ARSITEKTUR
DAN ORGANISASI KOMPUTER
Pengantar,
Evolusi dan Performasi
computer
Organisasi
dan arsitektur
1.
Arsitektur
Komputer
Ø
Atributes.
Ø
Visible.
Ø
Dampak
langsung eksekusi logika (Direct
impact the logical
execution).
2.
Organisasi
Komputer
Ø
Operational
units.
Ø
Inteconnection.
Ø
Memahami
spesifikasi arsitektur (realize architectural spesification).
Structure
and Function
1.
Structure
yaitu
cara komponen-komponen saling terkait.
2.
Function yaitu operasi
masing-masing komponen sebagai bagian dari
arsitektur.
Ø
Pengolahan
data (data processing).
Ø
Penyimpanan
data (data storage).
Ø
Pemindahan
(data movement).
Ø
Control.
Struktur
utama system computer
1.
CPU
(Central Processing Unit)
2.
Main
Memory
3.
I/O
4.
System
Interconnection
Sejarah singkat computer
v
Perkembangan
generasi computer :
Ø
The
1st Generation
Ø
The
2st Generation
Ø
The
3st Generation
Ø
The
Next Generation
1.
The
1st Generation
Ø
Menggunakan
computer vacuum tube.
Ø
Memiliki
ukuran yang sangat
besar.
Ø
Memerlukan
ruang atau tempat yang
luas.
Ø
Memerlukan
alat pendingin (AC) dalam
jumlah yang cukup
banyak.
Ø
Proses
masih lambat.
Ø
Kapasitas
simpan computer masih kecil dan sangat
terbatas sekali.
o
The
1st Generation
Eniac (Electronical Numerical Integrator And Computer)
yaitu computer yang pertama
kali dikembangkan oleh John
Mauchly dan John Presper Eckert.
o
The
1st Generation
Von Neumann (1945) memperkenalkan
konsep stored-program.
Ø
The Von Neumann Machine.
Ø
1945
– EDVAC (Electronic Discrete Variable Computer).
Ø
1946
– The IAS Computer.
o
The
1st Generation
Format memori IAS
Ø
Terdiri
dari 1000 lokasi penyimpanan
data (word).
Ø
Masing-masing
lokasi penyimpanan data memiliki
ukuran 40 bit.
Ø
Semua
data termasuk instruksinya dinyatakan dengan kode
biner.
Ø
Setiap
bilangan dinyatakan dengan 1
bit tanda dan 39 bit nilai
.
Ø
Setiap
word
terdiri dari 20
bit instruksi.
Ø
Masing-masing
instruksi terdiri dari 8 bit kode operasi
(op-code).
Ø
1
word
dalam memori diwakilkan oleh 12
bit alamat.
o
The
1st Generation
The Registers
Ø
MBR
(Memory
Buffer Register).
Ø
MAR
(Memory
Address Register).
Ø
IR
(Instruction
Register).
Ø
IBR
(Instruction
Buffer Register).
Ø
PC
(Program
Counter).
Ø
AC
(Accumulator).
Ø
MQ
(Multiplier
Quotient).
o
The
1st Generation
Commercial C omputers
Ø
1947
– UNIVAC I
(Universal
Automatic Computer-I).
Ø
1950
– UNIVAC II Eckert – Mauchly
Computer Co.
2.
The 2st
Generation
Ø
Komponen
yang digunakan adalah transistor
(solid
state device) dan jauh
lebih kecil dari vacum tube.
Ø
Komputer
memiliki ukuran fisik
yang kecil.
Ø
Kecepatan
pengolahan tinggi dan
tidak banyak mengeluarkan panas.
Ø
Kapasitas
memori yang semakin
besar.
o
The 2st
Generation
DEC (Digital Equipment Corporation)
Ø
1957 – DEC (Digital
Equipment Corporation).
o
The 2st
Generation
Ø
1957
– PDP1 (Digital
Equipment Corporation Programmable Data Processor-1) : Komputer 18 bit
produksi DEC.
o
The 2st
Generation
Ø
1964
– IBM 7094 produksi IBM (International
Business Machines Corporation)
3.
The 3st
Generation
Ø
Komponen
yang digunakan adalah IC
(Integrated Circuit) yang sangat
kecil ukurabya (Small-scale Integration).
Ø
Solid
Logic Technology dan Monolithic Integrated Circuits.
Ø
Komputer
era figital (penyimpanan, pemindahan, proses dan
control).
Ø
Terdapat
2 komponen fundamental :
o
Gates
dan Memorry Cell yang
dibangun dari komponen
elektronik sederhana.
o
The 3st
Generation
Gates dan Memorry
Cell
Ø
Data
Storage (penyimpanan),
disiapkan oleh memory cell.
Ø
Data
Processing (pengolahan),
disiapkan oleh gates.
Ø
Data Movement
(pemindahan), saluran antar
komponen digunakan untuk
memindahkan data dari
memory ke memory
dan dari memory
ke memory gates.
Ø
Control, saluran
antar komponen dapat
menghantarkan control signal.
o
The 3st
Generation
Keuntungan IC
Ø
Komponen lebih
sederhana.
Ø
Kerapan yang
tinggi.
Ø
Ukuran yang
lebih kecil.
Ø
Bentuk fisik computer
yang
semakin kecil.
Ø
Berkurangnya daya
dan pendingin.
Ø
Interkoneksi IC
lebih handal dibandingkan
koneksi solder.
The Next Generation
1.
Penggunaan VLSI (Very
Large
Scale Integration) yang
merupakan pemadatan beribu-ribu
IC yang dijadikan
satu chip.\
2.
Pengembangan microprocessor dan
semi-conduktor yang berbentuk
chip untuk internal
memory.
Designing
For Performance
Kecepatan Microprocessor
1.
Prediksi
pencabangan (branch prediction).
2.
Analisis aliran
data (data flow
analysis).
3.
Eksekusi spekulatif
(speculative execution).
Designing
For Performance
Keseimbangan
Kinerja
1.
Menambahkan jumlah
bits yang diambil
dalam satu waktu
dengan membuat RAM
lebih besar dengan
menggunakan saluran bus
data yang lebih luas.
2.
Menggunakan antar
muka RAM untuk
membuatnya lebih efesien
dengan menyertakan cache
atau skema buffering
lainya pada chip
RAM.
3.
Mengurangi frekuensi
akses memori dengan
meningkatkan efesiensi struktur chace antar
prosesor dan memory
utama.
4.
Meningkatkan bandwith
koneksi antara prosesor
dan memory menggunakan bus
berkecepatan tinggi.
Designing
For Performance
Meningkatkan organisasi
dan arsitektur chip
1.
Menambhkan kecepatan
perangkat keras prossesor.
2.
Menambahkan ukuran
dan kecepatan cache
yang terletak antara
prosessor dan memory utama.
3.
Melakukan perubahan
pada organisasi dan
arsitektur chip sehingga
meningkatkan efektifitas kecepatan
pengolahan instruksi.