Teknologi, dan
Sistem Komputer
Dasar Teknik Elektro (TKE131104)
Program Studi Teknik Elektro, Unsoed
Dasar Teknik Elektro (TKE131104) - Program Studi Teknik Elektro, Unsoed
2/67
Sains, Rekayasa/Teknik, dan Teknologi
Dasar Teknik Elektro (TKE131104) - Program Studi Teknik Elektro, Unsoed
4/67
Bidang Studi (1)
●
Ilmu Komputer/Computer Science.
–
Informatika/Informatics.
●
Teknik Elektro/Electrical Engineering.
–
Teknik Komputer/Computer Engineering.
–
Sistem Komputer/Computer Systems.
–
Teknologi Informasi/Information Technology.
–
Teknologi Informasi dan Komunikasi/Information and
Communication Technology (TIK/ICT).
–
Telematika/Telematics.
Bidang Studi (2)
Dasar Teknik Elektro (TKE131104) - Program Studi Teknik Elektro, Unsoed
6/67
Konsentrasi di Teknik Elektro
●
Sistem Tenaga Listrik (STL).
●
Sistem Instrumentasi dan Kendali (SIK).
●
Sistem Telekomunikasi (STK).
Sistem Komputer dan Informatika (1)
●
Sistem Komputer/Teknik Komputer: bagaimana
merancang dan membangun (sistem) komputer.
–
Mendesain cip silikon.
–
Mengkombinasikan cip menjadi sebuah sistem.
–
Mengkombinasikan sistem menjadi jaringan.
–
Bagaimana memulihkan kegagalan sistem?
–
Optimasi perangkat lunak untuk meningkatkan unjuk
kerja dan efisiensi.
●
Informatika di SKI: bagaimana informasi diproses di dalam
Dasar Teknik Elektro (TKE131104) - Program Studi Teknik Elektro, Unsoed
8/67
Sistem Komputer dan Informatika (2)
●
Teknologi yang menggunakan sistem komputer.
–
Perangkat keras dan perangkat lunak sistem, serta
perangkat lunak aplikasi yang berkaitan dengan fungsi
dan optimasi sistem.
–
Sistem komputer tunggal maupun yang terhubung
jaringan/tersebar/terdistribusi.
●
Topik bahasan: Sistem Operasi, jaringan komputer,
rekayasa perangkat lunak, kecerdasan buatan, sistem
tertanam atau embedded, sistem terdistribusi, keamanan
komputer dan jaringan, dan lain-lain.
Dasar Teknik Elektro (TKE131104) - Program Studi Teknik Elektro, Unsoed
12/67
Komputer
●
Komputer saat ini sangat berperan dalam hidup manusia.
●
Komputer dapat digunakan untuk menghitung nilai kuliah,
bermain gim, mengendalikan reaktor nuklir, mengirimkan
peluru kendali, dan juga untuk eksplorasi planet/galaksi.
●
Prinsip dasar komputer adalah menerima masukan,
memproses, dan mengeluarkan hasil/informasi.
●
Komputer terdiri dari perangkat keras (fisik) dan perangkat
lunak (instruksi).
B ee km a n (2 00 8)Perkembangan
Komputer
Geni, CC By-SA, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Babbage_Difference_Engine.jpg
Hayt, dkk. (2012)
Dasar Teknik Elektro (TKE131104) - Program Studi Teknik Elektro, Unsoed
16/67
17911871: Charles Babbage
●
Mesin analitik: mekanik, perlu teknologi yang presisi untuk
membuat roda, gir, dan gigi.
●
Charles sadar bahwa Ia membutuhkan “perangkat lunak”
untuk mesin analitiknya.
●
Ada Lovelace berkorespondensi dan mengembangkan
algoritma untuk mesin tersebut.
–
Ada disebut sebagai pemrogram komputer pertama.
–
Algoritma menjadi “perangkat lunak” untuk mesin
19451955: Vacuum Tubes
●
Bermunculan komputer digital untuk penggunaan umum (general-purpose)
dan dapat diprogram (programmable).
–
Z3: Konrad Zuse, ~1941, di Jerman. Elektromekanik.
–
ABC: Atanasoff dan Berry, ~1942, di Amerika. Elektronik?
–
Collosus: Tommy Flowers, Alan Turing, dkk., ~1943, di Inggris. Elektronik?
–
Harvard Mark I: Howard Aiken, ~1944, di Amerika. Elektromekanik.
–
ENIAC: John Mauchly, Presper Eckert, dkk., ~1946, di Amerika. Elektronik
dan modular. Awalnya dipakai untuk kalkulasi tabel peluncuran artileri.
●
Belum ada bahasa pemrograman dan Sistem Operasi (SO).
●
Menggunakan kabel dan plugboard.
●
Komputasi: kalkulasi numerik sederhana.
Francis Miller, http://wired.com/2014/11/eniac-unearthed/
19551965: Transistor dan Sistem Batch
●
Komputer lebih handal. Digunakan oleh perusahaan besar
dan universitas. Mainframe di dalam ruang berpendingin.
●
Mulai ada perbedaan yang jelas antara perancang,
pembangun, operator, pemrogram, dan personil
pemeliharaan.
●
Pemrograman dengan bahasa assembly, atau FORTRAN.
Dasar Teknik Elektro (TKE131104) - Program Studi Teknik Elektro, Unsoed
20/67
Sistem Batch (1)
Sistem Batch (2)
Batch of jobs
1
2
3
4
5
6
Tanenbaum (2009)Dasar Teknik Elektro (TKE131104) - Program Studi Teknik Elektro, Unsoed
22/67
Sistem Batch (3)
Tanenbaum (2009)
7
Integrated Circuit (IC)
●
Mulai dikembangkan di pertengahan tahun 60an.
●
Lebih handal.
●
Ukuran yang lebih kecil.
●
Kecepatan dan efisiensi yang lebih tinggi.
Dasar Teknik Elektro (TKE131104) - Program Studi Teknik Elektro, Unsoed
The number of transistors incorporated in a chip
will approximately double every 24 months.
Dasar Teknik Elektro (TKE131104) - Program Studi Teknik Elektro, Unsoed
26/67
19651980: IC dan Multiprogramming (1)
●
Terdapat 2 lini produk.
–
Komputer untuk ilmu pengetahuan/rekayasa, berskala besar,
seperti 7094.
–
Komputer untuk kegiatan komersial, berfungsi untuk
menyimpan dan mencetak, seperti 1401.
●
IBM System/360 menggabungkan 2 lini produk tersebut.
Penggunaan IC. Saat ini ada zSeries, biasanya untuk server
aplikasi dengan basis data yang besar.
●
Multiprogramming: beberapa program dimuat ke memori dalam
satu waktu.
●
Spooling, Simultaneous Peripheral Operation On Line. Contoh:
pencetak/printer.
19651980: IC dan Multiprogramming (2)
●
Sistem time-sharing muncul karena kebutuhan respon yang
cepat.
–
Satu sistem dengan banyak pengguna dengan terminal
daring/online. Multi-user.
–
Komputer dapat menyediakan layanan yang cepat, dan
interaktif untuk banyak pengguna, tetapi juga dapat
menjalankan batch job di belakang layar.
●
Compatible Time Sharing System (CTSS) di MIT.
●
Kebutuhan proteksi perangkat keras.
●
Konsep “computer utility”. Muncul MULTiplexed Information and
Dasar Teknik Elektro (TKE131104) - Program Studi Teknik Elektro, Unsoed
28/67
19651980: IC dan Multiprogramming (3)
●
MULTICS berpengaruh besar terhadap perkembangan SO.
●Muncul minikomputer: DEC PDP-1 sampai PDP-11.
●
Ken Thompson menulis versi MULTICS “mini” untuk satu pengguna
pada PDP-7 yang kemudian berkembang menjadi UNIX.
–
Kode sumber UNIX tersedia, banyak organisasi mengembangkan
versinya sendiri. Terdapat masalah kompatibilitas.
–
Versi UNIX: System V dari AT&T, dan Berkeley Software
Distribution (BSD) dari Universitas California di Berkeley.
–
Muncul standar IEEE untuk antarmuka system call pada sistem
bergaya UNIX yaitu POSIX.
●
MINIX muncul tahun 1987. Sekarang: MINIX 3.
C B y-S A , h ttp s: // co m m on s. w ik im ed ia .o rg /w ik i/F ile :P dp -1 1-4 0. jp g
ht tp :// vi nt ag ec om pu tin g. co m /in de x. p hp /a rc hi ve s/ 11 1
1980sekarang: Personal Computer (PC)
●
Rangkaian Large Scale Integration (LSI).
–
Mikrokomputer, yang kemudian menjadi PC. Lebih murah.
–
1970: Apple, Commodore, Tandy.
–
1971: mikroprosesor pertama.
–
1974: Intel 8080, CPU 8 bit, general purpose.
●
Gary Kildall, sistem operasi berbasis diska, Control Program for
Microcomputers (CP/M).
●
Digital Research: mengembangkan dan menjual CP/M.
●
Zilog Z80.
●
IBM PC. Bill Gates dengan lisensi interpreter BASIC.
–
Bill Gates membeli Disk Operating System (DOS) dari Seattle Computer Products
seharga 75000 dolar. Memaketkan DOS dan BASIC, menjadi MS-DOS.
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.
Dasar Teknik Elektro (TKE131104) - Program Studi Teknik Elektro, Unsoed
34/67
Arsitektur Von Neumann (2)
M E M O R Y
C O N T R O L U N I T
M A R
M D R
I R
P R O C E S S I N G U N I T
A L U
T E M P
P C
O U T P U T
M o n i t o r
P r i n t e r
L E D
D i s k
I N P U T
K e y b o a r d
M o u s e
S c a n n e r
D i s k
Patt (2002)Dasar Teknik Elektro (TKE131104) - Program Studi Teknik Elektro, Unsoed
36/67
Booyabazooka, CC By-SA, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Von_Neumann_architecture.svg
Elemen Sistem Komputer
Dasar Teknik Elektro (TKE131104) - Program Studi Teknik Elektro, Unsoed
38/67
Prosesor
●
Mengendalikan operasi komputer dan menjalankan fungsi
pemrosesan data.
●
Disebut sebagai Central Processing Unit (CPU), pada sistem
komputer dengan prosesor tunggal/uniprosesor.
●
Terdapat register di dalam prosesor.
–
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
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.
Dasar Teknik Elektro (TKE131104) - Program Studi Teknik Elektro, Unsoed
40/67
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.
Bus Sistem
●
Menyediakan jalur komunikasi antar komponen di dalam
sebuah sistem komputer.
um
(
20
09
Dasar Teknik Elektro (TKE131104) - Program Studi Teknik Elektro, Unsoed
42/67
Bus Sistem
●
Menyediakan jalur komunikasi antar komponen di dalam
sebuah sistem komputer.
Ta ne n ba um ( 20 09 )
Aku sudah
jarang dipakai :(
Bus Sistem
●
Menyediakan jalur komunikasi antar komponen di dalam
sebuah sistem komputer.
um ( 20 09 )
Aku sudah
jarang dipakai :(
Pindah ke USB ah..
Aku juga!
Aku juga!
Dasar Teknik Elektro (TKE131104) - Program Studi Teknik Elektro, Unsoed
44/67 Stallings (2011)
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
Dasar Teknik Elektro (TKE131104) - Program Studi Teknik Elektro, Unsoed
46/67
Graphical Processing Unit (GPU)
●
Menyediakan komputasi yang efisien pada sederetan (array)
data dengan menggunakan teknik Single-Instruction 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.
Digital Signal Processor (DSP)
●
Menangani sinyal streaming seperti audio dan video.
●
Umumnya ditanamkan pada perangkat (embedded).
●
Contoh pada modem dan perangkat portabel.
●
Pada perangkat-perangkat khusus dapat memberikan:
–
dukungan enkoding/dekoding suara dan video
(codec);
Dasar Teknik Elektro (TKE131104) - Program Studi Teknik Elektro, Unsoed
48/67
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.
Dasar Teknik Elektro (TKE131104) - Program Studi Teknik Elektro, Unsoed
50/67
SingleBoard Computer (SBC)
Memindah, menyimpan,
dan memproses informasi.
Dasar Teknik Elektro (TKE131104) - Program Studi Teknik Elektro, Unsoed
52/67
Organisasi Sistem (1)
Perangkat keras
Sistem Operasi
Dasar Teknik Elektro (TKE131104) - Program Studi Teknik Elektro, Unsoed
54/67
Organisasi Sistem (3)
Struktur Mesin Virtual (1)
Dasar Teknik Elektro (TKE131104) - Program Studi Teknik Elektro, Unsoed
56/67
Struktur Mesin Virtual (2)
Dasar Teknik Elektro (TKE131104) - Program Studi Teknik Elektro, Unsoed
58/67
Komunikasi
●
Bertukar informasi.
●
Yang dibutuhkan dalam komunikasi.
–
Sumber.
–
Tujuan.
–
Medium.
Jaringan
●
Jaringan adalah interkoneksi perangkat atau komputer untuk
tujuan komunikasi.
●
Peningkatan jumlah dan daya perangkat atau komputer
memunculkan kebutuhan interkoneksi baru.
●
Perangkat yang terhubung ke jaringan dapat kita sebut
sebagai hos atau host dan dapat berupa komputer destop,
laptop, ponsel.
–
Terhubung melalui media transmisi kabel atau nirkabel.
●
Informasi yang dilewatkan dapat berupa data teks, suara,
gambar, dan video.
Dasar Teknik Elektro (TKE131104) - Program Studi Teknik Elektro, Unsoed
60/67
Jaringan Berdasarkan Lingkup Area
●
Personal Area Network (PAN): jaringan dengan lingkup kecil,
umumnya untuk komunikasi antar perangkat. Teknologi: IrDA,
USB, Bluetooth, ZigBee, dll.
●
Local Area Network (LAN): jaringan dengan lingkup gedung,
perkantoran, atau kampus. Teknologi: Ethernet, WiFi.
●
Metropolitan Area Network (MAN): jaringan dengan lingkup
kota.
●
Wide Area Network (WAN): jaringan dengan lingkup geografis
yang besar misal untuk menghubungkan kantor di kota,
propinsi, atau negara yang berbeda.
●
Internet: jaringan dengan lingkup dunia/global. Jaringan yang
Jaringan dengan 2 Klien dan 1 Server
Dasar Teknik Elektro (TKE131104) - Program Studi Teknik Elektro, Unsoed
62/67
Jaringan dengan 2 Klien dan 1 Server
Tanenbaum (2003)
Komputer ini bisa
jadi server juga?
Jaringan Peertopeer
Dasar Teknik Elektro (TKE131104) - Program Studi Teknik Elektro, Unsoed
