Pertemuan 4 - Pengenalan Arsitektur Komputer PDF

Pengenalan Organisasi dan Arsitektur Komputer Pengenalan Program Studi Teknik Informatika Institut Teknologi Sumatera  Sejarah Perkembangan Komputer 1938 1939 1943 1944 1945 1945 Konrad J. Alan Kom...

Pengenalan Organisasi dan Arsitektur Komputer Pengenalan Program Studi Teknik Informatika Institut Teknologi Sumatera  Sejarah Perkembangan Komputer 1938 1939 1943 1944 1945 1945 Konrad J. Alan Komputer ENIAC UNIVAC I Zuse Atanasoff Turing Mark 1, Diciptakan Diciptakan Menyelesai- Menyelesai- Mengemban digunakan dan yang kan Z1, kan gkan untuk merupakan merupakan komputer komputer Colossus menghitung komputer komputer mekanik digital ballistic modern modern digital elektronik table per-tama komersial pertama pertama pertama  Sejarah Perkembangan Komputer 1938 1939 1943 1944 1945 1945 Konrad J. Alan Komputer ENIAC UNIVAC I Zuse Atanasoff Turing Mark 1, Diciptakan Diciptakan Menyelesai- Menyelesai- Mengemban digunakan dan yang kan Z1, kan gkan untuk merupakan merupakan komputer komputer Colossus menghitung komputer komputer mekanik digital ballistic modern modern digital elektronik table per-tama komersial pertama pertama pertama  Sejarah Perkembangan Komputer 1938 1939 1943 1944 1945 1945 Konrad J. Alan Komputer ENIAC UNIVAC I Zuse Atanasoff Turing Mark 1, Diciptakan Diciptakan Menyelesai- Menyelesai- Mengemban digunakan dan yang kan Z1, kan gkan untuk merupakan merupakan komputer komputer Colossus menghitung komputer komputer mekanik digital ballistic modern modern digital elektronik table per-tama komersial pertama pertama pertama Organisasi dan Arsitektur Komputer Modern Arsitektur komputer: atribut sistem yang dapat diakses oleh programmer Organisasi komputer: unit operasi dan interkoneksinya dalam merealisasi arsitektur Contoh: Prosesor Intel dan AMD memiliki kesamaan arsitektur X86 (instruksi sama). Cara mengimplementasi sinyal kontrol, mekanisme pemrosesan Input/Output, dll berbeda (organisasinya)  Trend Perkembangan Komputer Komputer semakin kecil Komputer semakin powerful Komputer semakin intuitif dan cerdas Komputer ada dimana-mana (ubiquitous) Sumber: http://www.globalfuturist.com/about-igf/top-ten-trends/top-ten-computer-trends-for-the-21st- century.html Sirkuit Digital Sinyal yang diproses oleh komputer berupa sinyal digital ON (1) : terhubung ke catu daya/power supply OFF (0) : tidak terhubung ke catu daya/power supply Sirkuit digital dibentuk dari Wire: untuk propagasi sinyal Switch: kontrol propagasi sinyal Komponen sirkuit digital Input, Output, dan Control Gerbang Logika Gerbang logika dibentuk dari sirkuit digital untuk melakukan operasi logika boolean Sistem Bilangan Biner Sistem bilangan biner digunakan dalam operasi komputer Setiap digit bilangan biner hanya dapat dibentuk dari dua komponen bilangan yaitu 0 atau 1 Lain halnya jika dibandingkan dengan bilangan desimal, setiap digit dapat mengandung bilangan antara 0-9  Sistem Bilangan Biner Contoh representasi bilangan biner Desim Biner Desim Biner Desim Biner Desim Biner al al al al 0 0 5 101 10 1010 15 1111 1 1 6 110 11 1011 16 10000 2 10 7 111 12 1100 17 10001 3 11 8 1000 13 1101 100 110010 0 4 100 9 1001 14 1110 101 110010 1 Konversi dari Biner ke Desimal Konversi Desimal ke Biner Bilangan desimal 67 jika dikonversi menjadi bilangan biner dapat dilakukan sebagai berikut: Digit paling kanan (Least o 67 / 2 = 33 sisa 1 Significant Bit) o 33 / 2 = 16 sisa 1 o 16 / 2 = 8 sisa 0 Representasi o 8 / 2 = 4 sisa 0 biner o 4 / 2 = 2 sisa 0 1000011 o 2 / 2 = 1 sisa 0 Digit paling kiri (Most o 1 / 2 = 0 sisa 1 Significant Bit) Representasi Biner untuk Integer Beberapa jenis representasi biner untuk bilangan bulat (integer): Unsigned Binary Signed Binary Two’s Complement Umumnya digunakan dalam sistem komputer saat ini Gerbang Logika X-OR Operasi Bilangan Biner: Aritmatika Operasi aritmatika dasar pada komputer adalah penjumlahan Misalnya penjumlahan biner 4-bit 0010 + 0011 = 0101 1000 + 1101 = 10101 (terjadi overflow) Efek overflow: kesalahan representasi bilangan Operasi Bilangan Biner: Aritmatika Pengurangan dilakukan dengan menggunakan prinsip penjumlahan sebagai berikut: A – B = A + (-B) Untuk Perkalian dan Pembagian digunakan algoritma yang merupakan gabungan antara penjumlahan dan shift (geser digit) Untuk perkalian, contohnya algoritma Booth Unsigned Binary vs Signed Binary Signed binary: mampu mengatasi permasalahan representasi bilangan negatif Tidak ada representasi negatif pada unsigned binary Most Significant Bit (digit paling kiri) merepresentasikan tanda. Bit 0 untuk positif, Bit 1 untuk negatif Kekurangan: Ada dua representasi untuk bilangan 0 1000 sama dengan 0000 Two’s Complement Mengatasi permasalahan 2 representasi nilai 0 pada signed binary Pada umumnya digunakan untuk komputer saat ini Untuk merepresentasikan bilangan negatif, teknik nya adalah dengan cara me-negasi seluruh digit bilangan biner representasi positifnya kemudian ditambah 1 Contoh bentuk two’s complement untuk -9 adalah 9 = 01001 -> negasi = 10110 -> +1 = 10111 0 = 00000 -> negasi = 11111 -> +1 = 100000 overflow, namun representasi 5-bit sama Bagaimana Representasi Biner Bilangan Real? Untuk representasi bilangan real digunakan format standar dari IEEE IEEE 754 Standard Floating-Point Arithmetic 1- 8- 23- Sign bit Biased bit bit Significand bit Exponent Gambar. Skema representasi bilangan real 32-bit berdasarkan standar IEEE 754 Representasi floating point biner tidak akurat Namun mendekati nilai desimal sebenarnya  Contoh Representasi IEEE 754 Aplikasi dapat diakses via: https://www.h-schmidt.net/FloatConverter/IEEE754.html