1Pengantar Teknologi Informasi

Introduction to Introduction to HardwareHardware

Pengantar Teknologi Informasi.: Fasilkom – UDINUS :.

Ref: IF-ITB/Santika WP/2003 2

Introduction to Hardware• Review Review • Computer SystemComputer System• Sub Sistem CPU Sub Sistem CPU • Sub Sistem Memori Sub Sistem Memori • Sub Sistem Periferal Sub Sistem Periferal

Pengantar Teknologi Informasi.: Fasilkom – UDINUS :.

Ref: IF-ITB/Santika WP/2003 3

Review

Abstract view

user user ... USER USER

Application Software

System Software

Computer Hardware

Pengantar Teknologi Informasi.: Fasilkom – UDINUS :.

Ref: IF-ITB/Santika WP/2003 4

ReviewSistem Komputer • memiliki 4 unit fungsional utama :

– Data processing– Data storage– Data movement– Control

Konfigurasi umumCPU + Internal MemoryInput

Devices

Storage System

Output Devices

Pengantar Teknologi Informasi.: Fasilkom – UDINUS :.

Ref: IF-ITB/Santika WP/2003 5

Computer System – Data Movement and Storage

Pengantar Teknologi Informasi.: Fasilkom – UDINUS :.

Ref: IF-ITB/Santika WP/2003 6

Computer System - Data Processing

Pengantar Teknologi Informasi.: Fasilkom – UDINUS :.

Ref: IF-ITB/Santika WP/2003 7

Computer SystemKonsep von Neumann/Turing • Stored Program • Internal Memory menyimpan program dan data • ALU beroperasi menggunakan data biner • Control Unit menginterpretasi instruksi dari

memori dan mengeksekusinya • I-device dan O-device dikendalikan CU • Dibuat di Princeton Institute for Advanced

Studies, — sehingga diberi nama IAS • Selesai 1952

Pengantar Teknologi Informasi.: Fasilkom – UDINUS :.

Ref: IF-ITB/Santika WP/2003 8

Computer System - IAS Structure

(CU)

Pengantar Teknologi Informasi.: Fasilkom – UDINUS :.

Ref: IF-ITB/Santika WP/2003 9

Computer System - IAS Structure (detail)

Register dalam CPU • Memory Buffer

Register • Memory Address

Register • Instruction Register • Instruction Buffer

Register • Program Counter • Accumulator • Multiplier Quotient

Pengantar Teknologi Informasi.: Fasilkom – UDINUS :.

Ref: IF-ITB/Santika WP/2003 10

Computer System – Top Level Structure

Computer

Main Memory

InputOutput

SystemsInterconnection

Peripherals

CentralProcessing Unit

Computer

Communication Devices

Pengantar Teknologi Informasi.: Fasilkom – UDINUS :.

Ref: IF-ITB/Santika WP/2003 11

Computer System - CPU Structure

Computer Arithmeticand Login Unit

ControlUnit

Internal CPUInterconnection

Registers

CPU

I/O

Memory

SystemBus

CPU

Pengantar Teknologi Informasi.: Fasilkom – UDINUS :.

Ref: IF-ITB/Santika WP/2003 12

Computer System – Bus Based

Interrupts Processor

Cache

Memory–I/O bus

I/O controller

I/O controller

I/O controller

Main memory

Network Graphics

output Disk Disk

Pengantar Teknologi Informasi.: Fasilkom – UDINUS :.

Ref: IF-ITB/Santika WP/2003 13

Computer System – MultiLevel MachineLevel View

5 Problem-oriented Language

4 Assembly Language

3 Operating system machine

2 Instruction Set Architecture [ISA]

1 Microarchitecture

0 Digital logic

Pengantar Teknologi Informasi.: Fasilkom – UDINUS :.

Ref: IF-ITB/Santika WP/2003 14

Computer System – MultiLevel Machine (detail)

• Level-0 (gate) yang membentuk prosesor, memori, dan register.

• Level-1 (register) yang membentuk memori lokal dan sebuah ALU, yang saling terhubung oleh data path.

• Level-2 (instruksi) sesuai arsitektur.

• Level-3 Tingkat OS, menangani instruksi-instruksi yang ada pada level-4 dan level-5.

• Level-4 Fasilitator pembuat program pada level-1, level-2, dan level-3 yang tidak bisa membuat kode mesin; butuh asembler sebagai translator.

• Level-5 Bahasa yang mendekati pola bahasa manusia, butuh interpreter dan compiler sebagai translator.

Pengantar Teknologi Informasi.: Fasilkom – UDINUS :.

Ref: IF-ITB/Santika WP/2003 15

Central Processing Unit

Fungsi CPU• ALU menangani operasi aritmatika dan

boolean, contoh: adder • CU mengendalikan operasi sistem, contoh:

program counter • Register menyimpan data kecepatan tinggi,

volume kecil • Bus atau data path sebagai media

interkoneksi /komunikasi antar register.

Pengantar Teknologi Informasi.: Fasilkom – UDINUS :.

Ref: IF-ITB/Santika WP/2003 16

CPU – How does it work ?

Pengantar Teknologi Informasi.: Fasilkom – UDINUS :.

Ref: IF-ITB/Santika WP/2003 17

Memory – Basic Operations

Pengantar Teknologi Informasi.: Fasilkom – UDINUS :.

Ref: IF-ITB/Santika WP/2003 18

Memory - Hierarchy

Register

Cache MemoryCache MemoryLevel 1 / Level 2Level 1 / Level 2

Main Memory Main Memory ROM / RAMROM / RAM

Magnetic DiskMagnetic Disk

TapeTape Optical DiskOptical Disk

Inte

rnal

Mem

ory

Inte

rnal

Mem

ory

Ext

ern

al

Mem

ory

Ext

ern

al

Mem

ory

Size = small, Size = small, Speed = high,Speed = high,Price = expensive, Price = expensive,

Pengantar Teknologi Informasi.: Fasilkom – UDINUS :.

Ref: IF-ITB/Santika WP/2003 19

Memory - Internal Memory

Ciri: • Sering disebut RAM• Lebih cepat dari storage system• Relatif mahal• Lebih kecil kapasitasnya dari storage

system • Letak lebih dekat CPU.

Fakta • volume >>>, kecepatan <<< • kecepatan prosesor >>> memory• Memory dipercepat, cost/bit >>>

Pengantar Teknologi Informasi.: Fasilkom – UDINUS :.

Ref: IF-ITB/Santika WP/2003 20

Memory – Internal Memory

• jenis : RAM, ROM, PROM, EPROM, EEPROM• organisasi [sel]• kemasan chip [array DRAM : Kilo, Mega,

Giga] • koreksi error [parity check] • media fisik: magnetic core

semiconductor • kapasitas: Mega Giga Tera ? • kecepatan akses: ~ 100 ns

Pengantar Teknologi Informasi.: Fasilkom – UDINUS :.

Ref: IF-ITB/Santika WP/2003 21

Memory - Cache

•Lebih kecil kapasitasnya & lebih cepat dari Main Memory

•Isi: current info dari main memory untuk dieksekusi

•kapasitas ~ 1024 Kbytes •transfer data dalam block / line

@ 4 bytes

Pengantar Teknologi Informasi.: Fasilkom – UDINUS :.

Ref: IF-ITB/Santika WP/2003 22

Memory – Storage System

External Memory• Disk magnetik: floppy (disket), harddisk • Compact/optical disk • Pita magnetik Virtual Memory • Latar belakang: kebutuhan pemakai > fakta • Solusi teknik virtual,sebagian data di Internal Memory

dan sebagian besar di Storage System • virtual logical address = address yang diacu prosesor • MMU / PMMU (Page Memory Management Unit), is a

computer hardware component responsible for handling accesses to memory requested by the central processing unit (CPU). Dalam Virtual memory berfungsi sbg translator dari adress virtual ke address fisik

Pengantar Teknologi Informasi.: Fasilkom – UDINUS :.

Ref: IF-ITB/Santika WP/2003 23

Pheriperal – Input Devices

• Card reader • Keyboard • Bar code reader • Mouse • Scanner • Optical character

reader (OCR) • Voice recorder • Light pen • Touch screen

•Digitizer •Electronic funds transfer (EFT) Joystick •Magnetic Ink Character •Reader (MICR) •Paper tape reader

Pengantar Teknologi Informasi.: Fasilkom – UDINUS :.

Ref: IF-ITB/Santika WP/2003 24

Pheriperal – Input Devices

Pengantar Teknologi Informasi.: Fasilkom – UDINUS :.

Ref: IF-ITB/Santika WP/2003 25

Pheriperal – Output Devices

• Card & paper tape puncher • Printer

- Impact: line printer, dot matrix - Non-impact: laser printer, ink jet printer

• Plotter - Flat bed - Roll

• Computer output microfilm (COM) • Microfiche

Pengantar Teknologi Informasi.: Fasilkom – UDINUS :.

Ref: IF-ITB/Santika WP/2003 26

Pheriperal – Output Devices

Pengantar Teknologi Informasi.: Fasilkom – UDINUS :.

Ref: IF-ITB/Santika WP/2003 27

Pheriperal – Input Output Devices• Non regular screen: touch, light • Tape drive • Diskette drive • Disk drive • CD ROM drive