Personal Computer (PC)

Materi :Jenis-jenis PC, prosesor, memori, port input/output, bus dan adapter card slots.

1

Tujuan:Mampu menjelaskan jenis-jenis PC, bagian-bagian komputer, prinsip kerja dari masing-masing bagian suatu komputer.

id54836207 pdfMachine by Broadgun Software - a great PDF writer! - a great PDF creator! - http://www.pdfmachine.com http://www.broadgun.com

PeripheralsKomputer, CPU, prosesor

IlustrasiIlustrasi hirarkihirarki mesinmesin sistemsistem komputerkomputer

3

Arsitektur Von Neumann

4

ArsitekturArsitektur Von Neumann Von Neumann dengandengan BUSBUS

5

Mengeksekusi Instruksi

1. Unit kontrol fetching instruksi berikutnya dari memori, menggunakan program counter untuk menentukan dimana instruksi itu berada.

2. Instruksi diterjemahkan kedalam bahasa yang dimengerti oleh ALU.

6

dimengerti oleh ALU.3. Operand lainnya yang diperlukan terkait

instruksi yg dieksekusi ditangkap dari memori dan ditempatkan pada register.

4. ALU mengeksekusi instruksi tersebut dan meletakan hasilnya pada register atau memori.

Personal Computer (1/5)- Diperkenalkan tahun 1980-han- Berkembang +/- 2 tahun- Peningkatan komponen atau sub-sistem- Meningkatkan kecepatan atau kapabilitas

sistem

7

sistem- PC XT, AT, PS/2, EISA, dual core, core 2 duo,

quad core- Arsitekturnya sama ?- Yang membedakanya: jenis prosesor, memori,

dan bus ekspansi- Komponen lainnya: disk dan video, dapat

mempengaruhi throughput

Personal Computer (2/5)

1. Jenis-Jenis PC:- PC standar stand-alone- PC untuk industri (tahan getar, debu, dll)- PC untuk mesin industri �embedded�

2. Antarmuka:- Disk / slot

8

- Disk / slot- Port serial (RS-232, USB, Firewire)- Port paralel

3. Komponen-komponen dalam PC- Prosesor- Memori- Input/Output- Bus (address, data, dan control)

Personal Computer (4/5)

9Arsitektur Komputer Digital

Personal Computer (5/5)

CPU

CPU bus

memory

inte

rfac

e device

10

CPU bus

DMAcontroller

timers

businterface

bus

inte

rfac

e

high-speed bus

low-speed bus

device

intrctrl

Struktur dasar HW PC

Model Model konfigurasikonfigurasi I/OI/O

11

12

Prosesor (1/3)Prosesor Range

AlamatLebardata

Clock Internal (MHz)

Kece-patanRelatif

Keterangan

8088 1MB 8 4,77 1 Real mode

80286 16MB 16 6-16 5 Protected mode, + 80287 FPU

80486 4GB 32 25-100 60 On-chip Numeric Processor

Pentium 4GB 32 (2) 60-166 200 Dual execution pipeline,

13

Pentium 4GB 32 (2) 60-166 200 Dual execution pipeline, Enhanced branch, Enhanced V86 paging, Multiprocessor suport

Pentium II 64GB 32 (2) 200-450

800 Enhanced L1 & L2 caches, Power Saving, MMX extensions

Pentium III 64GB 32 (2) 500+ 1000+ Very efficient FPU, KNI mode

Pentium IV 64GB 32 (2) - 3800 ��.. 30 � 169 juta transistor

Prosesor (2/3)T

rans

isto

rs P

er D

ie

1M

16M4M

64M

MemoryMicroprocessor

Pentium® IIPentium® III

256M

Pentium® 4

Itanium®

1G2G4G

128M108

107

109

1010

1011

512M

14

�60 �65 �70 �75 �80 �85 �90 �95 �00 �05 �10

Tra

nsis

tors

Per

Die

1K4K 16K

64K256K

1M

4004

80808086

80286i386�

i486�Pentium®

Pentium II

Source: Intel

106

105

104

103

102

101

100

Moore�s Law Still Holds

Prosesor (3/3)

15

Pentium D = dual-core = multi-core 290 juta transistor, RISC

ArsitekturArsitektur RISC RISC dandan CISC CISC

16

Mode Prosesor- Real Mode:

Prosesor 8086 hanya mampu mengalamti 1 MB memori, dirancang hanya untuk menjalankan 1 program (proses) pada suatu waktu, Proses di atur oleh BIOS dan sistem operasinya, dan dapat menjangkau seluruh lokasi memori atau

17

dapat menjangkau seluruh lokasi memori atau I/O

- Protected Mode:Mulai prosesor 80286, mampu mengalamati 1MB memori, suport virtual 8086 (V86), dapat operasi multitasking, pengaturan operasi mesin oleh perangkat lunak,

Register- Register ialah nama lain untuk memori dalam

prosesor. Register-register berfungsi sebagai: Penyimpan data sementara dan alamat memori

- Lebar datanya 16 bit (AX, BX, CX, DX, CS, DS, SS, IP dll.)

- Mulai prosesor 80386 lebar data register 32 bit,

18

- Mulai prosesor 80386 lebar data register 32 bit, (EAX, EBX, ECX, dst)

- Register dapat digunakan untuk menyimpan berbagai informasi yang berkaitan dengan proses yang sedang dikerjakan: alamat instruksi berikutnya yang akan dieksekusi, hasil operasi, status interupsi, dan parameter penting lainnya.

Numeric Processing

- Prosesor 80486 dan sebelumnya, terbatas dalam pemrosesan matematik.

- Operasinya: operasi aritmatika integer, transfer data, dan logika. Tidak dapat mengkalkulasi floating-point.

19

floating-point.- Komputasi FP dapat dilakukan secara SW,

tetapi membuat proses jadi lambat, jadi menurunkan throughput.

- Pemroses Numeric: melakukan kalkulasi floating point, fungsi trigonometric dan transcendental. Bekerja secara paralel dengan prosesor.

Memori (1/4)Memori (1/4)� Jenis Memori pada PC

a. Primer- RAM (SRAM dan DRAM) dan ROM (ROM, PROM, EPROM, EEPROM, Flash Memory)

- Cache

b. Sekunder- Hard disk, flash disk, diskette, CD, pita(tape), �kartu berlubang�.

20

(tape), �kartu berlubang�.

� Akses memoria. Real mode, prosesor 8086 dan pentium menggunakan

pengalamatan memori bersegmen, setiap alamat memoriditunjukkan oleh SW melalui register segment dan offset. Satusegment ialah 1 blok memori sebesar 65536 bytes. Alamatphisik merupakan perkalian isi segment register dengan 16, hasilnya dijumlahkan dengan data yang ada di offset register.

b. Protected mode (mulai 80386), mampu mengakses memori 4 GB, privilege level, segmentasi memori, multitasking

HirarkiHirarki MemoriMemori KomputerKomputer

21

�

�

�

�

3ULYLOHJH�OHYHO

0RVW

SULYLOHJHG

Memori (2/4)

22

3ULYDWH

26

IXQFWLRQV

/HDVW

SULYLOHJHG

26�VHUYLFHV

'HYLFH�'ULYHUV

$SSOLFDWLRQ�SURJUDPHirarki proteksi

Memori (3/4)

23Segment Translation

Virtual address

24

Memori (4/4)

25Peta Memori PC

Bus� Komponen utama suatu komputer� Microprocessors� I/O devices� Memory

� Bagaimana menginterkoneksi mikroprosesor

26

� Bagaimana menginterkoneksi mikroprosesor dengan device melalui bus CPU

CPU

device

device

device

keyboard

display

memory

Bus CPU

� Wire vs. bus�Wire: jalur 1 bit antara dua device

Device 1

27� Bus: kumpulan kawat dengan suatu protokol

wiren

bus

Device 2

Tipikal Bus mikroprosesor � CPU dapat melakukan baca/tulis ke memori atau ke

device. Device atau memori tidak dapat menginisiasi transfer

Device 1 Device 2

clock

28

CPU

memory

clock

R/W�

data rdy�

address

data

Bus architectures: Tri-state design

� 1-bit tri-state design enable

data_out

data_in

tri_out

29

� System tri-state bus

data_in

� � �

Jenis-jenis bus standar

� ISA (Industry Standard Architecture)� original IBM PC bus, standar kecepatan

rendah

� PCI (Peripheral Component Interconnect)

30

� standard untuk high-speed interfacing� 33 or 66 MHz.

� USB (Universal Serial Bus),� IEEE 1394 (Firewire)� relatively low-cost serial interface with high

speed.

Teknik dalam I/O� Programmed I/O� Data dipertukarkan antara CPU dan I/O� CPU harus menunggu sampai operasi I/O

selesai

31

� Interrupt-driven I/O� CPU tidak dapat mengeksekusi instruksi

berikutnya sampai operasi I/O selesai

� Direct Memory Access (DMA)� CPU tidak terlibat dalam transfer I/O

I/O devices

� Timers / counters� A/D and D/A converters� Keyboards� LEDs

32

� LEDs� Displays� Touchscreens

Timers and counters

� Very similar:� timer pertambahannya dengan sinyal

periodik� counter pertambahnnya oleh sinyal asinkron,

33

� counter pertambahnnya oleh sinyal asinkron, yang tidak menentu

� Rollover meyebabkan interrupt

Watchdog timer

� Watchdog timer di reset secara berkala oleh sistem timer

� Jika watcdog tidak di reset, ia akan membangkitkan interupsi ke CPU

34

membangkitkan interupsi ke CPU

CPU

reset

WatchdogTimer

time-out

A/D and D/A converters

� Analog/digital (A/D) or digital/analog (D/A) converters (ADC/DAC)

� Mengantarmukakan piranti non-digital ke sistem embedded

35

sistem embedded� Antarmuka A/D memiliki 2 input digital

- data port- clock input

DAC

36

ADC

37

Keyboards

� Switch de-bouncing

� Encoded keyboard

38

� Encoded keyboard� An array of switches is read by an encoder

row

LEDs

� Light-emitting diodes (LEDs)+

39

+5 V Anode (+)

Cathode (-)

Displays� Common use: 7-segment LCD display

� Other high-resolution displays

40

� Other high-resolution displays� cathode ray tube (CRT)� liquid crystal display (LCD)

Touchscreens

� Includes input and output device

� Input device is a two-dimensional voltmeter

41

voltmeter

X

Touchscreen position sensing

ADC

Push

↓

conductive sheets

42

voltage spacer ball

Electronic Numerical Integrator And Computer (ENIAC)

ENIAC was its size and complexity. ENIAC contained 17,468 vacuum tubes, 7,200 crystal diodes, 1,500 relays, 70,000 resistors, 10,000 capacitors and around 5 million hand-soldered joints. It weighed more than 30 short tons (27 t), was roughly 8 by 3 by 100 feet (2.4 m × 0.9 m × 30 m), took up 1800 square feet (167 m2), and consumed 150 kW of 1800 square feet (167 m2), and consumed 150 kW of power.[10][11] This led to the rumor that whenever the computer was switched on, lights in Philadelphia dimmed.[12] Input was possible from an IBM card reader, and an IBM card punchwas used for output. These cards could be used to produce printed output offline using an IBM accounting machine, such as the IBM 405.

43

Tugas

1. Gambarkan diagram blok komputer dan jelaskan prinsip kerjanya !

2. Apa yang dimaksud dengan cache memori dan jelaskan fungsinya !

44

memori dan jelaskan fungsinya !3. Jelaskan fungsi BIOS ?4. Bagaimana cara meningkatkan

kecepatan kerja komputer ?

id54847049 pdfMachine by Broadgun Software - a great PDF writer! - a great PDF creator! - http://www.pdfmachine.com http://www.broadgun.com