Perangkat Keras Komputer By: U. Abd. Abd. Rohim, Rohim, S.Kom, S.Kom, MT mailto:
[email protected] Website/Blog Website/Blog:: http://www.abdrohim.com http://www.abdrohim.com
Sistem Komputer
1
Konsep von Neumann/Turing • • • •
Stored Program IM menyimpan program dan data ALU beroperasi menggunakan data biner CU menginterpretasi instruksi dari memori dan Mengeksekusinya • I-device dan O-device dikendalikan CU • Dibuat di Princeton Institute for Advanced Studies, — sehingga diberi nama IAS • Selesai 1952
Konfigurasi/Struktur IAS
2
Sub Sistem CPU • Fungsi sub sistem – ALU menangani operasi aritmatika dan boolean, contoh: adder – CU mengendalikan operasi sistem, contoh: program counter – Register menyimpan data kecepatan tinggi, volume kecil – Bus atau data path sebagai media interkoneksi /komunikasi antar register.
3
Siklus pengerjaan instruksi
Sub Sistem Memori (1) • Internal Memory (IM) – Ciri: cepat, RAM, mahal, kapasitas < Secondary Storage, lebih dekat CPU. – Keinginan pemakai ? • mampu menyimpan (instruksi_data) yang besar • secepat prosesor
– Fakta • volume IM >>>, kecepatan <<< • kececatan prosesor >>> IM • IM dipercepat, cost/bit >>>
4
Sub Sistem Memori (2) • Internal Memory (IM)
• jenis [RAM, ROM, PROM, EPROM, EEPROM] – organisasi [sel] – kemasan chip [array DRAM : Kilo, Mega, Giga] – koreksi error [parity check] – media fisik: magnetic core à semiconductor – kapasitas: Mega à Giga ? – kecepatan akses: ~ 100 ns
Sub Sistem Memori (3) • Cache – – – –
Antarmuka IM CPU Lebih kecil & lebih cepat dari IM Isi: current info dari IM untuk dieksekusi Akses • hit ~ akses pada item dalam cache • miss ~ akses pada item selain dalam cache
– Organisasi • kapasitas ~ 64 Kbytes • transfer data dalam block / line @ 4 bytes
– Contoh Pentium: • 2 on chip cache @ 8 Kbytes, 32 bits block
5
Sub Sistem Memori (4) • Secondary Storage (SS) – Disk magnetik: floppy (disket), harddisk – Compact/optical disk – Pita magnetik
• Virtual Memory – Latar belakang: kebutuhan pemakai > fakta – Solusi, teknik virtual • • • •
sebagian data di IM dan sebagian besar di SS eksekusi data per segmen virtual logical address = adres yang diacu prosesor MMU = unit translator adres virtual ke adres fisik
Bagaimana Komputer mengolah data • Binary Mumber
– Pemrposesan dikomputer dilakukan oleh transistor yang mempunyai dua kejadian; On & Off – Data dikomputer diknversi kedalam bilangan biner (0,1) – Pada transisitor ditetapkan 1 untuk On; dan 0 untuk off. Transistor mampu melakuan pertukaran on dengan off jutaan kali dalam satu satuan waktu (time each second)
6
Sistem Bilangan Biner • Untuk mengkonversi data string ke bilangan, komputer mengunakan sistem biner • Manusia menggunakan sistem bilangan desimal • Cara kerja sistem bilangan biner sama dengan sistem bilangan desimal
Base 10 Base 2
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
0 1 10 11 100 101 110 111 1000 1001 1010
Bits & Bytes • Bagian data terkecil disebut dengan Bit yang mempunyai nilai; 1 & 0 • Komputer bekerja dengan koleksi bit tersebut yang di grupkan untuk mewakili sebuah simbol, misalkan huruf dalam deretan alpabet • Delapan bit data disebut satu Byte. • Satu byte data cukup untuk mewakili satu tabel alphanumeric character • Dengan satu byte data komputer dapat menyimpan 256 simbol & karakter yang berbeda
7
Contoh
1
0
1
1
0
0
1
0
1
0
1
1
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
Text Codes • Sistem Text-code pertama disebut dengan EBCDIC, menggunakan 8 bit code; digunakan pada komputer mainframe • Standar Text-code saat ini: ASCII, menggunakan 8 bit code; untuk PC
Code
00110000 00110001 00110010 00110011 00110100 00110101 01000001 01000010 01000011 01000100 01000101
1
1
Character
0 1 2 3 4 5 A B C D E
8
Faktor yg Mempengaruhi Kecepatan Proses (1) • Registers
– Sejumlah area memori kecil yang digunakan untuk menyimpan isntruksi selama proses berlangsung – Ukuran dari register (work size) sesudia dengan jumlah data yang bisa diproses dalam satu satuan waktu – PC register saat ini 32bit, yang artinya komputer mampu untuk memproses 4 byte data sekali jalan. Regsiter Akan terus berkembang ke 64bit
• RAM
– Ukuran RAM berpengarus langsung pada Speed – Semakin besar ukuran RAM pd PC akan semakin banyak data disimpan di memory. RAM Faster than storage on disk – Jika aplikasi tidak cukup di load ke memori, maka secara bergantian dipindahkan ke secondary Storage proses ini disebut Swapping
Faktor yg Mempengaruhi Kecepatan Proses (2) • The System Clock – Satu “tick” dari clock dibutuhkan untuk merubah transistor dari On ke Off disebut dengan Clock Cycle – Clock Cycle ukuran dalam Herzt (Hz) untuk mengukur Cycle per second. Jika PC mempunyai kecepatan 300MHz, then its system clock "ticks" 300 million times every second – Jika lebih cepat PC Clock berjalan, maka semakin banyak perintah2 yg dieksekusi
9
Faktor yg Mempengaruhi Kecepatan Proses (3) • The Bus – Sebuah path diantara komponen dan komputer setiap data yang dikirimkan antar komponen melewati path – Lebar Bus data mementukan seberapa banyak data ditranmisikan diantara CUP dan device lain – Peripheral devices are connected to the CPU by an expansion bus
The Bus
10
Faktor yg Mempengaruhi Kecepatan Proses (3) • Cache Memory:
– memori kecepatan tinggi u’ menyimpan instruksi yang akan dieksekusi oleh CPU – Lokasi cache langsung pada CPU diantara CPU dengan RAM sehingga membuat lebih cepat dibandingkan dengan RAM – CPU-resident cache is called Level-1 (L1) cache. External cache is called Level-2 (L2) cache – Kapasitas Cache memory sangat berpengaruh pada kecepatan komputer
Extending the Processor's Power to Other Devices • Port
– External Device seperti untuk alat input/output dimasukan ke sistem lewat jalur Port yang ada dibelakang PC – Pada setiap PC tersedia sejumlah Port seperti untuk keyboard, mouse, printer, speaker, microphone – Kebanyakan PC menggunakan serial Port dan parallel Port, serial port mentranmisikan data satu Bit data dalam satu waktu, sementara Parallel port mentranmisikan data satu Byte data dalam satu waktu
11
Expansion Slots and Boards • Jika PC tidak punya port untuk external device, • Pada Motherboard disediakan expansion slot yang dapat secara langsung terkoneksi dg CPU • Teknologi terbaru seperti Universal Serial Bus (USB) yang memungkinkan banyak alat dihubjungan dengan satu port • Teknologi sebelumnya adalah Small Computer System Interface (SCSI)
12
