Materi Bab I - Bab VII Mata Kuliah Dasar Komputer

Materi bab I sampai bab VII mata kuliah Dasar Komputer :

I.     Arsitektur Sistem Komputer

·      Arsitektur adalah segala kegiatan yang mungkin dilakukan oleh programmer

·      Organisasi adalah bagaimana fitur-fitur dapat digunakan

·      Contoh:

-       Semua keluarga Intel x86 mempunyai arsitektur dasar yang sama

-       Setiap organisasi akan berbeda untuk setiap versi

·      Struktur adalah cara bagaimana setiap komponen berhubungan satu sama lain

·      Fungsi adalah operasi individu masing-masing komponen sebagai bagian dari struktur

Semua konputer mempunyai fungsi sbb:

-       Data processing

-       Data storage

-       Data movement

-       Control

II.     Perkembangan Komputer

1.    ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer)

·      Started 1943

·      Finished 1946

·      Used until 1955

·      Decimal (not binary)

·      Programmed manually by switches

·      18,000 vacuum tubes

·      30 tons

·      15,000 square feet

·      140 kW power consumption

2.    Von Neumann/Turing

·      Completed 1952

·      ALU operating on binary data

·      Control unit interpreting instructions from memory and executing

·      Input and output equipment operated by control unit

3.    IAS

·      1000 x 40 bit words

·      Memory Buffer Register

·      Memory Address Register

·      Instruction Buffer Register

·      Program Counter

4.    Commercial Computers

·      1947 -Eckert-Mauchly Computer Corporation

·      UNIVAC I (Universal Automatic Computer)

·      Became part of Sperry-Rand Corporation

5.    IBM

·      1953 -the 701

-       IBM’s first stored program computer

-       Scientific calculations

·      1955 -the 702

-       Business applications

·      Lead to 700/7000 series

6.    IBM 360 series

·      1964

·      Replaced (& not compatible with) 7000 series

7.    DEC PDP-8

·      1964

·      First minicomputer (after miniskirt!)

·      Did not need air conditioned room

·      Small enough to sit on a lab bench

8.    Semiconductor Memory

·      1970

·      Holds 256 bits

·      Non-destructive read

·      Much faster than core

9.    Intel

·      1971 -4004

-       First microprocessor

-       All CPU components on a single chip

-       4 bit

·      Followed in 1972 by 8008

-       8 bit

-       Both designed for specific applications

·      1974 -8080

-       Intel’s first general purpose microprocessor

Generations of Computer

·      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

   III.     Sistem Bus (sistem dan struktur interkoneksi komputer)

Bus adalah Jalur komunikasi untuk menghubungkan dua atau lebih perangkat

1.    Bus Data

·      Carries data (data)

·      Lebar bit adalah kunci penentu tampilan

2.    Address bus (alamat bus)

·      Mengidentifikasi sumber dan tujuan data

·      Lebar bus disesuaikan dengan kapasitas maks memori sistem

3.    Control Bus (bus kontrol)

·      Informasi kontrol and timing

Tipe Bus :

·      Single

-       Memisahkan data dan jalur alamat

·      Multiplexed

-       Jalur dipakai bersama

-       Jalur kontrol, alamat yg benar atau data yg benar

-       Keuntungan –jalur lebih sedikit

-       Kekurangan

-       Kontrol lebih rumit

-       Kemampuannya terbatas

   IV.     Internal Memory

1.    Lokasi

·      CPU/Prosesor

·      Internal/utama

·      External/tambahan

2.    Kapasitas

·      Ukuran Word

Unit organisasi memori. Ukuran dari word = banyaknya bit yang digunakan

·      Banyaknya Word

Atau bytes, dimana 1 byte = 8 bit. Panjang 1 word pada umumnya adalah 8, 16, dan 32

3.    Unit Transfer

·      Internal

-       Biasanya dibangun oleh lebar bus data

-       Sama dengan banyaknya saluran data ke dalam dan keluar dari modul memori

-       Merupakan banyaknya bit yang dibaca atau dituliskan ke dalam memori

·      External

-       Data yang ditransfer dalam jumlah yang lebih besar dari word, yang disebut block

·      Unit pengalamatan

-       Lokasi terkecil di mana pengalamatannya unik

-       Pada beberapa sistem unit pengalamatannya adalah word

4.    Metode Akses

·      Sequential

-       Memori diorganisir kedalam unit-unit data yang disebut rekord

-       Mulai sejak awal dan akan membaca sampai akhir

-       Waktu akses tergantung pada lokasi data dan lokasi sebelumnya (berubah-ubah)

-       ex. tape

·      Langsung

-       Blok-blok individual mempunyai alamat unik

-       Akses dengan cara melompat area dan pencarian sequential

-       Waktu akses tergantung pada lokasi data dan lokasi sebelumnya

-       ex. disk

·      Random/acak

-       Pengalamatan individual mengidentifikasi dengan tepat lokasi

-       Waktu akses tidak tergantung pada lokasi dan akses sebelumnya

-       ex. RAM

·      Associative/asosiatif

-       Data ditempatkan oleh perbandingan bagian isi penyimpanan

-       Waktu akses tidak tergantung pada lokasi dan akses sebelumnya

-       e.x. cache

5.    Kinerja

A.  Kinerja RAM

·       Waktu akses

-       Waktu yang diperlukan untuk operasi baca tulis dari menampilkan alamat sampai operasi penyimpanan data atau penggunaan data

·      Waktu siklus memori

-       Waktu diperlukan memori untuk “recover” sebelum akses berikutnya

-       Waktu siklus adalah waktu akses + recovery

·      Kecepatan transfer

-       Kecepatan saat data bisa dipindahkan

B.  Kinerja non-RAM

·      Waktu akses

Waktu yang dibutuhkan untuk melakukan operasi baca tulis pada lokasi yang diinginkan

·      Kecepatan transfer

Kecepatan saat data bisa dipindahkan

6.    Tipe Fisik

·      Semiconductor : RAM

·      Magnetic : Disk & Tape

·      Optical : CD & DVD

·      Lainnya : Hologram

7.    Karakteristik Fisik

·      Decay, kerusakan data

·      Volatility, data hilang saat sumber daya mati

·      Erasable, mudah dihapus

·      Konsumsi Daya

8.    Organisasi

·      Sebuah chip 16 Mbit bisa diatur menjadi 1 M 16 bit word

·      Sebuah bit per chip memiliki 16 ruang berkapasitas 1 Mbit, dengan bit 1 dari setiap word berada di chip satu, dst

·      Sbuah chip 16 Mbit bisa tersusun sebagai array 2048 x 2048 x 4 bit

      V.     External Memory (Memori Eksternal)

Jenis-jenis Memori Eksternal :

1.    Magnetic Disk : Disk metal atau plastik yang dilapisi dengan bahan yang dapat dimagnet (iron oxide)

·      RAID (Redundant Array of Independent Disk)

·      Bisa dipindahkan (Removable)

·      Kemasan :

-       Floppy

-       Winchester hard disk

-       Removable hard disk

2.    Optical

·      Asalnya untuk audio

·      650 Mbyte untuk 70 menit audio

·      Dilapisi policarbonat dengan lapisan reflektif yang tinggi, biasanya alumunium

·      Data disimpan sebagai bit-bit

·      Proses baca dilakukan oleh reflecting laser

·      Penempatan kerapatan data konstan

·      Kecepatan linier konstan

·      Constant linear velocity

·      Kemasan :

-        CD-ROM (cd read only memory)

-        CD-Writable (WORM=write once read memory)

-        CD-R/W (read/write)

-        DVD (digital versatile disk)

3.    Pita Magnetik

·      Serial access

·      lambat

·      Sangat murah

·      Digunakan sebagai backup atau arsip

   VI.     Input/Output

1.      Modul Input/Output

·      Interface ke CPU dan memori

-       Melalui sistem bus atau perpindahan utama

·      Interface ke satu atau lebih periferal

-       Melalui link yang sesuai 
2.      Peralatan External

·      Terbaca manusia : Monitor, printer, keyboard

·      Terbaca mesin : Pengawasan dan kontrol, sensor, aktuator, pita/disk magnetik

·      Komunikasi : Modem, Network Interface Card (NIC) 
3.      Fungsi Modul I/O Module

·      Kontrol dan timing : Mengkoordinasikan lalu lintas antara sumber daya internal dan perangkat external.

·      Komunikasi prosesor

·      Komuniksasi perangkat

·      Data Buffering

·      Deteksi kesalahan 
4.      Perintah-perintah I/O (1)

·      CPU dan alamat

-       Prosesor mengeluarkan alamat yang menspesifikasi modul I/O dan perangkat ext, serta perintah I/O

·      Perintah I/O

-       Ketika modul I/O dialamati oleh CPU, yaitu:

-       Control –mengaktifkan periferal dan memberi tahu apa yang harus dilakukan

-       e.g. unit pita magnetik yang diinstruksikan untuk menggulung ulang atau memajukan sebuahrekaman (perintah ini dikhususkan ke jenis perangkat periferalnya)

-       Test : menguji berbagai macam kondisi status yg berhubungan dengan perangkat periferalnya

-       Read : modul I/O akan memperoleh data dari periferal dan menempatkannya pada buffer internal.

-       Write : modul I/O mengambil data dari bus data dan kemudian mentransmisikan data tersebut ke periferal 
5.      Pengalamatan perangkat I/O

·      Pada I/O terprogram, transfer data sangat mirip dengan akses memori

·      Setiap perangkat diberi kode pengenal yang unik

·      Perintah-perintah CPU terdiri dari kode pengenal (alamat)

VII.     Operating System (OS)

1.    Definisi OS

Suatu program yang mengatur eksekusi program-program aplikasi dan berfungsi sebagai interface antara pengguna komputer dengan hardware komputer

2.    Tujuan dan fungsi

·      Kemudahan

-       OS membuat komputer lebih mudah untuk digunakan

·      Efisiensi

-       OS memungkinkan sumber daya sistem komputer digunakan dengan cara yang efisien

·      Kemampuan berkembang

-       OS harus disusun sedemikian rupa shg memungkinkan pengembangan yang efektif, pengujian, dan penerapan fungsi sistem baru tanpa mengganggu layanan yang telah ada

3.    Fungsi Sistem Operasi

·      Pembuatan program

·      Eksekusi program

·      Akses ke perangkat I/O

·      Akses terkontrol ke file

·      Akses sistem

·      Deteksi error dan respons

·      Laporan

4.    Tipe Sistem Operasi

·      Interaktif

·      Batch

·      Single program (Uni-programming)

·      Multi-programming (Multi-tasking)

5.    Sistem Pembagian Waktu

·      Mengizinkan pengguna untuk berkomunikasi langsung dengan komputer

·      Multi-programming mengizinkan sejumlah pengguna untuk berkomuniksi dengan komputer

6.    Managemen Memori

·      Uni-program (Program tunggal)

-       Memori dipisah menjadi dua

-       Satu untuk OS (monitor)

-       Satu untuk eksekusi program

·      Multi-program

-       “pengguna” merupakan bagian dari proses yang sedang aktif