�ݺ�ߣ

Minggu, 14 Januari 2024 1
Arsitektur Komputer
Alvin Zuhair
Jurusan Teknik Elektro

Tujuan
Diharapkan mahasiswa memahami organisasi
computer, berbagai macam arsitekur
komputer berikut komponennya seperti;
prosesor, memori, kontrol, dan perangkat
I/O, terutama dalam rangka meningkatkan
performance komputer.

Refferensi
Buku:
• Hayes, John P (1998) Computer
Architecture and Organization. McGraw
Hill, Singapore
• Stallings, William (2000) Computer
Architecture and Organization. Prentice
Hall, Singapore
• Hamacher, V Carl, Zvonko G Vranesic and
Safwat G Zaky (1996) Computer
Organization. McGraw Hill Singapore

Tata Tertib Kelas
• PAKAIAN RAPIH & SOPAN
• KEHADIRAN 75% MENJADI SYARAT UNTUK
MENGIKUTI UAS
• NILAI AKHIR = Aktv 30% + TGS (Quis, Paper,
Makalah, dll) 30% + UAS 40%
• PAP = Penilaian Acuan Patokan
A = 80.00 – 100
B = 68.00 - 79.99
C = 56.00 - 67.99
D = 45.00 - 55.99
E = 00.00 - 44.99
• TIDAK ADA PERBAIKAN NILAI

Sudut Pandang

Sudut Pandang
Abstrak 1

Sudut Pandang
Abstrak 1
• User
– End-user, programmer, engineer,
designer, …..
• Software ~ program yang menjadikan
komputer bisa bekerja
• Application Software
– Editor, spreadsheet, special package.
• System Software
– Operating System, Network OS, utility
• Computer Hardware

Sudut Pandang
Abstrak 2, Mesin Multilevel

Sudut Pandang
ISA (instruction set architecture)
contoh: Intel, IBM PowerPC atau AS/400, DEC Alpha, SGI MIPS,
Sun SPARC, HP PA-RISC. [organisasi : Intel 486, Intel Pentium,
Alpha 21264]

• ISA ~ view berkaitan dengan machine &
assembly levels (LLL) ~ antarmuka SW tingkat
terendah dengan HW ~ antarmuka fungsional
pemrograman bahasa assembly, mencakup
pemahaman:
– compiler, penerjemah HLL yang architecture
independent ke LLL yang architecture
dependent
– assembler, penerjemah program LLL
menjadi binary executables code
– hasil kompilasi HLL langsung dieksekusi
mesin, pada Java hasil akan diinterpretasi
JVM
– firmware = implementasi SW ke HW
Sudut Pandang
ISA (instruction set architecture)

Kemajuan Teknologi
(Desakan Pengembangan Arsitektur)

Kemajuan Teknologi
(Desakan Teknologi)
– Prosesor
• kapasitas logik (~ 0.3 /thn)
• clock rate (0.2 /thn)
– Memori
• kapasitas DRAM (~ 0.6 % /thn = 4x per 3
tahun)
• kecepatan memori (0.1 /thn)
• biaya/bit (turun 0.25 /thn)
– Kapasitas disk
• 0.6 per tahun

Kemajuan Teknologi
(Desakan Aplikasi & Bahasa)
– Paradigma bahasa
• prosedural ==è berorientasi objek
– Paket-paket aplikasi
• editor (WS, words, ps, pdf)
• spread-sheet (lotus, Exel)
• CA-XXX (CAD, CAM, CASE, ..), games.
– Kemajuan teknologi
• Web, multimedia, Java, ……..

Kemajuan Teknologi
(Desakan Pengembang OS)
– 1950-an implementasi resident monitor
– 1960-an implementasi batch processing dan
time sharing
– 1970-an implementasi multisystem
– 1980-an implementasi NOS pada mainframe
dan UNIX pada PC
– ……….
Migrasi OS
– Batch oriented ======> Online orinted

Kemajuan Teknologi
(Migrasi OS)

CATATAN
– price / performance
– komputer yang dibuat berkinerja tinggi
– biaya pembuatan (riset, implementasi,
produksi, pemasaran, lainnya)
ekonomis.
– Desain dan pembuatan HW dan SW
dari masa ke masa menuntut
pengetahuan dan teknologi tinggi.
– Divergensi tuntutan (multimedia,
wireless, internet, simulation,
intelligent system, PDA) makin
memerlukan customized design.

KINERJA

Metodologi Desain
1. Perangkat (tools) ukur:
– Flynn taxonomy (1966)
– PMS (processor-memory-switch)
notation, berupa diagram blok
– ISP (instruction set processor)
– HDL (hardware design language)
– VHSIC [very high-speed IC] HDL (VHDL
disponsori DoD, 1980-an, misal half
adder), objektif untuk menunjang:
• H/W technologies and design
methodologies
• Design styles and automation tools
• Management of design data

Metodologi Desain
2. Flynn's taxonomy
[http://wombat.doc.ic.ac.uk/foldoc/foldoc.cgi?Flynn's+tax
onomy]
– klasifikasi arsitektur komputer berbasis pada
number of streams of instructions and data:
• Single instruction/single data stream (SISD) - a
sequential computer.
• Multiple instruction/single data stream (MISD) -
unusual.
• Single instruction/multiple data streams (SIMD)
- e.g. an array processor.
• Multiple instruction/multiple data streams
(MIMD) – multiple autonomous processors
simultaneously executing different
instructions on different data.

Metodologi Desain
3. Pemodelan Computer HW
– Komponen HW direpresentasikan sebagai
design entity
– Dua sub komponen design entity:
• interface berisi externally visible information
– ports
– data parameters & generic parameters
– declarations & assertions
• body mendeskripsikan satu atau lebih entiti
yang diimplementasikan
– architectural: aliran data & dekomposisi
fungsi entiti
– behavioral: aliran kendali & no- info on
structural decomposition

Metodologi Desain
4. Contoh architecture_view dari full adder
• SUM Ü X xor Y xor Cin
• Cout Ü (X and Y) or (Y and Cin) and (Cin and X)

Metodologi Desain
5. Deskripsi Arsitektural

Kinerja
• Tolok ukur
– Peningkatan kinerja komputer biasanya dilihat
dari:
• waktu respons yang cepat, atau
• throughput yang meningkat
– Amdahl’s Law :
The performance improvement to be gained from
using some faster mode of execution is limited by the
fraction of time the faster mode can be used.
– Mobil mana the best untuk jarak 200 km ?
• BMW Z3, 2 orang, top speed 300 km/j, throughput =
600
• Altis, 5 orang, top speed 200 km/j, throughput = 1000
• Panther, 9 orang, top speed 150 km/j, throughput =
1350
– Kriteria ?

Kinerja
• Yang mana the best computer ?
• Kriteria / kuantifikasi kinerja ?
– ISA or mark
– Processor’s speed
– RAM
– Storage
– Others (sub systems / accessories)
– Cost & performance tradeoff
– Memory bandwidth
– MIPS / MFLOPS

Kinerja
• Perbedaan ukuran

Kinerja
• MIPS
– Makin tinggi MIPS ~ makin cepat ~ kinerja naik
– Mudah difahami ~ mudah pemasaran komputer
– MIPS rating satu komputer bervariasi
tergantung program yang dieksekusi.
– VAX 11-780 digunakan sebagai reference
machine untuk pembakuan MIPS rating

Kinerja
• Tolok ukur umum
– Elapsed time / response time / wall-clock time
~ jumlah waktu total penyelesaian sebuah
task sejak mulai - selesai.
– User CPU time = waktu eksekusi aplikasi oleh
CPU
– System CPU time = waktu kerja OS
– Idle time = waktu untuk pengerjaan I/O
– Elapsed time = CPU time + idle time

Kinerja
• Tolok ukur khusus
– Clock rate = jumlah cycles per second, hertz
– Cycle = pulsa clock 0 ~ 1 ~ 0 (positif)
– Cycle time saling invers dengan clock rate
– Contoh:
• clock rate = 500 MHz = 500 x 106 cycles/second
• cycle time = 1/ (500 x 106) detik = 2 ns

TUGAS 1
baca sebuah jurnal tentang
arsitektur komputer, kemudian
berikan komentar anda pada
jurnal tsb.
Kirim ke grub whatsapps
dengan Format PDF Subject
TGS1

Representasi Data

Abstraksi Data
• Raw data kehidupan manusia
– Personal data input [lewat 5 indra]
– Mass media [audio/visual] data input
[populer, ilmiah, fiksi, riset, dll.]
• Pengertian Dasar
– Data ‡ Informasi ?
– Komunikasi
– Kode / notasi / simbol / Icon
• Bentuk Kode
– Karakter umum: Numerik & Alfabet
– Karakter khusus.

Abstraksi Data
• Jenis Representasi
– Eksternal (human-readable)
• notasi dalam bahasa pemrograman
• fasilitas untuk: pemrogram, desainer
bahasa, pemakai
• berbasis notasi aljabar (desimal,
sign/magnitude)
– Internal
• notasi aktual dalam komputer
• fasilitas untuk konstruksi HW
• meningkatkan efisiensi
• menekan harga
• HW menjadi handal

Abstraksi Data
• Tingkat abstraksi
– Sudut pandang:
• jumlah elemen/simbol: 1.2*1012 = [8
elemen]
• mantissa [1.2] dan exponent [12]
• organic whole [ integer/real ]
– Atomic entities (indivisible/unstructured)
[7, -2.34,1.1*1012 ]
– Compound entities (structured)
• set A= { a, b, c }
• ordered pair P = (3,4)
• complex number z = 5 - 7i
• record MHS(NIM, nama, sex, tg-lahir,
addres) = file

Abstraksi Data
• Konsep tipe data
– Definisi matematik
• cardinal/unsigned numbers integer: 0,1,2,…]
• signed numbers integer: -2, -1, 0, 1, 2, …]
• real number [4.5, -8.47, -0.6* 107 ]
• character
• string
• boolean [true, false)
• beragam struktur gabungan 6 tipe tersebut
– ADT (abstract data type) [a specified set of
items which certain properties & operations]:
boolean, rate, time, speed, area, ..
– Variable, constant, ADT [constant/variable]

Abstraksi Data
• Format Dasar [HAY]
– Tipe informasi
• instruksi
• data
– numbers / numerical : fixed-point & floating point
– nonnumerical
– Length : bit, byte, halfword, word, double/
long word
– Storage bit order : most (left) - least (right)
significant bit [in word: bit-31 bit-0]
– Tag ~ a group of bits that identfies the words’
type
– Error detection & correction [parity bit:
even/odd]

Abstraksi Data

Sistem Bilangan
– Pengertian
• konsep
• representasi dari konsep
– Dasar pemilihan representasi
• tipe: integer, real
• rentang nilai (magnitude)
• presisi (maximum accuracy)
• biaya HW untuk menyimpan & proses
– Jenis bilangan
• unsigned atau signed ?
– Format dasar
• fixed-point atau floating-point ?

Konsep dan Representasi Konsep
– Contoh
• konsep bilangan: sebelas
• representasi: sebelas, eleven, 1110, 10112
– Contoh lain
• XI atau ///// ///// / = bilangan ?
– Notasi posisi representasi
• ___4 ___3 ___2 ___1 ___0
• bandingkan 47 [desimal] dengan XLVII
– Positional Notation Rules
• basis B selalu bilangan intejer positif
• ada sejumlah B dijit mulai nol sampai dengan
(B-1)
• posisi terkait dengan perpangkatan B dari 0
naik dari kanan ke kiri

Unsigned Integer
Harga unsigned binary
– Tipe data disebut unsigned binary jika ada
m buah digit untuk menyimpan bilangan
biner, dengan nilai antara rentang:
00000 ......... 000 s.d 11111 ........ 111
m angka nol m angka satu
– Sehingga (untuk intejer m dan I):

Unsigned Integer
Posisi Representasi
– Misalkan:
• d = digit
• i = 0, 1, 2, .........., n
• di = positional numbering system
• r/R = radix / basis
• N = bilangan
– Maka:

Unsigned Integer
Notasi populer

Unsigned Integer

Signed Integer

Asembli

Kilas Balik

Instruction Set Architecture (ISA)

ISA

Instruction Set

Memory

Teknologi Penyimpanan

Terminologi

Hirarki

FINISH

�ݺ�ߣ

Arsitektur dan Organisasi Komputer1.pptx

Recommended

More Related Content

Similar to Arsitektur dan Organisasi Komputer1.pptx (20)

Recently uploaded (6)

Arsitektur dan Organisasi Komputer1.pptx