ORGANISASI dan ARSITEKTUR KOMPUTER

Organisasi ialah bagaimana suatu perangkat diimplementasikan seperti sinyal kontrol, interface dan memori
Arsitektur ialah atribut yang berhubungan dengan programer seperti misalnya kumpulan bit, jumlah bit yang digunakan untuk representasi data, mekanisme Input/Output , teknik pengalamatan
di dalam  ORGANISASI & ARSITEKTUR KOMPUTER  ini Arsitektur bisa sama, sedangkan Organisasi bisa  berbeda, lalu Arsitektur bertahan lama dan Organisasi disini menyesuaikan  dengan perkembangan teknologi sekarang ini. Adapun fungsi dan struktur dari  ORGANISASI & ARSITEKTUR KOMPUTER
fungsi disini merupakan operasi dari masing-masing komponen sebagai struktur. Dan struktur ialah bagaimana masing-masing kommponen saling berhubungan satu dengan lainnya.
Fungsi dalam komputer adalah

• Pengolahan Data (Data Processing)
• Penyimpanan Data (Data Storage)
• Pemiindahan Data (Data Movement)
• Control

Fungsi komputer dilihat dari sudut pandang fungsinya

Pemindahan Data  ex: dari keyboard ke layar

Penyimpanan Data   ex: download dari internet

Pengolahan Data dari /ke penyimpanan

Pemrosesan data dari penyimpanan ke Input /Output

Struktur dari TOP LEVEL













Struktur CPU













Struktur Control Unit

mungkin hanya itulah tulisan saya semoga bermanfaat

ORGANISASI dan ARSITEKTUR KOMPUTER Sejarah Evolusi dan Kinerja Komputer

ENIAC adalah sebuah mesin yang merupakan Cikal bakal komputer pertama kali berasal dari sebuah universitas pennsylvania oleh dua orang mahasiswa yang bernama Eckert dan Mauchly. Pada tahun 1943 awalnya kedua pemuda ini menciptakan sebuah mesin dengan tugas yang spesifik atau yang kita kenal sebagai single tasking  yaitu untuk menghitung suatu lintasan peluru.dan tujuan awal diciptakannya ENIAC ini adalah untuk memperkuat kekuatan militer negara mereka , tetapi karena pengerjaanya yang lama sehingga ENIAC ini baru jadi pada tahun 1946 dan itu sudah sangat terlambat untuk digunakan sebagai amunisi di perang dunia kedua.mesin ENIAC ini digunakan oleh negara mereka hingga pada tahun 1955. Berikut adalah spesifikasi dan juga detail dari ENIAC :


  Electronic Numerical Integrator And Computer                            

•  Eckert and Mauchly
• University of Pennsylvania
• Pembuatan jarak dan tabel lintasan peluru kendali senjata baru
• Dimulai tahun 1943
•   Selesai tahun 1946
• Too late for war effort
• Digunakan sampai tahun 1955
• Decimal (not binary)
•  20 akumulator masing-masing menampung 10 digit desimal
• Diprogram secara manual dengan switch
• 18,000 tabung vakum
• 30 tons
• 15,000 meter persegi
• 140 kW konsumsi dayanya
•   5,000 operasi penambahan / detik

 Menurut model arsitektur von-Neumann, arsitektur perangkat keras komputer terdiri dari empat komponen utama yaitu :

1. Memori utama, untuk menyimpan data dan intruksi.
2. Arithmetic Logic Unit (ALU), untuk mengolah data binner
3. Control Unit, untuk melakukan interpretasi instruksi - instruksi di dalam memori sehingga adanya eksekusi instruksi tersebut
4. I/0, untuk berinteraksi dengan lingkungan luar

Gambar Arsitektur Komputer von-Neumann

 

• IAS

Computer of Institute for Advanced Studies
Gambar Arsitektur Komputer IAS
 
Spesifikasi dari IAS komputer

1. Kapasitas memori: 1000 x 40 bit words
2. Menggunakan sistem bilangan Biner
3. Panjang instruksi 20 bit ( 1 word = 2 instruksi )

Register-register dalam CPU

1. MBR (Memory Buffer Register)
2. MAR (Memory Address Register)
3. IR (Instruction Register)
4. IBR (Instruction Buffer Register)
5. PC (Program Counter)
6. AC (Accumulator)
7. MQ (Multiplier Quotient)

• Komputer Komersial (Commersial Computer)

Pada tahun 1950-an mulai bermunculan industri komputer, antara
lain:
1947 - Eckert-Mauchly Computer Corporation mengembangkan UNIVAC I (Universal Automatic Computer) yang digunakan untuk perhitungan sensus di USA, UNIVAC II keluar pada tahun 1950.
1950 – Sperry dan IBM. Produk  IBM : IBM seri 701 tahun 1953, IBM seri 702 tahun 1955.

• Komputer Generasi Kedua

Penggantian Vacuum Tube dengan transistor. Dimana transistor memiliki spesifikasi sebagai
berikut:
Lebih kecil
Lebih ringan
Disipasi daya lebih rendah
Solid State device
Terbuat dari silikon Silicon (Sand)
Transistor ditemukan 1947 di Lab.Bell oleh William Shockley .
Yang termasuk dalam komputer generasi kedua antara lain:
IBM 7094
DEC PDP 1

• Komputer Generasi Ketiga

Penggantian transistor dengan microelectronics.
Microelectronics lebih dikenal dengan nama chip.
Yang termasuk dalam komputer generasi ketiga antara lain:

IBM 360
IBM 360 diluncurkan pada tahun 1964
Spesifikasi :
Set Instruksi Mirip atau Identik, dalam kelompok komputer ini berbagai model yang dikeluarkanmenggunakan set instruksi yangsama sehingga mendukung kompabilitas sistem maupun perangkat kerasnya.
Sistem Operasi Mirip atau Identik, ini merupakan feature yang menguntungkan konsumen
sehingga apabila kebutuhan menuntut penggantian komputer tidak kesulitan dalam sistem operasinya karena sama.
Kecepatan yang meningkat, model odel yang ditawarkan mulai ari kecepatan rendah sampai kecepatan tinggi untuk penggunaan yang dapat disesuaikan konsumen sendiri.
Ukuran Memori yang lebih besar, semakin tinggi modelnya akan diperoleh semakin besar memori yang digunakan.
Harga yang meningkat, semakin tinggi modelnya maka harganya semakin mahal.

DEC PDP-8
PDP-8 diluncurkan pada tahun 1964
spesifikasi ;
Minicomputer pertama kali (setelah miniskirt)
Tidak memerlukan air conditioned room
Embedded applications & OEM
Arsitektur PDP-8 sangat berbeda dengan IBM terutama bagian sistem bus. Pada komputer ini menggunakan omnibus system
Sistem ini terdiri atas 96 buah lintasan sinyal yang terpisah, yang digunakan untuk membawa sinyal sinyal kontrol, alamat maupun data
Arsitektur bus seperti PDP-8 ini nantinya digunakan oleh komputer komputer modern

• Komputer Generasi Terakhir

Pada komputer generasi terakhir ini sudah memanfaatkan mikroprocessors.

• MOORE’S LAW

Kepadatan komponen dalam sebuah chip meningkat
Gordon Moore - cofounder of Intel
Jumlah transistor dalam chip menjadi dua kali lipat tiap tahun
Sejak 1970 perkembangan agak lambat. Jumlah transitor menjadi 2 kali dalam sebuah chip berkembang tiap 18 bulan
Harga dari chip rata-rata tetap / tidak berubah
Higher packing density berarti jalur elektronik lebih pendek, kemampuan makin meningkat
Ukuran yang mengecil meningkatkan flexebilitas
Mengurangi daya dan membutuhkan pendinginan
Beberapa Interkoneksi meningkatkan reliabilitas

• Perkembangan Mikriprosesor

Tahun 1971 -4004
    Mkroprosesor pertama
Semua komponen CPU dalam 1 IC (chip)  4 bit
Tahun 1972 -8008
     8 bit
    Untuk aplikasi yang spesifik
Tahun 1974 - 8080
    Generasi pertama dari intel -“general purpose microprocessor”
Tahun 1978 - 8086, 80286
Tahun 1985 - 80386
Tahun 1989 - 80486


Evolusi x86 - 1
8080
    Generasi pertama - general purpose microprocessor
    8 bit data
    Digunakan pertama kali sbg komputer personal (PC) – Altair
8086 – 5MHz – 29,000 transistors
    Lebih canggih
    16 bit
    Cache instruksi
8088 (8 bit external bus) - Digunakan pertama kali oleh IBM PC
80286
    16 Mbyte memori beralamat
    Sampai 1Mb
80386
    32 bit
    Mendukung “multitasking”
80486
    Lebih canggih
    Dibangun dalam maths co-processor

Evolusi x86 - 2
Pentium
    Superscalar
    Beberapa instruksi di eksekusi secara pararel
Pentium Pro
    Meningkatkan organisasi superscalar
    Aggressive register renaming
    Prediksi percabangan
    Analisis aliran data
    Spekulasi eksekusi
Pentium II
    MMX technology
    graphics, video & pengolahan audio
Pentium III
    Penambahan instruksi untuk grafik 3D

Evolusi x86 - 3
Pentium 4
    Penambahan perangkat multimedia
Core
    Pertama kali x86 dengan dual core
Core 2
    Arsitektur 64 bit
Core 2 Quad – 3GHz – 820 juta transistor
    4 prosesor dalam 1 chip
Arsitektur x86 - embedded systems
    Organisasi dan teknologi berubah secara drastis
    Arsitektur kumpulan instruksi à kompatibel dengan sebelumnya
    1 instruksi bertambah setiap bulan
    Tersedia 500 instruksi

ORGANISASI dan ARSITEKTUR KOMPUTER Sistem BUS

Mengenal sistem bus
Sistem adalah suatu proses yang terikat dengan satu unsur dan unsur-unsur yang lainnya
Bus adalah lintasan / jalur

Sistem bus dalam dunia komputer dapat didefinisikan sebagai proses yang menghubungkan antar komponen utama dari sebuah komputer yang memiliki jalur / lintasan masing-masing dimana tetap saling mempengaruhi satu dengan yang lain. Satu bus berisi satu jalur, bus biasanya berbentuk jalur-jalur parallel PCB, ribbon cables, strip connectors (ditemui dalam motherboard), kumpulan kabel.


Bus yang biasa dipakai adalah single bus dan multiple bus

• Single bus : bus dengan hanya 1 jalur saja
• Multiple bus : bus dengan jalur lebih dari satu

Sistem bus yang ada pada komputer : Control bus, Address Bus, Data Bus

• Control bus : Jalur tempat mengirimkan intruksi atau perintah
• Address bus : Jalur tempat mengkodean / pengalamatan dari sebuah proses
• Data Bus : Jalur pengiriman data

Kelemahan Single Bus :

• Karena hanya menggunakan 1 jalur, sehingga jalannya data menjadi sedikit, sehingga membutuhkan jalur yang panjang

Jenis Bus
Dedicated

• Jalur data & address terpisah 

Multiplexed

• Jalur bersama

Arbitrasi Bus

Beberapa modul dapat mengendalikan bus, dan setiap saat hanya satu modul yang dapat mengendalikan.

Terdapat 2 arbitrasi :

1. Arbitrasi Centralised
• Ada satu hardware device yg mengendalikan akses bus 
• Bisa berupa bagian dari CPU atau terpisah
2. Arbitrasi Distributed
• Setiap module dapat meng-klaim bus 
• Setiap modules memiliki Control logic

Bus PCI

Jalur yang harus ada pada Bus PCI :

1. Jalur System 
2. Address & Data 
3. Interface Control 
4. Arbitrasi
5. Error lines

Jalur tambahan pada Bus PCI :

1. Interrupt lines 
2. Cache support 
3. 64-bit Bus Extension 
4. JTAG/Boundary Scan 

Bus Traditional

High Performance Bus 

Mengenal lebih dekat dengan konsep program dan program
Program adalah penghungung antara komponen logik yang telah dikonfigurasi dengan tujuan untuk melakukan proses operasi aritmatika dan logik.

Alasan dibuatnya program :

1. Peralatan yang diprogram dengan kumpulan komponena elektronik tidak fleksibel
2. Program mampu melakukan multitasking
3. Lebih mudah menambahkan perintah baru pada program daripada menambahkan komponen elektronika baru pada device yang ada

Komponen yang diperlukan untuk dapat menjalankan suatu program

›Control Unit (CU) dan Arithmetic and Logic Unit (ALU) membentuk Central Processing Unit (CPU)
Intruksi yang masuk dan keluar melalui perangkat I/O
Diperlukan media penyimpan sementara untuk menyimpan intruksi - Memori

Komponen komputer

Siklus intruksi

Terdapat 2 siklus intruksi, yaitu :

Fetch Cycle dan Execute Cycle

Fetch Cycle

Program Counter berisikan alamat intruksi selanjutnya yang akan dijalankan

Memori akan mengambil intruksi di memori sesuai dengan alamat yang ditunjuk Program Counter

Intruksi akan dimasukkan kedalam Instruction Register

Prosesor akan melakukan tindakan yang diperlukan

Execute Cycle

• Processor-memory
• Transfer data antara CPU dengan main memory
• Processor I/O
• Transfer data antara CPU dengan I/O module
• Data processing
• Operasi arithmetic dan logical pada data tertentu
• Control
• Mengubah urutan operasi
• Jump

Intrupsi

Siklus Intrupsi

Proses intrupsi masuk kedalam siklus intruksi, yang kemudian dipersiksa oleh prosesor, prosesor akan menunda eksekusi program yang sedang / akan berjalan, context program yang ditunda akan disimpan, prosesor akan set alamat intruksi ke alamat intrupsi, setelah intrupsi selesai, prosesor akan mengembalikan context dan melanjutkan program yang tertunda

Intrupsi Banyak
Disable interrupts

• Processor akan mengabaikan interrupt berikutnya
• Interrupts tetap akan diperiksa setelah interrupt ynag pertama selesai dilayani
• Interrupts ditangani dalam urutan sesuai datangnya

Define priorities

• Low priority interrupts dapat di interrupt oleh higher priority interrupts
• Setelah higher priority interrupt selesai dilayani, akan kembali ke interrupt sebelumnya.

Sambungan

Sambungan Memori

1. Menerima dan mengirim data 
2. Menerima addresses 
3. Menerima sinyal kendali 
• Read 
• Write 
• Timing

Sambungan Input/Output

1. Serupa dengan sambungan memori 
2. Output 
• Menerima data dari computer 
• Mengirimkan data ke peripheral 
3. Input 
1. Menerima data dari peripheral 
2. Mengirimkan data ke computer
4. Menerima sinyal kendali dari computer 
5. Mengirimkan sinyal kendali ke peripherals 
6. Menerima address dari computer 
7. Mengirimkan sinyal interrupt

Sambungan CPU

1. Membaca instruksi dan data 
2. Menuliskan data (setelah diproses) 
3. Mengirimkan sinyal kendali ke unit-unit lain 
4. Menerima (& menanggapi) interrupt

ORGANISASI dan ARSITEKTUR KOMPUTER Memori Komputer

Memori (atau lebih tepat disebut memori fisik) merupakan istilah generik yang merujuk pada media penyimpanan data sementara pada komputer. Setiap program dan data yang sedang diproses oleh prosesor akan disimpan di dalam memori fisik. Data yang disimpan dalam memori fisik bersifat sementara, karena data yang disimpan di dalamnya akan tersimpan selama komputer tersebut masih dialiri daya (dengan kata lain, komputer itu masih hidup). Ketika komputer itu direset atau dimatikan, data yang disimpan dalam memori fisik akan hilang. Oleh karena itulah, sebelum mematikan komputer, semua data yang belum disimpan ke dalam media penyimpanan permanen (umumnya berbasis disk, semacam hard disk atau floppy disk), sehingga data tersebut dapat dibuka kembali di lain kesempatan. Memori fisik umumnya diimplementasikan dalam bentuk Random Access Memory (RAM), yang bersifat dinamis (DRAM). Mengapa disebut Random Access, adalah karena
akses terhadap lokasi-lokasi di dalamnya dapat dilakukan secara acak (random), bukan secara berurutan (sekuensial). Meskipun demikian, kata random access dalam RAM ini sering menjadi salah kaprah. Sebagai contoh, memori yang hanya dapat dibaca (ROM), juga dapat diakses secara random, tetapi ia dibedakan dengan RAM karena ROM dapat menyimpan data tanpa kebutuhan daya dan tidak dapat ditulisi sewaktu-waktu. Selain itu, hard disk yang juga merupakan salah satu media penyimpanan juga dapat diakses secara acak, tapi ia tidak digolongkan ke dalam Random Access Memory.

Karateristik Memori :

• ›Lokasi 
• ›Kapasitas 
• ›Unit transfer 
• ›Metode Akses 
• ›Kinerja 
• ›Jenis fisik 
• ›Sifat-sifat fisik 
• ›Organisasi

Berdasarkan lokasi :

1. CPU
2. Internal - Hardisk, Cache
3. Eksternal - Hardisk Eksternal, Flasdisk

Berdasakan kapasitas :

1. Word
2. Byte

Berdasarkan unit transfer :

1. Internal - Word
2. Eksternal - Blok / Kelipatan Word
3. Addressable unit - Alamat yang unik

Berdasarkan metode akses

1. Sekuensial
• Dibaca mulai awal hingga akhir
• Waktu akses tergantung lokasi data
2. Direct
• Dibaca berdasarkan pengalamatan blok yang unik
• Waktu akses tidak tergantung lokasi data
3. Random
• Setiap lokasi memiliki alamat tertentu
• Waktu akses tidak tergantung pada urutan akses
4. Associative
• Data dicari berdasarkan isinya
• Waktu akses tidak tergantung pada lokasi maupun urutan akses

Berdasarkan kinerja

1. Access time - waktu operasi R/W
2. Memory Cycle time - waktu tambahan untuk recovery 
3. Transfer Rate - kecepatan transfer data dari memori

Berdasarkan jenis fisik

1. Semiconductor
2. Magnetic
3. Optical

Berdasarkan karakteristik

1. Decay
2. Volatility
3. Erasable
4. Power consumption

Hirarki Memoi

1. Register
2. L1 Cache
3. L2 Cache
4. Main Memori
5. Disk Cache
6. Disk
7. Optical
8. Tape

Memori Semiconductor

1. RAM
• Metode Read / Write
• Volatile
• Penyimpan Sementara
• Static / Dynamic
2. ROM
• Penyimpan permanen
• Jenis ROM
1. Ditulis pada saat dibuat
2. Programmable (PROM)
3. Read Mostly (EPROM, EEPROM, Flash Memory)

Cache

• Memori paling cepat dengan ukuran kecil
• Terletak antara memory dan processor, bisa juga diletakkan dalam processor

Magnetic Disk

• Memori yang terbuat dari metal / plastik yang dilapisi dengan material yang bersifat magnetic

Removable / Non Removable

1. Removable Disk
• Portable, dapat dilepas dari dari drive
• Kapasitas simpanan tidak terbatas
• Mudah dalam transfer data
2. Non Removable Disk
• Permanen dalam drive

Flopy Disk

• Kapasitas kecil, volume paling besar hanya 2.88MB
• Lambat
• Dipakai hingga Flash Disk keluar
• Murah

Removable Hard Disk

• ZIP - 100 MB, banyak digunakan
• JAZ - 1 GB, mahal
• L-120 - setara drive

Optical Storage CD-ROM

• Fungsi terdahulunya adalah untuk audio
• Kapasitas hanya 700 MB untuk 70 menit audio
• Menggunakan laser untuk write data

Optical Storage DVD-ROM

• Kapasitas besar 4,7 GB
• Mengunakan laser untuk write data

ORGANISASI dan ARSITEKTUR KOMPUTER Input Output

Macam-macam Input Device
A. Keyboard
Penciptaan keyboard komputer diilhami oleh penciptaan mesin ketik yang dasar rancangannya di buat dan di patenkan oleh Christopere Lathan pada tahun 1868 dan banyak dipasarkan pada tahun 1877 oleh Perusahaan Remington. Keyboard computer pertama disesuaikan dari kartu pelunbang(punch card) dan teknologi pengiriman tulisan jarak jauh(teletype). Tahun 1946 komputer ENIAC menggunakn pembaca kartu pembuat lubang(punched card reader) sebagai alat input dan output,
Bila mendengar kata “keyboard” maka pikiran kita tidak lepas dari adanya sebuah kompyter, karena keyboard merupakan sebuahpapan yeng terdiri dari tombol-tombol untuk mengetikkan kalimat dan symbol-simbol khisus lainnya pada computer. Keyboard dalam bahasa Indonesia artinya papan tombol jari atau papan tuts, Pada keyboard terdapat tombol-tombol huruf (alphabet A-Z, a-z, angka(numeric), 0-9, tombol dan karakter khusus seperti : ` ~ @ # $ % ^ & * ( ) _ - + = / , . ? “ ‘ : ; \ |, tombol fungsi (F1-F12), serta tobol-tobol khusus lainnya yantg jumlah seluruhnya adalah 104 tuts. Sedangkan pada mesin ketik jumlah tutsnya adalah 52 tuts. Bemtuk keyboard umumnya persegi panjang, tetapi saat ini model keyboard sangat variatif. Dahulu orang banyak yang menggunakan mesin ketik baik yang biasa maupun mesin ketik listrik. Keyboard mempunyai kesamaan bentuk dan fungsi dengan mesin ketik. Perbedaannya terletak pada hasil output atau tampilannya. Bila kita menggunakan mesin ketik, kita tidak dapat menghapus atau membatalkan apa-apa saja yang sudah diketikan dan setiap satu huruf atau symbol kita ketikan maka hasilnya langsung kita liat pada kertas.tidak demikian dengan keyboard. Apa yang kita ketikan hasil atau keluarannya dapat kita lihat dilayar monitor terlebih dahulu, kemudian kita dapat memodifikasi atau melakukan perubahan-perubahan bentuk tulisan ,kesalahan ketikan dan lainnya.
Keyboard dihubungkan ke computer dengan sebuah kabel yang terdapat pada keyboard. Ujung kabel tersebut dimasukan kedalam port yang terdapat pada CPU computer.

B. Mouse
Pada dasarnya, penunjuk (pointer) yang dikenal dengan sebutan ”Mouse” dapat digerakan kemana saja berdasarkan arah gerakan bola kecil yang terdapat dalam mouse. Jika kita membuka dan mengeluarkan bola kecil yang terdapat dibelakang mouse, maka akan terlihatdua pengendali gerak didalamnya. Kedua pengendali gerak tersebut dapat bergerak bebas dan mengendalikan pergerakan penunjuk yang satu kearah horizontal (mendatar) dan satu lagi Vertikal (atas dan bawah ).
Jika kita hanya menggerakan pengendali horizontal maka penunjuk hanya akan bergrak secara horizontal saj pada layar monitor computer. Dan sebaliknya jika penunjuk vertical yang digerakan, maka penunjuk hanya bergrak secara vertical saja dilayar monitor.jika keduanya kita gerakan maka gerakan penunjuk (pointer) akan menjadi diagonal. Jika bola kecil dimasukan kembali, maka bola itu akan menyentuh dan menggerakan kedua pengendali gerak tersebut sesuai dengan arah mouse yang kita gerakan.
Pada sebagian besar mouse terdapat tiga tombol, tetapi umumnya hanya dua tombol yang berfungsi, yaitu tombol paling kiri dan yang paling kanan. Pengaruh dari penekanan tombol atau yang di kenal dengan istilah “click” ini tergantung pada object (daerah) yang kita tunjuk. Computer akan mengabaikan penekanan tombol (click) bila tidak mengenai area atau object yang tidak penting. Kemudian dalam penggunaan mouse juga kita kenal dengan istilah “Drag” yang artinya menggeser atau menarik. Apabila kita menekan tombol paling kiri tanpa
melepaskannya dan sambil menggesernnya, salah satu akibatnya object tersebut berpindah atau menjadi pindah (tersalin) ke object lain dan terdapat kemungkinan lainnya. Kemungkinan-kemungkinan ini tergantung pada jenis program aplikasi apa yang kita jalankan. Mouse terhubung dengan computer dengan sebuah kabel yang terdapat pada mouse. Ujung kabel tersebut dimasukan pada port yang terdapat di CPU computer.

C. Scanner
Scanner adalah suatu alat elektronik yang fungsinya mirip dengan mesin foto kopi. Mesin foto kopi hasilnya dapat langsung kamu lihat pada kertas sedangkan scanner hasilnya ditampilakn pada layar monitor computer dahulu kemudian baru dapat dirubah dan dimodifikasi sehingga tampilan dan hasilnya menjadi bagus yang kemudian dapat disimpan sebagai file tekx, dokuman dan gambar.
Bentuk dan ukuran scanner bermacam-macam, ada yang besarnya seukuran dengan kertas folio, ada juga yang seukuran postcard, bahkan yang terbaru berbentuk pena yang baru diluncurkan oleh perusahaan WizCom Technologies Inc. scanner berukuran pena tersebut bisa menyimpan hingga 1000 halaman teks cetak dan kemudian mentranfernya ke sebuah computer pribadi (PC). Scanner berukuran pena tersebut dinamakan “Quicklink”. Pena scanner itu berukuran panjang enam inci dan beratnya sekitar tiga ons. Scanner tersebut menurut WizCom dapat melakukan
pekerjaannya secara acak lebih cepat dari scanner yang berbentuk datar. Data yang telah diambil dengan scanner itu, bisa dimasukkan secara langsung ke semua aplikasi computer
yang mengenali teks ASCII. Perbedaan tiap scanner dari merbagai merk terletak pada pemakaian teknologi dan resolusinya. Pemakaian tekologi misalnya penggunaan tombol digital dan teknik pencahayaan.

Macam-macam Output Device
A. Printer
Klasifikasi dasar printer adalah :
a. Character printer yang mencetak satu karakter setiap kali.Contohnya yang paling umum adalah dot matrix printer.
b. Line printer yang mencetak seluruh baris setiap kali.
c. Page printer (image printer) yang mencetak seluruh halaman setiap kali.
Metode dasar penghasilan cetakan:
a. Impact atau non-impact printing.Impact printer memukulkan atau membenturkan pita tinta ke kertas,sedangkan non-impact printer menggunakan metode printer lain,misalnya thermal atau elektrostatik.
b. Shaped character printing atau dot-matrix printing.Shaped character printing mempunyai hasil cetakan yang lebih baik dari dot-matrix printing.
Kecepatan cetak (print speed):
a. Low speed (kecepatan rendah) : 10 cps / 300 lpm
Dot matrix impact character printer.Ini adalah jenis printer berkecepatan rendah yang paling sering digunakan,dan sering disebut dengan nama “dot matrix printer”.
Daisywheel printer ini adalah jenis lain printer berkecepatan rendah yang terkenal,yang akan digunakan jika kita memerlukan kualitas cetakkan yang tinggi. Inkjet printer ini adalah printer berkecepatan rendah yang tidak gaduh,karena menggunakan cara penembakan percikan tinta yang sangat halus ke atas kertas.
b. High speed (Kecepatan tinggi) : 300 lpm – 3000 lpm
Line printer.Ini adalah impact shaped-character printer yang mencetak keseluruhan baris setiap kalinya.
Page printer ini adalah printer yang mencetak tampilan sebesar halaman penuh setiap kalinya.

B. Graph Plotter
Graph plotter digunakan untuk tujuan (penggunaan) ilmiah dan perekayasaan.Salah satu aplikasi khususnya adalah CAD (Computer Aided Design),dimana desain mesin atau arsitektural diciptakan oleh computer dan dikeluarkan (outputnya pada graph plotter). Perangkat ini memberikan bentuk output yang sama sekali berbeda,dan ia mempunyai keragaman aplikasi.
Dua jenis dasarnya adalah:
a. Flatbed type.Penanya bergerak keatas,turun,menyilang,atau menyamping.
b. Drum type.Penenya bergerak keatas,turun,dan menyilang. Kertasnya bergerak menyamping.

C. Monitor
A. PEMBAGIAN MONITOR BERDASARKAN JENIS
Pada dasarnya monitor terbagi 3 kelompok yaitu :

1. MONITOR DIGITAL
Monitor digital adalah monitor yang menggunakan sinyal digital dalam pengiriman data dari video card ke monitor.Sinyal digital ini adalah sinyal yang diwakili oleh data 0 dan 1.Yang termasukan monitor jenis ini adalah monitor Monochrome Display Adapter (MDA),Color Graphic.Adapter (CGA) dan Enhanced Graphic Adapter (EGA). Monitor monochrome mendukung hanya modus 7 (teks 80x25).Ukuran characternya 9x14,jumlah scan line 350 baris dan nomor portnya 380 Hex sampai 3BB Hex.Monitor CGA diperkenalkan pada tahun 1981 (IBM PC) mendukung
modus grafik 4 warna dan modus teks 16 warna. Jumlah scan line 200 baris,ukuran character-nya 8x8,dan nomor portnya 3D0 hex sampai 3DF Hex.Monitor EGA memiliki resolusi maksimum 640x480 dengan 2 warna. Memiliki nomor port 3C0 Hex dan jumlah scan line 350 baris sehingga dapat menampilkan character dalam ukuran 8x14.

2. MONITOR ANALOG
Monitor analog adalah monitor yang menggunakan sinyal analog dalam pengiriman datanya.Sinyal analog adalah sinyal yang dapat berisi sembarang nilai antara nilai maksimum dan minimum.Contoh monitor analog adalah Video graphic Array Adapter (VGA)yang dikenalkan pada IBM PS/2.Nomor portnya sama dengan EGA,scan line 400 baris sehingga dapat membentuk ukuran character 9x16.Resolusi maksimum adalah 640x480 dengan 16 warna.

3. MONITOR MULTISCANING
Monitor multiscaning adalah monitor yang dapat menerima dua bentuk sinyal,digital ataupun analog.Monitor ini menggabungkan kemampuan yang dimilki monitor analog dan monitor digital,sehingga dapat dipasangkan dengan video card yang bermacam-macam.Mendukung modus Super VGA,modus yang lebih tinggi dari modus yang dimiliki VGA.

B. PEMBAGIAN MONITOR BERDASARKAN TEKNOLOGI
Berdasarkan teknologinya,monitor dapat dibagi atas :

1. MONITOR SUPER VGA
Monitor Super VGA lebih baik d yang lebih tinggi.Tidak ada standar untuk monitor Super VGA sehingga tidak jarang dijumpai 2 monitor Super VGA yang tidak sama resolusinya.
Tidak standarnya monitor Super VGA diikuti oleh tidak standarnya video card yang mendukung Super VGA,seperti : Tseng ET-4000,Trident,Oak Technology dan lain-lain.Masing-masing card mempunyai nomor modus tersendiri dan tidak seragam seperti halnya modus monochrome hingga VGA.Untuk mengatasi hal ini maka dibuatlah standar VESA (Video Electronic Standards Association).

2. MONITOR LOW RADIATION
Tidak semua electron yang ditembakan tabung monitor dapat diserap oleh lapisan phosphor yang terdapat pada monitor tersebut.Sebagian ada yang berhasil lolos keluar dari monitor.Elektron yang keluar tersebut membangkitkan medan magnet disekitar bagian depan monitor.Hal ini berbahaya bagi kesehatan mata.Disamping umumnya jarak monitor dengan mata kurang dari 1 meter.Untuk mencegah hal ini,dibuat monitor dengan daya magnetisasi yang kecil. Beberapa contoh monitor low radiation adalah SPC CM-1200V Syncmaster 3, Philips 4CM2799.

3. GREEN MONITOR
Green Monitor adalah monitor yang memiliki sifat-sifat hemat energi pemakaian listrik dan memakai bahan-bahan yang dapat didaur ulang.Monitor demikian dirancang dengan memakai komponen hemat listrik dan memiliki kemampuan untuk auto-off,yang dapat mati sendiri jika setelah beberapa saat tidak digunakan.Bahan-bahan yang digunakan membuat monitornya menggunakan bahan yang dapat didaur ulang,terutama bahan dari plastic.

4. MONITOR MULTIFUNGSI
Monitor Multifungsi adalah monitor yang dapat digunakan untuk tujuan lain,selain untuk menampilkan output dari computer,misalnya monitor yang dapat berfungsi juga sebagai televisi,penayangan video dan lain-lain.Dewasa ini monitor demikian banyak digunakan untuk multimedia dimana sebuah computer dapat dihubungkan dengan berbagai macam peralatan lain seperti pengolah data.teks,grafik,animasi,audio,dan video,CD player,sound card,laser disc dan lain-lain.

C. PEMBAGIAN MONITOR BERDASARKAN ADAPTER VIDEO
Perkembangan Adapter video mulai dari yang pertama monitor monochrome dan berlanjut dengan diciptakan adapter video untuk monitor XVGD(Extended Video Graphics Display) hingga kini mengalami beberapa tahapan sebagai berikut :

1. Monocrome Display Adapter (MDA)
MDA merupakan suatu adapter video untuk jenis 1 warna (biasanya hijau) dan hanya mempunyai resolusi 80 kolom x 25 baris saja,dan hanya dapat mengolah data teks tidak dapat mengolah grafik.Di peta memori computer PC,memori MDA terletak pada segmen B000 Hex,sebesar 4 Kb.

2. Color Graphics Adapter(CGA)
CGA dikembangkan sejak tahun 1981.CGA mendukung modus grafik dan dapat menampilkan warna,baik pada modus teks ataupun modus grafik.Resolusi tertinggi 640x200 baris.Di peta memori computer PC,memori CGA terletak pada segmenB800 Hex,sebesar 16 Kb.

3. Hercules Graphics Card (HGC)
HGC merupakan adapter video untuk jenis monitor monochrome.Adapter ini merupakan penyempurnaan MDA,karena dapat menampilkan grafik.HGC dirancang oleh Van Suwannukul dari Hercules Computer Technology.Resolusi tertinggi adalah 720x348 pixel.Di peta memori computer PC,letak memori HGC sama dengan untuk MDA.

4. Enhanced Graphic Adapter (EGA)
EGA merupakan pengembangan dari CGA dengan resolusi dari tata warna yang lebih baik.Awalnya card EGA IBM memiliki memori 64 Kb,kemudian diperluas menjadi 128 Kb.Jadi ada 3 macam adapter card EGA.Resolusi tertinggi yang dapat ditampilkan adalah 640xx350 pixel,Di peta memori computer PC,memori EGA terletak pada segmen A000 Hex.

5. Profesional Graphics Adapter (PGA)
Pada saat yang sama dikeluarkan EGA,IBM memperkenalkan PGA. PGA memiliki kemampuan untuk menampilkan grafik 3 dimensi.Adapter ini dapat menjalankan 60 bingkai animasi per detik.Resolusi maksimumnya adalah 640x480 pixel. PGA merupakan adapter khusus untuk aplikasi CAD/CAM.Selanjutnya PGA tidak diproduksi karena harganya mahal dan tergolong lambat.

6. Multi Color Graphics Array (MCGA)
MCGA merupakan adapter video untuk computer PS/2 model 25 dan 30.Pada resolusi 320x200 pixel,warna yang dapat ditampilkan adalah 256 warna dari 262.144 palet warna yang tersedia.

7. Video Graphics Array (VGA)
VGA dikenalkan tahun 1987,dan sekarang menjadi standar monitor.Awalnya VGA dibuat untuk computer PS/2,tetapi dalam perkembangan selanjutnya dapat digunakan pada computer PC/XT dan PC/AT.Resolusi maksimumnya adalah 720x400 pixel dalam 2 warna sedangkan pada resolusi 640x480 pixel dapat ditampilkan 256 warna.

8. Display Adapter
Adapter ini dibuat untuk PS/2 dan mempunyai resolusi yang lebih tinggi dari VGA,dapat menampilkan 256 warna pada resolusi maksimum 1024x768 pixel pada modus grafik,sedangkan pada modus teks dapat ditampilkan 146 kolom x 51 baris.

9. Super Video Graphic Array (SVGA)
SVGA pada dasarnya sama dengan 8514,tetapi SVGA biasa disebut pada adapter non IBM.SVGA daoat digunakan pada PC/XT/AT,bukan untuk PS/2.Resolusi maksimum SVGA yang umum adalah 1024x768 pixel dengan 256 warna.

10. Extended Graphics Adapter (XGA)
XGA merupakan adapter keluaran terakhir yang memiliki resolusi yang paling tinggi (lebih dari 1024x768 pixel).

D. RESOLUSI DAN DOT PITCH
Resolusi adaah ukuran yang menyatakan jumlah pixel yang dapat ditampilkan di layar.Semakin tinggi resolusi suatu monitor akan semakin halus pula gambar yang ditampilkannya.Dotpitch adalah jarak antara 2 kesatuan phosphor merah-hijau-biru,atau jarak antara 1 titik pixel dengan titik pixel lainnya.Dot pitch ditentukan dalam ukuran seperseratus millimeter.

E. VERTICAL SCAN RATE (REFRESH RATE) & HORIZONTAL SCAN RATE
Refresh rate merupakan satuan berapa banyak sinaran/pancaran electron kembali memulai dari posisi awalnya dari kiri atas monitor tiap detik.Refresh rate mempunyai 2 macam jenis,yaitu interlaced dan Non Interlaced.Pada system Interlaced,proses scaning akan dilakukan dalam 2 kali lewatan,baris ganjil dan seterusnya.Pada umumnya system interlaced akan menghasilkan cukup banyak flicker adalah suatu proses yang terjadi dimana jika frekwensi penembakan electron terlalu sedikit,maka ketika penembakan berikutnya tiba,bayangan sinar yang sebelunya masih belum hilang secara sempurna sehingga diperoleh efek berkedip.
Horizontal scan rate dihitung dengan cara mengailkan jumlah baris perlayar dengan besarnya refresh rate.Misal : sebuah monitor dngan resolusi 640x480 dengan refresh rate 60 Hz.maka diperlukan 28.800 scan per detik.disamping itu ada waktu yang hilang saat antara scanning berhenti di suatu baris dan sinaran dihentikan untuk pindah ke baris berikutnya dan proses dimulai lagi dari awal,besarnya skitar 10% sehingga secara keseluruhan Horizontal scan raet adalah 28.800 +(28.800*10%) = 31.700 scan per detik (31,7 KHz).Pada resolusi 800x600 dengan refresh rate 72 Hz,diperlukan monitor yang mampu memberikan Horizontal scan rate sebesar 47,5 KHz.Pada resolusi 1042x768 dengan refresh rate 72 Hz,Horizontal scan rate yang diperlukan 59 KHz.



Masalah Dalam Input Output

Pengiriman data dengan kecepatan dan format yang berbeda
Lambat
Perlu modul I/O

Modul I/O

Penghubung dari CPU dan Memory
Penghubung satu atau lebih periperal

Perangkat Ekternal

Monitor
Modem
Printer
Mouse
NIC

Fungsi I/O Modul

Control & Timing
CPU Communication
Device Communication
Data Buffering
Error Detection

Langkah I/O

CPU memeriksa status dari I/O modul device
I/O mengirim balik status
Jika siap, CPU akan meminta transfer data
Perangkat akan mengirimkan data ke I/O modul
I/O modul akan mengirimkan data ke CPU
Variasi Output

I/O Module Decisions

Hide or reveal device properties to CPU
Support multiple or single device
Control device functions or leave for CPU
Also O/S decisions

Teknik Input Output

Programmed
Interrupt driven
Direct Memory Access (DMA)

I/O Commands

CPU issues address
CPU issues command

Addressing I/O Devices

Under programmed I/O data transfer is very like memory access (CPU viewpoint)
Each device given unique identifier
CPU commands contain identifier (address)


I/O Mapping

Memory mapped I/O
Isolated I/O

Interrupt Driven I/O

Overcomes CPU waiting
No repeated CPU checking of device
I/O module interrupts when ready

Interrupt Driven I/O Basic Operation

CPU issues read command
I/O module gets data from peripheral whilst CPUdoes other work
I/O module interrupts CPU
CPU requests data
I/O module transfers data

CPU Viewpoint

Issue read command
Do other work
Check for interrupt at end of each instruction cycle
If interrupted:-
Save context (registers)
Process interrupt
.Fetch data & store


Multiple Interrupts

Each interrupt line has a priority
Higher priority lines can interrupt lower priority lines
If bus mastering only current master can interrupt


DMA Function

Additional Module (hardware) on bus
DMA controller takes over from CPU for I/O


DMA Operation

CPU tells DMA controller
CPU carries on with other work
DMA controller sends interrupt when finished
DMA controller deals with transfer

DMA Transfer Cycle Stealing

.DMA controller takes over bus for a cycle
Transfer of one word of data
Not an interrupt
CPU does not switch context
CPU suspended just before it accesses bus
Slows down CPU but not as much as CPU doing transfer


I/O Channels

I/O devices getting more sophisticated
e.g. 3D graphics cards
CPU instructs I/O controller to do transfer
I/O controller does entire transfer
Improves speed

Small Computer Systems Interface (SCSI)
SCSI - 1

Early 1980s
8 bit
5MHz
Data rate 5MBytes.s-1
Seven devices

SCSI - 2

1991
16 and 32 bit
10MHz
Data rate 20 or 40 Mbytes.s-1
(Check out Ultra/Wide SCSI)

Configuring SCSI

Bus must be terminated at each end
Usually one end is host adapter
Plug in terminator or switch(es)


IEEE 1394 FireWire

High performance serial bus
Fast
Low cost
Easy to implement
Also being used in digital cameras, VCRs and TV

FireWire Configuration

Daisy chain
Up to 63 devices on single port
Up to 1022 buses can be connected with bridges
Automatic configuration
No bus terminators
May be tree structure

ORGANISASI dan ARSITEKTUR KOMPUTER Aritmatika Komputer

ALU, singkatan dari Arithmetic And Logic Unit (bahasa Indonesia: unit aritmatika dan logika), adalah salah satu bagian dalam dari sebuah mikroprosesor yang berfungsi untuk melakukan operasi hitungan aritmatika dan logika. Contoh operasi aritmatika adalah operasi penjumlahan dan pengurangan, sedangkan contoh operasi logika adalah logika AND dan OR. tugas utama dari ALU (Arithmetic And Logic Unit)adalah melakukan semua perhitungan aritmatika atau matematika yang terjadi sesuai dengan instruksi program. ALU melakukan operasi aritmatika yang lainnya. Seperti pengurangan, pengurangan, dan pembagian dilakukan dengan dasar penjumlahan. Sehingga sirkuit elektronik di ALU yang digunakan untuk melaksanakan operasi aritmatika ini disebut adder. ALU melakukan operasi arithmatika dengan dasar pertambahan, sedang operasi arithmatika yang lainnya, seperti pengurangan, perkalian, dan pembagian dilakukan dengan dasar penjumlahan. sehingga sirkuit elektronik di ALU yang digunakan untuk melaksanakan operasi arithmatika ini disebut adder. Tugas lalin dari ALU adalah melakukan keputusan dari operasi logika sesuai dengan instruksi program. Operasi logika (logical operation) meliputi perbandingan dua buah elemen logika dengan menggunakan operator logika, yaitu:
a. sama dengan (=)
b. tidak sama dengan (<>)
c. kurang dari (<)
d. kurang atau sama dengan dari (<=)
e. lebih besar dari (>)
f. lebih besar atau sama dengan dari (>=) (sumber: Buku Pengenalan Komputer, Hal 154-155, karangan Prof.Dr.Jogiyanto H.M, M.B.A.,Akt.)

ALU Inputs and Outputs

Representasi Integer

• Hanya menggunakan 0 dan 1 untuk menghitung segalanya
• Angka positif disimpan dalam biner
• Tidak ada tanda minus maupun titik (.)
• Sign Magnitude
• Dua compliment

Sign Magnitude

• Angka pada deret kiri menunjukkan positif atau tidaknya suatu bilangan
• 0 menyatakannegatif
• 1 menyatakan positif
• Contoh :
  • +18 = 00010010 
  • -18 = 10010010
• Masalah : 0 dianggap memiliki 2 nilai, yaitu +0 dan -0

Dua Compliment

Dua bilangan yang memiliki nilai positif dan negatif

• Contoh 
  • +3 = 00000011
  • +2 = 00000010
  • +1 = 00000001
  • +0 = 00000000
  • -1 = 11111111
  • -2 = 11111110
  • -3 = 11111101

• Keunggulan
  • Hanya memiliki 1 nilai angka 0
  • Aritmatika lebih mudah
  • Negasi lebih mudah

Geometric Depiction of Twos Complement Integers

Range

8 bit

+127 = 01111111 = 27 -1

-128 = 10000000 = -27

16 bit

+32767 = 011111111 11111111 = 215 - 1

-32768 = 100000000 00000000 = –215

Seperti pada bilangan desimal, dalam bilangan biner dapat dilakukan operasi aritmatika seperti penjumlahan, pengurangan, perkalian dan pembagian.

Penjumlahan Biner 
Penjumlahan bilangan biner serupa dengan penjumlahan pada bilangan desimal. Dua bilangan yang akan dijumlahkan disusun secara vertikal dan digit-digit yang mempunyai signifikansi sama di tempatkan pada kolom yang sama. Digit-digit ini kemudian dijumlahkan dan jika jumlahnya lebih besar dari 1, maka ada bilangan yang disimpan, selanjutnya bilangan yang disimpan tersebut dijumlahkan dengan bilangan di sebelah kirinya.

Aturan dasar untuk penjumlahan pada bilangan biner adalah seperti berikut:
0 + 0 = 0
0 + 1 = 1
1 + 0 = 1
1 + 1 = 0, simpan 1

Sebagai contoh akan dijumlah dua bilangan biner 01012 + 00112 hasilnya 10002

Terkadang hasil penjumlahan bilangan lebih besar dari 2 jika hal tersebut terjadi, maka bilangan dapat disimpan lebih dari satu tempat, misalnya 1 + 1 + 1 +1 = 0 yang disimpan 10. Contoh soal 00012 + 00112 + 01012 + 01112 hasilnya 100002

Pada kolom ke 3, bilangan yang disimpan ada dua bilangan yang berasal dari hasil penjumlahan pada kolom ke 5 yang nilai penjumlahannya adalah (100) dan kolom ke 4 yang nilai penjumlahannya adalah (10). Sedangkan bilangan yang disimpan pada kolom 1 dan 2 merupakan bilangan hasil dari penjumlahan pada kolom 3 yang nilai penjumlahannya adalah (100).

Pengurangan Biner 
Metode yang digunakan dalam pengurangan bilangan biner juga sama dengan metode yang digunakan untuk pengurangan pada bilangan desimal. Dalam metode ini, jika diperlukan sebuah angka diperbolehkan meminjam 1 dari kolom yang mempunyai derajat lebih tinggi atau yang biasanya berada di sebelah kiri.

Aturan dasar untuk pengurangan bilangan biner adalah sebagai berikut:
0 – 0 = 0
1 – 0 = 1
1 – 1 = 0
0 – 1 = 1, pinjam 1

Sebagai contoh terdapat dua bilangan biner x dan y bilangan x = 01012 , bilangan y = 00112. Jika dilakukan operasi pengurangan maka 01012 – 00112 hasilnya 00102, berikut penjelasannya:
- Pengurangan pada digit ke 4 dari x – y adalah 1 – 1 hasilnya 0.
- Pengurangan pada digit ke 3 dari x – y adalah 0 – 1 hasilnya 1, setelah angka 0 dari bilangan x meminjam angka 1 dari digit ke 2 dari bilangan x, sehingga digit ke 2 bilangan x berubah menjadi 0.
- Pengurangan pada digit ke 2 dari x – y adalah 0 – 0 hasilnya 0
- Pengurangan pada digit ke 1 dari x – y adalah 0 – 0 hasilnya 0

Perkalian Biner 
Metode yang digunakan dalam perkalian biner juga pada dasarnya sama dengan perkalian desimal, akan terjadi pergeseran ke kanan setiap dikalikan 1 bit pengali. Setelah proses perkalian masing-masing bit pengali selesai, dilakukan penjumlahan masing-masing kolom bit hasil.
Contoh :

Pembagian Biner 
Serupa dengan perkalian, pembagian pada bilangan biner juga menggunakan metode yang sama dengan pembagian desimal. Bit-bit yang dibagi diambil bit per bit dari sebelah kiri. Apabila nilainya lebih dari bit pembagi, maka bagilah bit-bit tersebut, tetapi jika setelah bergeser 1 bit nilainya masih dibawah nilai pembagi maka hasilnya adalah 0.
Contoh :

Jenis operasi aritmatika dalam komputer :

1. Penjumlah Tak Lengkap (Half Adder)
2. Penjumlah Lengkap (Full Adder)
3. Penjumlah Biner Paralel
4. Pengurang Paro dan Penuh (Half and Full Substractor)

HALF ADDER

     Merupakan rangkaian elektronik yang bekerja melakukan perhitungan penjumlahan dari dua buah bilangan binary, yang masing-masing terdiri dari satu bit. Rangkaian ini memiliki dua input dan dua buah output, salah satu outputnya dipakai sebagai tempat nilai pindahan dan yang lain sebagai hasil dari penjumlahan.

     Rangkaian ini bisa dibangun dengan menggunakan IC 7400 dan IC 7408. Seperti yang terlihat pada gambar dibawah ini, rangkaian half adder merupakan gabungan beberapa gerbang NAND dan satu gerbang AND. Karakter utama sebuah gerbang NAND dalah bahwa ia membalikkan hasil dari sebuah gerbang AND yang karakternya hanya akan menghasilkan nilai satu ketika kedua inputnya bernilai satu, jadi gerbang NAND hanya akan menghasilkan nilai nol ketika semua inputnya bernilai satu.

Skema Diagram HALF ADDER

     Ketika salah satu atau lebih input bernilai nol maka keluaran pada gerbang NAND pertama akan bernilai satu. Karenanya kemudian input di gerbang kedua dan ketiga akan bernilai satu dan mendapat input lain yang salah satunya bernilai nol sehingga PASTI gerbang NAND yang masukannya nol tadi menghasilkan nilai satu. Sedangkan gerbang lain akan benilai nol karena mendapat input satu dan satu maka keluaran di gerbang NAND terakhir akan bernilai satu, karena salah satu inputnya bernilai nol.

     Untuk menghitung carry digunakan sebuah gerbang AND yang karakter utamanya adalah bahwa iahanya akan menghasilkan nilai satu ketika kedua masukannya bernilai satu. Jadi carry satu hanya akan dihasilkan dari penjumlahan dua digit bilangan biner sama-sama bernilai satu, yang dalam penjumlahan utamanya akan menghasilkan nilai nol.

Tabel Kebenaran HALF ADDER

Ket :
1 = Benar
0 = Salah

Jika setiap elemen yang dihubungkan salah satu ada yang Salah/(0) maka pernyataan pada percobaan Rangakaian Half Adder ini menunjukan Salah/(0).

Skema Pengkabelan HALF ADDER

KESIMPULAN : 
Half Adder adalah suatu rangkaian penjumlahan sistem bilangan biner yang paling sederhana. Rangkaian ini hanya dapat digunakan untuk operasi penjumlahan data bilangan biner sampai 1bit saja. Rangkaian Half Adder memiliki 2 terminal input untuk 2 variabel bilangan biner clan 2 terminal output, yaitu SUMMARY OUT (SUM) dan CARRY OUT (CARRY).

FULL ADDER

Merupakan rangkaian elektronik yang bekerja melakukan perhitungan penjumlahan sepenuhnya dari dua buah bilangan binary, yang masing-masing terdiri dari satu bit. Rangkaian ini memiliki tiga input dan dua buah output, salah satu input merupakan nilai dari pindahan penjumlahan, kemudian sama seperti pada half adder salah satu outputnya dipakai sebagai tempat nilai pindahan dan yang lain sebagai hasil dari penjumlahan.

Rangkaian ini dibuat dengan gabungan dua buah half adder dan sebuah gerbang OR. Logika utama rangkaian gerbang full adder adalah bahwa ketika menjumlahkan dua bilangan biner maka ada sebuah carry yang juga mempengaruhi hasil dari penjumlahan tersebut, karenanya rangkaian ini bisa melakukan penjumlahan secara sepenuhnya.

Skema Diagram FULL ADDER

Ketika dua masukan menghasilkan nilai satu pada half adder atau paruh dari full adder pertama, hasilnya akan kembali dijumlahkan dengan carry yang ada. Jika carry bernilai satu maka ia akan menghasilkan keluaran akhir bernilai nol, namun menghasilkan carry out yang bernilai satu, dan jika carry in bernilai nol maka ia akan menghasilkan keluaran akhir satu dengan carry out bernilai nol.

Lain halnya ketika kedua masukan pada paruh full adder pertama menghasilkan nilai nol karena inputnya sama-sama satu, maka carry out untuk paruh pertama half adder adalah satu, penjumlahan paruh pertama yang menghasilkan nol akan kembali dijumlahkan dengan carry in yang ada, yang jika bernilai satu maka hasil penjumlahannya adalah satu dan memiliki carry out satu dari penjumlahan input pertama.

Untuk menghitung carry out pada full adder digunakan sebuah gerbang OR yang menghubungkan penghitung carry out dari half adder pertama dan kedua. Maksudnya bahwa entah paruh pertama atau kedua yang menghasilkan carry out maka akan dianggap sebagai carry out, dan dianggap satu meski kedua gerbang AND  yang digunakan untuk menghitung carry out sama-sama bernilai satu.

Tabel Kebenaran FULL ADDER

Ket :
1 = Benar
0 = Salah

Jika setiap elemen yang dihubungkan salah satu ada yang Benar/(1) maka pernyataan pada percobaan Rangakaian Full Adder ini menunjukan pernyataan Benar/(1)

Skema Pengkabelan  FULL ADDER

KESIMPULAN :

Full Adder dapat digunakan untuk menjumlahkan bilangan-bilangan biner yang lebih dari 1bit. Penjumlahan bilangan-bilangan biner sama halnya dengan penjumlahan bilangan decimal dimana hasil penjumlahan tersebut terbagi menjadi 2bagian, yaitu SUMMARY (SUM) dan CARRY, apabila hasil penjumlahan pada suatu tingkat atau kolom melebihi nilai maksimumnya maka output CARRY akan berada pada keadaan logika 1.

HALF SUBTRACTOR

Half Subtractor adalah suatu rangkaian yang dapat digunakan untuk melakukan operasi pengurangan data-data bilangan biner hingga 1 bit saja. Half subtractor memiliki 2 terminal input untuk 2 variabel bilangan biner dan 2 terminal output, yaitu SUMMARY OUTPUT (SUM) dan BORROW OUTPUT (BORROW). Persamaan logika dari Half Subtractor adalah :

SUM = A.B' + A'.B

BORROW = A'.B

Diagram

Skema Pengkabelan

Tabel kebenaran Rangakaian Half Subtractor

 

KESIMPULAN :

Half Subtractor adalah suatu rangkaian yang dapat digunakan untuk melakukan operasi pengurangan data-data bilangan biner hingga 1 bit saja.

ORGANISASI dan ARSITEKTUR KOMPUTER Sistem Operasi

Sistem operasi (bahasa Inggris: operating system ; OS) adalah seperangkat program yang mengelola sumber daya perangkat keras komputer, dan menyediakan layanan umum untuk aplikasi perangkat lunak. Sistem operasi adalah jenis yang paling penting dari perangkat lunak sistem dalam sistem komputer. Tanpa sistem operasi, pengguna tidak dapat menjalankan program aplikasi pada komputer mereka, kecuali program aplikasi boot diri.
Waktu-berbagi jadwal tugas sistem operasi untuk penggunaan yang efisien dari sistem dan juga dapat mencakup akuntansi untuk alokasi biaya waktu prosesor, penyimpanan massa, cetak, dan sumber daya lainnya.
Untuk fungsi-fungsi perangkat keras seperti sebagai masukan dan keluaran dan alokasi memori, sistem operasi bertindak sebagai perantara antara program aplikasi dan perangkat keras komputer, meskipun kode aplikasi biasanya dieksekusi langsung oleh perangkat keras dan seringkali akan menghubungi OS atau terputus oleh itu. Sistem operasi yang ditemukan pada hampir semua perangkat yang berisi komputer-dari ponsel dan konsol permainan video untuk superkomputer dan server web.
Contoh populer sistem operasi modern termasuk Linux, Android, iOS, Mac OS X, dan Microsoft Windows.

Sejak tahun 1940 – 1950, masih belum ada sistem operasi, program masih berhubungan langsung dengan hardware

Fungsi sistem operasia dalah untuk mempermudah penggunaan komputer dan memberikan fungsi maksimal dari sumber daya komputer

Sistem dalam komputer

Service pada Sistem Operasi :

• Program creation
• Program execution
• Access to I/O devices
• Controlled access to files
• System access
• Error detection and response
• Accounting

Tipe Sistem Operasi :

• Interactive
• Batch
• Single program
• Multi Program

Sistem dengan metode simple batch :

• Menggunakan $ dalam penulisan intruksi
• Intruksi ditampilkan di monitor
• Metode :
• Resident Monitor program
• Users submit jobs to operator
• Operator batches jobs
• Monitor controls sequence of events to process batch
• When one job is finished, control returns to Monitor which reads next job 
• Monitor handles scheduling

Sistem dengan metode Multi Programing :

• Saat program dalam keadaan menunggu untuk input/output, program lain dapat menggunakan sumber daya CPU

Sistem dengan metode Time Sharing :

• Memberikan user untuk berinteraksi langsung dengan computer
• Multi programming memberikan beberapa user untuk dapat berinteraksi dengan sebuah computer

Desirable Hardware Features

• Memory protection
• Timer
• Privileged instructions
• Interrupts

1 Program

2 Programs

3 Programs

  

Penjadwalan :

• Key to multi-programming
• Long term
• Medium term
• Short term
• I/O

 Proses Control Blok

• Identifier
• State
• Priority
• Program counter
• Memory pointers
• Context data
• I/O status
• Accounting information

Manajemen memori

• Uni-program
• Memori terbagi menjadi dua
• Satu untuk Sistem Operasi (monitor)
• Lainnya untuk mengeksekusi program
• Multi-program
• Memori dibagi per program yang dijalankan

Swapping

• Masalah: I/O sangat lambat dibandingkan dengan CPU sehingga CPU harus menunggu data dari I/O untuk diproses
• Solusi:
• Meningkatkan memori utama
• Mahal
• Menghasilkan program yang lebih besar
• Swapping

Partisi

• Memisahkan memori menjadi beberapa bagian untuk mengalokasikan proses (termasuk Sistem Operasi)
• Partisi berukuran tetap

Relokasi

• Tidak ada jaminan bahwa proses akan dimuat ke dalam tempat yang sama di memori
• Instruksi berisi alamat
• Lokasi data
• Alamat untuk instruksi
• Alamat logis - relatif terhadap awal program
• Fisik alamat - lokasi yang sebenarnya di memori
• Konversi otomatis menggunakan alamat dasar

Paging

• Membagi memori ke dalam ukuran yang sama
• Membagi program (proses) menjadi potongan kecil berukuran sama
• Mengalokasikan frame nomor halaman yang diperlukan untuk proses
• Sistem Operasi mempertahankan daftar frame bebas
• Sebuah proses tidak memerlukan frame halaman bersebelahan
• Gunakan tabel halaman untuk melacak

Virtual Memori

• Demand paging 
• Do not require all pages of a process in memory 
• Bring in pages as required 
• Page fault 
• Required page is not in memory 
• Operating System must swap in required page 
• May need to swap out a page to make space 
• Select page to throw out based on recent history

Thrashing

• Terlalu banyak proses di memori berukuran kecil
• Sistem Operasi menghabiskan seluruh waktu swapping
• Kerja sedikit / nyata tidak dilakukan
• Lampu disk menyala pada setiap waktu

Solusi

• Halaman penggantian algoritma yang baik
• Kurangi jumlah proses yang berjalan
• Fit lebih banyak memori

Segmentasi

• Paging tidak terlihat oleh pemrogram
• Segmentasi terlihat oleh pemrogram
• Biasanya segmen yang berbeda dialokasikan untuk program dan data
• Mungkin sejumlah segmen program dan data