Buku ini merupakan panduan komprehensif yang membahas berbagai aspek penting dalam dunia komputer dan arsitektur komputer. Buku ini merupakan bagian integral dari kurikulum Program Studi Sistem Informasi Universitas Islam Nasional Indonesia.
Fungsi Komputer
10 Pada bab ini akan dibahas sejarah singkat komputer yang terbagi dalam beberapa generasi, karena beberapa diantaranya menjadi landasan berkembangnya komputer saat ini. Terakhir, kita akan membahas pengembangan dua sistem yang sangat penting pada komputer saat ini, Pentium dan Power PC.
Komputer Primitif
Selain itu, juga akan dibahas berbagai teknik dan strategi yang digunakan untuk mencapai kinerja yang seimbang dan efisien. Mesin ini dapat dianggap sebagai konsep awal komputer serbaguna yang dapat digunakan untuk berbagai keperluan (Abdurohman, 2014).
Generasi Pertama : Tabung Vakum (1945 – 1955)
Komputer Komersial
Pada tahun 1950, UNIVAC II diluncurkan dengan kapasitas memori lebih besar dan kinerja lebih baik. Seri pertama dari IBM yaitu seri 701 diperkenalkan pada tahun 1953 dan terus disempurnakan hingga saat ini.
Generasi Kedua : Transistor (1955 – 1965)
Pada periode generasi kedua ini juga terjadi kemunculan perusahaan Digital Equipment Corporation (DEC) pada tahun 1957 yang memperkenalkan komputer pertamanya yaitu PDP-1. Kemajuan lain pada IBM 7094 adalah multiplekser yang digunakan untuk multipleks saluran data.
Generasi Ketiga : Integrated Circuits (1965 – 1980)
Peningkatan kecepatan: Model yang ditawarkan memiliki tingkat kecepatan yang berbeda-beda, dari kecepatan rendah hingga tinggi, yang dapat disesuaikan dengan kebutuhan pengguna. PDP-8 juga memiliki beberapa varian dengan model serupa dengan IBM System/360 yang dapat disesuaikan dengan kebutuhan pelanggan.
Generasi Keempat : Very Large Scale Integration (1980 -sekarang)
Definisi Sistem Operasi
Meskipun aplikasi dapat berinteraksi langsung dengan perangkat keras, sebagian besar aplikasi dirancang untuk berkomunikasi melalui sistem operasi. Selain itu, sistem operasi menyediakan layanan yang diperlukan untuk memfasilitasi pengoperasian program aplikasi atau perangkat lunak.
Fungsi Sistem Operasi
Sebagai manajer proses, sistem operasi bertanggung jawab untuk mengelola seluruh proses yang berjalan di sistem. Sistem operasi juga berperan sebagai pengelola memori, yang mengatur penggunaan memori di seluruh sistem komputer.
Jenis Sistem Operasi
Sistem operasi ini adalah salah satu sistem operasi seluler paling populer yang digunakan oleh orang-orang di seluruh dunia. Pada tahun 2018, Windows mengambil pangsa pasar tertinggi sebagai sistem operasi desktop yang paling banyak digunakan di seluruh dunia. Hal ini menunjukkan bahwa sistem operasi "eksklusif" masih sangat diminati masyarakat umum.
Sistem operasi server, disebut juga sistem operasi server, adalah jenis sistem operasi yang dirancang khusus untuk digunakan pada server. Sistem operasi standalone merupakan jenis sistem operasi yang dapat berjalan secara mandiri tanpa memerlukan server untuk mendukungnya.
Tabel Kebenaran (Truth Table)
Gerbang Logika Dasar
AND Gate
OR Gate
NOT Gate
NAND Gate
NOR Gate
EX-OR Gate
Komponen Utama CPU
Dalam menjalankan fungsi dan tugasnya, CPU terdiri dari beberapa komponen sebagai bagian dari struktur CPU, seperti terlihat pada Gambar 5.1 dan detail struktur internal CPU. Unit kendali bertugas mengendalikan operasional CPU dan kendali umum komputer, sehingga terjadi sinkronisasi kerja antar komponen dalam menjalankan fungsi operasionalnya. Tanggung jawab unit kontrol termasuk mengambil instruksi dari memori utama dan menentukan jenis instruksi.
Interkoneksi CPU adalah suatu sistem koneksi dan bus yang menghubungkan komponen internal CPU yaitu ALU, unit kontrol, dan register, serta ke bus CPU eksternal yang terhubung ke sistem lain, seperti memori utama, perangkat input/output. .
Fungsi CPU
Instruksi yang dibaca akan dibuat dalam register instruksi (IR). Instruksi ini berbentuk kode biner yang dapat diinterpretasikan oleh CPU dan kemudian melakukan tindakan yang diperlukan. Suatu program yaitu interupsi yang dihasilkan oleh beberapa kondisi yang terjadi akibat eksekusi program, misalnya: aritmatika overflow, pembagian dengan nol, operasi ilegal. Tindakan ini menyimpan alamat perintah selanjutnya yang akan dieksekusi dan data relevan lainnya.
Gambar 5.6 Transfer kendali untuk beberapa interupsi Pendekatan kedua adalah menentukan prioritas interupsi dan penangan interupsi untuk mengizinkan interupsi. Setelah interupsi modul komunikasi selesai, dilanjutkan interupsi dengan prioritas lebih tinggi yaitu disk.
Operasi Sel Memori
Ada beberapa jenis memori internal, antara lain register yang terletak di dalam prosesor, memori cache, dan memori utama yang terletak di luar prosesor. Di sisi lain, memori eksternal adalah jenis memori yang dapat diakses oleh prosesor melalui perangkat I/O seperti floppy disk dan hard drive. Jika dilihat dari letaknya, dapat dibedakan beberapa jenis memori yaitu register, memori internal, dan memori eksternal.
Sedangkan memori internal merupakan jenis memori yang letaknya di luar chip prosesor namun masih dapat diakses langsung oleh prosesor. Memori eksternal, sebaliknya, dapat diakses oleh prosesor melalui perangkat I/O, dan jenis memori ini dapat berupa disk atau tape.
Keandalan Memori
Jenis memori fisik yang digunakan saat ini adalah memori semikonduktor dengan teknologi Very Large Scale Integration (VLSI) dan memori berbasis permukaan magnetik, seperti yang digunakan pada disk dan pita magnetik. Memori permukaan magnetik adalah contoh memori non-volatil, sedangkan memori semikonduktor dapat berupa tipe volatil dan non-volatil. Ada jenis memori semikonduktor yang tidak dapat dihapus kecuali dengan menghancurkan perangkat penyimpanannya, yang dikenal dengan ROM (Read Only Memory).
Satuan Memori
Jenis Memori Random Akses
Sedangkan RAM statis menyimpan data menggunakan konfigurasi gerbang logika flip-flop tradisional dan dapat menyimpan data selama ada pasokan daya listrik. RAM statis dan dinamis merupakan jenis memori yang mudah menguap, artinya data dalam RAM akan hilang ketika daya listrik terputus. ROM dan PROM bersifat non-volatile, artinya data tetap ada di dalamnya meskipun tanpa daya listrik.
Seperti EPROM, memori flash hanya memerlukan satu transistor per byte sehingga dapat mencapai tingkat kepadatan yang tinggi. Selain itu kami akan memberikan contoh bus yang dikembangkan bersamaan dengan komputer masa kini.
BUS INTERNAL
BUS EKSTERNAL
SISTEM BUS
Bus alamat 92 adalah ketika kita ingin mengetahui atau menandai lokasi penyimpanan data di memori. Jika data teks yang kita tulis ingin disimpan, bus alamat akan digunakan untuk menandai lokasi penyimpanan teks di memori komputer. Bus kontrol adalah bus yang digunakan untuk mengontrol penggunaan dan hak akses bus alamat.
Bus ini mempunyai peranan yang sangat penting diantara semua bus lainnya karena digunakan untuk mengendalikan bus data, bus alamat dan seluruh modul yang ada di komputer. Misalnya dalam kasus penyimpanan teks yang kita tulis, ketika bus data membawa data dan bus alamat ingin menyimpan data pada alamat tertentu, maka kedua bus memerlukan izin dari bus kontrol untuk menyimpan data pada alamat yang ditentukan.
Magnetik Disk
Kita akan menyadari bahwa mengandalkan memori utama saja tidak akan cukup untuk kebutuhan penyimpanan data yang lebih besar dan portabilitas data. Oleh karena itu, diperlukan peralatan tambahan untuk menyimpan data yang lebih besar dan dapat diangkut ke lokasi berbeda. Data pada disk disusun menjadi dua metode representasi umum, yaitu "kecepatan sudut konstan" dan.
Gambar 8.5 Multi-platter disk Berdasarkan portabilitasnya, karakteristik disk dibedakan menjadi dua jenis, yaitu non-removable disk dan Removable disk. Saat ini, istilah "Winchester" biasa digunakan untuk merujuk pada disk drive yang menggunakan paket dan memiliki desain kepala aerodinamis.
Floppy Disk (Disket)
Selanjutnya akan dijelaskan beberapa jenis penyimpanan eksternal yang menggunakan teknologi magnetic disk, seperti floppy disk (floppy disk), hard disk model IDE, dan hard disk model SCSI. 104 Ada dua ukuran disk yang umum digunakan, 5,25 inci dan 3,5 inci, masing-masing dengan versi kepadatan rendah (LD) dan kepadatan tinggi (HD). Floppy disk 5,25 inci tidak lagi populer karena ukurannya yang besar, kapasitas penyimpanan yang terbatas, dan daya tahan casing yang rendah.
Untuk informasi lebih lanjut mengenai karakteristik model disket yang tersedia saat ini, Anda dapat merujuk pada Tabel 8.2.
IDE Disk (Harddisk)
105 Pada tahap awal, teknologi IDE hanya mampu menangani disk dengan kapasitas maksimal 528 MB dan mengontrol 2 disk secara bersamaan. Namun seiring dengan tuntutan kapasitas penyimpanan yang lebih besar, teknologi IDE berkembang menjadi EIDE (Extend Integrated Drive Electronics). EIDE mempunyai kemampuan menangani harddisk dengan kapasitas lebih dari 528 MB dan mendukung pengalamatan LBA (Logical Block Addressing), yaitu metode pengalamatan yang hanya memberikan nomor pada sektor dari 0 hingga maksimal 2^24-1.
Dalam metode ini, pengontrol harus mampu mengubah alamat LBA menjadi alamat head, sektor, dan silinder yang sesuai. Selain itu, terdapat peningkatan kinerja lainnya termasuk peningkatan kecepatan transfer data, kemampuan mengontrol hingga 4 disk secara bersamaan, dan kemampuan mengontrol drive CD-ROM.
SCSI Disk (Harddisk)
Berkat kecepatan transfer yang tinggi ini, drive SCSI telah menjadi standar penting dalam dunia komputasi, terutama untuk sistem UNIX yang digunakan oleh perusahaan seperti Sun Microsystems, HP, SGI, Macintosh, Intel, terutama untuk komputer server jaringan dan berbagai vendor lainnya. Penting untuk dicatat bahwa SCSI bukan hanya antarmuka hard drive, tetapi juga bus yang dapat mengontrol hingga tujuh perangkat berbeda, termasuk hard drive, CD-ROM, perekam CD, pemindai, dan perangkat lainnya.
RAID
Kapasitas redundant disk digunakan untuk menyimpan informasi paritas, yang bertujuan untuk memastikan pilihan pemulihan data ketika terjadi masalah atau kesalahan pada salah satu disk. Dengan demikian, RAID merupakan solusi untuk mengatasi masalah ketidaksesuaian kecepatan antara disk memori dan CPU dengan cara mengganti satu disk besar dengan beberapa disk kecil dan mendistribusikan data secara efisien antar disk tersebut sehingga data dapat diakses lebih cepat dan andal.
Optical Disk
Disk yang tidak dapat dihapus yang menyimpan memori Read-only CD - ROM Compact Disc. Proses penulisan pada CD-ROM melibatkan pembuatan lubang mikroskopis untuk merepresentasikan data menggunakan laser intensitas tinggi. Agar data dalam CD-ROM dapat digunakan oleh berbagai sistem operasi, maka diperlukan sistem file CD-ROM yang standar.
Ini berbeda dengan model CD-ROM sebelumnya yang hanya memiliki satu VOTC di awal disk. Karena perbedaan teknologi laser, DVD awalnya mempunyai beberapa masalah kompatibilitas dengan teknologi CD dan CD-ROM.
Pita Magnetik
Lapisan bawah ini memiliki lubang dan tanah yang lebih lebar agar dapat terbaca secara akurat, sehingga kapasitasnya lebih kecil dibandingkan lapisan atas. Kepala pita magnetik adalah perangkat akses sekuensial yang memerlukan penyesuaian posisi untuk membaca atau menulis data. Jika head berada pada posisi lebih tinggi dari rekaman yang diinginkan, kaset harus dipindahkan ke belakang sebelum proses pembacaan maju dapat dimulai.
Hal ini sangat berbeda dengan teknologi disk yang menggunakan metode akses langsung, dimana proses akses data dapat dilakukan secara langsung tanpa perlu mengatur posisinya. Magnetic 122s mulai dihapuskan dan digantikan oleh berbagai jenis produk CD dan media penyimpanan yang lebih modern.
BUKU BAHAN AJAR
ORGANISASI DAN ARSITEKTUR KOMPUTER
