Perangkat Keras Komputer

Perangkat Keras Komputer Konsep Sistem Informasi (TKE132206) Jurusan Teknik Elektro, Unsoed Iwan Setiawan <stwn at unsoed.ac.id>

Konsep Sistem Informasi (TKE132206) – Jurusan Teknik Elektro, Unsoed

1/52

Sistem Komputer

Arsitektur Von Neumann (1) ●

●

●

●

1944: pengembangan EDVAC. Penyimpanan program di memori. 1945: John von Neumann menulis konsep program yang disimpan di memori dalam laporan “First Draft of a Report on EDVAC”. “Mesin Von Neumann”/Arsitektur Von Neumann/Model Von Neumann/Arsitektur Princeton. –

Memori untuk menyimpan instruksi dan data.

–

Unit pemroses untuk melakukan operasi aritmatika dan logika.

–

Unit kontrol untuk menerjemahkan instruksi.

Desain arsitektur komputer digital elektronik.


3/52

Arsitektur Von Neumann (2) M E M O R Y M AR

M D R

IN P U T K M S D

e yb o a rd ouse canne r is k

O U TP U T P R O C E S S IN G U N IT TE M P

ALU

M o n ito r P rin te r LE D D is k

C O N T R O L U N IT P C

IR Patt (2002)


4/52

Arsitektur Von Neumann (3)

Kapooht, CC BySA, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Von_Neumann_Architecture.svg


5/52

Arsitektur Von Neumann (4)

Booyabazooka, CC BySA, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Von_Neumann_architecture.svg


6/52

Elemen Sistem Komputer

Stallings (2011)


7/52

Prosesor ●

●

●

●

●

●

Mengendalikan operasi komputer dan menjalankan fungsi pemrosesan data. Disebut sebagai Central Processing Unit (CPU), pada sistem komputer dengan prosesor tunggal/uniprosesor. Register alamat memori (MAR): menentukan alamat memori untuk pembacaan dan penulisan selanjutnya. Register bufer memori (MBR): berisi data yang akan dibaca atau dituliskan dari/ke memori. Register alamat I/O (I/O AR): menentukan perangkat I/O. Register bufer I/O (I/O BR): digunakan untuk pertukaran data antara modul I/O dan prosesor.


8/52

ISA dan Microarchitecture ●

Instruction Set Architecture (ISA): set kode untuk operasi CPU. ●

●

●

●

Bahasa mesin/rakitan/assembly. Set instruksi, register prosesor, ukuran word, mode pengalamatan memori, format alamat dan data.

Microarchitecture: berada di bawah ISA yang berisi data path, elemen pemrosesan data, dan elemen penyimpanan data. Implementasi yang berkaitan dengan bagaimana ISA dapat dilakukan pada sebuah arsitektur CPU. Baca ringkasannya di Wikipedia/Computer_architecture dan lihat bagian referensi serta pranala eksternalnya.


9/52

Memori Utama ●

●

Berfungsi untuk menyimpan data dan program. Secara umum bersifat volatil/volatile/“sementara”. Informasi yang ada di dalam memori akan hilang ketika komputer dimatikan. ●

●

●

●

Berbeda dengan memori diska yang akan tetap menyimpan informasi walaupun komputer dimatikan.

Disebut dengan memori nyata/memori utama (real memory atau primary memory). Modul memori terdiri dari banyak lokasi yang didefinisikan dengan alamat berupa urutan angka. Setiap lokasi berisi pola bit tertentu yang dapat diinterpretasikan sebagai instruksi atau data.


10/52

Modul I/O ●

●

●

●

Masukan dan keluaran. Input/Output (I/O). Untuk memindahkan data antara komputer (prosesor/memori) dan lingkungan eksternalnya. Lingkungan eksternal terdiri dari bermacam perangkat termasuk perangkat memori sekunder seperti diska atau harddrive, perangkat komunikasi, dan terminal. Memiliki bufer internal untuk menyimpan data sementara.


11/52

Bus Sistem Menyediakan jalur komunikasi antar komponen di dalam sebuah sistem komputer.

Tanenbaum (2009)

●


12/52

Bus Sistem ●

Menyediakan jalur komunikasi antar komponen di dalam sebuah sistem komputer.

Tanenbaum (2009)

Aku sudah jarang dipakai :(


13/52

Bus Sistem Menyediakan jalur komunikasi antar komponen di dalam sebuah sistem komputer.

Mari sini..

Pindah ke USB ah..


Aku sudah jarang dipakai :(

Aku juga!

Aku juga!

Tanenbaum (2009)

●

14/52

Komponen Komputer: Toplevel View

Stallings (2011)


15/52

Mikroprosesor ●

●

●

●

Revolusi perangkat keras, sehingga muncul komputasi destop dan bergerak. Prosesor dalam cip tunggal. Prosesor yang semakin cepat untuk komputasi bertujuan umum (general purpose). Sekarang muncul multiprosesor dan multiinti. Bedanya? ●

Setiap cip/soket berisi lebih dari satu prosesor (inti/core).

●

Ukuran memori cache yang besar (bertingkat, L1/L2/L3).

●

Setiap inti memiliki prosesor logikal yang berbagi unit eksekusi. Umumnya terdapat 2 (hardware) thread untuk masingmasing inti. Cek spesifikasi prosesor.


16/52

Graphical Processing Unit (GPU) ●

Menyediakan komputasi yang efisien pada sederetan (array) data dengan menggunakan teknik SingleInstruction Multiple Data (SIMD). ●

●

●

Saat ini GPU sudah memiliki banyak inti untuk melakukan teknik tersebut.

●

Digunakan pula pada “superkomputer” dan komputasi paralel.

●

Sebagian CPU memiliki kemampuan SIMD.

Umumnya digunakan untuk melakukan pengolahan dan rendering grafis. Multimedia. Digunakan pula untuk pemrosesan numerik, simulasi fisik pada gim/permainan, atau tabel/spreadsheet yang besar.


17/52

Digital Signal Processor (DSP) ●

Menangani sinyal streaming seperti audio dan video.

●

Umumnya ditanamkan pada perangkat (embedded). ●

Contoh pada modem dan perangkat portabel.

●

Pada perangkatperangkat khusus dapat memberikan: –

dukungan enkoding/dekoding suara dan video (codec);

–

dukungan enkripsi dan keamanan.


18/52

System on a Chip (SoC) ●

●

Kebutuhan untuk perangkat bergerak/portabel. CPU dan cache terintegrasi ke dalam sebuah cip, bersama dengan GPU, DSP, memori utama, serta perangkat I/O seperti radio dan codec. ●

●

Umumnya paling tidak terdapat CPU dan GPU yang terintegrasi ke dalam satu cip. SoC pada Raspberry Pi 2: CPU, GPU, DSP, I/O.


19/52

Personal Computer (PC)

http://vintagecomputing.com/index.php/archives/111

PC

Gustavb, CC BySA, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Personal_computer,_exploded.svg


22/52

PC

HereToHelp, CC BySA, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Personal_computer,_exploded_6.svg


23/52

Motherboard (1)

Jonathan Zander, CC By, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:MicroATX_Motherboard_with_AMD_Athlon_Processor_2_Digon3.jpg


24/52

Motherboard (2) Mike Babcock, CC By, https://flic.kr/p/6ucwg5


25/52

Moxfyre, CC BySA, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Motherboard_diagram.svg

Motherboard (3)


26/52

Server

Server Web: Dell PowerEdge 850 Rodzilla, CC BySA, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Inside_and_Rear_of_Webserver.jpg


28/52

Google: Ultra II/Dual 200 MHz/256 MB http://geektechnique.org/media/google/googlehardware.html


29/52

http://geektechnique.org/media/google/googlehardware.html

Google: 10 Buah Diska 9GB SCSI


30/52

Google (~1996)

http://geektechnique.org/blog/860/tenyearsofgoogle.html


31/52

Steve Jurvetson, CC By, https://flic.kr/p/eWnwZ

Google (2009)

http://cnet.com/news/googleuncloaksoncesecretserver10209580/


33/52

Google (2009)

http://cnet.com/news/googleuncloaksoncesecretserver10209580/


34/52

Facebook (2011)

http://datacenterknowledge.com/archives/2011/04/07/facebookopensitsserverdatacenterdesigns/ Konsep Sistem Informasi (TKE132206) – Jurusan Teknik Elektro, Unsoed

36/52

http://datacenterknowledge.com/thefacebookdatacenterfaqpage2/

Facebook (2011)


37/52

Facebook (2011)

http://geek.com/chips/facebookserversecretsopensourced1339061/attachment/cloudrackc2_rackable_servers/ Konsep Sistem Informasi (TKE132206) – Jurusan Teknik Elektro, Unsoed

38/52

Facebook (2012)

http://datacenterknowledge.com/archives/2012/06/27/videofacebookcomputeunit/ Konsep Sistem Informasi (TKE132206) – Jurusan Teknik Elektro, Unsoed

39/52

ht tp :// ar s

te ch ni ca .c om

/in

fo rm

at io

n te ch no lo gy

/2 01 3/

02 /

wh o ne ed s

h p a

nd d el lf a

ce bo ok n o

w de sig n

s al li ts

o wn s er v

er s/

Facebook (2013)


40/52

http://arstechnica.com/informationtechnology/2013/02/whoneedshpanddellfacebooknowdesignsallitsownservers/

http://arstechnica.com/informationtechnology/2013/06/facebookopensdatacenterfilledentirelywithserversitdesigned/

SingleBoard Computer

Raspberry Pi 2

Multicherry, CC BySA, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Raspberry_Pi_2_Model_B_v1.1_top_new_%28bg_cut_out%29.jpg Konsep Sistem Informasi (TKE132206) – Jurusan Teknik Elektro, Unsoed

44/52

Raspberry Pi 2 Efa2, CC BySA, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Raspberry_Pi_B%2B_rev_1.2.svg


45/52

SingleBoard Computer (SBC) ●

Cubieboard.

●

BeagleBone Black.

●

Banana Pi.

●

Intel Galileo.

●

...


46/52

https://crowdsupply.com/kosagi/novenaopenlaptop

Novena


47/52

Novena

ht


upp rowds c / :/ s tp

/ ko ly.com

ptop enla p o a ov en sagi/n

48/52

eras cam e38 k a ine/m agaz om/m .c e ezin /mak http:/

av and

top/ elap ourc s n e nop inga /build

Raspberry Pi: Cluster Computing

http://southampton.ac.uk/~sjc/raspberrypi/


50/52

http://southampton.ac.uk/~sjc/raspberrypi/

Daftar Bacaan ●

●

●

Patt, Y., Patel, S. 2002. The Von Neumann Model, salindia presentasi, McGrawHill. Stallings, W. 2012. Operating Systems: Internals and Design Principles, Seventh Edition, Prentice Hall. Stallings, W. 2011. Operating Systems: Internals and Design Principles, Seventh Edition, salindia presentasi.


52/52

Perangkat Keras Komputer

Recommend Documents