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