William Stallings Computer Organization and Architecture - PowerPoint PPT Presentation

About This Presentation
Title:

William Stallings Computer Organization and Architecture

Description:

... 20 accumulators of 10 digits Programmed secara manual ... Arithmetic and Logic Unit Program Control Unit Input ... at Micro Computer Co ... – PowerPoint PPT presentation

Number of Views:186
Avg rating:3.0/5.0
Slides: 44
Provided by: Adrian321
Category:

less

Transcript and Presenter's Notes

Title: William Stallings Computer Organization and Architecture


1
William Stallings Computer Organization and
Architecture
  • Pertemuan 2Evolusi Komputer dan Ujuk
    kerja/Performance

2
Evolusi Komputer
  • Ditandai oleh pertambahan kecepatan prosessor,
    pengurangan ukuran, penambahan kapasitas memory
    dan penambahan kecepatan I/O.
  • Perkembangan karena pengecilan ukuran prossesor
    yang dinamakan microprocessor.
  • Masalah yang timbul adalah ketidak seimbangan
    kemajuan antara element komputer, contoh
    kecepatan memory tidak secepat processornya.

3
Sejarah Singkat Komputer
  • Generasi pertama Tabung (vacum tube)?

4
ENIAC - background
  • Electronic Numerical Integrator And Computer
  • Pengawasan oleh Eckert and Mauchly
  • University of Pennsylvania
  • Menghitung Lintasan senjata Trajectory tables
    for weapons
  • Mulai tahun 1943
  • Selesai tahun 1946
  • Terlambat untuk dipakai perang
  • Digunakan sampai 1955

5
ENIAC
6
ENIAC - details
  • Decimal (not binary)?
  • 20 accumulators of 10 digits
  • Programmed secara manual dengan switches
  • 18,000 tabung (vacuum tubes)?
  • 30 tons berat
  • 15,000 square feet
  • 140 kW kosumsi listrik
  • 5,000 pejumlahan per detik

7
Von Neumann/Turing
  • Konsep Stored Program
  • Main memory menyimpan programs dan data
  • ALU beroperasi pada data biner
  • Control unit menterjemahkan instruksi dari memory
    dan kemudian meng-eksekusinya.
  • Input and output peralatan dioperasikan oleh
    control unit
  • Princeton Institute for Advanced Studies (IAS)?
  • Selesai pada tahun 1952

8
Struktur Mesin dari von Nuemann
Arithmetic and Logic Unit
Input Output Equipment
Main Memory
Program Control Unit
9
(No Transcript)
10
IAS - details
  • Memory 1000 x 40 bit words
  • Binary number
  • 2 x 20 bit instructions
  • Set of registers (storage in CPU)?
  • Memory Buffer Register
  • Memory Address Register
  • Instruction Register
  • Instruction Buffer Register
  • Program Counter
  • Accumulator
  • Multiplier Quotient

11
Structure of IAS - detail
Central Processing Unit
Arithmetic and Logic Unit
MQ
Accumulator
Arithmetic Logic Circuits
MBR
Input Output Equipment
Instructions Data
Main Memory
PC
IBR
MAR
IR
Control Circuits
Address
Program Control Unit
12
Commercial Computers
  • 1947 - Eckert-Mauchly Computer Corporation
  • UNIVAC I (Universal Automatic Computer)?
  • Digunakan oleh Biro Perhitungan Sensus 1950
    Amerika.
  • Became part of Sperry-Rand Corporation
  • Late 1950s - UNIVAC II
  • Faster
  • More memory

13
UNIVAC IUniversal Automatic Computer
  • UNIVAC I menggunakan 5.200 vacuum tubes
  • Berat 29,000 pounds (13 tons)?
  • Kosumsi listrik 125 kW
  • Performansi kira-kira 1.905 operations per detik
  • Jalan dalam clock 2.25 MHz.
  • Tempat tersediri (i.e. the processor dan memory
    unit) was 4.3 m x 2.4 m x 2.6 m high.
  • Sistem yang lengkap membutuhkan ruang lebih dari
    35.5 m² .

14
IBM
  • Punched-card processing equipment
  • 1953 - the 701
  • IBMs stored program komputer pertama
  • Perhitungan Scientific
  • 1955 - the 702
  • Aplikasi Business
  • Lead to 700/7000 series

15
IBM 701
  • Mesin computer IBM pertama large-scale electronic
    computer yg dibuat masal secara kuantitas.
  • IBM's first commercially available scientific
    computer
  • The first IBM machine in which programs were
    stored in an internal, addressable, electronic
    memory

16
IBM 705 (1954)
  • The IBM 705 Electronic Data Processing Machine
    diperkenalkan pada October 1954. The 705
    merupakan kelanjutan dari IBM 702.
  • The 705 menggunakan magnetic core memory yg dapat
    menyimpan 20,000 characters, dua kali lipat
    dibanding IBM 702.
  • The 705 model III (September 1957) adalah mesin
    IBM terakhir yang menggunakan large-scale vacuum
    tube .

17
Generasi Kedua Komputer
  • Generasi ini ditandai perubahan dibidang
    electronic.
  • Transistor menggantikan lampu tabung (vacum
    tube).
  • Transistor adalah komponen solid state.

18
Transistors
  • Mengantikan tabung radio(vacuum tubes)?
  • Lebih kecil
  • Lebih Murah
  • Sedikit mengeluarkan panas.
  • Kompenen Solid State
  • Terbuat dari Silicon (Sand)?
  • Ditemukan tahun 1947 laboratorium Bell Oleh
    William Shockley et al.

19
(No Transcript)
20
Transistor Based Computers
  • Mesin Generation Kedua
  • NCR RCA memproduksi mesin transistor kecil.
  • IBM 7000
  • DEC - 1957
  • Produced PDP-1

21
PDP-1
22
Generasi Ketiga Komputer-IC
  • Satu komponen transistor disebut komponen
    diskrit.
  • 1958 Penemuan revolusi elektronik yang memulai
    era mikro-electronic dari IC Integrated Circuit.
  • IC berisi banyak transistor dalan satu tempat yg
    kecil.

23
Generasi Ketiga Komputer-IC
  • 1959 - Jack Kilby of Texas Instruments mematenkan
    integrated circuit pertama pada Feb. 1959 Kilby
    menggunakan germanium IC pertaman bulan Oct.
    1958
  • Produk komersial pertama menggunakan IC adalah
    alat bantu pendengaran Dec. 1963
  • General Instrument made LSI chip (100
    components) for Hammond organs 1968

24
Microelectronics
  • Secara bahasa berarti - elektronik kecil
  • Sebuah komputer dibuat dari sejumlah gate
    elektronik,sel memori yang saling terhubung.
  • Ini semua bisa dibuat dalam sebuah semiconductor.
  • e.g. silicon wafer

25
Generasi Keempat KomputerMicroprosessor
  • 1971 - Gilbert Hyatt at Micro Computer Co.
    mepatentkan microprocessor Ted Hoff di Intel pd
    bulan February memperkenalkan 4-bit 4004, a VSLI
    of 2300 components, digunakan untuk perusahaan
    jepang Busicom untuk membuat satu chip sebuah
    calculator
  • 1972 - Intel membuat 8-bit microprocessors 8008
    and 8080

26
Generasi Komputer
  • 1. Vacuum tube - 1946-1957
  • 2. Transistor - 1958-1964
  • 3. Small scale integration (SSI)- 1965
  • Up to 100 devices dalam sebuah chip
  • Medium scale integration (MSI)- 1971
  • 100-3,000 devices dalam sebuah chip
  • 4. Large scale integration (LSI)- 1971-1977
  • 3,000 - 100,000 devices dalam sebuah chip
  • 5. Very large scale integration (VLSI)
    1978-sekarang
  • 100,000 - 100,000,000 devices dalam sebuah chip
  • Ultra large scale integration (ULSI)?
  • Lebih 100,000,000 devices dalam sebuah chip

27
Moores Law
  • Penambahan kerapatan komponen di satu chip
  • Gordon Moore salah satu pendiri Intel
  • Jumlah transistors di satu chip akan 2x lipat
    tiap tahun.
  • Sejak 1970s perkembangan sedikit melambat
  • Jumlah dari transistors 2x lipat tiap18 months

28
Moores Law
  • Kerapatan yang tinggi bisa berarti hubungan
    listrik yang lebih pendek yang berarti akan
    meninggikan perfomansi.
  • Ukuran yang kecil menambah flesibilitas.
  • Mengurangi power(sumbar daya) dan persyaratan
    pendinginan.
  • Lebih sedikit sambungan akan menambah kehandalan.

29
Perkembangan CPU (Jumlah Transistor)?
30
IBM 360 series-1964
  • Menggantikan ( tidak compatible dengan) serie
    7000
  • Komputer pertama yang dirancang sistem komputer
    family (akrsitektur sama dgn penerusnya).

31
IBM 360 series-1964
  • Sistem komputer family (akrsitektur sama dgn
    penerusnya).
  • Instruksi set sama atau identik
  • Sistem Operasi yg sama atau identik
  • Penambahan kecepatan
  • Penambahan jumlah port I/O (contoh terminal
    lebih banyak)?
  • Ukuran memori bertambah
  • Mengurangi Biaya
  • Multiplexed switch structure

32
DEC PDP-8
  • 1964
  • First minicomputer (after miniskirt!)?
  • Did not need air conditioned room
  • Small enough to sit on a lab bench
  • 16,000
  • 100k for IBM 360
  • Embedded applications OEM
  • BUS STRUCTURE

33
PDP-8
34
DEC - PDP-8 Bus Structure
I/O Module
Main Memory
I/O Module
Console Controller
CPU
OMNIBUS
35
Memory
Memori Magnetic Core Atau disebut juga memori
ferrite-core, adalah bentuk awal dari memori
komputer. Menggunakan keramik magnet kecil
berbentuk ring, core ini menyimpan informasi
melalui polaritas medan magnit yg terkandungya.
Disebut memori core atau core saja

36
Semiconductor Memory
  • Technolgi yang sama untuk processor dapat
    digunakan untuk Memory.
  • 1970 Fairchild
  • Non-destructive read-pembacaaan data tidak akan
    menhapus data
  • Jauh lebih cepat dari core
  • Kapasitas akan mendekati dua kali lebih besar
    setiap tahunnya.

37
Intel
  • 1971 - 4004
  • Microprocessor pertama
  • Semua kompone CPU terdapat pada satu kepingan
    (chip)?
  • 4 bit
  • Followed in 1972 by 8008
  • 8 bit
  • Keduanya disrancang untuk aplikasi tertentu.
  • 1974 - 8080
  • Microprosessor general purpose pertama dari
    Intel.

38
Speeding it up
  • Pipelining
  • On board cache
  • On board L1 L2 cache
  • Prediksi Percabangan
  • Data flow analysis
  • Speculative execution

39
Ketidakseusaian Unjuk Kerja Performance Mismatch
  • Kecepatan Processor bertambah
  • Kapasitas Memory bertambah
  • Kecepatan Memory speed tertinggal jauh dibelakang
    kecepatan processor.

40
DRAM and Processor Characteristics
41
Trends dalam penggunaan DRAM
42
Solusi Solutions
  • Tambahkan jumlah bit yang dapat diretrieve
    sekaligus. I
  • Dengan cara membuat DRAM lebih lebar dibanding
    lebih dalam.
  • Ubah interface DRAM
  • Menggunakan Cache
  • Kurangi frekuensi akses ke memory
  • Dengan membuat cache yg lebih kompleks dan cache
    dalam chip
  • Tambahkan badwidth interconnection
  • High speed buses
  • Hierarchy of buses

43
Review
  • ENIAC
  • EDVAC
  • IAS
  • UNIVAC
  • IBM
  • TRANSISTOR
  • MICROPROSESOR
  • 2ACD857A
Write a Comment
User Comments (0)
About PowerShow.com