pert.1 struktur dasar komputer

Click here to load reader

Post on 14-Jun-2015

328 views

Category:

Documents

1 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • 1. 1.1 TIPE KOMPUTER Dalam istilah yang paling sederhana, suatucomputer kontemporer adalah mesin hitung elektronikcepat yang menerima informasi input terdigitalisasi,mengolahnya sesuai dengan daftar instruksi yangtersimpan secara internal dan memberikan informasioutput hasil. Daftar instruksi itu disebut programcomputer, dan penyimpanan internalnya disebut memoricomputer. Group 4 PTIK 091

2. 1. Computer desktop memiliki unit pengolahan danpenyimpanan, display visual dan unit output audio,dan keyboard yang dapat ditempatkan secaramudah di meja rumah atau kantor.2. Computer desktop memiliki unit pengolahan danpenyimpanan, display visual dan unit output audio,dan keyboard yang dapat ditempatkan secaramudah di meja rumah atau kantor3. Supercomputer digunakan untuk perhitungannumeric skala besar seperti perkiraan cuaca dandesain dan simulasi pesawat terbang. Group 4 PTIK 09 2 3. Suatu komputer terdiri dari lima bagian utamayang mandiri secara fungsional:1. Unit input,2. Memori,3. Aritmatika dan logika,4. Output, dan5. Kontrol, Group 4 PTIK 09 3 4. Group 4 PTIK 09 4 5. Sesuai dengan yang ditampilkan gambar di atasdapat dijelaskan bahwa Unit input menerima informasiterkodedari operator manusia, dari peralatan elektromekanik seperti keyboard, atau dari komputer lain melalui jalur komunikasi digital. Informasi yang diterima disimpan dalam memori komputer untuk referensi selanjutnya atau segera digunakan oleh sirkuit aritmatika dan logika untuk melakukan operasi yang diinginkan. Langkah pengolahan ditentukan oleh program yang tersimpan dalam memori. Akhirnya, hasil dikirim kembali ke dunia luar melalui unit output. Semua langkah ini dikoordinasikan oleh unit kontrol.Group 4 PTIK 095 6. Sekarang kita mengamati lebih detilinformasi yang ditangani oleh suatu komputer.Sangat memudahkan untuk mengkategorikaninformasi ini baik sebagai instruksi atau data.Instruksi, atau instruksi mesin, adalah perintaheksplisit yang Mengarahkan transfer informasi dalamkomputer dan antar komputer dan peralatanI/Onya Menetapkan operasi aritmatika dan logika yangakan dilaksanakanGroup 4 PTIK 096 7. Komputer menerima informasi terkodekanmelalui unit input, yang membaca data tersebut.Peralatan input yang paling terkenal adalah keyboard.Tersedia banyak jenis peralatan input lain,termasuk joystick, trackball, dan mouse. Peralatantersebut seringkali digunakan sebagai peralatan inputgrafik dalam hubungan dengan display.Group 4 PTIK 097 8. Fungsi unit memori adalah untuk menyimpan program dan data. Terdapat dua kelas penyimpanan, yaitu :1. Penyimpanan Primer adalah memori cepat yang beroperasi pada kecepatan elektronik.2.Penyimpanan Sekunder adalah sekunder tambahan yang lebih murah digunakan pada saat sejumlah besar data dan banyak program harus disimpan, terutama untuk informasi yang jarang diakses. Group 4 PTIK 09 8 9. Kebanyakan operasi komputer dieksekusi dalamunit aritmatika dan logika (ALU: arithme~o and logicunit) pada prosesor. Perhatikanlah suatu contohumum: Misalkan dua bilangan yang berada dalammemori ditambahkan. Bilangan tersebut di bawa keprosesor, dan penambahan yang sesungguhnyadilakukan oleh ALU. Jumlah tersebut kemudiandisimpan dalam memori atau tetap dalam prosesoruntuk segera digunakan.Group 4 PTIK 09 9 10. Unit output adalah pasangan unit input.Fungsinya untuk mengirimkan hasil yang telahdiproses ke dunia luar. Contoh yang paling umumdari peralatan tersebut adalah printer. Printermenggunakan mechanical head impact, inkjetstream, atau teknik fotokopi, seperti dalam printerlaser.Group 4 PTIK 0910 11. Unit memori, aritmatika dan logika, daninput dan output menyimpan dan mengolah informasidan melakukan operasi input dan output. Operasi unit-unit tersebut harus dikoordinasi dengan beberapacara. Kooordinasi adalah tugas dari unit kontrol. Unitkontrol secara efektif merupakan pusat saraf yangmengirim sinyal kontrol ke unit lain dan mengetahuikeadaan unit tersebut. Group 4 PTIK 0911 12. Komputer menerima informasi dalam bentuk programdan data melalui unit input dan menyimpannya dalammemori. Informasi yang disimpan dalam memori diambil, dibawah kontrol program, ke unit aritmatika dan logika, dimana informasi tersebut diproses. Informasi yang terproses meninggalkan komputermelalui unit output. Semua kegiatan di dalam mesin tersebut diarahkanoleh unit kontrol. Group 4 PTIK 0912 13. Aktivitas dalam computer diatur oleh instruksi. Untukmelakukan suatu tugas tertentu, suatu program yang berisi daftarinstruksi disimpan dalam memori. Instruksi individu dibawa dari memorike prosesor, yang mengeksekusi operasi tertentu. Data yangdigunakan sebagai operand juga disimpan dalam memori. Instruksibiasa mungkin berupa Add LOCA, ROInstruksi tersebut menambahkan operand pada lokasi memori LOCA ke operand dalam register di prosesor, RO, dan meletakkan hasilnya ke dalam register RO. Isi awal dari lokasi LOCA dipertahankan, sedangkan RO di-overwrite. Instruksi ini memerlukan performa beberapa langkah. Pertama, instruksi tersebut di ambil dan di tambahkan ke isi RO. Akhirnya, jumlah yang dihasilkan disimpan dalam register RO. Group 4 PTIK 09 13 14. Untuk mencapai kecepatan operasi yang sesuai,komputer harus diorganisasi sehingga semua unitnyadapat menangani satu word data penuh pada waktutertentu. Pada saat suatu word data ditransfer antar unit,semua bitnya dtransfer secara paralel, yaitu bit tersebutditransfer secara simultan melalui banyak kabel, ataujalur, satu bit per jalur. Sekelompok jalur yang berfungsisebagai jalan penghubung untuk beberapa peralatandisebut bus. Selain jalur yang membawa data, bus harusmemiliki jalur untuk alamat dan keperluan kontrol. Carayang paling sederhana untuk menginterkoneksikan unitfungsional adalah dengan menggunakan bus tunggal.Group 4 PTIK 09 14 15. Group 4 PTIK 09 15 16. Agar user dapat memasukkan dan menjalankanprogram aplikasi, maka komputer harus sudah berisibeberapa software sistem dalam memorinya. Softwaresistemlah yang bertanggungjawab untuk koordinasisemua aktifitas dalam sistem komputasi. Tujuanbagian ini adalah untuk memperkenalkan beberapaaspek dasar software sistem.Group 4 PTIK 0916 17. Menerima dan menginterpretasikan perintah user Memasukkan dan tnengedit program aplikasi dan rnenyimpannya sebagai file dalam peralatan penyimpanan sekunder Mengatur penyimpanan dan pengambilan file dalam peralatan penyimpanan sekunder Menjalankan program aplikasi standar seperti word processor,spreadsheet, atau game, dengan data yang disediakan oleh user Mengontrol unit I/O untuk menerima informasi input danmenghasilkan output Mentranslasikan program dari bentuk source yang disediakan olehuser menjadi bentuk objek yang berisi instruksi mesin Menghubungkan dan menjalankan program aplikasi userwrittendengan rutin library standar yang ada, seperti paket komputasi numerik Group 4 PTIK 0917 18. Pengukuran performa komputer yang palingpenting adalah seberapa cepat computer tersebutdapat mengeksekusi program. Kecepatan komputermengeksekusi program dipengaruhi oleh desainhardware dan instruksi bahasa mesinnya. Karenaprogram biasanya ditulis dalam bahasa tingkat tinggi,maka performa juga dipengaruhi oleh compiler yangmentranslasikan program ke dalam bahasa mesin.Untuk performa terbaik, perlu untuk mendesaincompiler, set instruksi mesin, dan hardware dengancara yang terkoordinasi. Group 4 PTIK 0918 19. Peningkatan yang substansial pada performa dapatdicapai dengan menumpangtindihkan eksekusi instruksi yangberurutan, menggunakan teknik yang disebut pipelining.Misalkan suatu instruksiAdd R1, R2, R3Yang menambahkan isi register R1 dan R2, danmenempatkan jumlahnya dalam R3. Isi R1 dan R2 mula-muladitransfer ke input ALU. Setelah operasi penambahan dilakukan,jumlahnya ditransfer ke R3. Prosessor dapat membaca instruksiselanjutnya dari memori sementara operasi penambahandilakukan. Kemudian jika instruksi tersebut juga menggunakanALU, operasinya dapat ditransfer ke input ALU pada waktu yangsama dengan hasil instruksi Add ditransfer ke R3.Group 4 PTIK 0919 20. Terdapatduakemungkinan untukmeningkatkan clock rate, R. Pertama, meningkatkanteknologi integrated-circuid (IC) menjadikan sirkuitlogika yang lebih cepat, sehingga mengurangi waktuyang diperlukan untuk menyelesaikan suatu langkahdasar. Hal ini memungkinkan periode clock, P,dikurangi dan clock rate, R, ditingkatkan. Kedua,mengurangi periode clock, P. Akan tetapi jikatindakan yang harus dilakukan oleh suatu instruksitetap sama, maka jumlah langkah dasar yangdiperlukan dapat bertambah.Group 4 PTIK 09 20 21. Sirkuit prosesor dikontrol oleh sinyal timingyang disebut clock. Clock menetapkan interval, waktureguler,yangdisebutsiklusclock.Untukmengeksekusi instruksi mesin, prosesor membagitindakan yang akan dilakukan ke dalam rangkaianlangkah dasar, sehingga tiap langkah dapatdiselesaikan dalam satu siklus clock. Panjang P darisatu siklus clock adalah parameter penting yangmempengaruhi performa prosesor. Kebalikannyaadaalah clock rate, R= 1/P, yang diukur dalam siklusper detik.Group 4 PTIK 0921 22. Rumusan ini sering disebut sebagai persamaan performa dasar.Di mana :Misalkan T adalah waktu prosesor yang diperlukan untukmengeksekusi suatu program yang telah dipersiapkan dalam beberapabahasa tingkat tinggi. Compiler menghasilkan program objek bahasa mesinyang sesuai dengan program source. Asumsikan bahwa eksekusi lengkapdari program memerlukan N instruksi bahasa mesin. Jumlah N adalah jumlahaktual eksekusi instruksi, dan tidak harus setara dengan jumlah eksekusiinstruksi instruksi mesin dalam program objek. Beberapa instruksi dapatdieksekusi lebih dari sekali, yaitu untuk instruksi yang berada di dalam loop.Instruksi yang lain mungkin tidak dieksekusi sama sekali, tergantung datainput yang digunakan. Misalkan jumlah langkah dasar rata-rata yangdiperlukan untuk mengeksekusi satu instruksi mesin adalah S, di mana tiaplangkah dasar diselesaikan dalam satu siklus clock. Jika clock rate adalah Rsiklus per detik, Group 4 PTIK 09 22 23. Instruksi sederhana memerlukan eksekusisejumlah kecil langkah dasar. Instruksi kompleksmelibatkan sejumlah besar langkah. Untuk prosesoryang hanya memiliki instruksi sederhana, sejumlahbesar instruksi mungkin diperlukan untuk menjalankansuatu tugas pemrograman tertentu. Hal ini dapatmenuju pada nilai N yang besar dan nilai S yang kecil.Sebaliknya, jika instruksi individu melaksanakanoperasi yang lebih kompleks, maka diperlukan instruksiyang lebih sedikit, menuju pada nilai N yang lebihrendah dan nilai S yang lebih besar. Tidak tampak jelasbahwa satu pilihan lebih baik dari pilihan yang lain.Group 4 PTIK 0923 24. Compiler mentranslasikan bahasapemrograman tingkat tinggi menjadi rangkaianinstruksi mesin. Untuk mengurangi N, kita perlumemiliki set instruksi mesin yang sesuai dan compileryang dapat menggunakannya dengan baik. Suatuoptimizing compiler memanfaatkan berbagai fiturprosesor target untuk mengurangi basil kali N X S,yang merupakan jumlah total siklus clock yangdiperlukan untuk mengeksekusi suatu program. Group 4 PTIK 0924 25. Sangat penting untuk dapat memperkirakan performa suahr komputer. Desainer komputer menggunakan perkiraan performa untuk mengevaluasi keefektifan fitur barn. Produsen menggunakan indikator performa dalarn proses pemasaran.komunitas komputermengadopsiidepengukuran performa komputer menggunakan programbenchmark. Untuk memungkinkan perbandingantersebut,makaharus dibuat program yangterstandarisasi. Pengukuran performa adalah waktuyang diperlukan suatu komputer untuk mengeksekusibenchmark tertentu.Group 4 PTIK 0925 26. Sejauh ini, kita telah membahas komputerdengan satu prosesor. Sistem komputer besar dapatberisi sejumlah unit prosesor, yang disebut sistemmultiprosesor. Sistemtersebut mengeksekusisejumlah tugas eksekusi yang berbeda secaraparalel, atau mengeksekusi sub tugas dari suatutugas besar tunggal secara paralel. Semua prosesorbiasanya memiliki akses ke semua memori dalamsistem semacam itu, dan istilah sistem multiprosesorsharedmemory sering digunakan. Group 4 PTIK 0926