carried out• What, where, and how data can be stored & retrieved in/from

memory• How can data be exchanged to the outside “world”

° Computer H/W• The 5 components: Datapath, Control, Memory, Input, Output

Page 7: Pengantar Organisasi Komputerstaff.ui.ac.id/system/files/users/nazief/material/01... · PPT file · Web viewIKI20210 Pengantar Organisasi Komputer “Mata kuliah ini mengajarkan

7

Tingkat-tingkat Bahasa Pemrograman

High Level Language Program (e.g., C)

Assembly Language Program (e.g.,AVR)

Machine Language Program (AVR)

Control Signal Specification

Compiler

Assembler

Machine Interpretation

A = 25;B = 8;C = A * B;

lds r1, 0x100lds r2, 0x102add r1, r2sts 0x104, r1

0000 1001 1100 0110 1010 1111 0101 10001010 1111 0101 1000 0000 1001 1100 0110 1100 0110 1010 1111 0101 1000 0000 1001 0101 1000 0000 1001 1100 0110 1010 1111

°°

20210

Page 8: Pengantar Organisasi Komputerstaff.ui.ac.id/system/files/users/nazief/material/01... · PPT file · Web viewIKI20210 Pengantar Organisasi Komputer “Mata kuliah ini mengajarkan

8

Organisasi Bahasa Pemrograman Java

Java Language

Java Virtual Machine

Operating System

Computer H/W

byte code

JVM dapat langsung berhubungan dgn h/w

Page 9: Pengantar Organisasi Komputerstaff.ui.ac.id/system/files/users/nazief/material/01... · PPT file · Web viewIKI20210 Pengantar Organisasi Komputer “Mata kuliah ini mengajarkan

9

5 Komponen Utama Komputer

Processor (active)

Computer

Control(“brain”)

Datapath(“brawn”)

Memory(passive)

(where programs, data live whenrunning)

Devices

Input

Output

Keyboard, Mouse

Display, Printer

Disk (where programs, data live whennot running)

Page 10: Pengantar Organisasi Komputerstaff.ui.ac.id/system/files/users/nazief/material/01... · PPT file · Web viewIKI20210 Pengantar Organisasi Komputer “Mata kuliah ini mengajarkan

10

Contoh-contoh (Organisasi) Komputer

Page 11: Pengantar Organisasi Komputerstaff.ui.ac.id/system/files/users/nazief/material/01... · PPT file · Web viewIKI20210 Pengantar Organisasi Komputer “Mata kuliah ini mengajarkan

11

Contoh: Komputer Berbasis Pentium

Processor/MemoryBus

PCI Bus

I/O Busses

Page 12: Pengantar Organisasi Komputerstaff.ui.ac.id/system/files/users/nazief/material/01... · PPT file · Web viewIKI20210 Pengantar Organisasi Komputer “Mata kuliah ini mengajarkan

12

Contoh: Komputer Berbasis SPARCstation20

° TI SuperSPARCtm TMS390Z50 in Sun SPARCstation20

Floating-point Unit

Integer Unit

InstCache

RefMMU

DataCache

StoreBuffer

Bus Interface

SuperSPARC

L2$

CC

MBus Module

MBus

L64852 MBus controlM-S Adapter

SBus

DRAM Controller

SBusDMA

SCSIEthernet

STDIOserialkbdmouseaudioRTCBoot PROMFloppy

SBusCards

Page 13: Pengantar Organisasi Komputerstaff.ui.ac.id/system/files/users/nazief/material/01... · PPT file · Web viewIKI20210 Pengantar Organisasi Komputer “Mata kuliah ini mengajarkan

13

Contoh: Microcontroller AT90S8515

Page 14: Pengantar Organisasi Komputerstaff.ui.ac.id/system/files/users/nazief/material/01... · PPT file · Web viewIKI20210 Pengantar Organisasi Komputer “Mata kuliah ini mengajarkan

14

Struktur (Umum) Interkoneksi Antar-Komponen

Proc

CachesProcessor-Memory Bus

Memory

I/O Devices:

Controllers

adapters

DisksDisplaysKeyboards

Networks

Semua komponen memiliki organisasi & antar-muka

I/O Bus

Page 15: Pengantar Organisasi Komputerstaff.ui.ac.id/system/files/users/nazief/material/01... · PPT file · Web viewIKI20210 Pengantar Organisasi Komputer “Mata kuliah ini mengajarkan

15

Outline Materi Kuliah

° Konsep-konsep Dasar• Stored Program Computer• Instruction Set

° Set Instruksi/Pemrograman° Input/Output° Memori° Aritmatika° Prosesor

• Datapath• Control Unit

° Pipeline

Page 16: Pengantar Organisasi Komputerstaff.ui.ac.id/system/files/users/nazief/material/01... · PPT file · Web viewIKI20210 Pengantar Organisasi Komputer “Mata kuliah ini mengajarkan

16

Generasi Komputer° I: ’46 – ’57: UNIVAC 1103

• Bahasa Rakitan• Vacuum Tube• 40.000 instruksi/detik

° II: ’58 – ’64: IBM 7094• Bahasa Tingkat Tinggi (Fortran, Cobol), Kompilator• Transistor• I/O & Processor Parallelism• 200.000 instruksi/detik

° III: ’65 – ’71: IBM System/360, DEC PDP-8• Sistem Operasi• Small- & Medium-scale Integrated Circuit (IC)• Cache & Virtual Memory, Microprogramming, Pipelining, Parallelism• 1.000.000 instruksi/detik

° IV: ’72 – ’77: Apple IIe, IBM PC• Large Scale Integrated Circuit (LSI)• Microprocessor, PC• 10.000.000 instruksi/detik

° IV: ’78 – …: 80286 – Pentium IV, MIPS, Sparc, PowerPC• Very Large Scale Integrated Circuit (VLSI)• 100.000.000 instruksi/detik

Page 17: Pengantar Organisasi Komputerstaff.ui.ac.id/system/files/users/nazief/material/01... · PPT file · Web viewIKI20210 Pengantar Organisasi Komputer “Mata kuliah ini mengajarkan

17

Tren Teknologi

Page 18: Pengantar Organisasi Komputerstaff.ui.ac.id/system/files/users/nazief/material/01... · PPT file · Web viewIKI20210 Pengantar Organisasi Komputer “Mata kuliah ini mengajarkan

18

Year

Tran

sistors

1000

10000

100000

1000000

10000000

100000000

1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000

i80386

i4004i8080

Pentium

i80486

i80286

i8086

Tren Teknologi: Kapasitas Mikroprosesor

2X transistors/ChipEvery 1.5 years

Called “Moore’s Law”

Alpha 21264: 15 millionPentium Pro: 5.5 millionPowerPC 620: 6.9 millionAlpha 21164: 9.3 millionSparc Ultra: 5.2 million

Moore’s Law

Page 19: Pengantar Organisasi Komputerstaff.ui.ac.id/system/files/users/nazief/material/01... · PPT file · Web viewIKI20210 Pengantar Organisasi Komputer “Mata kuliah ini mengajarkan

19

Tren Teknologi: Kinerja Prosesor

0100200300400500600700800900

87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97

DEC Alpha 21264/600

DEC Alpha 5/500

DEC Alpha 5/300

DEC Alpha 4/266IBM POWER 100

DEC AXP/500

HP 9000/750

Sun-4/260

IBMRS/6000

MIPS M/120

MIPS M

2000

1.54X/yr

Processor performance increase/year, mistakenly referred to as Moore’s Law (transistors/chip)

Page 20: Pengantar Organisasi Komputerstaff.ui.ac.id/system/files/users/nazief/material/01... · PPT file · Web viewIKI20210 Pengantar Organisasi Komputer “Mata kuliah ini mengajarkan

20

Tren Teknologi: Kapasitas Memori (1 Chip DRAM)

size

Year

Bits

1000

10000

100000

1000000

10000000

100000000

1000000000

1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000

year size(Megabit) 1980 0.06251983 0.251986 11989 41992 161996 642000 256

Now 1.4X/yr, or doubling every 2 years4000X since 1980

Page 21: Pengantar Organisasi Komputerstaff.ui.ac.id/system/files/users/nazief/material/01... · PPT file · Web viewIKI20210 Pengantar Organisasi Komputer “Mata kuliah ini mengajarkan

21

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

Page 22: Pengantar Organisasi Komputerstaff.ui.ac.id/system/files/users/nazief/material/01... · PPT file · Web viewIKI20210 Pengantar Organisasi Komputer “Mata kuliah ini mengajarkan

22

Bicycle Computer (Embedded)

° P. Brain• wireless

heart monitor strap

• record 5 measures: speed, time, current distance, elevation and heart rate

• Every 10 to 60 sec.• 8KB data 33 hours• Stores information so can be

uploaded through a serial port into PC to be analyzed

SpeedAltitude

HeartRate

Dramatic change !!!