Pengantar Teknologi Informasi 1
Introduction to Introduction to
Hardware
Hardware
Introduction to Hardware
• Review Review
• Computer System Computer System
• Sub Sistem CPU Sub Sistem CPU
• Sub Sistem Memori Sub Sistem Memori
• Sub Sistem Periferal Sub Sistem Periferal
Pengantar Teknologi Informasi
.: Fasilkom – UDINUS :.
Ref: IF-ITB/Santika WP/2003 3
Review
Abstract view
user user
...
USERUSER
Application Software
System Software
Computer Hardware
Pengantar Teknologi Informasi
.: Fasilkom – UDINUS :.
Ref: IF-ITB/Santika WP/2003 4
Review
Sistem Komputer
• memiliki 4 unit fungsional utama : – Data processing
– Data storage
– Data movement – Control
Konfigurasi umum
CPU + Internal Memory Input
Devices
Storage System
Output
Devices
Pengantar Teknologi Informasi
.: Fasilkom – UDINUS :.
Ref: IF-ITB/Santika WP/2003 5
Computer System –
Data Movement and
Storage
Pengantar Teknologi Informasi
.: Fasilkom – UDINUS :.
Ref: IF-ITB/Santika WP/2003 6
Computer System - Data
Processing
Pengantar Teknologi Informasi
.: Fasilkom – UDINUS :.
Ref: IF-ITB/Santika WP/2003 7
Computer System
Konsep von Neumann/Turing
• Stored Program
• Internal Memory menyimpan program dan data
• ALU beroperasi menggunakan data biner
• Conrol Unit menginterpretasi instruksi dari memori dan mengeksekusinya
• I-device dan O-device dikendalikan CU
• Dibuat di Princeton Institute for Advanced Studies, — sehingga diberi nama IAS
• Selesai 1952
Pengantar Teknologi Informasi
.: Fasilkom – UDINUS :.
Ref: IF-ITB/Santika WP/2003 8
Computer System - IAS Structure
(CU)
Pengantar Teknologi Informasi
.: Fasilkom – UDINUS :.
Ref: IF-ITB/Santika WP/2003 9
Computer System - IAS Structure (detail)
Register dalam CPU
• Memory Buffer Register
• Memory Address Register
• Instruction Register
• Instruction Buffer Register
• Program Counter
• Accumulator
• Multiplier Quotient
Pengantar Teknologi Informasi
.: Fasilkom – UDINUS :.
Ref: IF-ITB/Santika WP/2003 10
Computer System – Top Level Structure
Computer
Main Memory
Input Output Systems
Interconnection Peripherals
Central Processing Unit
Computer
Communication Devices
Pengantar Teknologi Informasi
.: Fasilkom – UDINUS :.
Ref: IF-ITB/Santika WP/2003 11
Computer System - CPU Structure
Computer Arithmetic
and
Login Unit
Control Unit
Internal CPU Interconnection Registers
CPU I/O
Memory System
Bus
CPU
Pengantar Teknologi Informasi
.: Fasilkom – UDINUS :.
Ref: IF-ITB/Santika WP/2003 12
Computer System – Bus Based
Interrupts Processor
Cache
Memory–I/O bus
I/O
controller
I/O
controller
I/O
controller Main
memory
Network Graphics
output Disk
Disk
Pengantar Teknologi Informasi
.: Fasilkom – UDINUS :.
Ref: IF-ITB/Santika WP/2003 13
Computer System – MultiLevel Machine
Level View
5 Problem-oriented Language
4 Assembly Language
3 Operating system machine
2 Instruction Set Architecture [ISA]
1 Microarchitecture
0 Digital logic
Pengantar Teknologi Informasi
.: Fasilkom – UDINUS :.
Ref: IF-ITB/Santika WP/2003 14
Computer System –
MultiLevel Machine (detail)
• Level-0 (gate) yang membentuk prosesor, memori, dan register.
• Level-1 (register) yang membentuk memori lokal dan sebuah ALU, yang saling terhubung oleh data path.
• Level-2 (instruksi) sesuai arsitektur.
• Level-3 Tingkat OS, menangani instruksi-instruksi yang ada pada level-4 dan level-5.
• Level-4 Fasilitator pembuat program pada level-1,
level-2, dan level-3 yang tidak bisa membuat kode mesin;
butuh asembler sebagai translator.
• Level-5 Bahasa yang mendekati pola bahasa manusia,
butuh interpreter dan compiler sebagai translator.
Pengantar Teknologi Informasi
.: Fasilkom – UDINUS :.
Ref: IF-ITB/Santika WP/2003 15
Central Processing Unit
Fungsi CPU
• ALU menangani operasi aritmatika dan boolean, contoh: adder
• CU mengendalikan operasi sistem, contoh:
program counter
• Register menyimpan data kecepatan tinggi, volume kecil
• Bus atau data path sebagai media
interkoneksi /komunikasi antar register.
Pengantar Teknologi Informasi
.: Fasilkom – UDINUS :.
Ref: IF-ITB/Santika WP/2003 16
CPU – How does it work ?
Pengantar Teknologi Informasi
.: Fasilkom – UDINUS :.
Ref: IF-ITB/Santika WP/2003 17
Memory – Basic
Operations
Pengantar Teknologi Informasi
.: Fasilkom – UDINUS :.
Ref: IF-ITB/Santika WP/2003 18
Memory - Hierarchy
Register
Cache Memory Cache Memory Level 1 / Level 2 Level 1 / Level 2
Main Memory Main Memory
ROM / RAM ROM / RAM
Magnetic Disk Magnetic Disk
Tape Tape Optical Disk Optical Disk
In te rn al M em o ry In te rn al M em o ry
E xt er n al M em o ry E xt er n al M em o ry
Size = small, Size = small, Speed = high, Speed = high,
Price = expensive,
Price = expensive,
Pengantar Teknologi Informasi
.: Fasilkom – UDINUS :.
Ref: IF-ITB/Santika WP/2003 19
Memory - Internal Memory
Ciri:
• Sering disebut RAM
• Lebih cepat dari storage system
• Relatif mahal
• Lebih kecil kapasitasnya dari storage system
• Letak lebih dekat CPU.
Fakta
• volume >>>, kecepatan <<<
• kecepatan prosesor >>> memory
• Memory dipercepat, cost/bit >>>
Pengantar Teknologi Informasi
.: Fasilkom – UDINUS :.
Ref: IF-ITB/Santika WP/2003 20
Memory – Internal Memory
• jenis : RAM, ROM, PROM, EPROM, EEPROM
• organisasi [sel]
• kemasan chip [array DRAM : Kilo, Mega, Giga]
• koreksi error [parity check]
• media fisik: magnetic core semiconductor
• kapasitas: Mega Giga Tera ?
• kecepatan akses: ~ 100 ns
Pengantar Teknologi Informasi
.: Fasilkom – UDINUS :.
Ref: IF-ITB/Santika WP/2003 21
Memory - Cache
•Lebih kecil kapasitasnya & lebih cepat dari Main Memory
•Isi: current info dari main memory untuk dieksekusi
•kapasitas ~ 1024 Kbytes
•transfer data dalam block / line
@ 4 bytes
Pengantar Teknologi Informasi
.: Fasilkom – UDINUS :.
Ref: IF-ITB/Santika WP/2003 22
Memory – Storage System
External Memory
• Disk magnetik: floppy (disket), harddisk
• Compact/optical disk
• Pita magnetik Virtual Memory
• Latar belakang: kebutuhan pemakai > fakta
• Solusi teknik virtual,sebagian data di Internal Memory dan sebagian besar di Storage System
• virtual logical address = address yang diacu prosesor
• MMU / PMMU (Page Memory Management Unit), is a computer hardware component responsible for handling accesses to memory requested by the
central processing unit (CPU). Dalam Virtual memory
berfungsi sbg translator dari adress virtual ke address fisik
Pengantar Teknologi Informasi
.: Fasilkom – UDINUS :.
Ref: IF-ITB/Santika WP/2003 23
Pheriperal – Input Devices
• Card reader
• Keyboard
• Bar code reader
• Mouse
• Scanner
• Optical character reader (OCR)
• Voice recorder
• Light pen
• Touch screen
•Digitizer
•Electronic funds transfer (EFT) Joystick
•Magnetic Ink Character
•Reader (MICR)
•Paper tape reader
Pengantar Teknologi Informasi
.: Fasilkom – UDINUS :.
Ref: IF-ITB/Santika WP/2003 24
Pheriperal – Input
Devices
Pengantar Teknologi Informasi
.: Fasilkom – UDINUS :.
Ref: IF-ITB/Santika WP/2003 25
Pheriperal – Output Devices
• Card & paper tape puncher
• Printer
- Impact: line printer, dot matrix
- Non-impact: laser printer, ink jet printer
• Plotter
- Flat bed - Roll
• Computer output microfilm (COM)
• Microfiche
Pengantar Teknologi Informasi
.: Fasilkom – UDINUS :.
Ref: IF-ITB/Santika WP/2003 26
Pheriperal – Output
Devices
Pengantar Teknologi Informasi
.: Fasilkom – UDINUS :.