Perkembangan Komputer
ENIAC-background
• Electronic Numerical Integrator
Dan Komputer
• Eckert dan Mauchly
• University of Pennsylvania
• tabel lintasan untuk senjata
• Mulai 1943
• Selesai 1946
Terlambat untuk upaya perang
• Digunakan sampai tahun 1955
ENIAC-rincian
• Decimal (bukan binary)
• 20 accumulator untuk 10 digit
• Diprogram secara manual dengan
switch
• 18.000 tabung vakum
• 30 ton
• 15.000 kaki persegi
• 140 konsumsi daya kW
• 5.000 penambahan per detik
von
Neumann / Turing
• Konsep Program Tersimpan
• Main memory menyimpan program dan
data
• ALU beroperasi pada data biner
• Unit kontrol menafsirkan instruksi
dari memori dan mengeksekusi
• Peralatan input dan output
dioperasikan oleh unit kontrol
• Princeton Institute for Advanced
Studi
• Selesai
1952
IAS-rincian
• 1000 x 40 bit kata-kata
v Bilangan biner
v 2 x 20 instruksi bit
• Set register (penyimpanan di CPU)
v Memory Buffer Register
v Memori Alamat Daftar
v Instruction Register
v Instruksi Buffer Register
v Program Counter
v Accumulator
v Multiplier Quotient
Komputer
Komersial
• 1947-Eckert-Mauchly Computer
Corporation
• UNIVAC I (Universal Automatic
Computer)
• AS Biro Sensus 1950 perhitungan
• Menjadi bagian dari Sperry-Rand
Perusahaan
• Akhir 1950-UNIVAC II
v Cepat
v Lebih banyak memori
IBM
• peralatan pengolahan Punched-card
• 1953-701
v disimpan pertama program komputer IBM
v perhitungan Ilmiah
• 1955-the 702
v Aplikasi bisnis
• Mengarah ke 700/7000 series
Transistor
• tabung vakum Diganti
• kecil
• Lebih murah
• Kurang disipasi panas
• Perangkat Solid State
• Terbuat dari Silikon (Sand)
• Diciptakan 1947 di Bell Labs
• William Shockley dkk.
Komputer
Berbasis Transistor
• mesin generasi kedua
• NCR & RCA menghasilkan mesin
transistor kecil
• IBM 7000
• Desember -1957
v Diproduksi PDP-1
Microelectronics
• Secara harfiah - "elektronik
kecil"
• Sebuah komputer terdiri dari
gerbang, sel memori dan interkoneksi
• Ini dapat diproduksi pada
semikonduktor
• mis wafer silikon
Generasi
Komputer
• Tabung vakum -1946-1957
• Transistor -1958-1964
• skala integrasi Kecil -1965 pada
v Sampai dengan 100 perangkat pada sebuah chip
• Skala Menengah integrasi sampai
1971
v 100-3,000 perangkat pada sebuah chip
• Large Scale Integration -1971-1977
v 3.000 -100.000 perangkat pada sebuah chip
• integrasi skala sangat besar -1978
to date
v 100.000 -100000000 perangkat pada sebuah chip
• integrasi skala besar Ultra
v Lebih dari 100.000.000 perangkat pada sebuah chip
Hukum
Moore
• Peningkatan kepadatan komponen
pada chip
• Gordon Moore pendiri Intel-
• Jumlah transistor pada sebuah chip
akan berlipat ganda setiap tahun
• Sejak tahun 1970-an pembangunan
telah melambat sedikit
v Jumlah transistor dua kali lipat setiap 18 bulan
• Biaya chip tetap hampir tidak
berubah
• packing density yang lebih tinggi
berarti jalur pendek listrik, memberikan kinerja yang lebih tinggi
• Ukuran yang lebih kecil memberikan
peningkatan fleksibilitas
• Mengurangi daya dan kebutuhan
pendinginan
• sedikit interkoneksi meningkatkan
keandalan
IBM 360
series
• 1964
• Diganti (& tidak kompatibel
dengan) seri 7000
• Pertama direncanakan
"keluarga" komputer
v serupa atau identik set instruksi
v serupa atau identik O / S
v Peningkatan kecepatan
v Meningkatnya jumlah port I / O (yaitu lebih terminal)
v Peningkatan ukuran memori
v Peningkatan biaya
• Struktur beralih multiplex
DEC
PDP-8
• 1964
• komputer mini pertama (setelah rok
mini!)
• Tidak perlu ruangan ber-AC
• Cukup kecil untuk duduk di bangku
laboratorium
v $ 16.000
• $ 100k + untuk IBM 360
• Tertanam aplikasi & OEM
• BUS STRUKTUR
Memori
semikonduktor
• 1970
• Fairchild
• Ukuran single core
v yaitu 1 bit penyimpanan inti magnetik
• Gelar 256 bit
• membaca Non-destruktif
• Lebih cepat dari core
• Kapasitas sekitar dua kali lipat
setiap tahun
Intel
• 1971
-4004
v mikroprosesor Pertama
v Semua komponen CPU pada satu chip
v 4 bit
• Diikuti pada tahun 1972 oleh 8008
v 8 bit
v Keduanya dirancang untuk aplikasi khusus
• 1974 -8080
v Intel pertama mikroprosesor Mempercepat itu
Tujuan
umum
• Pipelining
• Pada tembolok papan
• Pada papan L1 & cache L2
• Prediksi Cabang
• Analisis Data flow
• Eksekusi Spekulatif
Kinerja
Mismatch
• Kecepatan prosesor meningkat
• Kapasitas memori meningkat
• Kecepatan memori tertinggal
kecepatan prosesor
system bus pada komputer
Pengertian Sistem Bus
Bus adalah Jalur komunikasi yang dibagi pemakai Suatu set kabel
tunggal yang digunakan untuk menghubungkan berbagai subsistem.
Karakteristik penting sebuah bus adalah bahwa bus merupakan media
transmisi yang dapat digunakan bersama. Sistem komputer terdiri dari
sejumlah bus yang berlainan yang menyediakan jalan antara dua buah
komponen pada bermacam-macam tingkatan hirarki sistem komputer.
Suatu Komputer tersusun atas beberapa komponen penting seperti CPU, memori, perangkat Input/Output. setiap computer saling berhubungan membentuk kesatuan fungsi. Sistem bus adalah penghubung bagi keseluruhan komponen computer dalam menjalankan tugasnya. Transfer data antar komponen komputer sangatlah mendominasi kerja suatu computer. Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan dieksekusi CPU melalui perantara bus, begitu juga kita dapat melihat hasil eksekusi melalui monitor juga menggunakan system bus.
Jenis - Jenis Bus
Berdasar jenis busnya, bus dapat dibedakan menjadi bus yang khusus
menyalurkan data tertentu, contohnya paket data saja, atau alamat saja,
jenis ini disebut Dedicated Bus. Namun apabila bus yang dilalui
informasi yang berbeda baik data, alamat, dan sinyal kontrol dengan
metode multipleks data maka bus ini disebut Multiplexed Bus.
Kekurangan multiplexed bus adalah hanya memerlukan saluran sedikit
sehingga menghemat tempat tapi kecepatan transfer data menurun dan
diperlukan mekanisme yang komplek untuk mengurai data yang telah
dimultipleks. Sedangkan untuk dedicated bus merupakan kebalikan dari
multipexed bus.
MEMORY
INTERNAL
Pengertian Memory Internal
Memory
Internal adalah
Memory yang dapat diakses secara langsung oleh prosesor. Memori internal
memiliki fungsi sebagai pengingat. Dalam hal ini yang disimpan di dalam memori
utama dapat berupa data atau program. Secara lebih rinci, fungsi dari memori
utama adalah : Menyimpan data yang berasal dari peranti masukan sampai data
dikirim ke ALU (Arithmetic and Logic Unit) untuk diproses Menyimpan daya hasil
pemrosesan ALU sebelum dikirimkan ke peranti keluaran Menampung
program/instruksi yang berasal dari peranti masukan atau dari peranti pengingat
sekunder.
Jenis - Jenis Memory Internal
ROM (Read Only Memory)
: Merupakan perangkat keras pada komputer berupa chip memori semikonduktor yang
isinya hanya dapat dibaca. Jenis memori ini datanya hanya bisa dibaca dan tidak
bisa ditulis secara berulang-ulang. Memori ini berjenis non-volatile, artinya
data yang disimpan tidak mudah menguap (hilang) walaupun catu dayanya
dimatikan. Karena itu memori ini biasa digunakan untuk menyimpan program utama
dari suatu sistem. ROM pada komputer disediakan oleh vendor komputer dan berisi
program atau data.Di dalam PC, ROM biasa disebut BIOS (Basic Input/Output
System) atau ROM-BIOS. Instruksi dalam BIOS inilah yang akan dijalankan oleh
mikroprosesor ketika komputer mulai dihidupkan. RAID 0 sampai 6
Teknologi RAID
Di
sesi ini saya akan membagi pengalaman dan pengetahuan mengenai server tentang
bagaimana mengkonfigurasi RAID pada serve.
Pada
PC Desktop atau Notebook sering kita jumpai single hard disk terpasang,
meskipun ada lebih dari satu terpasang tetapi hanya digunkan sebaga penambahan hard
disk sehingga tempat penyimpanan data bertambah. Lain halnya untuk server
yang mempunyai karakteristik utama yaitu tidak boleh mati karena jika mati
komputer klien yang menggunakan aplikasi yang terhubung dengan server tersebut
akan terputus total. Selain itu data yang tersimpan pada server sangat penting,
sehingga diperlukan suatu solusi agar data tidak hilang dikarenakan hard
disk yang bermasalah, salah satu solusi selain melakukan backup data
secara manual maupun otomatis adalah dengan menggunakan sistem RAID.
RAID
merupakan kependekan dari Redundant Array of Inexpensive Disk dimana
menggunakan lebih dari satu hard disk yang bekerja sama untuk memperoleh
kinerja yang lebih dibanding menggunakan satu hard disk dan yang paling
penting adalah memiliki redundant dimana jika ada hard disk yang
bermasalah (mati) data tidak akan hilang . Beberapa RAID yang umum digunakan
adalah RAID 0,1,5,6,10,1E.50 dan 60.
Raid 0 (Stripping)
Minimal
menggunakan 2 hard disk identik.
Cara kerja : Keseluruhan
hard disk yang dimiliki akan berfungsi sebagai tempat penyimpanan data.
Data dipecah (striped) menjadi beberapa blok data dan masing masing blok
disimpan pada anggota dari RAID 0 pada hard disk yang berbeda.
Contoh : 2 hard
disk berkapasistas 250GB dikonfigurasi dengan RAID 0 maka total hard
disk yang dapat dijadikan penyimpanan data adalah keseluruhannya ( 500GB)
Kelebihan
: Dengan RAID 0, kapasistas hard disk yang dimiliki untuk penyimpanan
data adalah total dari keseluruhan hard disk yang dimiliki, tanpa ada
pengurangan, proses penyimpanan dan pembacaan data lebih cepat karena data
dipecah (striped) dan setiap blok data disimpan pada hard disk
yang berbeda.
Kekurangan :
Jika salah satu hard disk bermasalah atau rusak, maka data akan hilang
tanpa ada penggantinya karena kehilangan beberapa blok data, menyebabkan data
tidak utuh lagi.
RAID 1
Minimal menggunakan 2 hard disk yang identik
Cara kerja
: Separuh dari jumlah hard disk yang diposisikan sebagai RAID 1
digunakan sebagai mirror. Dengan kata lain bahwa hanya satu hard disk
sebagai penyimpanan data, yang lain berfungsi sebagai mirror atau backup
data dari hard disk lainnya.
Contoh : Dua
hard disk berkapasitas 250GB dikonfigurasikan dengan RAID 1, maka hanya
satu hard disk ( 250 GB) yang dapat digunakan sebagai penyimpanan data,
hard disk yang lain (250 GB) diugunakan sebagai mirror atau backup.
Kelebihan : Jika
salah satu hard disk yang berfungsi sebagai penyimpanan data bermasalah,
maka hard disk mirror akan secara otomatis menggantikan hard
disk yang rusak atau bermasalah, data tetap utuh.
Kekurangan : RAID 1 bisa dikatakan MAHAL, karena hanya setengah dari
jumlah hard disk yang dimiliki yang dapat dijadikan tempat penyimpanan
data.
RAID 2
Raid juga menggunakan sistem stripping. Namun ditambahkan tiga
harddisk lagi untuk pariti hamming, sehingga data menjadi lebih reliable.
Karena itu, jumlah harddisk yang dibutuhkan adalah minimal 5 (n+3, n > 1).
Ketiga harddisk terakhir digunakan untuk menyimpan hamming code dari hasil
perhitungan tiap bit-bit yang ada di harddisk lainnya.
Contoh:
Kita memiliki 5 harddisk (sebut saja harddisk A,B,C, D, dan E) dengan ukuran yang sama, masing-masing 40GB. Jika kita mengkonfigurasi keempat harddisk tersebut dengan RAID 2, maka kapasitas yang didapat adalah: 2 x 40GB = 80GB (dari harddisk A dan B). Sedangkan harddisk C, D, dan E tidak digunakan untuk penyimpanan data, melainkan hanya untuk menyimpan informasi pariti hamming dari dua harddisk lainnya: A, dan B. Ketika terjadi kerusakan fisik pada salah satu harddisk utama (A atau B), maka data tetap dapat dibaca dengan memperhitungkan pariti kode hamming yang ada di harddisk C, D, dan E.
Kita memiliki 5 harddisk (sebut saja harddisk A,B,C, D, dan E) dengan ukuran yang sama, masing-masing 40GB. Jika kita mengkonfigurasi keempat harddisk tersebut dengan RAID 2, maka kapasitas yang didapat adalah: 2 x 40GB = 80GB (dari harddisk A dan B). Sedangkan harddisk C, D, dan E tidak digunakan untuk penyimpanan data, melainkan hanya untuk menyimpan informasi pariti hamming dari dua harddisk lainnya: A, dan B. Ketika terjadi kerusakan fisik pada salah satu harddisk utama (A atau B), maka data tetap dapat dibaca dengan memperhitungkan pariti kode hamming yang ada di harddisk C, D, dan E.
RAID 3
Raid 3 juga menggunakan sistem stripping. Juga menggunakan
harddisk tambahan untuk reliability, namun hanya ditambahkan sebuah harddisk
lagi untuk parity.. Karena itu, jumlah harddisk yang dibutuhkan adalah minimal
3 (n+1 ; n > 1). Harddisk terakhir digunakan untuk menyimpan parity dari
hasil perhitungan tiap bit-bit yang ada di harddisk lainnya.
Contoh kasus:
Kita memiliki 4 harddisk (sebut saja harddisk A,B,C, dan D) dengan
ukuran yang sama, masing-masing 40GB. Jika kita mengkonfigurasi keempat
harddisk tersebut dengan RAID 3, maka kapasitas yang didapat adalah: 3 x 40GB =
120GB. Sedangkan harddisk D tidak digunakan untuk penyimpanan data, melainkan
hanya untuk menyimpan informasi parity dari ketiga harddisk lainnya: A, B, dan
C. Ketika terjadi kerusakan fisik pada salah satu harddisk utama (A, B, atau
C), maka data tetap dapat dibaca dengan memperhitungkan parity yang ada di
harddisk D. Namun, jika harddisk D yang mengalami kerusakan, maka data tetap
dapat dibaca dari ketiga harddisk lainnya.
RAID 4
Raid 4 Sama dengan sistem RAID 3, namun menggunakan parity dari
tiap block harddisk, bukan bit. Kebutuhan harddisk minimalnya juga sama, 3 (n+1
; n >1).
RAID 5
Minimum hard disk adalah 3 identik.
Cara kerja : Data
disebar pada masing-masing hard disk dan masing masing hard disk
terdapat sebuah parity yang bisa dianalogikan sebagai image
dari masing-masing blok data hard disk lainnya. Efisiensi penyimpanan
data menggunakan 3 hard disk adalah 66.7%, bila menggunakan empat hard
disk efisiensi menjadi 75%
Contoh : Tiga
hard disk berkapasitas 250GB dikonfigurasi RAID 5 maka kapasitas yang
dapat digunakan untuk penyimpanan data adalah 500GB ((66.7/100 )x 750GB), sisa
kapasitas yang tidak terdeteksi digunakan untuk penyimpanan parity.
Kelebihan
: Memiliki performa read yang bagus dan performa write yang bagus
pada mode write back.
Kekurangan :
Penulisan data lebih lambat dibanding RAID 0 dan RAID 1 bila pada mode write
through. Hanya memperbolehkan satu hard disk gagal.
RAID 6
Cara
kerja : Data disebar pada empat hard disk
dan masing masing hard disk terdapat dua parity yang bisa
dianalogikan sebagai image dari masing-masing blok data hard disk
lainnya. Efisiensi penyimpanan data menggunakan empat hard disk adalah
50%, bila menggunakan delapan hard disk efisiensi menjadi 75%
Contoh
: empat hard disk berkapasitas
250GB dikonfigurasi RAID 6 maka kapasitas yang dapat digunakan untuk
penyimpanan data adalah 500GB ((50/100 )x 1000GB), sisa kapasitas yang tidak
terdeteksi digunakan untuk penyimpanan parity.
Kelebihan : Memiliki performa read yang bagus dan performa write
yang bagus pada mode write back (masih dibawah RAID 5). Mengijinkan dua hard
disk gagal.
Kekurangan
: Penulisan data lebih lambat
dibanding RAID 0 dan RAID 1 dan RAID 5 bila pada mode write through.
Input/Output
Masalah-masalah
Input/Output
· Periferal yang bervariasi
· Pengiriman jumlah data yang berbeda
· Semua periferal I/O berkecepatan lebih lambat dari CPU dan
RAM
· Memerlukan modul I/O
Modul
Input/Output
· Interface ke CPU dan memori
· Interface ke satu atau lebih periferal
Fungsi
Modul I/O Module
· Kontrol dan timing
Mengkoordinasikan lalu lintas antara sumber daya internal
dan perangkat external.
· Komunikasi prosesor
· Komuniksasi perangkat
· Data Buffering
· Deteksi kesalahan
Perintah-perintah
I/O
· CPU dan alamat
Prosesor mengeluarkan alamat yang menspesifikasi modul I/O
dan perangkat ext, serta perintah I/O
· Perintah I/O
Ketika modul I/O dialamati oleh CPU, yaitu:
Control –mengaktifkan periferal dan memberi tahu apa yang
harus dilakukan
ü e.g. unit pita magnetik yang diinstruksikan untuk menggulung
ulang atau memajukan sebuahrekaman (perintah ini dikhususkan ke jenis
v Test –menguji berbagai macam kondisi status yg berhubungan
dengan perangkat periferalnya
ü e.g. power? Error?
v Read –modul I/O akan memperoleh data dari periferal dan
menempatkannya pada buffer internal.
v Write –modul I/O mengambil data dari bus data dan kemudian
mentransmisikan data tersebut ke peripheral perangkat periferalnya)
Pengalamatan
perangkat I/O
· Pada I/O terprogram, transfer data sangat mirip dengan akses
memori
· Setiap perangkat diberi kode pengenal yang unik
· Perintah-perintah CPU terdiri dari kode pengenal (alamat)
Langkah-langkah
kontrol transfer data (external ke CPU) I/O
· CPU meminta modul I/O untuk memeriksa status perangkat yang
terhubung
· Modul I/O menjawab status perangkat
· Jika sedang on dan siap mengirim, CPU minta transfer data,
dng perintah tertentu ke modul I/O
· Modul I/O akan memperoleh unit data (mis 8 atau 16 bit) dari
perangkat ext
· Data akan ditransfer dari modul I/O ke prosesor
Operating System (OS)
Suatu
program yang mengatur eksekusi program-program aplikasi dan berfungsi sebagai
interface antara pengguna komputer dengan hardware komputer
Tujuan
dan fungsi
· Kemudahan
v OS membuat komputer lebih mudah untuk digunakan
· Efisiensi
v OS memungkinkan sumber daya sistem komputer digunakan dengan
cara yang efisien
· Kemampuan berkembang
v OS harus disusun sedemikian rupa shg memungkinkan
pengembangan yang efektif, pengujian, dan penerapan fungsi sistem baru tanpa
mengganggu layanan yang telah ada
Tipe
Sistem Operasi
· Interaktif
· Batch
· Single program (Uni-programming)
· Multi-programming (Multi-tasking)
Sistem-sistem lama
· akhir 1940 sampai pertengahan 1950
· Tidak ada sistem operasi
· Program berhubungan langsung dengan hardware
· Terdapat dua masalah utama:
v Penjadwalan (Scheduling)
v Waktu Setup (Setup time
Sistem
Batch Sederhana
· Program resident monitor
· Pengguna mengajukan job ke operator
· Operator mengumpulkan job
· Monitor mengontrol rangkaian event untuk memproses kumpulan
job
· Setiap job dibuat bercabang agar kembali ke monitor apabila
pengolahannya selesai, pada posisi ini monitor akan mulai memuatkan secara
otomatis program berikutnya
· Monitor menangani schedulling
No comments:
Post a Comment