Arsitektur dan
Perangkat Keras
Komputer
Konsep Sistem Informasi (TKE132206)
Program Studi Teknik Elektro, Unsoed
Iwan Setiawan <stwn at unsoed.ac.id>
Teknologi Informasi
vs. Sistem Informasi
Teknologi Informasi vs. Sistem Informasi
●
Teknologi Informasi berkaitan dengan pemanfaatan
teknologi komputer dan jaringan untuk mengolah informasi
di dalam sebuah organisasi
–
Mengolah informasi: membuat, menyimpan,
mengambil, mengubah, dan menyebarluaskan
informasi
●
Sistem Informasi berkaitan dengan kombinasi antara
manusia, teknologi komputer dan jaringan, sumber
daya/data, kebijakan serta prosedur untuk pengolahan
informasi di dalam sebuah organisasi
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
Jenis Komputer (1)
●
Destop: umumnya digunakan oleh satu orang pengguna. Aplikasi
yang dapat digunakan: akuntansi, perkantoran, gim, multimedia
●
Workstation: komputer destop yang memiliki daya komputasi
yang relatif besar. Biasanya digunakan untuk aplikasi teknik dan
sains. CAD/CAM
●
Tertanam/embedded: komputer yang didesain khusus untuk
melakukan satu atau dua pekerjaan spesifik
–
Alat rumah tangga, pengendali suhu, pemantau kesehatan,
keamanan rumah, navigasi, multimedia, komunikasi,
transportasi, dll.
–
Perangkat lunak/firmware tersimpan di dalam ROM
Jenis Komputer (2)
●
Portabel: laptop dan ponsel cerdas
●
Server: menyediakan layanan dan sumber daya melalui
jaringan
●
Mainframe: digunakan oleh organisasi besar, untuk
pekerjaan dengan komputasi dan kebutuhan sumber daya
yang besar, timesharing/multi-user, transaksi
●
Superkomputer: digunakan oleh para pengguna yang
membutuhkan akses komputer yang (sangat) powerful dan
cepat
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
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
Arsitektur Von Neumann (3)
Booyabazooka, CC By-SA, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Von_Neumann_architecture.svg
Elemen Sistem Komputer
Prosesor
●
Mengendalikan operasi komputer dan menjalankan fungsi
pemrosesan data
●
Disebut sebagai Central Processing Unit (CPU), pada sistem
komputer dengan prosesor tunggal/uniprosesor
●
Register
–
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
●
Setiap lokasi berisi pola bit tertentu yang dapat diinterpretasikan
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
Ta ne n ba um ( 20 09 )
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
Ta ne n ba um ( 20 09 )
Aku sudah
jarang dipakai :(
Pindah ke USB ah..
Aku juga!
Aku juga!
Mari sini..
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
eksekusi. Umumnya terdapat 2 (hardware) thread untuk
masing-masing inti. Cek spesifikasi prosesor
Tanenbaum (2009)
Cip Quad-core dengan Cache L1/L2
Organisasi SMP
Komputer Multiinti/Multicore
●
Dikenal dengan cip multiprosesor
●
Mengkombinasikan dua atau lebih prosesor (inti/core)
pada sebuah potongan silikon (die)
●
Setiap inti memiliki semua komponen yang ada pada
sebuah prosesor tersendiri/independen
●
Register, ALU, pipeline hardware, unit kendali, instruksi
L1, cache data
●
Cip multiinti menyediakan cache L2, dan pada beberapa
Intel Core i7 (1)
Intel Core i7 (2)
Server Asus (1)
Server Asus (2)
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
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);
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
ht tp :// vi nt ag ec om pu tin g. co m /in de x. ph p/ ar ch iv es /1 11
PC
PC
Motherboard (1)
Motherboard (2)
Motherboard (3)
M ox fy re , C C B y-S A , h ttp s: //c om m on s. w ik im ed ia .o rg /w ik i/F ile :M ot he rb oa rd _d ia gr am .s vgServer Web: Dell PowerEdge 850
Google: Ultra II/Dual 200 MHz/256 MB
Google: 10 Buah Diska 9GB SCSI
ht tp :// ge ek te ch ni qu e. or g/ m ed ia /g oo gl e/ go og le ha rd w ar e. ht m lGoogle (~1996)
J ur ve ts on , C C B y, h ttp s: //f lic .k r/p /e W nw Z
Google (2009)
Google (2009)
Facebook (2011)
Facebook (2011)
ht tp :// da ta ce nt er kn ow le dg e. co m /th e-fa ce bo ok -d at a-ce nt er -fa q-pa ge -2 /Facebook (2011)
Facebook (2012)
Facebook (2013)
http: //ars tech nica. com /info rmat ion-te chno logy/2 013/ 02/w ho-n eeds -h p-an d-dell-f aceb ook-n ow-d esign s-all-i ts-ow n-se rver s/:// ar st ec hn ic a. co m /in fo rm at io n-te ch no lo gy /2 01 3/ 06 /fa ce bo ok -o pe ns -d at a-ce nt er -fi lle d-en tir el y-w ith -s er ve rs -it -d es ig ne d/
Raspberry Pi 2
Raspberry Pi 2
Single-Board Computer (SBC)
●
Cubieboard
●
BeagleBone Black
●
Banana Pi
●
Intel Galileo
●
...
Novena
ht tp s: //c ro w ds up pl y. co m /k os ag i/n ov en a-op en -la pt opNovena
https://crowds
upply.com/ko
sagi/novena-o
http://make
zine.com/magazin
e/make-38-c
ameras-and
-av/bu
ilding-an-open-so
