Handout TIF203 Arsitektur dan Organisasi Komputer Ch 1 2

(1)

ARSITEKTUR DAN

ORGANISASI KOMPUTER

PRIO HANDOKO, S.KOM., M.T.I.

?

Mengapa mempelajari

Arsitektur dan Organisasi

Komputer

PART I:

OVERVIEW

CHAPTER I

- INTRODUCTION

CHAPTER 2 - COMPUTER

EVOLUTION AND PERFORMANCE

(2)

Kompetensi Dasar

Mahasiswa mengetahui perkembangan komputer digital, dan memiliki pengetahuan dasar mengenai arsitektur dan organisasi komputer

Agenda

• Organization and Architecture

• Structure and Function

Arsitektur dan Organisasi Komputer 5

1.1 Organization and Architecture

Arsitektur Komputer

Organisasi Komputer

• atributes

• visible

• direct impact on the logical execution

• operational units

• Inteconnection

• realize architectural spesification

Arsitektur dan Organisasi Komputer 7 Structure

Cara komponen-komponen saling terkait. Function

Operasi masing-masing komponen sebagai bagian dari struktur.

1.2 Structure and Function

1.2 Structure and Function (Cont...)

Function

1. Pengolahan data (data processing)

2. Penyimpanan data (data storage)

3. Pemindaahan data (data movement)

(3)

Arsitektur dan Organisasi Komputer 9 control

mechanism data

movement apparatus

data processing

facility

data storage facility operating

environment

1.2 Structure and Function (Cont...)

Arsitektur dan Organisasi Komputer 10 Structure

Struktur utama sistem komputer: 1. CPU (Central Processing Unit) 2. Main Memory

3. I/O

4. System Interconnection

CHAPTER I

- INTRODUCTION

- REVIEW -

CHAPTER 2 - COMPUTER

(4)

Agenda

• A Brief History of Computers

• Designing for Performance

• The Evolution of the Intel x86 Architecture

• Embedded Systems and the ARM Evolution

2.1 A Brief History of Computers

The 1

st

_Generation

•Menggunakan komponen vacum tube

•Memiliki ukuran yang sangat besar

•Memerlukan ruangan atau tempat yang

luas

•Memerlukan alat pendingin (AC) dalam

jumlah yang cukup banyak

•Proses masih lambat

•Kapasitas simpan komputer masih kecil

dan sangat terbatas sekali.

2.1 A Brief History of Computers (Cont...)

•ENIAC (Electronical Numerical Integrator And Computer - 1945), komputer yang pertama kali dikembangkan.

John Mauchly dan John Presper Eckert, Pennsylvania University

2.1 A Brief History of Computers (Cont...)

ENIAC

(5)

2.1 A Brief History of Computers (Cont...)

ENIAC

(Electronical Numerical Integrator And Computer)

2.1 A Brief History of Computers (Cont...)

•Von Neumann (1945) memperkenalkan

konsep stored-program The Von

Neumann Machine

•1945 –EDVAC (Electronic Discrete Variable

Computer)

•1946 –The IAS Computer

19 EDVAC (Electronic Discrete Variable Computer)

Arsitektur dan Organisasi Komputer

2.1 A Brief History of Computers (Cont...)

2.1 A Brief

History of

Computers

(Cont...)

Sumber: William Stalling, 2010, Computer Organization and Architecture: Designing for Performance, 8th edition

1946 -IAS

(6)

Format memori IAS:

•Terdiri dari 1000 lokasi penyimpanan data

(word)

•Masing-masing lokasi penyimpanan data

memiliki ukuran 40 bit

•Semua data termasuk instruksinya

dinyatakan dengan kode biner

•Setiap bilangan dinyatakan dengan 1 bit

tanda dan 39 bit nilai

2.1 A Brief History of Computers (Cont...)

•Setiap wordterdiri dari 20 bit instruksi

•Masing-masing instruksi terdiri dari 8 bit

kode operasi (op-code)

•1 worddalam memori diwakilkan oleh 12

bit alamat

2.1 A Brief History of Computers (Cont...)

CHAPTER 2 - COMPUTER

EVOLUTION AND

PERFORMANCE

REVIEW

-24

The Registers

•MBR (Memory Buffer Register)

•MAR (Memory Address Register)

•IR (Instruction Register)

•IBR (Instruction Buffer Register)

•PC (Program Counter)

•AC (Accumulator) dan MQ (Multiplier

Quotient)

(7)

25

Commercial

Computers

•1947 –

UNIVAC I

(Universal Automatic Computer)

2.1 A Brief History of Computers (Cont...)

26

•1950 –

UNIVAC II

Eckert – Mauchly Computer Co.

2.1 A Brief History of Computers (Cont...)

CHAPTER 2 - COMPUTER

EVOLUTION AND

PERFORMANCE

REVIEW

-28 Arsitektur dan Organisasi Komputer

2.1 A Brief History of Computers (Cont...)

The 2

nd

_Generation

•Komponen yang digunakan adalah

transistor(solid state device)dan jauh lebih

kecil dari vacum tube

•Komputer memiliki ukuran fisik yang kecil

•Kecepatan pengolahan tinggi dan tidak

banyak mengeluarkan panas

(8)

29

2.1 A Brief History of Computers (Cont...)

•1957 –DEC

(Digital Equipment Corporation)

2.1 A Brief History of Computers (Cont...)

•1957 –

PDP1

31 Arsitektur dan Organisasi Komputer

2.1 A Brief History of Computers (Cont...)

•1964 –

IBM 7094

(9)

CHAPTER 2 - COMPUTER

EVOLUTION AND

PERFORMANCE

REVIEW

2.1 A Brief History of Computers (Cont...)

The 3

rd

_Generation

•Komponen yang digunakan adalah IC

(integrated circuit) yang sangat kecil

ukurannya (small-scale integration), Solid

Logic Technologidan Monolithic Integrated Circuits

•Komputer era digital (penyimpanan,

pemindahan, proses dan kontrol)

2.1 A Brief History of Computers (Cont...)

•Terdapat 2 komponen fundamental: gates

dan memory cell yang dibangun dari komponen elektronik sederhana

2.1 A Brief History of Computers (Cont...)

4 fungsi dasar komputer

(10)

37

•Data storage (penyimpanan), disiapkan oleh

memory cell

•Data processing (pengolahan), disiapkan oleh

gates

2.1 A Brief History of Computers (Cont...)

Sumber: William Stalling, 2010, Computer Organization and Architecture: Designing for Performance, 8th edition

•Data movement (pemindahan), saluran antar komponen digunakan untuk memindahkan data dari memeori ke memori dan dari memori ke memori

melalui gates

•Control, saluran antar komponen dapat

menghantarkan control signal

2.1 A Brief History of Computers (Cont...)

39

Keuntungan IC

•Komponen lebih sederhana

•Kerapatan yang tinggi

•Ukuran yang lebih kecil

•Bentuk fisik komputer yang semakin kecil

•Berkurangnya daya dan pendingin

•Interkoneksi IC lebih andal dibandingkan

koneksi solder

2.1 A Brief History of Computers (Cont...)

2.1 A Brief

History of

Computers

(Cont...)

(11)

The Next Generation

•PenggunaanLSI (Large Scale

Integration) yang merupakan pemadatan beribu-ribu IC yang

dijadikan satu dalam sebuah chip.

2.1 A Brief History of Computers (Cont...)

•Pengembanganmicroprocessor dan

semi-conductor yang berbentuk chip

untuk internal memory.

•PenggunaanVLSI (Very Large Scale

Integration) yang

2.1 A Brief History of Computers (Cont...)

CHAPTER 2 - COMPUTER

EVOLUTION AND

PERFORMANCE

REVIEW

2.2 Designing for Performance

Kecepatan Microprocessor

•Branch prediction

•Data flow analysis

(12)

2.2 Designing for Performance (Cont...)

Keseimbangan Kinerja

•Menambahkan jumlah bitsyang yang

diambil dalam satu waktu dengan membuat DRAM lebih lebar dengan mengunakan saluran bus data yang lebih luas

2.2 Designing for Performance (Cont...)

•Mengubah antarmuka DRAM untuk

membuatnya lebih efisien dengan

menyertakan cacheatau skema

buffering lainnya pada chip DRAM.

2.2 Designing for Performance (Cont...)

•Mengurangi frekuensi akses memori

dengan meningkatkan efisiensi struktur

cache antara prosesor dan memori utama.

•Meningkatkan bandwithkoneksi antara

prosesor dan memori menggunkan bus berkecepatan tinggi

2.2 Designing for Performance (Cont...)

Meningkatkan Organisasi dan Arsitektur

Chip

•Menambahkan kecepatan perangkat

keras prosesor

•Menambahkan ukuran dan kecepatan

(13)

2.2 Designing for Performance (Cont...)

•Melakukan perubahan pada organisasi

dan arsitektur chipsehingga

meningkatkan efektifitas kecepatan pengolahan instruksi