Introduction to Hardware Pengantar Teknologi Informasi 1

Introduction to Hardware Pengantar Teknologi Informasi 1

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

Review Abstract view user . . . USER Application Software System Software Computer Hardware Pengantar Teknologi Informasi. : Fasilkom – UDINUS : . Ref: IF-ITB/Santika WP/2003 3

Review Sistem Komputer • memiliki 4 unit fungsional utama : – Data processing – Data storage – Data movement – Control Konfigurasi umum Input Devices CPU + Internal Memory Output Devices Storage System Pengantar Teknologi Informasi. : Fasilkom – UDINUS : . Ref: IF-ITB/Santika WP/2003 4

Computer System – Data Movement and Storage Pengantar Teknologi Informasi. : Fasilkom – UDINUS : . Ref: IF-ITB/Santika WP/2003 5

Computer System - Data Processing Pengantar Teknologi Informasi. : Fasilkom – UDINUS : . Ref: IF-ITB/Santika WP/2003 6

Computer System Konsep von Neumann/Turing • Stored Program • Internal Memory menyimpan program dan data • ALU beroperasi menggunakan data biner • Conrol 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 7

Computer System - IAS Structure (CU) Pengantar Teknologi Informasi. : Fasilkom – UDINUS : . Ref: IF-ITB/Santika WP/2003 8

Computer System - IAS Structure (detail) Register dalam CPU • Memory Buffer Register • Memory Address Register • Instruction Buffer Register • Program Counter • Accumulator • Multiplier Quotient Pengantar Teknologi Informasi. : Fasilkom – UDINUS : . Ref: IF-ITB/Santika WP/2003 9

Computer System – Top Level Structure Peripherals Computer Central Processing Unit Computer Main Memory Systems Interconnection Input Output Communication Devices Pengantar Teknologi Informasi. : Fasilkom – UDINUS : . Ref: IF-ITB/Santika WP/2003 10

Computer System - CPU Structure CPU Computer Arithmetic and Login Unit Registers I/O System Bus CPU Memory Internal CPU Interconnection Control Unit Pengantar Teknologi Informasi. : Fasilkom – UDINUS : . Ref: IF-ITB/Santika WP/2003 11

Computer System – Bus Based Processor Interrupts Cache Memory–I/O bus Main memory I/O controller Disk Pengantar Teknologi Informasi. : Fasilkom – UDINUS : . Disk I/O controller Graphics output Network Ref: IF-ITB/Santika WP/2003 12

Computer System – Multi. Level Machine Level 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 13

Computer System – Multi. Level 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 14

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 15

CPU – How does it work ? Pengantar Teknologi Informasi. : Fasilkom – UDINUS : . Ref: IF-ITB/Santika WP/2003 16

Memory – Basic Operations Pengantar Teknologi Informasi. : Fasilkom – UDINUS : . Ref: IF-ITB/Santika WP/2003 17

External Memory Internal Memory - Hierarchy Register Cache Memory Level 1 / Level 2 Size = small, Speed = high, Price = expensive, Main Memory ROM / RAM Magnetic Disk Tape Pengantar Teknologi Informasi. : Fasilkom – UDINUS : . Optical Disk Ref: IF-ITB/Santika WP/2003 18

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 19

Memory – Internal Memory • • jenis : RAM, ROM, PROM, 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 20

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 21

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 22

Pheriperal – Input Devices • • • Card reader Keyboard Bar code reader Mouse Scanner Optical character reader (OCR) • Voice recorder • Light pen • Touch screen Pengantar Teknologi Informasi. : Fasilkom – UDINUS : . • Digitizer • Electronic funds transfer (EFT) Joystick • Magnetic Ink Character • Reader (MICR) • Paper tape reader Ref: IF-ITB/Santika WP/2003 23

Pheriperal – Input Devices Pengantar Teknologi Informasi. : Fasilkom – UDINUS : . Ref: IF-ITB/Santika WP/2003 24

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 25

Pheriperal – Output Devices Pengantar Teknologi Informasi. : Fasilkom – UDINUS : . Ref: IF-ITB/Santika WP/2003 26

Pheriperal – Input Output Devices • • • Non regular screen: touch, light Tape drive Diskette drive Disk drive CD ROM drive Pengantar Teknologi Informasi. : Fasilkom – UDINUS : . Ref: IF-ITB/Santika WP/2003 27