Organisasi Komputer Materi 2 b

EVOLUSI KOMPUTER1. GENERASI PERTAMA 1943 – 1956KARATERISTIK:

-. Menggunakan Tabung Hampa dalam sirkuit elektronik dan Mercury Delay Line sebagai Memory-. Drum Magnetic untuk media penyimpanan-. Kapasitas Penyimpanan 1000-4000 byte-. Pemprograman bahasa simbol tingkat rendah-. Aplikasi untuk perhitungan sains, proses payroll dan penyimpanan record-. Problem Panas, pemeliharaan, ukuran fisik besardan daya listrik besar

EVOLUSI KOMPUTER1. GENERASI PERTAMA 1943 – 1956

ENIAC (Electronic Numerical Integrator And

Computer)ENIAC dirancang oleh Dr. J. Presper Eckert dan Dr. John W. Mauchly dari Moore School, Universitas Pennsylvania pada tahun 1943 dan selesai pada tahun 1945. Secara fisik ENIAC adalah komputer raksasa yang beratnya mencapai 30 ton.Sebagai perangkat inputnya digunakan card reader IBM dan perangkat outputnya digunakan punch card. Teknologi yang digunakan ENIAC adalah tabung hampa yang merupakan karakteristik dari komputer generasi pertama.

Kompunen utama dari ENIAC terdiri dari rangkaian dasar yaitu sebagai berikut:-. Akumulator, berfungsi sebagai register pemroses (kemampuan membaca), ENIAC mampu melakukan 5000 penjumlahan atau pengurangan sederhana dalam tiap detiknya.-. Inisiator, melakukan tugas-tugas khusus seperti melakukan power atau mematikannya.-. Pemrogram utama, berfungsi untuk mengendalikan eksekusi program.

-. Multiplier, berfungsi sebagai bagian dari proses utama, -. ENIAC dapat melakukan 385 operasi perkalian perdetik. -. Pembagi/pencari akar pangkat, dapat melakukan 40 proses pembagian perdetik dan 3 proses pencarian akar pangkat per detik. -. Gate, melakukan operasi logic ‘AND’.-. Buffer, melakukan operasi logic ‘OR’. -. Pencetak, berfungsi untuk menampilkan hasil proses.

EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer)

EDVAC merupakan kelanjutan dari ENIAC. Eckret dan Mauchly secara resmi mempublikasikannya pada tahun 1947. EDVAC dirancang sebagai komputer serbaguna, dapat digunakan untuk berbagai tujuan. Komputer ini dirancang untuk memenuhi kebutuhan pada Laboratorium Riset Balistik milik departemen pertahanan Amerika Serikat. Aplikasi yang dapat diselesaikan adalah perhitungan besar sudut rudal balistik sehingga rudal tepat mengenai sasaran.

Program sepenuhnya disimpan dalam memori komputer. Ide pembangunan EDVAC tidak terlepas dari konsep dasar komputer modern Dr. John Von Neumann dalam “A very high-speed automatic digital computing system, and in particular with its logical control”.

Beberapa organisasi dasar komputer EDVAC adalah sebagai berikut:-. Reader-Recorder, berfungsi untuk membaca dan merekam inputan. Control Unit, bagian yang mengendalikan dan mengelola seluruh komponen komputer.-. Dispatcher (Pengatur), bagian ini berfungsi sebagai penterjemah permintaan dari bagian kendali dan memori dan meneruskan jalur kendali pada komponen-komponen lain.

-. High-speed Memory, terdiri dari dua buah bagian memori, masing-masing memorinya memiliki 64 baris dan setiap baris memiliki kapasitas 8 word. -. Computer, berfungsi untuk melakukan operasi penjumlahan, pengurangan, perkalian, dan pembagian. -. Timer.

UNIVAC I (Universal Automatic Computer I)UNIVAC merupakan rancangan Eckret dan Mauchly berikutnya setelah EDVAC. Mereka mendirikan perusahaan “The Eckret-Mauchly Computer Company” dengan UNIVAC I sebagai produk pertamanya yang merupakan komputer komersial pertama yang dipasarkan sejak tahun 1951 sampai tahun 1958 telah dibuat 46 buah UNIVAC I untuk berbagai kepentingan seperti biro sensus departemen perdagangan Amerika, Universitas New York, perusahaan asuransi Prudential, dan perusahaan General Electric

Fitur dari UNIVAC I adalah :-. Memori utama terdiri dari 1000 word yang masing-masing memiliki 12 karakter.-. Instruksi terdiri dari 6 karakter alphanumeric.-. Mampu melakukan 1000 perhitungan per detik.-. Digunakan untuk aplikasi bisnis dan administrasi.

EVOLUSI KOMPUTER2. GENERASI KEDUA 1957 – 1964KARATERISTIK:

-. Menggunakan Transistor-. Magnetic Core untuk media penyimpanan-. Kapasitas Penyimpanan 4000-32000 byte-. Pemprograman bahasa tingkat tinggi ( COBOL, FORTRAN, ALGOL )-. I/O lebih cepat-. Aplikasi untuk billing, proses gaji dan -. Ukuran fiksik dan daya listrik lebih kecil

Contoh Komputer Generesai IIDEC PDP-1

(Digital Equipment Corporation Programmable Data Processor-1)

DEC adalah perusahaan yang didirikan oleh Ken Olson dan Harlan Anderson pada tahun 1957. PDP-1 adalah mesin 18-bit yang pertama dibangun oleh DEC. Komputer interaktif berukuran kecil. Mesin ini dikenalkan oleh DEC pada tahun 1960 sebagai komputer komersial

Komponen-komponen dasar PDP-1 adalah:-. Pemrosesan pusat terdiri dari bagian kendali, elemen aritmatik, pengalamatan memori dan register.-. Sistem memori memiliki kapasitas sampai 4096 word (1 word = 18 bit) dan dapat diperluas sampai 65536 word.-. Piranti input-output: monitor CRT berdiameter 16 inci dengan 1024 x 1024 titik, light pen dan parallel drum.

UNIVAC III diperkenalkan pada tahun 1962. Mesin ini merupakan pengembangan dari UNIVAC I dan UNIVAC II. Memorinya dibuat seperti tumpukan 29 balok dari 4096 core, pemroses memiliki 15 register indeks. Sistem operasi yang digunakan untuk mengatur sistem dikenal dengan nama CHIEF atau BOSS. UNIVAC III sistem bisa memiliki hingga 32 tape drive.

Contoh lainnya Komputer Generasi II yang muncul pada generasi ini diantaranta

UNIVAC III, UNIVAC SS80, SS90, dan 1107, IBM 7070, 7080, 1400, dan 1600.

EVOLUSI KOMPUTER3. GENERASI KETIGA 1965 – 1971KARATERISTIK:

-. Menggunakan Sirkuit Terintegrasi (IC)-. Magnetic Core yang padat untuk media penyimpanan-. Kapasitas Penyimpanan 32K-3M byte-. Pemprograman bahasa tingkat tinggi lebih luas-. I/O lebih fleksibel dan cepat (berorientasi Disk)-. Aplikasi untuk reservasi penerbangan, billing kartu kredit, marketing dll -. Ukuran lebih kecil dari generasi 2

Contoh Komputer Generasi Ke Tiga IBM S/360Komputer IBM S/360 adalah

sebuah mainframe yang dibuat pada tahun 1964 dengan menggunakan IC sebagai teknologi dasar rangkaiannya. IBM S/360 merupakan awal komputer modern. Nama IBM S/360 digunakan karena kemampuannya melakukan operasi satu lingkaran penuh (360 derajat) yaitu dapat digunakan untuk berbagi aplikasi bisnis maupun teknik.

Contoh Komputer Generasi Ke Tiga IBM S/360Komputer IBM S/360 adalah

sebuah mainframe yang dibuat pada tahun 1964 dengan menggunakan IC sebagai teknologi dasar rangkaiannya. IBM S/360 merupakan awal komputer modern. Nama IBM S/360 digunakan karena kemampuannya melakukan operasi satu lingkaran penuh (360 derajat) yaitu dapat digunakan untuk berbagi aplikasi bisnis maupun teknik.

Contoh Komputer Generasi Ke Tiga UNIVAC 1108, UNIVAC 9000, Burroughts 5700, 6700, 7700, NCR Century, GE 600, CDC 3000, 6000, dan 7000, PDP-8, dan PDP-11 (pabrik

pembuatnya adalah Digital Equipment Corporation) IBM S/360, UNIVAC 1108, UNIVAC

9000, Burroughts 5700, 6700, 7700, NCR Century, GE 600, CDC 3000, 6000, dan 7000,

PDP-8, dan PDP-11

EVOLUSI KOMPUTER4. GENERASI KEEMPAT 1972 – 1980KARATERISTIK:

-. Menggunakan Large Scale Integrated Circuit (LSI) yang dikembangkan hingga menggunakan Very

Large Scale Integrated (VLSI)-. Kapasitas penyimpanan lebih 3M byte-. Peningkatan Kecanggihan Peralatan I/O -. Peningkatan dalam kemampuan Perangkat Keras-. Aplikasi untuk simulasi, transfer electronik dll-. Layar Monochrome

EVOLUSI KOMPUTER

Generasi Keempat diantaranya adalah IBM 370, Apple I dan Apple II, PDP-11, VisiCalc, dan Altair yang menggunakan prosesor Intel 8080

Apple II Perusahaan Intel pada tahun 1971 memperkenalkan mikrokomputer 4 bit yang menggunakan chip prosesor dengan nama 4004 yang berisi 230 transistor dan berjalan pada 108 KHz (Kilo-Hertz) dan dapat mengeksekusi 60.000 operasi per detik.

Intel memperkenalkan mikrokomputer 8080 yang memproses 8 bit informasi pada satu waktu. Selanjutnya mikroprosesor 8080 dibuat pada tahun 1974, dan merupakan prosesor untuk tujuan umum pertama

5. Generasi Komputer 1981 – SEKARANG ( KELIMA )-. Komputer PC dengan nama standar IBM-PC menggunakan Prosesor 8088/8086 yang menjadi standar komputer saat ini, menggunakan basis proses 16 bit -. bentuk umum terdiri dari : 1. CPU (central processing unit) 2. Monitor baik berupa LCD (liquid crystal digital) maupun CRT (Cathode Ray Tube) 3. Keyboard 4. Mouse

Generasi berikutnya yaitu Pentium 2, 3, dan 4. Pada akhir tahun 2000 Intel memperkenalkan Pentium 4, yang merupakan prosesor terakhir dalam keluarga

Intel dengan arsitektur 32 bit (IA-32). Tahun 2001 Intel mengumumkan prosesor Itanium

yang merupakan prosesor dengan basis arsitektur 64 bit (IA-64) pertama

Komputer pada generasi ini disebut sebagai “Artificial Intelligence”, berbasis Graphic User Interface (GUI),

multimedia, dan multikomunikasi. Contoh komputer komputer berbasis x86, seperti chip

286 yang diperkenalkan pada tahun 1982 dengan 134.000 transistor, kemudian chip 386 pada tahun 1983

dengan 275.000 transistor, sedangkan chip 486 diperkenalkan tahun 1989 yang memiliki 1,2 juta

transistor. Selanjutnya pada tahun 1993 Intel memperkenalkan keluarga prosesor 586 yang disebut

Pentium 1 dengan jumlah transistor 3,1 juta untuk melakkan 90 15 MIPS (Million Instruction Per Second)

Pentium I keluaran Intel berkecepatan 233 MHz, Pentium II kecepatan 800 MHz, Pentium III hingga 1,5

GHz, maka Pentium 4 berkecepatan hingga 3 GHz dengan lebih 40 Juta transistor dalam prosesor

Corei7 menggunakan transistor sekitar 731 Juta, semakin banyak jumlah transistor maka kecepatan

prosesor semakin tinggi

FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KOMPUTER 1. MANFAAT ARSITEKTUR:

-. Daya Terap : arsitektur yang ditujukan untuk aplikasi yang ditentukan

-. Daya Tempa : arsitektur lebih mudah membangun sistem yang lebih kecil

-. Daya Kembang : lebih besar ukuran memori, kapasitas I/O dan jumlah prosesor

-. Kompabilitas : kompatibel arsitektur dengan komputer sebelumnya2. KINERJA SISTEM :

-. Kecepatan, Akselari dan Kemampuan

Arsitektur Set Intruksi( ISA )

Operasi dari CPU ditentukan oleh instruksi-instruksi yangdilaksanakan atau dijalankannya. Instruksi ini sering disebut sebagai instruksi mesin ( mechine instructions ) atau instruksi komputer ( computer instructions ).

Arsitektur Set Instruksi (ISA) adalah: Kumpulan dari instruksi-instruksi yang berbeda yang dapat dijalankan oleh CPU disebut set Instruksi ( Instruction Set ).

Elemen-elemen dari instruksi mesin (set instruksi) :- Operation Code ( opcode ) : menentukan operasi yang akan dilaksanakan

- Source Operand Reference : merupakan input bagi operasi yang akan dilaksanakan- Result Operand Reference : merupakan hasil dari operasi yang dilaksanakan- Next instruction Reference : memberitahu CPU untuk mengambil ( fetch ) instruksi berikutnya setelah instruksi yang dijalankan selesai.

Lokasi Set Instruksi : Source dan result operands dapat berupa salah satu diantara tiga jenis berikut ini :1. Main or Virtual Memory 2. CPU Register 3. I/O Device

ELEMEN-ELEMEN DARI INSTRUKSI

MESIN (SETINSTRUKSI) Operation Code ( opcode ) : menentukan operasi yang akan dilaksanakan Source Operand Reference : merupakan input bagi operasi yang akan dilaksanakan Result Operand Reference : merupakan hasil dari operasi yang dilaksanakan

Next instruction Reference : memberitahu CPU untuk mengambil ( fetch ) instruksi berikutnya setelah instruksi yang dijalankan selesai.

DESAIN SET INSTRUKSI Desain set instruksi merupakan masalah yang sangat komplek yang melibatkan banyak aspek, diantaranya adalah: 1. Kelengkapan set instruksi 2. Ortogonalitas (sifat independensi instruksi) 3. Kompatibilitas : - Source code compatibility - Object code compatibility

Selain ketiga aspek tersebut juga melibatkan hal-hal sebagai berikut:1. Operation Repertoire: Berapa banyak dan

operasi apa saja yang disediakan, dan berapa sulit operasinya 2. Data Types: tipe/jenis data yang dapat olah Instruction Format: panjangnya, banyaknya alamat, dsb. 3. Register: Banyaknya register yang dapat digunakan 4. Addressing: Mode pengalamatan untuk operand

set instruksi

TRANSFER DATA : Menetapkan lokasi operand sumber dan operand tujuan. Lokasi-lokasi tersebut dapat berupa memori, register atau bagian paling atas dari pada stack. Menetapkan panjang data yang dipindahkan. -. Menetapkan mode pengalamatan. Tindakan CPU untuk melakukan transfer data adalah : a. Memindahkan data dari satu lokasi ke lokasi lain. b. Apabila memori dilibatkan : Menetapkan alamat memori. Menjalankan transformasi alamat memori virtual ke alamat memori aktual. Mengawali pembacaan / penulisan memori

MOVE : Operasi set instruksi untuk transfer data : STORE : memindahkanmemindahkan word atau blok dari sumber ke tujuan LOAD : memindahkan word dari memori keword dari prosesor ke memori. CLEAR / RESET / EXCHANGE : menukar isi sumber ke tujuan.prosesor. PUSH SET : memindahkan word 1 ke tujuan.memindahkan word 0 ke tujuan. : memindahkan word dari sumber ke bagian paling atas POP : stack. memindahkan word dari bagian paling atas sumber

CONVERSI : Tindakan CPU sama dengan arithmetic dan logical. Instruksi yang mengubah format instruksi yang beroperasi terhadap format data.

Misalnya pengubahan bilangan desimal menjadi bilangan biner. Operasi set instruksi untuk conversi : 1. TRANSLATE : menterjemahkan nilai-nilai dalam suatu bagian memori berdasrkan tabel korespodensi. 2. CONVERT : mengkonversi isi suatu word dari suatu bentuk ke bentuk lainnya.

INPUT / OUPUT Tindakan CPU untuk melakukan INPUT /OUTPUT : -. Apabila memory mapped I/O maka menentukan

alamat memory mapped. -. Mengawali perintah ke modul I/O Operasi set instruksi Input / Ouput :

1. INPUT : memindahkan data dari perangkat I/O tertentu ke tujuan 2. OUTPUT : memindahkan data dari sumber tertentu ke perangkat I/O 3. START I/O : memindahkan instruksi ke

prosesor I/O untuk mengawali operasi I/O

4. TEST I/O : memindahkan informasi dari sistem I/O ke tujuan

CONTROL SYSTEM Hanya dapat dieksekusi ketika prosesor berada dalam keadaan khusus tertentu atau sedang mengeksekusi suatu

program yang berada dalam area khusus, biasanya digunakan dalam sistem operasi.

Contoh : membaca atau mengubah register kontrol .

JUMLAH ALAMAT (NUMBER OF ADDRESSES) Salah satu cara tradisional untuk menggambarkan arsitektur prosessor adalah dengan melihat jumlah alamat yang terkandung dalam setiap instruksinya. Jumlah alamat maksimum yang mungkin diperlukan dalam sebuah instruksi :

1. Empat Alamat ( dua operand, satu hasil, satu untuk alamat instruksi berikutnya) 2. Tiga Alamat (dua operand, satu hasil)3. Dua Alamat (satu operand merangkap hasil, satunya lagi operand) 4. Satu Alamat (menggunakan accumulator untuk

menyimpan operand dan hasilnya)