Arsitektur Komputer
Pertemuan - 1
Oleh :
Riyanto Sigit, S.T, M.Kom Nur Rosyid Mubtada’i S.Kom
Setiawardhana , S.T Hero Yudo Martono, S.T
?
Apa Tujuan Belajar Arsitektur Komputer
1. Mengetahui tentang matakuliah CPU
Arsitektur
2. Mengetahui hubungan antara CPU
Arsitektur dengan matakuliah lain
3. Dapat mengikuti dan memahami
perkembangan CPU
Apa ? Dan Apa?
CPU Arsitektur
• Ilmu yang mempelajari tentang struktur dan fungsi dari CPU.
– Mempelajari tentang bagaimana CPU melakukan pekerjaannya
– Mempelajari tentang bagaimana CPU berhubugan dengan peralatan yang lain dalam menjalankan
tugasnya.
– Mempelajari tentang komponen-komponen apa saja yang ada di dalam CPU
Aristektur ? Vs Organisasi ?
• Matakuliah CPU Arsitektur merupakan
kelanjutan dari matakuliah Organisasi
Komputer yang sudah diperlajari pada
semester sebelumnya.
• Matakuliah Organisasi komputer yang
dipelajari adalah komputer secara
keseluruhan.
Sistem mikrokomputer Sistem mikroprosesor mikroprosesor
?
Belajar
1.1. Sejarah Microprosesor
• Setiap komputer didalamnya pasti terdapat mikroprosesor.
• Mikroprosesor, dikenal juga dengan sebutan Central Processing Unit (CPU) artinya unit pengolahan pusat.
• CPU adalah pusat dari proses perhitungan dan pengolahan data yang terbuat dari
sebuah lempengan yang disebut "chip".
– Chip sering disebut juga dengan "Integrated Circuit (IC)", bentuknya kecil, terbuat dari lempengan
• 1971 = intel 4004
– hanya dapat digunakan untuk operasi penambahan dan pengurangan.
• 1974 = Komputer di rumah adalah intel
8080
– Komputer 8 bit dalam satu chip yang diperkenalkan pada tahun 1974.
– 1979 diperkenalkan mikroprosesor baru yaitu 8088
• Mikroprosesor pertama adalah intel
4004 yang dikenalkan tahun 1971
– Kegunaan mikroprosesor ini masih sangat terbatas (operasi penambahan dan
pengurangan).
– Pertama yang digunakan untuk komputer di rumah adalah intel 8080
• komputer 8 bit dalam satu chip yang diperkenalkan pada tahun 1974.
• Tahun 1979 diperkenalkan mikroprosesor baru yaitu 8088
8088
80286
80486
Pentium
Pentium I, II, III
Pentium IV
Nama Prosesor Tahun Keluar
Jumlah Transistor
Micron Clock speed Data width MIPS
8080 1974 6000 6 2 MHz 8 0,64 8088 1979 29.000 3 5 MHz 16 bits, 8 bit bus 0,33 80286 1982 134.000 1,5 6 MHz 16 bits 1 80386 1985 275.000 1,5 16 MHz 32 bits 5 80486 1989 1.200.000 1 25 MHz 32 bits 20 Pentium 1993 3.100.000 0,8 60 MHz 32 bits, 64 bit 100 Pentium II 1997 7.500.000 0,35 233 MHz 32 bits, 64 bit bus 400 Pentium III 1999 9.500.000 0,25 450 MHz 32 bits, 64 bit bus 1.000
Sumber : www.intel.com
Keterangan Tabel
• Transistor berbentuk seperti tabung yang sangat kecil, terdapat pada Chip
• Micron adalah ukuran dalam Micron (10 pangkat -6), merupakan kabel terkecil dalam Chip
• Clock Speed = kecepatan maksimal sebuah prosesor
• Data width = lebar dari Arithmatic Logic Unit (ALU) / Unit pengelola aritmatika, untuk proses pengurangan, pembagian, perkalian dan sebagainya
Pebandingan besar Prosessor secara fisik
1.2.
Garis Besar Buku
Pengantar Arsitektur Komputer
Bab 1 ini merupakan pengantar keseluruhan isi buku, yang menjelaskan apa itu komputer dan bagaimana arsitektur CPU sistem komputer.
Aritmetika Komputer
Bab 2 menjelaskan dasar - dasar operasi data aritmetika. Meliputi representasi bilangan integer dan bilangan dalam bentuk floating point. Operasi aritmetika bilangan biner dan floating point juga dijelaskan pada bab ini.
Set Instruksi
1.2.
Garis Besar Buku
Struktur dan Fungsi CPU
Dalam bab 4 ini difokuskan pada pembahasan organisasi prosesor dalam menjalankan fungsinya. Internal CPU secara detail dijelaskan dalam bab ini, meliputi organisasi register sebagai penyimpanan sementara internal CPU, juga dijelaskan strategi pipelining instruksi - instruksi.
Dukungan Sistem Operasi
Sistem operasi adalah program yang menjembatani antara perangkat keras komputer dengan programmer dan program - program aplikasi yang digunakan pengguna dijelaskan dalam bab 5 ini. Kajian meliputi penjelasan sistem operasi dan manajemen memori
Reduced Instruction Set Computers (RISC)
Dalam bab 6 dijelaskan tentang tipe set instruksi terutama RISC. Dijelaskan juga perbedaannya dengan tipe CISC. Tipe instruksi tersebut sangat berpengaruh terhadap arsitektur mikroprosesor sebagai mesin eksekutornya.
Operasi Unit Kontrol
Matakuliah Arsitektur Komputer
• CPU Arsitektur adalah Ilmu yang
mempelajari tentang fungsi dan struktur
dari CPU
Tugas !
• Buatlah grafik tetang kecepatan
prosessor terhadap tahun keluar
• Buatlah grafik tentang Jumlah transistor
terhadap tahun keluar
• Buatlah grafik tetang lebar data
terhadap tahun keluar
• Buatlah makalah tentang
Referensi Buku :
• Computer Organization and Architecture, William Stalling, Fifth Edition, prentice Hall, 2000
• Computer Organization Architecture, Andrew S. Tanenbaum prentice Hall, 1999
• Computer Organization, Hamacher, McGraw Hill, 1990
• Applied Operating System concept, Avi
! " ! #"
$ % # % & "
' % ! "
!" !"
#
$ %
% & '
$ #
! &
!
$
#
*
+
, , ,
$ #
, &
, &
- + . ,
"
$
#
!
"
$
$
, %
*+
"
/
, 0 , ,!
$ "
#
$ #
$ 2 3 % )
#
!
' $
, 4 , * , ,
' (
1 $
$
, $
, 5 $ $
#
$
, 3 - .
)
, 3 - .
0
0
-.#
0
0
- % 6
.
,
$
$
$
$
$
$ ( )#
! % 7
$ ( 899
$ &
;
&
&
, " $ $ #
4
#
3
$
--
.
%
#
4
(
"
2
$
$
$
(
, ((((((((8 :()(
$ '
- .
$ $
$
&
)8=)( : ))))))))8 ))( : )(((((((8 ()( : ()))))))8 ))( : ())))))(8
;
> 7
)8= 8
) $ )
4: 8- ). )
/ 0
;
5
$
1
3 , 04
! 1
- . $
; 5
4 $ #
$
+
4
)# -$ .
8# ) !4 $
" 2
<8))( :((() ()()8
4 $ 2
<8))( :((() ()()8
:)))( )()(8
)
8@ ;
, 04
8@ "
7
5 04
)()( )()(
)87 AB ?8 )A 7 B 8 )
) ( ) ( ) ( ) (
04
, ; 5 % 2
<? : (()) -B . ? : )()) -B . <?:(((((()) -7 . ? : )((((()) -7 .
1 # 1 2 $ $ # ( )# " 2
<? : (()) -B . ? : ))() -B .
04
<= ())) ())) )))) <A ())( ())( )))( <9 ()() ()() ))() <B ()(( ()(( ))(( <? (()) (()) )()) <8 (()( (()( )()( <) ((() ((() )(() <( (((( (((( )(((
( )(((
) )(() )))) ()))
8 )()( )))( ())(
? )()) ))() ()()
B ))(( ))(( ()((
9 ))() )()) (())
A )))( )()( (()(
= )))) )(() ((()
; 5 1 4
!
$ #
D $
# 4
$ #
4
# %
$ % #
$%&%
#
-!
1
.
!
# - A. < -<?. # -<=.<- =.
)()( - A. ())) -<=.
(()) -?. )(() - =.
))() - ?. )(((( -(.
# -<8. < -<?. # - ).<- 9.
(()( -<8. )))) - ).
(()) -<?. )()) - 9.
()() -<9. )()( - A.
# -<A. < -<?. # - ?.<- A.
())( -<A. ))() - ?.
(()) -<?. )()( - A.
!
$
% $ #
*3 %#
4 3 %
6- 3 (
3
%
&
7
$
#
-
.
'
$ " 3
" 3
#
8 $ E F
$ ! "
# #
!
$
#
? $ E F "
-$
$ # $
! "
#
" ! " ! " ! " !
!? !8 !) !(
' ' ' '
E? F? " E8 F8 " E) F) " E( F( "
&
B
$
$
E? E8 E)
E(
$
F? F8 F)
F(#
"
B
$
)(()
$
()()
$
&
)# E( F( $ , )
( $
) $
- $ . $
8# E) ( F) ( $ )
) $
( $ $ E8 F8
?# E8 ( F8 ) $ (
) $
( $ $ E? F?
B# E? ) F? ( $ (
) $
(
9# /
!? : ) G !8 : ) G !) : ) !( : (
$
% 2
859
)#
$ 8#
$
) !4 $
$ 2
()() : 9 )()(
859
8:9; 8:9
859
$ - .
$
5 1
$ ( )87 %
% 7
(((( (((( : ( )))) ))))
)<
)(((( (((( 3 % )((( (((( : )87
())) )))) (((( ((()<
2
% & ' ( % ) % ) % )
% ( * +
"
<
$
)()) -)).
))(( ' -)8.
(((( (((( )())
)()) <
-#
)# ,
, 8#
( $ (
) $
?# 5
$ B#
$ $
5 $
$ ,
# , /
$ #
C * $ 2
, )
8
)()) C ))(( .
, H
#
4 H( )
$ #
! $ $ "
H #
4 H( ( $
" H#
/
H !4
!4 H#
%
% @
8@ $
$
, ! H ) (#
H# ! %
, , H( H )# 2
H(H ) : )) (( H H ) )
H(H ) : )(
$ #
H(H ) : ()
$ #
#
!4 $
!4 $
, * %
&
1
=
-())).
? -(()). 2
2
, ()))
&
! H H ) 1
( (((( (()) ( 3 H(H ) : )( $ ,
# ) )(() ))(( (()) )(() ( ) , ! 0 )(() - , . $ (((( , ()))#
! H(H ) : )) $ #
8 )))( ()(( ) ! H(H ) : () $ <
# ? ()() (()( ()(( )()( ) ( < ! 0 ()()
- , . $ )))( < ()))#
! H(H ) : (( $ #
B ((() ()() ( ! ! : I
$
$ *
, - ;
, - ;
, = ;
, ;
&
. $ > > >? >@A >@? @ /> > / >
> / > > > / / > / / > > > / > >
/ > > > / > / > >
&
$ B
$ - ; - =B
$ ; = < ,
> B $
B
$ ; =/ >B
$ ; =/ /
B
$ > ;
B
>B - - =B -0 5
0B D ; = >
?B ; , B
; :
@B 6
>B 8 2 / 1 = 2 /9; =/ >
0B ; =/ /
EB 0 @ =
FB B - - ;
C =; C
=
!
<
$
2 8= G H9 :
&
, 2 - H 2
! " # " $# ! % & $ & ' #
!
!
" #
$ %
$ & #
$ ' () ** ** $
$ ' ** *+,*-*+,./'
$ . () 0
. ()+,/* ) * ,
!
-
%
1
3 #
4 *
% * .
5666 ()7
1
. 0 * 0
8
9 ',
:
9
; 0 $
:
4 0
0
$
0 <7
1 54= >'(. *<
&
!
&
!
# #
,
?
1
=
#
$ 6 ?! 9
%
- 2
$ 6 9
@
4 .
$ ?! 9
$ 9
AB
7
&
/# % 0
A
A - . / A . $ A / 2 A
# % 1 . &
0
& #
*,'7 *.. - '7) *.2, / *,'7 *.. - ' 7) *.2. / *,'( 7) *.2.
# % 1 . &
0
+# % % %
1
1
1
B
1
4 . .
B
4 0
C 0
@ ! 9 9
A ! 0
2 1
B
1
1 A9
4 ! 0
4 ! .
B 0 !
! 2 @
0 ! 9 9
1
1
%
* AB D &
D
, ? AB
' ?
7 D ',
' * 8
,'
> :
4 , $ )-( $ <2' $ '-7 $ (2,% A 9
> :
:
9
$ ( <,) $ . ) $ $8 ()
$ $*... *,)
4
$ %A* (... $ A)*%A.. $ 7A7A(... $ %A* (...
!
!
"
!
$ %
$ %
"
" ##
$ %
$ %
&
& $ %$ %
" # $ %
" # $ %
*
*
'
'
% % $%$% $ % $ % + + ,, ** -- "-"- ##
& & . . - -- - -/ / (( - -0
0 1 21 2 ((
'
-3
3
4
4
( $ %
( $ %
5-.
.
(
(
!
!
!
!
6
6
$ %
$ %
7
8 & " # !
8 $ %
8 $ 3
+99 :
$
$
3
3
+99 ; <
+99 ; < 33
<
< ;;
;
;
!
/
/
)
)
!
!
)
)
$
$ 33
; : ; = < >
; : ; = < >
;
; << .*?.*? .**.**
3
3
8
8 .*?.*?
8
8 .**.**
8
&
&
9
9
4
4
9
9
9 66 !!
! ! ! ! " # " # ! ! - -!
! 66 " 4 #
" 4 #
5-5- %% $ % $ % " # " # ! ! 6 6 &
0
0
)
)
+
+
) ) $ % $ % ! ! $ %$ % + + / . */ . * ? ? % % .. 9
+
+
!
!
&
& $ %$ % $ %$ %
) ) ) ) 6 6 9
9 $ %$ %
7
7 !!
)
)
%
$
$
* .
* .
/
/
< : "+
$
*
/
/
3
3
8
8
3
3
:
:
=
=
8
8
3
3
*
*
.
.
8
8
9
9
8
.
. 33
8
8 33 :: == 8
8
8
8
8
8 ))
/
/
8
*
* 33
8
8
8
8 "+$#"+$#
?
? 33
8
8
8
B
B
(
(
+
+
$ %
$ %
$ %
$ %
3
/ .
-)
)
-
-
&
&
!
"
!
"
#
9
9
! ! $$ # # # # % % & & '%( '%( $ $ )) &&
* *
+
+ && ,
-! ! "
!
$ %
$ %
"
" ##
$ %
$ %
&
& $ %$ %
" # $ %
" # $ %
*
+
+
!
!
"
"
#
#
$
$
,
,
$%&' ( &))& &&)&
$%&' ( &))& &&)&
$%*' ( ))&& &))&
$%*' ( ))&& &))&
$%&'
+, $%*' ( )))& &))&
+
*
*
-
-
.
.
#
#
&-&- ..
, , / # / # # # # # !
! ""
$
$
'
&
/
&
/
0
0
/
/
01
01
0
0
1
1
0
0
01
&
&
0
0
"
6
6
"
"
"
2
2
!
$
!
$
'
'
2
$
2
$
1 #
1 #
'
'
2
0
0
!%7 %& %* 8 9
2
3
2
3
: : : : ## # # ; ; 02< %&02< %& 9 09 0 22 <<
$ $
$ '
$ ' &&
& &
= $)''
:
:
6
6
:
:
0
0 $$ ''
0
%
.
.
; ;
%
%
#
# 22 $2$2 22 ''
2 $; 2 '
*
*
$
$
.
.
1
1 44$*++ 5$*++ 544 ..
(6 $ 7
(6 $ 7
$ 5
$ 5
(6
(6 &&
5 5 5 5 " $# " $# (6 (6 & &
& & !! $*++ 5$*++ 5
,
,
5 $ 7
5 $ 7
$ 5 7 8
$ 5 7 8
9
!
!
"
" ## $$
-/!0
/!0
1
1
!
!
2!
2!
( #
( # ,,
3
3 ##
4
4
5
5 ##
#
#
( #
( # ,,
(
( 66
#
# 66 **
+ #
+ # ,,
.
!
!
3
3 **
) ) 6 6 + # + # ,, ! ! .. ## 6
/!0
/!0
1
1
!
!
(
(
6
6 ##
(
(
#
7!
7!
)
)
3
3 66
7 )
/!0
/!0
1
1
!
!
-!
-!
#
#
:
: 66 ##
9!
9!
#
#
)
)
#
#
3
3
#
9!
9!
%
% ##
4
4
;
;
"
"
<
; ) ; ) ## +! +! # # " )
" ) ##
)
) ##
<
< ## ))
#
#
3
3 <<
<
=!
=!
#
# && ## ** &&
1
1 11 11 11>>
"
" ## ##
!
" #
" #
#
#
#
$
% $ & '
( $ )
* $
+ $ ,
% % % % ) *) * ** ) ) ## "
" 66
8 5) "5) +5) 5) :) ":) +:) :!
8 5) "5) +5) 5) :) ":) +:) :!
9 @) "@) +@) @) ) ) ) " !
9 @) "@) +@) @) ) ) ) " !
2 A @) A"@) A+@) A @) A ) A ) A ) A" !
2 A @) A"@) A+@) A @) A ) A ) A ) A" !
97
97 22
8) 9
8) 9 22
!
!
97
97
+ ) ) A ) ) 3 ) B !
8) 9)
8) 9) 22
)
) ##
#
#
)
)
;
!
!"
!" ##
$ % &
$ % &
&
&
'
'
( &
( & &&
)
) %% && **
&
+ % &
+ % &
&
&
,
, &&
& & ! # - ! # - & & .
. ## !"!"
$
% &
+
$
% &
+
) &
) &
,
,
( &
( & //
$
+ % &
$
+ % &
&
