Ars Komputer 03 2010
Arsitektur
Sistem
Komputer
TERMINOLOGI
Arsitektur :
mengenai fungsi logika
suatu sistem tanpa
menyebut tipe
komponen yang
TERMINOLOGI
Organisasi:
mengenai susunan
komponen yang
digunakan utk
membangun suatu
TERMINOLOGI
Komputer :
sistem yang terdiri dari
3 bagian utama yaitu
CPU, Memory, & I/O
DIAGRAM BLOK SISTEM
KOMPUTER
CP
U
MEMOR
Y
I/O
DMA
(Direct
Memory
Access)
LINGKUNGA
N
(ENVIRONTMENT
)
KOMPUTER
CPU
(Central Processing Unit)
(bagian pemrosesan utama)
Berfungsi :
memroses, mengolah,
memanipulasi
data
MEMORY
sistem yang berfungsi :
mencatat, mengingat,
merekam, menyimpan data
dalam suatu selang waktu
sangat pendek s/d sangat
panjang
I/O (Input / Output)
Sistem yang berfungsi :
melewatkan data
masuk dan atau keluar
CPU / komputer.
ERA KOMPUTER MEKANIK
(1623 – 1945)
1623 : Wilhelm Schickard (1592 –
1635) profesor Universitas
Tübingen, merancang &
membangun mesin hitung
mekanik pertama dengan
kemampuan operasi aritmatika
kali (x), bagi (:), tambah (+),
& kurang (-).
1642
Blaise Pascal (1623 - 1662),
Filsuf/Ilmuwan Perancis,
merancang / membangun
mesin hitung mekanik
dua fungsi otomatis (+) / (-)
W & W’, masing masing
terdiri dari 6 roda
(W5 W4 W3 W2 W1 W0) &
(W5’ W4’ W3’ W2’ W1’
*Roda W sebagai
Register Accumulator
*Roda W’ sebagai
Penambah /
Pengurang
*Setiap
roda memiliki angka
1671
Gottfried Leibniz (1646 – 1716)
Filsuf/Matematisi Jerman,
membangun mesin hitung
4 fungsi otomatis
(x), (:), (+), (-).
Penyempurnaan dari mesin
1823
Charles Babbage (1792 –
1871), dari Inggris
merancang
mesin
differensial untuk membuat
tabel matematis fungsi
polinomial derajad 6
Tidak terealisir,
dihentikan th 1842 karena
teknologi mekanik belum
mampu dan Babbage
berambisi membuat mesin
1834 : Babbage merancang
mesin analitis terdiri dari
The Store dan The Mill,
menggunakan kartu
berlubang untuk operasi
dan variabel
Kartu variabel untuk operasi
The Mill {(x), (:), (+), (-)} &
menyimpan data operand
serta hasil operasi
Tidak pernah terealisir
Kartu berlubang diciptakan
oleh Jaquard untuk program
pola tenunan pada mesin tenun
Diagram blok mesin analitis
rancangan Babbage
The Mill
Arithmetic
Logic Unit
Dat
a
The
Store
Memory
Instruction
Variable
card
Operation
card
Progra
Inmormatio
n
Printer
And
Card
puncher
1837 - 1853
Georg Scheutz (1785 –
1873) orang Swedia,
merancang mesin
differential untuk mengelola
polinomial derajad 3 bil 15
digit.
Terealisir tahun 1853.
1850-an
George Boole (1815 –1864)
Menciptakan aljabar Boole
(Boolean Algebra)
Mengelola bilangan biner (0 & 1)
Operator dasar : AND, OR, NOT
Operator kombinasi :
NAND, NOR, XOR, XNOR
1885 : D. E. Felt (1862 –
1930) orang Amerika
Merancang dan membuat
comptometer, kalkulator
pertama yang menggunakan
tombol tekan untuk
memasukkan baik data
maupun instruksi dan
1890
Herman Hollerith (1860 –
1929), orang Amerika,
menemukan mesin tabulasi
menggunakan kartu
berlubang untuk pengurutan
dan tabulasi data numerik
yang jumahnya besar.
1896 : Herman Hollerith
mendirikan perusahaan
Tabulating Machine
Company memproduksi
mesin tabulasi
rancangannya.
1911
Perusahaan Tabulating
Machine Company merger
dengan beberapa
perusahaan menjadi
Computing-TabulatingRecording Company.
1924
Perusahaan
Computing-TabulatingRecording Company
berubah menjadi
International Business
Machine (IBM).
trioda
(tabung hampa) untuk :
1. penguat suara 1 atau 2
tingkat
2. membangun saklar
elektronik
berkecepatan jauh lebih
tinggi
dibanding saklar mekanik
1. Monostable
Multivibrator
memiliki 1 keadaan
stabil
2. Bistable Multivibrator
memiliki 2 keadaan
stabil
3. Astable Multivibrator
1.Monostable
Multivibrator
Keluaran ON
Diberi rangsangan OFF
Rangsangan diambil
ON
Keluaran OFF
2. Bistable Multivibrator
Memiliki 2 keadaan stabil FlipFlop
Keluaran ON
Diberi rangsangan OFF
Rangsangan diambil OFF
Keluaran OFF
Diberi rangsangan ON
3. Astable Multivibrator
Tidak memiliki keadaan
stabil
Begitu diberi catu daya,
maka keluarannya akan
berganti ganti ON
dengan OFF
a). Tabung Radio
Trioda
+
Anoda
+
+
Kisi
Katoda
R
C
_
LSP
MIC
R
C
b). Penguat 1 tingkat dengan
1 trioda
Penguat 2 tingkat 2 trioda
+
+
R
R
C
LSP
MIC
R
C
R
C
Penguat 2 tingkat dengan feed back
tak sengaja, timbulkan efek khusus
disebut multivibrator
+
+
R
R
C
LSP
MIC
R
C
R
C
Kabel feed
back tak
Multivibrator flip flop yang dapat
digunakan sebagai penyimpan
(memory) data biner 1 bit
+
+
R
R
ON
OFF
OFF
ON
C
C
R
C
R
C
1938 : Konrad Zuse,
orang Jerman,
merancang &
membangun komputer
mekanik Z1, mengelola
1941 : Konrad Zuse,
merancang & membangun
komputer elektro-mekanik Z3
*Mengelola bilangan biner
koma mengambang
*Komputer pertama yg
dikendalikan program
*Untuk merepresentasikn bit
bit, digunakan saklar elektro-
1937: Howard Aiken (1900 –
1973), Fisikawan Harvard,
merancang, membangun
komputer elektro-mekanik atas
dasar ide Babbage Automatic
Sequence Controlled Calculator
Program disimpan di
kartu operasi & kartu variabel
1939 disebut Harvard Mark I,
beroperasi 1944
Harvard Mark I
mengelola bilangan decimal
Menggunakan
Memory roda angka decimal,
kapasitas 72 bil decimal 23
angka.
Instruksi Harvard Mark I
A1 A2 OP
A1 & A2 : register penyimpan
operand
A2 : register tujuan hasil operasi
OP : jenis operasi, (x), (:), (+),
(-)
Mengalikan bilangan 10 digit
selesai dalam 3 dt
Tabel Era Komputer
Mekanik
(1623 – 1945)
TH
PENEMU / MESIN
KEMAMPUAN
1623 Wilhelm Schickard
1642 Blaise Pascal
1671 Gotfriet Leibniz
x ; : ; + ; + ; x ; : ; + ; -
1827 Charles Babbage /
Difference Engine
1834 Charles Babbage /
Analytical Engine
1941 Konrad Zuse / Z3
Tabel Fungsi
linomial
1944 Howard Aiken /
Hardvard Mark I
Komputasi serba
guna
Komputasi serba
guna
Komputasi serba
INOVASI TEKNIK
Tidak otomatis
Otomatis
Penyempurnaan
mesin Pascal
Otomatis (tidak
terealisir)
(tidak terealisir)
Dikendalikan
program
Komputer Serba
Guna
Biner Pertama
Komputer Serba
Guna
ERA KOMPUTER ELEKTRONIK
(1945 - ?)
Perbedaan komputer mekanik dan
komputer elektronik
KOMPUTER MEKANIK
KOMPUTER ELEKTRONIK
1.Kecepatan komputasi
1.Kecepatan komputasi tidak
dibatasi oleh inersia
diba-tasi oleh inersia
(kelembaman) bagian
(kelembaman) bagian
bagian mesin yg bergerak
bagian mesin yg bergerak
2.Transmisi informasi
2.Transmisi informasi
secara mekanik oleh roda
dilakukan oleh elektron,
gigi, tuas, dll tidak praktis
tidak ada bagian bagian
dan tidak awet
mesin yang bergerak
Akhir 1930-an :
John Astanasoff,
dari Iowa StateUniversity,
membuat mesin khusus
menggunakan tabung
hampa trioda untuk
menyelesaikan
persamaan linier
1943 – 1946 :
John Mauchly & J. Presper Eckert
Universitas Pensylvania,
membimbing pembuatan
komputer elektronik serba guna
pertama ENIAC (Electronic
Numerical Integrator and
Calculator). Konsultan : John von
Neumann.
Menggunakan 18000 trioda,
Berat 30 ton. Beroperasi
1946 Perkalian bil 10 digit
diselesaikan dalam 3 µdt.
Utk membuat tabel balistik
otomatis di
U.S.Army Ordonance
Departement
Memory Accumulator
Elektronik, masing masing
mengelola
bil decimal 10 digit bertanda
Pada satu accumulator,
angka disimpan di counter yg
terdiri dari 10 flip-flop trioda yg
membentuk rangkaian tertutup
Angka i (i = 0 s/d 9) digit ke
m
(m = 1 s/d 10), disimpan
pada flip-flop ke i dari
counter cincin accumulator
ke m.
Flip-flop ke i dari counter ke
m tsb dalam keadaan on,
Sebuah accumulator menyimpan bilangan
2513084196
nomo
r
10
cincin
0
no
1
mor
2
F
3
L
4
I
5
P
6
F
L
7
O
8
P
9
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
2
2
2
2
2
2
2
2
2
3
3
3
3
3
3
3
3
3
4
4
4
4
4
4
4
4
4
5
5
5
5
5
5
5
5
5
6
6
6
6
6
6
6
6
6
7
7
7
7
7
7
7
7
7
8
8
8
8
8
8
8
8
8
9
9
9
9
9
9
9
9
9
1945
John von Neumann (1903 –
1957), Matematisi dari
Hongaria, memperkenalkan
konsep Komputer Program
Tersimpan sebelum
dieksekusi, baik data &
instruksi harus disimpan
diterapkan pada EDVAC
Electronic Discrete Variable
Computer
mengelola bilangan
biner Memory utama : MercuryDelay-Line Kapasitas: 1 k kata
(data, instruksi)
1k kata = 1024
kata
Memory kedua : kawat
magnetik, 20 k kata
EDVAC memakai
rangkaian aritmatika & logika
biner serial
Instruksi :
Aritmatika, I/O,
Percabangan Berkondisi.
Instruksi Aritmatika :
A1 A2 A3 A4 OP
OP : Jenis Operasi (x ; : ; + ; -)
A1 & A2 : Alamat Operand
A3: Alamat penyimpan hasil
operasi
A4: Alamat Instruksi yg akan
Instruksi Percabangan
berkondisi A1 A2 A3 A4 C
Apabila
bil di alamat A1 ≥ bil di alamat
A2 Instruksi di alamat A3
dieksekusi, apabila tidak,
Instruksi di alamat A4
m : Arah transfer data
n : Alamat kawat memorykedua
Apabila m = 1, kata kata di
alamat
A1, A1+1, A1+2, ……, A3,
ditransfer ke kawat n
Apabila m ≠ 1, kata kata di
kawat n
ditransfer ke alamat alamat
merancang komputer program
tersimpan IAS di Princeton
Institut for Advance Studies,
memory utama Random Access
CRT
menggunakan rangkaian
elektronik untuk mengelola
data biner paralel (kata per
Akhir 1940-an awal 1950an
MIT
(Massachusetts Institute of
Technology)
membangun Whirlwind I,
komputer pertama yang
Manchester University
membangun komputer
ATLAS
memperkenalkan konsep
* One Level Storage
sekarang disebut Virtual
Memory * Register B
1947 : Eckert & Mauchly
mendirikan perusahaan
Eckert-Mauchly Computer
Corporation
1951 meluncurkan UNIVAC
Universal Automatic Computer
menggunakan memory utama
Mercury Delay Line dan
memory-kedua Magnetic Tape
1953 : IBM meluncurkan
komputer program tersimpan
elektronik tipe 701,
komputer IBM pertama dari
seri 700 yg sangat panjang
1947 : William Sockley, John
Bardeen, & Walter Brattain,
dari Bell Laboratory,
menemukan transistor dari
bahan semi konduktor Ge
Memiliki 3 kutub
Emittor, Base, dan Colector
Bisa bekerja pd tegangan 12
Volt.
Transistor ini disebut juga
transistor bipolar
Ada dua jenis : PNP dan NPN
Transistor dapat digunakan
utk membangun memory
elektronik berupa flip flop
menyimpan data 1 bit
bit = binary digit
++
PNP
NPN
C
B
B
E
C
ON
OFF
R
R
OFF
ON
C
C
E
C : Colector E :
Emittor
B : Base
Gambar skema
Transistor PNP dan NPN
R
C
C
Multivibrator flip flop
transistor bipolar
R
1964 : Ditemukan CMOS-FET
(Complementery Metal Oxide Semi
Conductor Field Effect Transistor)
Dapat digunakan untuk memory
elektronik
Address
line
Drain
D
Source
S
Gate
G
(a) Transistor CMOS-FET
C
T
Data
line
(b) Memory 1 bit jenis CMOS-FET
Multivibrator flip flop yang dapat
digunakan sebagai penyimpan
(memory) data biner 1 bit
+
+
R
R
ON
OFF
OFF
ON
C
C
R
C
R
C
Komputer yang digunakan
saat ini adalah
Komputer Elektronik Digital
yang menganut Konsep
Komputer Program
Tersimpan dan
Berorientasi Byte.
Elektronik
menggunakan
rangkaian elektronik
Digital
data yang diolah
harus data biner
Tersimpan sebelum
dieksekusi,
data & instruksi harus
disimpan dahulu
di memory utama.
Berorientasi Byte
satuan data Byte (8
Dalam keadaan ”OFF”,
sebuah sistem komputer
tetap menyimpan Program
Aplikasi yang dimilikinya di
dalam
Hard Disk, Flash Disk, dll
(di dalam Memory Kedua
Agar supaya Program
Aplikasi tersebut dapat
digunakan (dieksekusi),
maka terlebih dahulu harus
ditransfer / di ”LOAD” ke
Memory Utama, yaitu ke
dalam RAM.
Prosedur standard yang
digunakan untuk
melakukan Transfer / LOAD
program adalah dimulai
dari PROMT pada DOS,
yaitu dengan menggunakan
perintah LOAD ”nama
Tetapi karena pada
umumnya Komputer yang
ada selalu menggunakan
Program Paket Windows,
maka proses Transfer /
LOAD program Aplikasi
tersebut tak tampak.
Proses Transfer / LOAD
tersebut sepenuhnya
dilakukan oleh Windows.
Pengguna cukup
mengaktifkan (KLIK ) Icon
(Shortcut) atau langsung
pada nama File di mana
Dengan memanggil nama
File yang akan dieksekusi,
yaitu dengan cara ”KLIK”
nama File, Windows akan
melakukan Transfer / LOAD
Program kemudian diikuti
dengan File yang akan
Perangkat Lunak terdiri dari
Instruksi dan Data
CP
U
Instruction
Stream
Data
Stream
MEMORY
ERA & GENERASI
KOMPUTER ELEKTRONIK
Era Komputer
Elektronik
1945 sampai kapan
belum diketahui
Berdasar teknologi
memory,
ada 4 generasi,
I 1945 – 1955
II 1955 - 1965
III 1965 - 1975
Generasi I
1945 – 1954
Menggunakan
teknologi
tabung hampa
Arsitektur
computer generasi
I
Arithmetic
Logic
Unit
Secondary
Memory
Unit
Teletypewriter
Main
Memory
Card Reader
Program
Control Unit
Central Processing
Unit
(CPU)
Printer
and
Card punch
Input Output
Equipment
Central ProcessingUnit
Arithmetic Logic Unit
AC
MQ
Input Output
Equipment
Arithmetic Logic Circuits
DR
Instruction
&
Data
IBR
PC
IR
Control
Circuit
AR
Control
Signal
Program Conrol Unit
Main Memory
M
Address
Arsitektur
komputer IAS
Komputer IAS
prototipe
komputer serbaguna
CPU memiliki
Register Tabung
Hampa berkecepatan
Memory Utama
12
2 (4096) kata.
panjang kata 40 bit.
2 jenis kata :
Kata Bilangan
Kata Instruksi
Bit Data (39 bit)
0 1 2 3 ----------------------------------------------------------39
Bit Tanda
(a) Kata Data.
Instruksi Kiri (20 bit)
Instruksi Kanan (20
bit)
0-------7-8--------------------19 20-------28--------------------39
OP Code
Address
OP Code
(b) Kata Instruksi
Address
Dua aspek Organisasi
IAS
1. Register di CPU
menyimpan Operand &
Hasil Operasi.
Alamat Register
tercakup dalam OPCODE
2. Di Memory Utama,
Instruksi-2 disimpan di
alamat-2 yang hampir
berurutan,
sesuai
urutan eksekusinya
(alamat Instruksi berikutnya)
= (alamat Instruksi yg
sedang dieksekusi) + 1
alamat Instruksi berikutnya
KOMENTAR UNTUK IAS
(KOMPUTER GENERASI PERTAMA)
1. Modifikasi alamat blm
efisien. Untuk ”restart”
program asli yg tidak
dimodifikasi harus
di”reloaded” ke memory
3. Aritmatika koma
mengambang tidak
diterapkan, karena ”cost”
perangkat keras tinggi
4. 2 Instruksi dalam satu kata
menyebabkan kerumitan
kendali program dan jumlah
5. Set Instruksi dititikberatkan
pada komputasi numerik,
Logika pemrograman
dan hal Nonnumerik menjadi
sulit.
6. Instruksi I/O dianggap tidak
BAHASA (PROGRAM
KOMPUTER) PADA SAAT AWAL
Awalnya,
Bahasa (Program) Komputer
disebut Bahasa Mesin
(Instruksi & Operand),
ditulis dalam Bilangan Biner
di Memory Utama.
Tambahkan isi memory
alamat 7 pada
isi Accumulator
0011 1011 0000 0000
Operation Code
0111 Address
ditulis di Memory Utama
di alamat bukan 7
Awal 1950-an diperbaiki
menjadi
ADD XI
Disebut
Symbolic programming
sekarang
Assembly Language
(Bahasa Rakitan)
Disebut juga User Program
User Program tidak dalam
bentuk Kode Biner
tidak dapat dibaca oleh
Mesin Agar dapat dibaca
oleh Mesin, User Program
diterjemahkan ke Bahasa
Mesin menggunakan
Program Sistem khusus
Tabel 1.1 : Generasi Bahasa Komputer
HW SW
GENERASI
0
GENERASI
1
GENERASI
2
Mikro
Progam
Bahasa
Mesin
Bahasa
Assembli
Ditulis dlm
bentuk bil.
biner
Bukan SW,
bukan HW
SW yg
atau
dikemas
dlm
untuk
bentuk
meringkas,
rangkaian
ditulis dlm
elektronik
bentuk bil.
(Firm
hexa
ware)
decimal
GENERASI
3
GENERASI
4
GENERASI
5
GENERASI
6
Compiler
Interprete
r
Program
Paket
Voice
Recogniz
er
WP
MV A,B
LD B,C
ADD A,B
DEC C
dll
ALGOL
COBOL
FORTRAN
PASCAL
PL1
C
PROLOG
dll
WS
LOTUS123
MS WORD
BASIC
Bahasa tingkat
Bahasa tingkat
tinggi (high level
rendah (low level
language)
language)
Bahasa Pemrograman
(Programming
Language)
Makin dekat ke mesin
MS EXCEL
POWER POINT
SMART WORK
FOX PRO
Memerinta
h komputer
dengan
suara
FOX BASE
VISIO
dll
Program Paket
(Packet
Program)
Makin dekat ke
Generasi II
1955 – 1964
Menggunakan
teknologi
I/O Equipment
Central ProcessingUnit
AC
MQ
Magnetic
Drum
Storage
Magnetic
Disc
Storage
Printer
Card
Reader
Arithmetic Logic Unit
Drum-Disc
Control Unit
Magnetic
Tape
Storage
DR
I/O
Processor
(Channel)
I/O
Processor
(Channel)
Operator’s
Console
Index
Register
XR(1-7)
IBR
Memory Control Unit
(Multiplexer)
Index
Address
IR
Control
Circuits
AR
Control
Signals
PC
I/O Processor
Core
Memory
M
Arsitektur
Generasi II
Ciri Komputer Generasi II
1.Menerapkan Flip Flop
Transistor Bipolar Diskrit
2.Memory : Inti Ferit dan
Drum Magnetik
3.Menerapkan Register
Indeks & Perangkat Keras
Koma
4. Menerapkan Bahasa
Pemrograman Tingkat Tinggi
ALGOL, COBOL, & FORTRAN
5. Menerapkan I/O Processor
6. Menerapkan ”System
Software” Subroutine
Libraries, Compiler, dan Batch
3 jenis Kata Komputer IBM
Bit
Data (35 bit)
7094
0 1 2 3 ---------------------------------------------------------- 35
Bit
Tanda
(a) Kata Bilangan Koma Tetap
Bit Mantise (27 bit)
Bit Pangkat (8 bit)
0 1 2 3----------8 9 --------------------------------------------- 35
Bit Tanda
(b) Kata Bilangan Koma
Mengambang
0--------------------------------------- 21------------------------35
Address
OP Code
c) Kata
Instruksi
Instruksi Komputer IBM 7094
1. Transfer Data Aritmatik Koma
Tetap
2. Aritmatika Koma Mengambang
3. Logika (Nonnumerik)
4. Modifikasi Register Indeks
5. Percabangan
Instruksi IO
1.Kendali Perangkat
IO
2.Transfer Data
Tiga Tahapan Proses
operasi IOP
1.Saat CPU mengeksekusi
program dan menemui
Instruksi I/O,
CPU menginisialisasi
operasi I/O
*Instruksi menyatakan
perangkat IO dihubungkan
dengan IOP c untuk operasi
Input atau Output
*CPU juga menyatakan :
Alamat a di Memory Utama
adalah alamat awal Program
IO yg dieksekusi oleh IOP
2. CPU mentransfer
nama perangkat IO d
dan alamat awal
program IO a ke IOP c
3. IOP c mengeksekusi
program IO & bila operasi
IO terhenti baik normal
ataupun tidak, register
status SR diset sesuai
keadaan dan sinyal
interupsi dikirim ke CPU
Generasi III
1965 – 1974
1.Transistror Diskrit
diganti IC
2.Memory inti ferit
diganti IC
3.Menerapkan
Teknologi
4. Pemrosesan Paralel
Pipelining,
Multiprogramming, &
Multiprocessing
5. Dikembangkan Metode
Pembagian otomatis
penggunaan prosesor dan
Generasi IV
1975 – ?
1. Mempergunakan LSI
2. Menggunakan
CMOSFET untuk RAM
3. Mathcoprocessor untuk
menangani perhitungan
yg relatif rumit
Bermunculan
4. Program Paket
5. Jaringan Komputer
(Network )
Di dalam sebuah Sistem
Komputer terdapat
Perangkat Lunak :
1. Operating System (OS)
atau Sistem Operasi
2. Program Aplikasi
Beberapa Sistem Operasi :
1.DOS (Disk Operating
System)
2.LINUX
3.dll
Windows adalah sebuah
sistem perangkat lunak
yang bekerja di bawah
sistem operasi DOS (under
DOS).
Jadi pada hakekatnya
Windows bukan sebuah
Sistem Operasi, melainkan
Komputer saat ini bisa
menyimpan file file yang
berisi data Gambar, Suara,
Text (Dokumen), dan
Record. Jadi ada 4 jenis File
yang bisa disimpan oleh
Komputer, yaitu File
Gambar, Suara, Text
(Dokumen), dan Tabel.
Di dalam Sistem Komputer,
File file membentuk sebuah
Data Base (Basis Data).
Jadi Basis Data terdiri dari
beberapa File.
Ada 4 jenis File, yaitu File
Gambar, Suara, Text
(Dokumen), dan Tabel.
Khusus file yang berisi data
dalam bentuk Record,
ternyata kalau disusun,
record record tersebut akan
membentuk sebuah Tabel
yang sangat rapi.
Sehingga beberapa Vendor
menyebut File jenis ini
dengan sebutan TABLE
Khusus untuk File / Tabel ini
terdiri dari Record
Record.
Setiap Record terdiri dari
beberapa Field.
Setiap Filed terdiri dari
beberapa Character.
Setiap Character terdiri
Generasi V ??????
Teknologi yang
mungkin
1.Optik
2.Super
Conduktor
ORGANISASI
MEMORY
memiliki kemampuan
mencatat / menyimpan /
mengingat / merekam
data
selama suatu selang
waktu.
Panjang selang waktu
bisa
dinding gua, papan tulis,
prasasti, daun lontar, buku,
cincin cincin di abacus,
roda angka pada
speedometer,
film, flip flop, pita magnetik,
drum magnetik, hard disk,
diskette, laser disk, cd ROM,
Memory
Internal
Memor
y
Memory
Eksternal
Register
Memor
y
Utama
ROM
RAM
Mercury Delay Line,
CRT, Kawat/ Pita/
Drum magnetik,
Memor
Kartu/Pita
y Kedua
Berlubang,
Diskette, Hard Disk,
Laser Disk, CD
ROM, DVD, Flash
4 aspek yang
harus
diperhatikan
dalam
1. Pemakaian beberapa jenis
perangkat memory yg
berbeda dengan rasio
cost/penampilan yang
berbeda, diorganisasikan
agar berpenampilan baik
dan cost per bit rendah.
Setiap individu memory
membentuk suatu hirarki
2. Pengembangan
metoda pengalokasian
ruang secara otomatis
membuat pemakaian
ruang memory yang
tersedia lebih efisien.
3. Pengembangan konsep
virtual memory
membebaskan pemakai
dari manajemen memory
dan membuat program
program lebih tidak
tergantung pada
konfigurasi fisik memory
4. link komunikasi pada
sistem memory
dirancang agar semua
prosesor yang terhubung
dapat beroperasi pada
atau mendekati
rate
a. Kenaikan efektifitas
bandwidth memory
processor b. Pemeliharaan
mekanisme
c.
Perlindungan program dari
pengaksesan /
pennggantian
area penyimpanan satu
Karakteristik
Perangkat
Memory
1.Cost
2.Waktu & kecepatan
akses
3.Moda akses
4.Alterability
5.Kepermanenan data
7. Waktu siklus &
kecepatan transfer data
(rate of data
transfer)
8. Fisik media penyimpan
9. Beberapa karakteristik
fisik suatu penyimpan
1. COST penyimpan
data
c = C/S [Rp/bit]
C : biaya pengadaan
sistem
Th 1945
komputer berorientasi
Kata
1 k kata = 1024 kata
Kata : data, instruksi
(Khusus Data & Instruksi)
10
(2 = 1024)
Sekarang
komputer berorientasi
Byte
Satuan data & instruksi
adalah Byte
1 k Byte = 1024 Byte
(Khusus Data & Instruksi)
10
Hitunglah COST
sebuah Hard Disk
berkapasitas 160
GByte yg harganya
Rp. 500.000,-
2. Waktu akses
suatu penyimpan
data
Ada 2 jenis akses yaitu
Akses Baca (tR) &
Waktu Akses Baca :
Waktu yang diperlukan
untuk membaca data
pada suatu alamat di
memory tersebut
dihitung dari saat mulai
mengakses alamat
sampai dengan
Waktu Akses Tulis :
Waktu yang diperlukan
untuk menulis data pada
suatu alamat di memory
tersebut dihitung dari
saat mulai mengakses
alamat sampai dengan
penulisannya tuntas
tR < t W
Karena pada saat
menulis data,
diperlukan waktu
Yang digunakan
sebagai standard
Waktu akses suatu
sistem memory
adalah
Kecepatan akses
suatu penyimpan
data
(Access Rate of Storage)
Banyaknya data yang
bisa diakses pada sistem
1010
Memory Flip
Flop Transistor
Bipolar
109
Memory
Transistor CMOSFET
Memory
Inti Ferit
108
107
Kecepatan Memory
[kata/dt]
106
105
104
103
Memory
drum Magnetik,
disk.
102
Memory
Optik
Memory
pita Magnetik
(tape)
101
100
10-1
Kartu
Berlubang
10-2
10-7
10-6
10-5
10-4
10-3
10-2
10-1
Cost
[Rp/bit]
Gambar 3.2 : Kecepatan Akses versus cost telnologi
Memory
100
3. Moda akses suatu
penyimpan data
Ada 3 jenis Moda
Akses yaitu : Setrial,
Random, & Semi
a. Moda Akses Serial
Untuk mengakses data
di suatu alamat pada
memory jenis serial
harus dimulai dari
alamat yang paling
Contoh memory
dengan moda akses
Serial antara lain :
piringan hitam;
kartu berlubang;
pita (tape)/kawat
magnetik
b. Moda Akses
Random
Untuk mengakses data
di suatu alamat pada
memory jenis random
dapat langsung ke
dengan moda
akses
Random antara
lain :
c. Moda Akses Semi
Random
Untuk mengakses data di
suatu alamat pada memory
jenis semi random diawali
dengan akses random untuk
menuju track data,
kemudian dilanjutkan akses
dengan moda
akses
Semi Random :
Hard disk,
Diskette,
CD ROM, Laser
4. Alterability suatu
sistem memory
Kemampuan untuk
mengganti data pada
saat memory tersebut
digunakan (on line).
Ditinjau dari
Alterability ada 3 jenis
memory:
Read Write Memory
(RWM) Read Only
Memory (ROM)
Memory jenis RWM,
datanya dapat diganti pada
saat digunakan (on line).
Yang termasuk jenis RWM
antara lain memory
elektronik, memory
Memory jenis ROM,
pada saat digunakan (on
line) datanya hanya dapat
dibaca saja tidak dapat
diganti, tetapi
kemungkinan datanya
dapat diganti pada saat
tidak digunakan (off line).
Beberapa jenis
ROM PROM,
EPROM, EEPROM,
PROM (Programable ROM)
adalah memory
elektronik yang pada saat
digunakan datanya hanya
dapat dibaca saja,
datanya tidak dapat
diganti dengan data yang
baru baik pada saat
Memory jenis EPROM
(Erasable PROM) adalah
memory elektronik yg pada
saat digunakan datanya
hanya dapat dibaca saja dan
pada saat tidak digunakan
dapat diganti dengan data
yang baru; untuk
menghapus data digunakan
Memory jenis EEPROM
(Electricaly EPROM) adalah
memory elektronik yang
pada saat digunakan
datanya hanya dapat dibaca
saja dan pada saat tidak
digunakan dapat diganti
dengan data yang baru;
untuk menghapus data
Memory permanen adalah
memory yang datanya tidak
dapat diganti sama sekali.
Yang termasuk jenis memory
permanen antara lain Punch
Card (Kartu Berlubang), Hard
Copy, CD ROM, Laser Disk,
Piringan Hitam.
Penyimpan
(Permanence of Storage)
adalah kemampuan suatu
penyimpan data untuk
menjaga agar data yang
telah disimpan tidak rusak
Ada tiga kategori:
Destructive Readout
(DRO)
Nondestructive
Readout (NDRO)
dan
Volatility
Penyimpan data DRO
adalah penyimpan data
yg setelah dibaca
datanya rusak.
Yang termasuk jenis DRO
adalah salah satu jenis
memory CMOS-FET dan
Inti Ferit
Agar supaya data tidak
hilang seterusnya,
memory ini harus
disertai dengan proses
Restoring Write seperti
yang ditunjukkan oleh
Gambar berikut
Proses Restoring Write pd Memory
DRO
DRO Memory
Destructive
Read
Restoring
Write
NDRO
Buffer Register
Penyimpan data jenis
NDRO adalah suatu
penyimpan data yang
setelah dibaca datanya
tidak rusak.
Memory jenis NDRO
adalah semua memory
selain
salah satu jenis memory
Volatility atau
(ketergantungan pd catu
daya) ada tiga jenis
memory:
Nonvolatile
(tak tergantung pd catu
daya), Volatile
(tergantung pada catu daya)
Memory Volatile
Memory yang
apabila catu dayanya
ditiadakan datanya
rusak (hilang)
Register,
Memory Nonvolatile
Memory yang apabila
catu dayanya ditiadakan
datanya tidak rusak
(hilang)
ROM, Memory Magnetik,
Memory Optik,
Memory Dinamis
memory CMOS-FET
terdiri dari
1 CMOS-FET, 1 Kapasitor
Memory sebenarnya
Kapasitor.
1964 : Ditemukan CMOS-FET
(Complementery Metal Oxide Semi
Conductor Field Effect Transistor)
Dapat digunakan untuk memory
elektronik
Address
line
Drain
D
Source
S
Gate
G
(a) Transistor CMOS-FET
C
T
Data
line
(b) Memory 1 bit jenis CMOS-FET
Apabila kapasitor berisi
muatan listrik
memiliki Tegangan
Listrik antara 0 Volt s/d 5
Volt.
Data biner 1 atau 0
direpresentasikan oleh
Tegangan HIGH 3,2 V 5 V
atau
LOW 0 V 3,2 V
setiap saat mengalami
pelucutan
muatan/discharge
muatannya akan habis
tegangannya menjadi
penuh muatan
listrik
Tegangannya 5
Volt
mengalami
discharge
tegangan turun <
Sebelum Tegangan turun
sampai 3,2 Volt kapasitor
harus diberi penyegaran
(refreshing) tegangan
kembali menjadi 5 Volt.
agar data tidak hilang
Refreshing secara
Memory CMOS-FET
tegangan listriknya
naik turun terus
disebut
Memory Dinamis.
Fisik Media Penyimpan
Dari segi fisik data
yg disimpan
1. Memory Mekanik
2. Memory Magnetik
3. Memory Elektronik
4. Memory Optik.
Memory Mekanik
penulisan data
Mekanik pembacaan data
Mekanik, Elektrik, Optik.
Kartu Berlubang, Hard
Copy,
Pita Berlubang, Tulisan
Magnetik
data : Titik Titik Magnit
Penulisan data
Magnetik Pembacaan
data Magnetik
Kawat Magnetik, Disktte,
Memory Elektronik
Data tegangan listrik
HIGH & LOW
Penulisan data Elektronik
Pembacaan data
Elektronik
Register, ROM & RAM pada
Memory Utama, Flash Disk,
Memory Optik
data Titik Titik Cermin
dan Bukan Cermin
Penulisan dataThermik,
Magnetik
Pembacaan data Optik
Laser Disk, CD-ROM, Optikal
Disk, Hard Copy.
Beberapa
karakteristik fisik
suatu penyimpan
Compatible:
”Dapat saling
memahami”
Agar 2 sistem dengan
standard yang berbeda
dapat berkomunikasi,
di antara keduanya
harus diberi sistem
Interface
Berupa HW dan atau SW
Berfungsi menterjemahkan
Standard Pengirim menjadi
Standard Penerima
penerima memahami data
yang dikirim oleh pengirim.
Interface
Membuat agar supaya
kedua belah pihak
menjadi saling
memahami
Bentuk fisik data :
Komputer yang
digunakan sekarang
adalah komputer
elektronik digital
hanya bisa mengolah
data biner yang secara
fisik berupa pulsa pulsa
tegangan listrik HIGH dan
Salah satu contoh data 12
bit
HIGH Bit 1; LOW Bit 0
1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1
0
Semua data yang
diolah oleh CPU harus
dalam bentuk data
Elektronik yang berupa
Pulsa-Pulsa Tegangan
Listrik yang standard.
Data yang akan
diolah:
-Data Mekanik
-Data Magnetik
-Data Elektrik
-Data Elektronik
-Data Optik
Apabila tidak berupa
pulsa pulsa tegangan
listrik yang standard
data diubah dulu
menjadi pulsa pulsa
tegangan listrik yang
standard dengan
Transducer.
Data
asal
Tranducer
1.Mekanik Mechano
2.Magneti Electric
k
Magneto
Kerapatan Data pada
Penyimpan Data
Dimensi sama, makin
banyak data yang
dapat disimpan
datanya semakin rapat
(tinggi)
relatif sangat tinggi
Hard Disk yang bisa masuk
saku celana memiliki
kapasitas 160 Gbyte bahkan
lebih.
Flashdisk dengan ukuran
sebesar jari kelingking orang
dewasa berkapasitas 8
makin kecil ukuran sistem
penyimpan data
makin mudah dibawa
semakin “portable”
konsumsi energi
makin sedikit
cost makin rendah.
Reliabilitas (Reliability) suatu
Penyimpan Data :
Selang waktu efektif mana
Penyimpan Data tersebut
tetap mampu dikenai proses
baca / tulis dengan benar
2 versi Reliabilitas
yang pernah didefinisikan :
MTBF & MTTF
MTBF (Mean Times Before Failure)
selang waktu efektif yang
dihitung sejak saat
Penyimpan Data tersebut
digunakan pertama kali s/d
saat kapan Penyimpan Data
tersebut akan mengalami
kesalahan pertama dalam
proses baca dan atau tulis.
MTTF (Mean Times To
Failure) selang waktu efektif
yang dihitung sejak saat
Penyimpan Data tersebut
digunakan pertama kali
sampai dengan saat kapan
Penyimpan Data tersebut
tepat mengalami kesalahan
pertama dalam proses baca
* Kesalahan timbul karena
faktor internal Penyimpan
Data yaitu menurunnya
kemampuan (loyo/
exhausted) material
Penyimpan Data untuk
menerima proses baca /tulis
bukan karena faktor
eksternal seperti panas,
Sekarang,
MTBF
tidak digunakan lagi
Yang digunakan
MTBF & MTTF Penyimpan Data
MTBF
MTTF
Selang waktu efektif
t [jam]
Saat
digunakan
pertama kali
Saat terjadi
Δt0 kesalahan
pertama
17000jam dipasang pada
komputer yang setiap
minggu (7 hari) digunakan
total selama 30 jam. Apabila
setiap jamnya Hard Disk
tersebut diakses baca / tulis
rata rata selama 3 menit,
berapakah umur Hard disk
tsb?
Komputer yang
digunakan
saat ini adalah
Komputer Elektronik
Digital yang menganut
Konsep Komputer Program
Tersimpan dan
Elektronik
menggunakan
rangkaian elektronik
Digital
data yang diolah
harus data biner
Tersimpan sebelum
dieksekusi,
data & instruksi harus
disimpan dahulu
di memory utama.
Berorientasi Byte
satuan data Byte (8
CLOCK
Sistem komputer
memerlukan Clock
untuk
mensinkronkan
fungsi kerja
Clock tegangan
listrik berupa
gelombang kotak
(square waves)
yang dibangkitkan
terus menerus
selama komputer
E [Volt]
Tclock
(1 clock)
t [dt]
Frekwensi clock
fclk : banyaknya
panjang gelombang ()
yang dibangkitkan
fclk = 3 Ghz
setiap detik
dibangkitkan sebanyak
3G
Apabila 1 proses
dilakukan dlm waktu 1
clock
setiap detik
dilakukankan sebanyak
9
CLOCK adalah
satuan waktu
terkecil dalam
sebuah Sistem
komputer
Setiap proses selalu dimulai pada saat
awal Gelombang CLOCK dibangkitkan
E [Volt]
Tclock
(1 clock)
t [dt]
Wait State
Sistem
Komputer
Waktu akses memory /
kecepatan memory
ditentukan oleh
karakteristik material /
bahan pembentuk sistem
memory tersebut [dt]
Tidak terpengaruh oleh
Sebuah sistem memory,
apabila digunakan pada
sistem komputer dengan
frekwensi clock (fclk)
berapapun juga,
kecepatan memory
tersebut akan tetap.
Kecepatan proses oleh
CPU (kecepatan CPU)
ditentukan oleh tingginya
frekwensi clock komputer
(fclk)
[Siklus mesin];[machine
cycles]
Sebuah sistem memory
digunakan pada
komputer dengan fclk yang
berbeda,
maka :
kepatan memorynya
Wait State:
Waktu tunggu yang
dilakukan oleh CPU
untuk menunggu
selesainya akses
data pada Memory
Utama
kecepatan CPU
lebih cepat
dibanding
kecepatan Memory
Besaran Wait State
selalu bilangan bulat :
Zero Wait State,
One Wait State,
Two Wait State, ………
dan seterusnya.
Gambar Wait State
CPU
MEMORY
t (dt)
Memory
tMEM - tCPU
Access Time
tMEM
CPU Time
tCPU
ONE WAIT STATE
Gambar Wait State
CPU
MEMORY
t (dt)
CPU Time
tCPU
tMEM - tCPU
Memory
Access Time
tMEM
THREE WAIT STATE
tMEM tCPU
WST
tCPU
di mana:
tMEM : waktuproses CPU
tCPU : waktuaksesMemoryUtama
Apabila hasil
perhitungan WST
yang didapat
berupa bilangan
pecahan, maka
harus dibulatkan
Kiat mempercepat proses
sebuah Sistem komputer :
1.Menaikkan Frekwensi Clock
2.Menurunkan Wait State
3.Menggunakan Memory
Antara
4.Menerapkan Virtual
Memory
Perangkat Lunak terdiri dari
Instruksi dan Data
CP
U
Instruction
Stream
Data
Stream
MEMORY
Atas Dasar Aliran Instruksi dan Data,
terdapat 4 jenis Komputer
1. Single Instruction Stream Single
Data Stream (SISD)
2. Single Instruction Stream Multiple
Data Stream (SIMD)
3. Multiple Instruction Stream Multiple
Data Stream (MIMD)
4. Multiple Instruction Stream Single
Data Stream (MISD) Pipe Lining
1.SISD
D
Prosesor
tunggal
S1
S2
I
Proses
tidak
paralel
Sm
D’
Data yang masuk ke CPU
diproses oleh
sebuah instruksi,
Data yg masuk
berikutnya diproses oleh
Instruksi berikutnya.
Demikian seterusnya.
2. SIMD
Prosesor Jamak. Proses paralel
D1
P1
D2
P2
Dm
Pm
I
D1’
D2’
Dm’
Terdapat m buah
Prosesor.
Masing masing Prosesor
menerima Data masukan
yang berbeda beda
Seluruh Prosesor
menerima Instruksi yang
3. MIMD
Prosesor Jamak. Proses paralel
D2
D1
I1
P1
D1’
I2
P2
D2’
Dm
Im
Pm
Dm’
Terdapat m buah Prosesor
Masing masing Prosesor
menerima
Data masukan & Instruksi
yang berbeda beda
4. MISD
Prosesor
tunggal
D
i1
S1
Segment
1
i2
S2
Segment
2
Sm
Segment
m
I
Proses
paralel
P
im
D’
Data yang masuk ke CPU
diproses di S1 oleh instruksi
i1.
Hasilnya dimasukkan ke S2
diproses oleh instruksi i2
Pada saat hasil proses S1
dikirim ke S2 , data baru
Kemungkinan yg
terjadi :
Pada satu saat,
di setiap segment
terdapat satu data
yang diproses secara
bersamaan oleh
Sistem
Komputer
TERMINOLOGI
Arsitektur :
mengenai fungsi logika
suatu sistem tanpa
menyebut tipe
komponen yang
TERMINOLOGI
Organisasi:
mengenai susunan
komponen yang
digunakan utk
membangun suatu
TERMINOLOGI
Komputer :
sistem yang terdiri dari
3 bagian utama yaitu
CPU, Memory, & I/O
DIAGRAM BLOK SISTEM
KOMPUTER
CP
U
MEMOR
Y
I/O
DMA
(Direct
Memory
Access)
LINGKUNGA
N
(ENVIRONTMENT
)
KOMPUTER
CPU
(Central Processing Unit)
(bagian pemrosesan utama)
Berfungsi :
memroses, mengolah,
memanipulasi
data
MEMORY
sistem yang berfungsi :
mencatat, mengingat,
merekam, menyimpan data
dalam suatu selang waktu
sangat pendek s/d sangat
panjang
I/O (Input / Output)
Sistem yang berfungsi :
melewatkan data
masuk dan atau keluar
CPU / komputer.
ERA KOMPUTER MEKANIK
(1623 – 1945)
1623 : Wilhelm Schickard (1592 –
1635) profesor Universitas
Tübingen, merancang &
membangun mesin hitung
mekanik pertama dengan
kemampuan operasi aritmatika
kali (x), bagi (:), tambah (+),
& kurang (-).
1642
Blaise Pascal (1623 - 1662),
Filsuf/Ilmuwan Perancis,
merancang / membangun
mesin hitung mekanik
dua fungsi otomatis (+) / (-)
W & W’, masing masing
terdiri dari 6 roda
(W5 W4 W3 W2 W1 W0) &
(W5’ W4’ W3’ W2’ W1’
*Roda W sebagai
Register Accumulator
*Roda W’ sebagai
Penambah /
Pengurang
*Setiap
roda memiliki angka
1671
Gottfried Leibniz (1646 – 1716)
Filsuf/Matematisi Jerman,
membangun mesin hitung
4 fungsi otomatis
(x), (:), (+), (-).
Penyempurnaan dari mesin
1823
Charles Babbage (1792 –
1871), dari Inggris
merancang
mesin
differensial untuk membuat
tabel matematis fungsi
polinomial derajad 6
Tidak terealisir,
dihentikan th 1842 karena
teknologi mekanik belum
mampu dan Babbage
berambisi membuat mesin
1834 : Babbage merancang
mesin analitis terdiri dari
The Store dan The Mill,
menggunakan kartu
berlubang untuk operasi
dan variabel
Kartu variabel untuk operasi
The Mill {(x), (:), (+), (-)} &
menyimpan data operand
serta hasil operasi
Tidak pernah terealisir
Kartu berlubang diciptakan
oleh Jaquard untuk program
pola tenunan pada mesin tenun
Diagram blok mesin analitis
rancangan Babbage
The Mill
Arithmetic
Logic Unit
Dat
a
The
Store
Memory
Instruction
Variable
card
Operation
card
Progra
Inmormatio
n
Printer
And
Card
puncher
1837 - 1853
Georg Scheutz (1785 –
1873) orang Swedia,
merancang mesin
differential untuk mengelola
polinomial derajad 3 bil 15
digit.
Terealisir tahun 1853.
1850-an
George Boole (1815 –1864)
Menciptakan aljabar Boole
(Boolean Algebra)
Mengelola bilangan biner (0 & 1)
Operator dasar : AND, OR, NOT
Operator kombinasi :
NAND, NOR, XOR, XNOR
1885 : D. E. Felt (1862 –
1930) orang Amerika
Merancang dan membuat
comptometer, kalkulator
pertama yang menggunakan
tombol tekan untuk
memasukkan baik data
maupun instruksi dan
1890
Herman Hollerith (1860 –
1929), orang Amerika,
menemukan mesin tabulasi
menggunakan kartu
berlubang untuk pengurutan
dan tabulasi data numerik
yang jumahnya besar.
1896 : Herman Hollerith
mendirikan perusahaan
Tabulating Machine
Company memproduksi
mesin tabulasi
rancangannya.
1911
Perusahaan Tabulating
Machine Company merger
dengan beberapa
perusahaan menjadi
Computing-TabulatingRecording Company.
1924
Perusahaan
Computing-TabulatingRecording Company
berubah menjadi
International Business
Machine (IBM).
trioda
(tabung hampa) untuk :
1. penguat suara 1 atau 2
tingkat
2. membangun saklar
elektronik
berkecepatan jauh lebih
tinggi
dibanding saklar mekanik
1. Monostable
Multivibrator
memiliki 1 keadaan
stabil
2. Bistable Multivibrator
memiliki 2 keadaan
stabil
3. Astable Multivibrator
1.Monostable
Multivibrator
Keluaran ON
Diberi rangsangan OFF
Rangsangan diambil
ON
Keluaran OFF
2. Bistable Multivibrator
Memiliki 2 keadaan stabil FlipFlop
Keluaran ON
Diberi rangsangan OFF
Rangsangan diambil OFF
Keluaran OFF
Diberi rangsangan ON
3. Astable Multivibrator
Tidak memiliki keadaan
stabil
Begitu diberi catu daya,
maka keluarannya akan
berganti ganti ON
dengan OFF
a). Tabung Radio
Trioda
+
Anoda
+
+
Kisi
Katoda
R
C
_
LSP
MIC
R
C
b). Penguat 1 tingkat dengan
1 trioda
Penguat 2 tingkat 2 trioda
+
+
R
R
C
LSP
MIC
R
C
R
C
Penguat 2 tingkat dengan feed back
tak sengaja, timbulkan efek khusus
disebut multivibrator
+
+
R
R
C
LSP
MIC
R
C
R
C
Kabel feed
back tak
Multivibrator flip flop yang dapat
digunakan sebagai penyimpan
(memory) data biner 1 bit
+
+
R
R
ON
OFF
OFF
ON
C
C
R
C
R
C
1938 : Konrad Zuse,
orang Jerman,
merancang &
membangun komputer
mekanik Z1, mengelola
1941 : Konrad Zuse,
merancang & membangun
komputer elektro-mekanik Z3
*Mengelola bilangan biner
koma mengambang
*Komputer pertama yg
dikendalikan program
*Untuk merepresentasikn bit
bit, digunakan saklar elektro-
1937: Howard Aiken (1900 –
1973), Fisikawan Harvard,
merancang, membangun
komputer elektro-mekanik atas
dasar ide Babbage Automatic
Sequence Controlled Calculator
Program disimpan di
kartu operasi & kartu variabel
1939 disebut Harvard Mark I,
beroperasi 1944
Harvard Mark I
mengelola bilangan decimal
Menggunakan
Memory roda angka decimal,
kapasitas 72 bil decimal 23
angka.
Instruksi Harvard Mark I
A1 A2 OP
A1 & A2 : register penyimpan
operand
A2 : register tujuan hasil operasi
OP : jenis operasi, (x), (:), (+),
(-)
Mengalikan bilangan 10 digit
selesai dalam 3 dt
Tabel Era Komputer
Mekanik
(1623 – 1945)
TH
PENEMU / MESIN
KEMAMPUAN
1623 Wilhelm Schickard
1642 Blaise Pascal
1671 Gotfriet Leibniz
x ; : ; + ; + ; x ; : ; + ; -
1827 Charles Babbage /
Difference Engine
1834 Charles Babbage /
Analytical Engine
1941 Konrad Zuse / Z3
Tabel Fungsi
linomial
1944 Howard Aiken /
Hardvard Mark I
Komputasi serba
guna
Komputasi serba
guna
Komputasi serba
INOVASI TEKNIK
Tidak otomatis
Otomatis
Penyempurnaan
mesin Pascal
Otomatis (tidak
terealisir)
(tidak terealisir)
Dikendalikan
program
Komputer Serba
Guna
Biner Pertama
Komputer Serba
Guna
ERA KOMPUTER ELEKTRONIK
(1945 - ?)
Perbedaan komputer mekanik dan
komputer elektronik
KOMPUTER MEKANIK
KOMPUTER ELEKTRONIK
1.Kecepatan komputasi
1.Kecepatan komputasi tidak
dibatasi oleh inersia
diba-tasi oleh inersia
(kelembaman) bagian
(kelembaman) bagian
bagian mesin yg bergerak
bagian mesin yg bergerak
2.Transmisi informasi
2.Transmisi informasi
secara mekanik oleh roda
dilakukan oleh elektron,
gigi, tuas, dll tidak praktis
tidak ada bagian bagian
dan tidak awet
mesin yang bergerak
Akhir 1930-an :
John Astanasoff,
dari Iowa StateUniversity,
membuat mesin khusus
menggunakan tabung
hampa trioda untuk
menyelesaikan
persamaan linier
1943 – 1946 :
John Mauchly & J. Presper Eckert
Universitas Pensylvania,
membimbing pembuatan
komputer elektronik serba guna
pertama ENIAC (Electronic
Numerical Integrator and
Calculator). Konsultan : John von
Neumann.
Menggunakan 18000 trioda,
Berat 30 ton. Beroperasi
1946 Perkalian bil 10 digit
diselesaikan dalam 3 µdt.
Utk membuat tabel balistik
otomatis di
U.S.Army Ordonance
Departement
Memory Accumulator
Elektronik, masing masing
mengelola
bil decimal 10 digit bertanda
Pada satu accumulator,
angka disimpan di counter yg
terdiri dari 10 flip-flop trioda yg
membentuk rangkaian tertutup
Angka i (i = 0 s/d 9) digit ke
m
(m = 1 s/d 10), disimpan
pada flip-flop ke i dari
counter cincin accumulator
ke m.
Flip-flop ke i dari counter ke
m tsb dalam keadaan on,
Sebuah accumulator menyimpan bilangan
2513084196
nomo
r
10
cincin
0
no
1
mor
2
F
3
L
4
I
5
P
6
F
L
7
O
8
P
9
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
2
2
2
2
2
2
2
2
2
3
3
3
3
3
3
3
3
3
4
4
4
4
4
4
4
4
4
5
5
5
5
5
5
5
5
5
6
6
6
6
6
6
6
6
6
7
7
7
7
7
7
7
7
7
8
8
8
8
8
8
8
8
8
9
9
9
9
9
9
9
9
9
1945
John von Neumann (1903 –
1957), Matematisi dari
Hongaria, memperkenalkan
konsep Komputer Program
Tersimpan sebelum
dieksekusi, baik data &
instruksi harus disimpan
diterapkan pada EDVAC
Electronic Discrete Variable
Computer
mengelola bilangan
biner Memory utama : MercuryDelay-Line Kapasitas: 1 k kata
(data, instruksi)
1k kata = 1024
kata
Memory kedua : kawat
magnetik, 20 k kata
EDVAC memakai
rangkaian aritmatika & logika
biner serial
Instruksi :
Aritmatika, I/O,
Percabangan Berkondisi.
Instruksi Aritmatika :
A1 A2 A3 A4 OP
OP : Jenis Operasi (x ; : ; + ; -)
A1 & A2 : Alamat Operand
A3: Alamat penyimpan hasil
operasi
A4: Alamat Instruksi yg akan
Instruksi Percabangan
berkondisi A1 A2 A3 A4 C
Apabila
bil di alamat A1 ≥ bil di alamat
A2 Instruksi di alamat A3
dieksekusi, apabila tidak,
Instruksi di alamat A4
m : Arah transfer data
n : Alamat kawat memorykedua
Apabila m = 1, kata kata di
alamat
A1, A1+1, A1+2, ……, A3,
ditransfer ke kawat n
Apabila m ≠ 1, kata kata di
kawat n
ditransfer ke alamat alamat
merancang komputer program
tersimpan IAS di Princeton
Institut for Advance Studies,
memory utama Random Access
CRT
menggunakan rangkaian
elektronik untuk mengelola
data biner paralel (kata per
Akhir 1940-an awal 1950an
MIT
(Massachusetts Institute of
Technology)
membangun Whirlwind I,
komputer pertama yang
Manchester University
membangun komputer
ATLAS
memperkenalkan konsep
* One Level Storage
sekarang disebut Virtual
Memory * Register B
1947 : Eckert & Mauchly
mendirikan perusahaan
Eckert-Mauchly Computer
Corporation
1951 meluncurkan UNIVAC
Universal Automatic Computer
menggunakan memory utama
Mercury Delay Line dan
memory-kedua Magnetic Tape
1953 : IBM meluncurkan
komputer program tersimpan
elektronik tipe 701,
komputer IBM pertama dari
seri 700 yg sangat panjang
1947 : William Sockley, John
Bardeen, & Walter Brattain,
dari Bell Laboratory,
menemukan transistor dari
bahan semi konduktor Ge
Memiliki 3 kutub
Emittor, Base, dan Colector
Bisa bekerja pd tegangan 12
Volt.
Transistor ini disebut juga
transistor bipolar
Ada dua jenis : PNP dan NPN
Transistor dapat digunakan
utk membangun memory
elektronik berupa flip flop
menyimpan data 1 bit
bit = binary digit
++
PNP
NPN
C
B
B
E
C
ON
OFF
R
R
OFF
ON
C
C
E
C : Colector E :
Emittor
B : Base
Gambar skema
Transistor PNP dan NPN
R
C
C
Multivibrator flip flop
transistor bipolar
R
1964 : Ditemukan CMOS-FET
(Complementery Metal Oxide Semi
Conductor Field Effect Transistor)
Dapat digunakan untuk memory
elektronik
Address
line
Drain
D
Source
S
Gate
G
(a) Transistor CMOS-FET
C
T
Data
line
(b) Memory 1 bit jenis CMOS-FET
Multivibrator flip flop yang dapat
digunakan sebagai penyimpan
(memory) data biner 1 bit
+
+
R
R
ON
OFF
OFF
ON
C
C
R
C
R
C
Komputer yang digunakan
saat ini adalah
Komputer Elektronik Digital
yang menganut Konsep
Komputer Program
Tersimpan dan
Berorientasi Byte.
Elektronik
menggunakan
rangkaian elektronik
Digital
data yang diolah
harus data biner
Tersimpan sebelum
dieksekusi,
data & instruksi harus
disimpan dahulu
di memory utama.
Berorientasi Byte
satuan data Byte (8
Dalam keadaan ”OFF”,
sebuah sistem komputer
tetap menyimpan Program
Aplikasi yang dimilikinya di
dalam
Hard Disk, Flash Disk, dll
(di dalam Memory Kedua
Agar supaya Program
Aplikasi tersebut dapat
digunakan (dieksekusi),
maka terlebih dahulu harus
ditransfer / di ”LOAD” ke
Memory Utama, yaitu ke
dalam RAM.
Prosedur standard yang
digunakan untuk
melakukan Transfer / LOAD
program adalah dimulai
dari PROMT pada DOS,
yaitu dengan menggunakan
perintah LOAD ”nama
Tetapi karena pada
umumnya Komputer yang
ada selalu menggunakan
Program Paket Windows,
maka proses Transfer /
LOAD program Aplikasi
tersebut tak tampak.
Proses Transfer / LOAD
tersebut sepenuhnya
dilakukan oleh Windows.
Pengguna cukup
mengaktifkan (KLIK ) Icon
(Shortcut) atau langsung
pada nama File di mana
Dengan memanggil nama
File yang akan dieksekusi,
yaitu dengan cara ”KLIK”
nama File, Windows akan
melakukan Transfer / LOAD
Program kemudian diikuti
dengan File yang akan
Perangkat Lunak terdiri dari
Instruksi dan Data
CP
U
Instruction
Stream
Data
Stream
MEMORY
ERA & GENERASI
KOMPUTER ELEKTRONIK
Era Komputer
Elektronik
1945 sampai kapan
belum diketahui
Berdasar teknologi
memory,
ada 4 generasi,
I 1945 – 1955
II 1955 - 1965
III 1965 - 1975
Generasi I
1945 – 1954
Menggunakan
teknologi
tabung hampa
Arsitektur
computer generasi
I
Arithmetic
Logic
Unit
Secondary
Memory
Unit
Teletypewriter
Main
Memory
Card Reader
Program
Control Unit
Central Processing
Unit
(CPU)
Printer
and
Card punch
Input Output
Equipment
Central ProcessingUnit
Arithmetic Logic Unit
AC
MQ
Input Output
Equipment
Arithmetic Logic Circuits
DR
Instruction
&
Data
IBR
PC
IR
Control
Circuit
AR
Control
Signal
Program Conrol Unit
Main Memory
M
Address
Arsitektur
komputer IAS
Komputer IAS
prototipe
komputer serbaguna
CPU memiliki
Register Tabung
Hampa berkecepatan
Memory Utama
12
2 (4096) kata.
panjang kata 40 bit.
2 jenis kata :
Kata Bilangan
Kata Instruksi
Bit Data (39 bit)
0 1 2 3 ----------------------------------------------------------39
Bit Tanda
(a) Kata Data.
Instruksi Kiri (20 bit)
Instruksi Kanan (20
bit)
0-------7-8--------------------19 20-------28--------------------39
OP Code
Address
OP Code
(b) Kata Instruksi
Address
Dua aspek Organisasi
IAS
1. Register di CPU
menyimpan Operand &
Hasil Operasi.
Alamat Register
tercakup dalam OPCODE
2. Di Memory Utama,
Instruksi-2 disimpan di
alamat-2 yang hampir
berurutan,
sesuai
urutan eksekusinya
(alamat Instruksi berikutnya)
= (alamat Instruksi yg
sedang dieksekusi) + 1
alamat Instruksi berikutnya
KOMENTAR UNTUK IAS
(KOMPUTER GENERASI PERTAMA)
1. Modifikasi alamat blm
efisien. Untuk ”restart”
program asli yg tidak
dimodifikasi harus
di”reloaded” ke memory
3. Aritmatika koma
mengambang tidak
diterapkan, karena ”cost”
perangkat keras tinggi
4. 2 Instruksi dalam satu kata
menyebabkan kerumitan
kendali program dan jumlah
5. Set Instruksi dititikberatkan
pada komputasi numerik,
Logika pemrograman
dan hal Nonnumerik menjadi
sulit.
6. Instruksi I/O dianggap tidak
BAHASA (PROGRAM
KOMPUTER) PADA SAAT AWAL
Awalnya,
Bahasa (Program) Komputer
disebut Bahasa Mesin
(Instruksi & Operand),
ditulis dalam Bilangan Biner
di Memory Utama.
Tambahkan isi memory
alamat 7 pada
isi Accumulator
0011 1011 0000 0000
Operation Code
0111 Address
ditulis di Memory Utama
di alamat bukan 7
Awal 1950-an diperbaiki
menjadi
ADD XI
Disebut
Symbolic programming
sekarang
Assembly Language
(Bahasa Rakitan)
Disebut juga User Program
User Program tidak dalam
bentuk Kode Biner
tidak dapat dibaca oleh
Mesin Agar dapat dibaca
oleh Mesin, User Program
diterjemahkan ke Bahasa
Mesin menggunakan
Program Sistem khusus
Tabel 1.1 : Generasi Bahasa Komputer
HW SW
GENERASI
0
GENERASI
1
GENERASI
2
Mikro
Progam
Bahasa
Mesin
Bahasa
Assembli
Ditulis dlm
bentuk bil.
biner
Bukan SW,
bukan HW
SW yg
atau
dikemas
dlm
untuk
bentuk
meringkas,
rangkaian
ditulis dlm
elektronik
bentuk bil.
(Firm
hexa
ware)
decimal
GENERASI
3
GENERASI
4
GENERASI
5
GENERASI
6
Compiler
Interprete
r
Program
Paket
Voice
Recogniz
er
WP
MV A,B
LD B,C
ADD A,B
DEC C
dll
ALGOL
COBOL
FORTRAN
PASCAL
PL1
C
PROLOG
dll
WS
LOTUS123
MS WORD
BASIC
Bahasa tingkat
Bahasa tingkat
tinggi (high level
rendah (low level
language)
language)
Bahasa Pemrograman
(Programming
Language)
Makin dekat ke mesin
MS EXCEL
POWER POINT
SMART WORK
FOX PRO
Memerinta
h komputer
dengan
suara
FOX BASE
VISIO
dll
Program Paket
(Packet
Program)
Makin dekat ke
Generasi II
1955 – 1964
Menggunakan
teknologi
I/O Equipment
Central ProcessingUnit
AC
MQ
Magnetic
Drum
Storage
Magnetic
Disc
Storage
Printer
Card
Reader
Arithmetic Logic Unit
Drum-Disc
Control Unit
Magnetic
Tape
Storage
DR
I/O
Processor
(Channel)
I/O
Processor
(Channel)
Operator’s
Console
Index
Register
XR(1-7)
IBR
Memory Control Unit
(Multiplexer)
Index
Address
IR
Control
Circuits
AR
Control
Signals
PC
I/O Processor
Core
Memory
M
Arsitektur
Generasi II
Ciri Komputer Generasi II
1.Menerapkan Flip Flop
Transistor Bipolar Diskrit
2.Memory : Inti Ferit dan
Drum Magnetik
3.Menerapkan Register
Indeks & Perangkat Keras
Koma
4. Menerapkan Bahasa
Pemrograman Tingkat Tinggi
ALGOL, COBOL, & FORTRAN
5. Menerapkan I/O Processor
6. Menerapkan ”System
Software” Subroutine
Libraries, Compiler, dan Batch
3 jenis Kata Komputer IBM
Bit
Data (35 bit)
7094
0 1 2 3 ---------------------------------------------------------- 35
Bit
Tanda
(a) Kata Bilangan Koma Tetap
Bit Mantise (27 bit)
Bit Pangkat (8 bit)
0 1 2 3----------8 9 --------------------------------------------- 35
Bit Tanda
(b) Kata Bilangan Koma
Mengambang
0--------------------------------------- 21------------------------35
Address
OP Code
c) Kata
Instruksi
Instruksi Komputer IBM 7094
1. Transfer Data Aritmatik Koma
Tetap
2. Aritmatika Koma Mengambang
3. Logika (Nonnumerik)
4. Modifikasi Register Indeks
5. Percabangan
Instruksi IO
1.Kendali Perangkat
IO
2.Transfer Data
Tiga Tahapan Proses
operasi IOP
1.Saat CPU mengeksekusi
program dan menemui
Instruksi I/O,
CPU menginisialisasi
operasi I/O
*Instruksi menyatakan
perangkat IO dihubungkan
dengan IOP c untuk operasi
Input atau Output
*CPU juga menyatakan :
Alamat a di Memory Utama
adalah alamat awal Program
IO yg dieksekusi oleh IOP
2. CPU mentransfer
nama perangkat IO d
dan alamat awal
program IO a ke IOP c
3. IOP c mengeksekusi
program IO & bila operasi
IO terhenti baik normal
ataupun tidak, register
status SR diset sesuai
keadaan dan sinyal
interupsi dikirim ke CPU
Generasi III
1965 – 1974
1.Transistror Diskrit
diganti IC
2.Memory inti ferit
diganti IC
3.Menerapkan
Teknologi
4. Pemrosesan Paralel
Pipelining,
Multiprogramming, &
Multiprocessing
5. Dikembangkan Metode
Pembagian otomatis
penggunaan prosesor dan
Generasi IV
1975 – ?
1. Mempergunakan LSI
2. Menggunakan
CMOSFET untuk RAM
3. Mathcoprocessor untuk
menangani perhitungan
yg relatif rumit
Bermunculan
4. Program Paket
5. Jaringan Komputer
(Network )
Di dalam sebuah Sistem
Komputer terdapat
Perangkat Lunak :
1. Operating System (OS)
atau Sistem Operasi
2. Program Aplikasi
Beberapa Sistem Operasi :
1.DOS (Disk Operating
System)
2.LINUX
3.dll
Windows adalah sebuah
sistem perangkat lunak
yang bekerja di bawah
sistem operasi DOS (under
DOS).
Jadi pada hakekatnya
Windows bukan sebuah
Sistem Operasi, melainkan
Komputer saat ini bisa
menyimpan file file yang
berisi data Gambar, Suara,
Text (Dokumen), dan
Record. Jadi ada 4 jenis File
yang bisa disimpan oleh
Komputer, yaitu File
Gambar, Suara, Text
(Dokumen), dan Tabel.
Di dalam Sistem Komputer,
File file membentuk sebuah
Data Base (Basis Data).
Jadi Basis Data terdiri dari
beberapa File.
Ada 4 jenis File, yaitu File
Gambar, Suara, Text
(Dokumen), dan Tabel.
Khusus file yang berisi data
dalam bentuk Record,
ternyata kalau disusun,
record record tersebut akan
membentuk sebuah Tabel
yang sangat rapi.
Sehingga beberapa Vendor
menyebut File jenis ini
dengan sebutan TABLE
Khusus untuk File / Tabel ini
terdiri dari Record
Record.
Setiap Record terdiri dari
beberapa Field.
Setiap Filed terdiri dari
beberapa Character.
Setiap Character terdiri
Generasi V ??????
Teknologi yang
mungkin
1.Optik
2.Super
Conduktor
ORGANISASI
MEMORY
memiliki kemampuan
mencatat / menyimpan /
mengingat / merekam
data
selama suatu selang
waktu.
Panjang selang waktu
bisa
dinding gua, papan tulis,
prasasti, daun lontar, buku,
cincin cincin di abacus,
roda angka pada
speedometer,
film, flip flop, pita magnetik,
drum magnetik, hard disk,
diskette, laser disk, cd ROM,
Memory
Internal
Memor
y
Memory
Eksternal
Register
Memor
y
Utama
ROM
RAM
Mercury Delay Line,
CRT, Kawat/ Pita/
Drum magnetik,
Memor
Kartu/Pita
y Kedua
Berlubang,
Diskette, Hard Disk,
Laser Disk, CD
ROM, DVD, Flash
4 aspek yang
harus
diperhatikan
dalam
1. Pemakaian beberapa jenis
perangkat memory yg
berbeda dengan rasio
cost/penampilan yang
berbeda, diorganisasikan
agar berpenampilan baik
dan cost per bit rendah.
Setiap individu memory
membentuk suatu hirarki
2. Pengembangan
metoda pengalokasian
ruang secara otomatis
membuat pemakaian
ruang memory yang
tersedia lebih efisien.
3. Pengembangan konsep
virtual memory
membebaskan pemakai
dari manajemen memory
dan membuat program
program lebih tidak
tergantung pada
konfigurasi fisik memory
4. link komunikasi pada
sistem memory
dirancang agar semua
prosesor yang terhubung
dapat beroperasi pada
atau mendekati
rate
a. Kenaikan efektifitas
bandwidth memory
processor b. Pemeliharaan
mekanisme
c.
Perlindungan program dari
pengaksesan /
pennggantian
area penyimpanan satu
Karakteristik
Perangkat
Memory
1.Cost
2.Waktu & kecepatan
akses
3.Moda akses
4.Alterability
5.Kepermanenan data
7. Waktu siklus &
kecepatan transfer data
(rate of data
transfer)
8. Fisik media penyimpan
9. Beberapa karakteristik
fisik suatu penyimpan
1. COST penyimpan
data
c = C/S [Rp/bit]
C : biaya pengadaan
sistem
Th 1945
komputer berorientasi
Kata
1 k kata = 1024 kata
Kata : data, instruksi
(Khusus Data & Instruksi)
10
(2 = 1024)
Sekarang
komputer berorientasi
Byte
Satuan data & instruksi
adalah Byte
1 k Byte = 1024 Byte
(Khusus Data & Instruksi)
10
Hitunglah COST
sebuah Hard Disk
berkapasitas 160
GByte yg harganya
Rp. 500.000,-
2. Waktu akses
suatu penyimpan
data
Ada 2 jenis akses yaitu
Akses Baca (tR) &
Waktu Akses Baca :
Waktu yang diperlukan
untuk membaca data
pada suatu alamat di
memory tersebut
dihitung dari saat mulai
mengakses alamat
sampai dengan
Waktu Akses Tulis :
Waktu yang diperlukan
untuk menulis data pada
suatu alamat di memory
tersebut dihitung dari
saat mulai mengakses
alamat sampai dengan
penulisannya tuntas
tR < t W
Karena pada saat
menulis data,
diperlukan waktu
Yang digunakan
sebagai standard
Waktu akses suatu
sistem memory
adalah
Kecepatan akses
suatu penyimpan
data
(Access Rate of Storage)
Banyaknya data yang
bisa diakses pada sistem
1010
Memory Flip
Flop Transistor
Bipolar
109
Memory
Transistor CMOSFET
Memory
Inti Ferit
108
107
Kecepatan Memory
[kata/dt]
106
105
104
103
Memory
drum Magnetik,
disk.
102
Memory
Optik
Memory
pita Magnetik
(tape)
101
100
10-1
Kartu
Berlubang
10-2
10-7
10-6
10-5
10-4
10-3
10-2
10-1
Cost
[Rp/bit]
Gambar 3.2 : Kecepatan Akses versus cost telnologi
Memory
100
3. Moda akses suatu
penyimpan data
Ada 3 jenis Moda
Akses yaitu : Setrial,
Random, & Semi
a. Moda Akses Serial
Untuk mengakses data
di suatu alamat pada
memory jenis serial
harus dimulai dari
alamat yang paling
Contoh memory
dengan moda akses
Serial antara lain :
piringan hitam;
kartu berlubang;
pita (tape)/kawat
magnetik
b. Moda Akses
Random
Untuk mengakses data
di suatu alamat pada
memory jenis random
dapat langsung ke
dengan moda
akses
Random antara
lain :
c. Moda Akses Semi
Random
Untuk mengakses data di
suatu alamat pada memory
jenis semi random diawali
dengan akses random untuk
menuju track data,
kemudian dilanjutkan akses
dengan moda
akses
Semi Random :
Hard disk,
Diskette,
CD ROM, Laser
4. Alterability suatu
sistem memory
Kemampuan untuk
mengganti data pada
saat memory tersebut
digunakan (on line).
Ditinjau dari
Alterability ada 3 jenis
memory:
Read Write Memory
(RWM) Read Only
Memory (ROM)
Memory jenis RWM,
datanya dapat diganti pada
saat digunakan (on line).
Yang termasuk jenis RWM
antara lain memory
elektronik, memory
Memory jenis ROM,
pada saat digunakan (on
line) datanya hanya dapat
dibaca saja tidak dapat
diganti, tetapi
kemungkinan datanya
dapat diganti pada saat
tidak digunakan (off line).
Beberapa jenis
ROM PROM,
EPROM, EEPROM,
PROM (Programable ROM)
adalah memory
elektronik yang pada saat
digunakan datanya hanya
dapat dibaca saja,
datanya tidak dapat
diganti dengan data yang
baru baik pada saat
Memory jenis EPROM
(Erasable PROM) adalah
memory elektronik yg pada
saat digunakan datanya
hanya dapat dibaca saja dan
pada saat tidak digunakan
dapat diganti dengan data
yang baru; untuk
menghapus data digunakan
Memory jenis EEPROM
(Electricaly EPROM) adalah
memory elektronik yang
pada saat digunakan
datanya hanya dapat dibaca
saja dan pada saat tidak
digunakan dapat diganti
dengan data yang baru;
untuk menghapus data
Memory permanen adalah
memory yang datanya tidak
dapat diganti sama sekali.
Yang termasuk jenis memory
permanen antara lain Punch
Card (Kartu Berlubang), Hard
Copy, CD ROM, Laser Disk,
Piringan Hitam.
Penyimpan
(Permanence of Storage)
adalah kemampuan suatu
penyimpan data untuk
menjaga agar data yang
telah disimpan tidak rusak
Ada tiga kategori:
Destructive Readout
(DRO)
Nondestructive
Readout (NDRO)
dan
Volatility
Penyimpan data DRO
adalah penyimpan data
yg setelah dibaca
datanya rusak.
Yang termasuk jenis DRO
adalah salah satu jenis
memory CMOS-FET dan
Inti Ferit
Agar supaya data tidak
hilang seterusnya,
memory ini harus
disertai dengan proses
Restoring Write seperti
yang ditunjukkan oleh
Gambar berikut
Proses Restoring Write pd Memory
DRO
DRO Memory
Destructive
Read
Restoring
Write
NDRO
Buffer Register
Penyimpan data jenis
NDRO adalah suatu
penyimpan data yang
setelah dibaca datanya
tidak rusak.
Memory jenis NDRO
adalah semua memory
selain
salah satu jenis memory
Volatility atau
(ketergantungan pd catu
daya) ada tiga jenis
memory:
Nonvolatile
(tak tergantung pd catu
daya), Volatile
(tergantung pada catu daya)
Memory Volatile
Memory yang
apabila catu dayanya
ditiadakan datanya
rusak (hilang)
Register,
Memory Nonvolatile
Memory yang apabila
catu dayanya ditiadakan
datanya tidak rusak
(hilang)
ROM, Memory Magnetik,
Memory Optik,
Memory Dinamis
memory CMOS-FET
terdiri dari
1 CMOS-FET, 1 Kapasitor
Memory sebenarnya
Kapasitor.
1964 : Ditemukan CMOS-FET
(Complementery Metal Oxide Semi
Conductor Field Effect Transistor)
Dapat digunakan untuk memory
elektronik
Address
line
Drain
D
Source
S
Gate
G
(a) Transistor CMOS-FET
C
T
Data
line
(b) Memory 1 bit jenis CMOS-FET
Apabila kapasitor berisi
muatan listrik
memiliki Tegangan
Listrik antara 0 Volt s/d 5
Volt.
Data biner 1 atau 0
direpresentasikan oleh
Tegangan HIGH 3,2 V 5 V
atau
LOW 0 V 3,2 V
setiap saat mengalami
pelucutan
muatan/discharge
muatannya akan habis
tegangannya menjadi
penuh muatan
listrik
Tegangannya 5
Volt
mengalami
discharge
tegangan turun <
Sebelum Tegangan turun
sampai 3,2 Volt kapasitor
harus diberi penyegaran
(refreshing) tegangan
kembali menjadi 5 Volt.
agar data tidak hilang
Refreshing secara
Memory CMOS-FET
tegangan listriknya
naik turun terus
disebut
Memory Dinamis.
Fisik Media Penyimpan
Dari segi fisik data
yg disimpan
1. Memory Mekanik
2. Memory Magnetik
3. Memory Elektronik
4. Memory Optik.
Memory Mekanik
penulisan data
Mekanik pembacaan data
Mekanik, Elektrik, Optik.
Kartu Berlubang, Hard
Copy,
Pita Berlubang, Tulisan
Magnetik
data : Titik Titik Magnit
Penulisan data
Magnetik Pembacaan
data Magnetik
Kawat Magnetik, Disktte,
Memory Elektronik
Data tegangan listrik
HIGH & LOW
Penulisan data Elektronik
Pembacaan data
Elektronik
Register, ROM & RAM pada
Memory Utama, Flash Disk,
Memory Optik
data Titik Titik Cermin
dan Bukan Cermin
Penulisan dataThermik,
Magnetik
Pembacaan data Optik
Laser Disk, CD-ROM, Optikal
Disk, Hard Copy.
Beberapa
karakteristik fisik
suatu penyimpan
Compatible:
”Dapat saling
memahami”
Agar 2 sistem dengan
standard yang berbeda
dapat berkomunikasi,
di antara keduanya
harus diberi sistem
Interface
Berupa HW dan atau SW
Berfungsi menterjemahkan
Standard Pengirim menjadi
Standard Penerima
penerima memahami data
yang dikirim oleh pengirim.
Interface
Membuat agar supaya
kedua belah pihak
menjadi saling
memahami
Bentuk fisik data :
Komputer yang
digunakan sekarang
adalah komputer
elektronik digital
hanya bisa mengolah
data biner yang secara
fisik berupa pulsa pulsa
tegangan listrik HIGH dan
Salah satu contoh data 12
bit
HIGH Bit 1; LOW Bit 0
1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1
0
Semua data yang
diolah oleh CPU harus
dalam bentuk data
Elektronik yang berupa
Pulsa-Pulsa Tegangan
Listrik yang standard.
Data yang akan
diolah:
-Data Mekanik
-Data Magnetik
-Data Elektrik
-Data Elektronik
-Data Optik
Apabila tidak berupa
pulsa pulsa tegangan
listrik yang standard
data diubah dulu
menjadi pulsa pulsa
tegangan listrik yang
standard dengan
Transducer.
Data
asal
Tranducer
1.Mekanik Mechano
2.Magneti Electric
k
Magneto
Kerapatan Data pada
Penyimpan Data
Dimensi sama, makin
banyak data yang
dapat disimpan
datanya semakin rapat
(tinggi)
relatif sangat tinggi
Hard Disk yang bisa masuk
saku celana memiliki
kapasitas 160 Gbyte bahkan
lebih.
Flashdisk dengan ukuran
sebesar jari kelingking orang
dewasa berkapasitas 8
makin kecil ukuran sistem
penyimpan data
makin mudah dibawa
semakin “portable”
konsumsi energi
makin sedikit
cost makin rendah.
Reliabilitas (Reliability) suatu
Penyimpan Data :
Selang waktu efektif mana
Penyimpan Data tersebut
tetap mampu dikenai proses
baca / tulis dengan benar
2 versi Reliabilitas
yang pernah didefinisikan :
MTBF & MTTF
MTBF (Mean Times Before Failure)
selang waktu efektif yang
dihitung sejak saat
Penyimpan Data tersebut
digunakan pertama kali s/d
saat kapan Penyimpan Data
tersebut akan mengalami
kesalahan pertama dalam
proses baca dan atau tulis.
MTTF (Mean Times To
Failure) selang waktu efektif
yang dihitung sejak saat
Penyimpan Data tersebut
digunakan pertama kali
sampai dengan saat kapan
Penyimpan Data tersebut
tepat mengalami kesalahan
pertama dalam proses baca
* Kesalahan timbul karena
faktor internal Penyimpan
Data yaitu menurunnya
kemampuan (loyo/
exhausted) material
Penyimpan Data untuk
menerima proses baca /tulis
bukan karena faktor
eksternal seperti panas,
Sekarang,
MTBF
tidak digunakan lagi
Yang digunakan
MTBF & MTTF Penyimpan Data
MTBF
MTTF
Selang waktu efektif
t [jam]
Saat
digunakan
pertama kali
Saat terjadi
Δt0 kesalahan
pertama
17000jam dipasang pada
komputer yang setiap
minggu (7 hari) digunakan
total selama 30 jam. Apabila
setiap jamnya Hard Disk
tersebut diakses baca / tulis
rata rata selama 3 menit,
berapakah umur Hard disk
tsb?
Komputer yang
digunakan
saat ini adalah
Komputer Elektronik
Digital yang menganut
Konsep Komputer Program
Tersimpan dan
Elektronik
menggunakan
rangkaian elektronik
Digital
data yang diolah
harus data biner
Tersimpan sebelum
dieksekusi,
data & instruksi harus
disimpan dahulu
di memory utama.
Berorientasi Byte
satuan data Byte (8
CLOCK
Sistem komputer
memerlukan Clock
untuk
mensinkronkan
fungsi kerja
Clock tegangan
listrik berupa
gelombang kotak
(square waves)
yang dibangkitkan
terus menerus
selama komputer
E [Volt]
Tclock
(1 clock)
t [dt]
Frekwensi clock
fclk : banyaknya
panjang gelombang ()
yang dibangkitkan
fclk = 3 Ghz
setiap detik
dibangkitkan sebanyak
3G
Apabila 1 proses
dilakukan dlm waktu 1
clock
setiap detik
dilakukankan sebanyak
9
CLOCK adalah
satuan waktu
terkecil dalam
sebuah Sistem
komputer
Setiap proses selalu dimulai pada saat
awal Gelombang CLOCK dibangkitkan
E [Volt]
Tclock
(1 clock)
t [dt]
Wait State
Sistem
Komputer
Waktu akses memory /
kecepatan memory
ditentukan oleh
karakteristik material /
bahan pembentuk sistem
memory tersebut [dt]
Tidak terpengaruh oleh
Sebuah sistem memory,
apabila digunakan pada
sistem komputer dengan
frekwensi clock (fclk)
berapapun juga,
kecepatan memory
tersebut akan tetap.
Kecepatan proses oleh
CPU (kecepatan CPU)
ditentukan oleh tingginya
frekwensi clock komputer
(fclk)
[Siklus mesin];[machine
cycles]
Sebuah sistem memory
digunakan pada
komputer dengan fclk yang
berbeda,
maka :
kepatan memorynya
Wait State:
Waktu tunggu yang
dilakukan oleh CPU
untuk menunggu
selesainya akses
data pada Memory
Utama
kecepatan CPU
lebih cepat
dibanding
kecepatan Memory
Besaran Wait State
selalu bilangan bulat :
Zero Wait State,
One Wait State,
Two Wait State, ………
dan seterusnya.
Gambar Wait State
CPU
MEMORY
t (dt)
Memory
tMEM - tCPU
Access Time
tMEM
CPU Time
tCPU
ONE WAIT STATE
Gambar Wait State
CPU
MEMORY
t (dt)
CPU Time
tCPU
tMEM - tCPU
Memory
Access Time
tMEM
THREE WAIT STATE
tMEM tCPU
WST
tCPU
di mana:
tMEM : waktuproses CPU
tCPU : waktuaksesMemoryUtama
Apabila hasil
perhitungan WST
yang didapat
berupa bilangan
pecahan, maka
harus dibulatkan
Kiat mempercepat proses
sebuah Sistem komputer :
1.Menaikkan Frekwensi Clock
2.Menurunkan Wait State
3.Menggunakan Memory
Antara
4.Menerapkan Virtual
Memory
Perangkat Lunak terdiri dari
Instruksi dan Data
CP
U
Instruction
Stream
Data
Stream
MEMORY
Atas Dasar Aliran Instruksi dan Data,
terdapat 4 jenis Komputer
1. Single Instruction Stream Single
Data Stream (SISD)
2. Single Instruction Stream Multiple
Data Stream (SIMD)
3. Multiple Instruction Stream Multiple
Data Stream (MIMD)
4. Multiple Instruction Stream Single
Data Stream (MISD) Pipe Lining
1.SISD
D
Prosesor
tunggal
S1
S2
I
Proses
tidak
paralel
Sm
D’
Data yang masuk ke CPU
diproses oleh
sebuah instruksi,
Data yg masuk
berikutnya diproses oleh
Instruksi berikutnya.
Demikian seterusnya.
2. SIMD
Prosesor Jamak. Proses paralel
D1
P1
D2
P2
Dm
Pm
I
D1’
D2’
Dm’
Terdapat m buah
Prosesor.
Masing masing Prosesor
menerima Data masukan
yang berbeda beda
Seluruh Prosesor
menerima Instruksi yang
3. MIMD
Prosesor Jamak. Proses paralel
D2
D1
I1
P1
D1’
I2
P2
D2’
Dm
Im
Pm
Dm’
Terdapat m buah Prosesor
Masing masing Prosesor
menerima
Data masukan & Instruksi
yang berbeda beda
4. MISD
Prosesor
tunggal
D
i1
S1
Segment
1
i2
S2
Segment
2
Sm
Segment
m
I
Proses
paralel
P
im
D’
Data yang masuk ke CPU
diproses di S1 oleh instruksi
i1.
Hasilnya dimasukkan ke S2
diproses oleh instruksi i2
Pada saat hasil proses S1
dikirim ke S2 , data baru
Kemungkinan yg
terjadi :
Pada satu saat,
di setiap segment
terdapat satu data
yang diproses secara
bersamaan oleh