ORGANISASI KOMPUTER BAB I-BAB9

Organisasi Komputer

MATERI I

Architecture & Organization

• Arsitektur dan Organisasi berkaitan dengan Atribut-atribut yang tampak bagi programmer
  
  • Set Instruksi, jumlah bit yang digunakan untuk penyajian data, mekanisme I/O, teknik pengalamatan.
    
  • Contoh : apakah tersedia instruksi untuk perkalian
    
• Organisasi komputer berkaitan dengan unit-unit operasional dan interkoneksinya yang merealisasikan spesifikasi arsitektural
  
  • Control signals, interfaces, memory technology.
    
  • Contoh : apakah instruksi perkalian diimplementasikan secara hardware, ataukah dikerjakan dengan penambahan secara berulang?
    

Architecture & Organization

• Arsitektur sama, organisasi dapat berbeda
  
• Arsitektur bertahan lama, organisasi menyesuaikan perkembangan teknologi
  
  • Semua intel family x86 memiliki arsitektur dasar yang sama
    
  • Family IBM system/ 370 memiliki arsitektur dasar yang sama.
    
  • Memberikan compabilitas instruksi level mesin
    
    • At least backwards
      
  • Organisasi antar versi memiliki perbedaan
    

Structure & Function

• Struktur adalah bagaimana masing-masing komponen saling berhubungan satu sama lain
  
• Fungsi merupakan operasi dari masing-masing komponen sebagai bagian dari struktur
  

Fungsi

• Semua komputer memiliki 4 fungsi :
  
  • Pengolah data
    
  • Penyimpan data
    
  • Pemindah data
    
  • Kendali
    

Fungsi

• Komputer dilihat dari sudut pandang fungsi
  

Pemindahan Data

• Contoh : dari keyboard ke layar monitor
  

Penyimpanan data

• Contoh : download dari internet
  

Pengolahan data

• Contoh : updating bank statement
  

Pengolahan data dari Storage ke I/O

• Contoh : Pencetakan statement bank
  

Struktur Komputer- Level Tertinggi

Struktur CPU

Struktur Control Unit

 

 

MATERI 2

EVOLUSI DAN KINERJA KOMPUTER

 

ENIAC

• Electronic Numerical Integrator And Computer
  
• Eckert and Mauchly
  
• University of Pennsylvania
  
• Tabel lintasan peluru
  
• Mulai dibuat tahun1943
  
• Selesai tahun 1946
  
  • Terlambat digunakan dalam perang dunia II- Maybe in World War Part III
    
• Dipakai sampai 1955
  

Detail dari ENIAC

• Menggunakan sistem Decimal (bukan binary)
  
• Memiliki 20 accumulators untuk 10 digits
  
• Diprogram secara manual melalui saklat ( switches )
  
• Berisi 18,000 vacuum tubes
  
• Berat 30 tons
  
• Luas 15,000 square feet
  
• 140 kW power consumption
  
• 5,000 additions per second
  

von Neumann/Turing

• Konsep : Stored Program concept
  
• Main memory : menyimpan program dan data
  
• ALU : mengerjakan operasi binary data
  
• Control unit : interpretasi instruksi dari memory dan mengeksekusi
  
• Peralatan Input dan output dikendalikan oleh control unit
  
• Princeton Institute for Advanced Studies
  
  • IAS
    
• Diselesaikan tahun 1952
  

 

Structure of von Nuemann machine

Detail – IAS

• Kapasitas memori : 1000 x 40 bit words
  
  • Menggunakan sistem bilangan Binary
    
  • Panjang instruksi 20 bit
    
• Register-register dalam CPU
  
  • Memory Buffer Register = MBR
    
  • Memory Address Register = MAR
    
  • Instruction Register = IR
    
  • Instruction Buffer Register = IBR
    
  • Program Counter = PC
    
  • Accumulator = AC
    
  • Multiplier Quotient = MQ
    

 

Struktur dari IAS – detail

 

Commercial Computers

• 1947 - Eckert-Mauchly Computer Corporation
  
  • UNIVAC I (Universal Automatic Computer)
    
  • Untuk kalkulasi sensus 1950 oleh US Bureau
    
• Menjadi divisi dari Sperry-Rand Corporation
  
• Dipasarkan akhir tahun 1950 - UNIVAC II
  
  • Lebih cepat
    
  • Kapasitas memory lebih besar
    

IBM

• Pabrik peralatan Punched-card
  
• 1953 - IBM 701
  
  • Komputer pertama IBM ( stored program computer )
    
  • Untuk keperluan aplikasi Scientific
    
• 1955 - IBM 702
  
  • Untuk aplikasi Business
    
• Merupakan awal dari seri 700/7000 yang membuat IBM menjadi pabrik komputer yang dominan
  

Transistors

• Menggantikan vacuum tubes
  
• Lebih kecil
  
• Lebih murah
  
• Disipasi panas sedikit
  
• Merupakan komponen Solid State
  
• Dibuat dari Silicon (Sand)
  
• Ditemukan pada tahun 1947 di laboratorium Bell
  
• Oleh William Shockley dkk.
  

 

Transistor Based Computers

• Mesin generasi II
  
• NCR & RCA menghasilkan small transistor machines
  
• IBM 7000
  
• DEC - 1957
  
  • Membuat PDP-1
    

 

Microelectronics

• Secara harafiah berarti " elektronika kecil"
  
• Sebuah komputer dibuat dari gerbang logika (gate), memory cells and interconnections
  
• Sejunlah gate dikemas dalam satu keping semi konduktor
  
• Misal silicon wafer
  

 

Generasi Computer

• Vacuum tube - 1946-1957
  
• Transistor - 1958-1964
  
• Small scale integration - 1965 on
  
  • Up to 100 devices on a chip
    
• Medium scale integration - to 1971
  
  • 100-3,000 devices on a chip
    
• Large scale integration - 1971-1977
  
  • 3,000 - 100,000 devices on a chip
    
• Very large scale integration - 1978 to date
  
  • 100,000 - 100,000,000 devices on a chip
    
• Ultra large scale integration
  
  • Over 100,000,000 devices on a chip
    

 

Moore's Law

• Meningkatkan kerapatan komponen dalam chip
  
• Gordon Moore - cofounder of Intel
  
• Jumlah transistor/ chip meningkat 2x lipet per tahun
  
• Sejak tahun 1970 pengembangan sedikit agak lambat
  
  • Jumlah transistor 2x lipat setiap 18 bulan
    
• Harga suatu chip tetap/ hampir tidak berubah
  
• Kerapatan tinggi berarti jalur pendek, menghasilkan kinerja yang meningkat
  
• Ukuran semakin kecil, fleksibilitas meningkat
  
• Daya listrik lebih hemat, panas menurun
  
• Sambungan sedikit berarti semakin handal
  

 

Perkembangan Jumlah Transistor dalam CPU

 

IBM Seri 360

• 1964
  
• Pengganti (& not compatible with) seri 7000
  
• Rancangan awal suatu "family" computer
  
  • Memiliki set instruksi yang sama atau identik
    
  • Menggunakan O/S yang sama atau identik
    
  • Kecepatan meningkat
    
  • Jumlah port I/O meningkat (i.e. Terminal banyak)
    
  • Kapasitas memory bertambah besar
    
  • Harga meningkat
    
• Struktur pensaklarannya Multiplexed
  

 

DEC PDP-8

• 1964
  
• Minicomputer pertama (after miniskirt!)
  
• Tidak mengharuskan ruangan ber-AC
  
• Ukurannya kecil
  
• Harga $16,000
  
  • $100k+ untuk IBM 360
    
• Embedded applications & OEM
  
• Menggunakan struktur BUS
  

 

DEC - PDP-8 Bus Structure

 

Semiconductor Memory

• 1970
  
• Fairchild
  
• Ukuran kecil sebesar 1 sel core memory
  
• Dapat menyimpan 256 bits
  
• Non-destructive read
  
• Lebih cepat dari core memory
  
• Kapasitas meningkat 2x lipat setiap tahun
  

 

Intel

• 1971 - 4004
  
  • First microprocessor
    
  • All CPU components on a single chip
    
  • 4 bit
    
• Followed in 1972 by 8008
  
  • 8 bit
    
  • Digunakan untuk aplikasi khusus
    
• 1974 – 8080 , Mikroprosesor pertama Inte
  
• 1978 – 8086, 80286
  
• 1985- 80386
  
• 1989 - 80486
  

 

Speeding it up

• Pipelining
  
• On board cache
  
• On board L1 & L2 cache
  
• Branch prediction
  
• Data flow analysis
  
• Speculative execution
  

 

Performance Mismatch

• Kecepatan Processor meningkat
  
• Kapasitas Memory meningkat
  
• Kecepatan Memory tertinggal dari kecepatan processor
  

 

DRAM and Processor Characteristics

 

 

Trends in DRAM use

 

Solusi

• Meningkatkan jumlah bit per akses
  
  • Make DRAM "wider" rather than "deeper"
    
• Mengubah interface DRAM
  
  • Cache
    
• mengurangia frequency akses memory
  
  • cache yang lebih komplek dan cache on chip
    
• Meningkatkan interkoneksi bandwidth
  
  • Bus kecepatan tinggi - High speed buses
    
  • Hierarchy of buses
    

 

 

BAB 3

Bus Sistem

 

Konsep Program

• Pemrograman (Hardware) merupakan proses penghubung berbagai komponen logik pada konfigurasi yang diinginkan untuk membentuk operasi aritmatik dan logik pada data tertentu
  
• Hardwired program tidak flexibel
  
• General purpose hardware dapat mengerjakan berbagai macam tugas tergantung sinyal kendali yang diberikan
  
• Dari pada melakukan re-wiring, lebih baik menambahkan sinyal- sinyal kendali yang baru
  

 

What is a program?

• Suatu deretan/ urutan langkah-langkah
  
• Setiap langkah, dikerjakan suatu operasi aritmatik atau logika
  
• Pada setiap operasi, diperlukan sejumlah sinyal kendali tertentu
  

 

Fungsi Unit Control

• Untuk setiap operasi disediakan kode yang unik
  
  • Contoh : ADD, MOVE
    
• Bagian hardware tertentu menerima kode tersebut kemudian menghasilkan sinyal-sinyak kendali
  
• Jadilah komputer!
  

 

Komponen yang Diperlukan

• Control Unit ( CU) dan Arithmetic and Logic Unit ( ALU ) membentuk Central Processing Unit ( CPU )
  
• Data dan instruksi harus diberikan ke sistem dan dikeluarkan dari sistem
  
  • Input/output
    
• Diperlukan tempat untuk menyimpan sementara kode instruksi dan hasil operasi
  
  • Main memory
    

 

Komponen Komputer :
Top Level View

 

 

Siklus Instruksi

Dua langkah :

• Fetch
  
• Execute
  

 

Fetch Cycle

• Program Counter (PC) berisi address dari instruksi selanjutnya yang akan diambil
  
• Processor mengambil instruksi dari memory pada lokasiyang ditunjuk oleh PC
  
• Menaikkan PC
  
  • Kecuali ada perintah tertentu
    
• Instruksi dimasukkan ke Instruction Register (IR)
  
• Processor meng-interpret instruksi dan melakukan tindakan yang diperlukan
  

 

 

Prosesnya

 

Execute Cycle

• Processor-memory
  
  • data transfer antara CPUdan main memory
    
• Processor I/O
  
  • Data transfer antara CPU dan I/O module
    
• Data processing
  
  • Suatu operasi arithmetic atau logical pada data tertentu
    
• Control
  
  • Mengubah urutan operasi
    
  • Contoh : jump
    
• Kombinasi diatas
  

 

 

Contoh Eksekusi Program

 

 

Diagram Keadaan Siklus Instruksi

 

Interrupt

• Suatu mekanisme yang disediakan bagi modul-modul (contoh I/O)untuk dapat meng-interrupt operasi normal CPU
  
• Program
  
  • Contoh : overflow, division by zero
    
• Timer
  
  • Dihasilkan oleh internal processor timer
    
  • Digunakan dalam pre-emptive multi-tasking
    
• I/O
  
  • Dari I/O controller
    
• Hardware failure
  
  • Contoh : memory parity error
    

 

 

Program Flow Control

 

 

 

Siklus Interrupt ( interupsi )

• Ditambahkan ke instruction cycle
  
• Processor memeriksa adanya interrupt
  
  • Diindikasikan lewat interrupt signal
    
• Jika tidak ada interrupt, fetch untuk instruksi selanjutnya
  
• Jika ada interrupt :
  
  • Tunda eksekusi dari program saat itu
    
  • Simpan context
    
  • Set PC ke awal address dari routine interrupt handler
    
  • Process interrupt
    
  • Kembalikan context dan lanjutkan program yang terhenti
    

 

 

Diagram Keadaan Siklus Instruksi (with Interrupts)

 

 

Multiple Interrupts

• Disable interrupts
  
  • Processor akan mengabaikan interrupt berikutnya
    
  • Interruptstetap akan diperiksa setelah interrupt yang pertama selesai dilayani
    
  • Interrupts ditangani dalam urutan sesuai kedatangannya
    
• Define priorities
  
  • Low priority interrupts dapat di-interrupt oleh interrupt prioritas tertinggi
    
  • Setalah interrupt prioritas tertinggi selesai dilayani, akan kembali ke interrupt sebelumnya
    

 

Input/Output Connection

• Sama seperti memory connection dari komputer
  
• Output
  
  • Menerima data dari komputer
    
  • Mengirim data ke peripheral
    
• Input
  
  • Menerima data dari peripheral
    
  • Mengirim data ke komputer
    
• Menerima sinyal control dari komputer
  
• Mengirim sinyal control ke peripherals
  
  • Contoh : spin disk
    
• Menerima addresses dari komputer
  
  • Contoh: nomor port
    
• Mengirim sinyal ( control ) interrupt
  

 

CPU Connection

• Membaca instruksi dan data
  
• Menuliskan data (setalah diproses)
  
• Mengirim sinyal control untuk units lainnya
  
• Menerima (& menanggapi) interrups
  

 

 

Bus

• Ada beberapa kemungkinan interconnection systems
  
• Yang biasa dipakai : Single and multiple BUS
  
• Contoh :Control/Address/Data bus (PC)
  
• Contoh : Unibus (DEC-PDP)
  

 

What is a Bus?

• Jalur komunikasi yang menghubungkan beberapa device
  
• Biasanya menggunakan broadcast
  
• Seringkali dikelompokan
  
  • Satu bus berisi sejumlah kanal ( jalur )
    
  • Contoh : bus data 32 bit berisi 32 jalur
    
• Jalur sumber tegangan biasanya tidak diperlihatkan
  

 

Data Bus

• Membawa data
  
  • Tidak dibedakan antara "data" dan "instruksi"
    
• Lebar jalur menentukan performance
  
  • 8, 16, 32, 64 bit
    

 

Skema Interkoneksi Bus

 

Bentuk Fisik

Bagaimana bentuk fisik bus?

• Jalur Parallel PCB
  
• Ribbon cables
  
• Strip connectors pada mother boards
  
  • Contoh :. PCI
    
• Kumpulan kabel
  

 

Problema pada Bus Tunggal

• Banyak device pada bus tunggal menyebabkan:
  
  • Propagation delays
    
    • Jalur data yang panjang berarti memrlukan koordinasi pemakai sehingga berpengaruh pada performance
      
    • Jumlah data yang ditransfer melalui bus melebihi capasitas dari bus
      
• Kebanyakan sistem menggunakan multiple bus untuk mengatasi problema pada bus tunggal
  

 

 

Bus Tradisional (ISA)
(menggunakan cache)

 

 

Bus dengan High Performance

 

 

 

 

 

ISA

• Bus ISA (Industry Standard Architecture) adalah sebuah arsitektur bus dengan bus data selebar 8-bit yang diperkenalkan dalam IBM PC 5150 pada tanggal 12 Agustus
  1981.
  
• Bus ISA diperbarui dengan menambahkan bus data selebar menjadi 16-bit pada IBM PC/AT pada tahun 1984, sehingga jenis bus ISA yang beredar pun terbagi menjadi dua bagian, yakni ISA 16-bit dan ISA 8-bit.
  
• ISA merupakan bus dasar dan paling umum digunakan dalam komputer IBM PC hingga tahun 1995, sebelum akhirnya digantikan oleh bus PCI yang diluncurkan pada tahun 1992.
  

 

 

ISA 8 bit

• Bus ISA 8-bit merupakan varian dari bus ISA, dengan bus data selebar 8-bit, yang digunakan dalam IBM PC 5150 (model PC awal). Bus ini telah ditinggalkan pada sistem-sistem modern ke atas tapi sistem-sistem Intel 286/386 masih memilikinya. Kecepatan bus ini adalah 4.77 MHz (sama seperti halnya prosesor Intel 8088 dalam IBM PC), sebelum ditingkatkan menjadi 8.33 MHz pada IBM PC/AT. Karena memiliki bandwidth 8-bit, maka transfer rate maksimum yang dimilikinya hanyalah 4.77 Mbyte/detik atau 8.33 Mbyte/detik. Meskipun memiliki transfer rate yang lamban, bus ini termasuk mencukupi kebutuhan saat itu, karena bus-bus I/O semacam serial port, parallel port, kontrolir floppy disk, kontrolir keyboard dan lainnya sangat lambat. Slot ini memiliki 62 konektor.
  
• Meski desainnya sederhana, IBM tidak langsung mempublikasikan spesifikasinya saat diluncurkan tahun 1981, tapi harus menunggu hingga tahun 1987, sehingga para manufaktur perangkat pendukung agak kerepotan membuat perangkat berbasis ISA 8-bit.
  

 

 

ISA 16 bit

• Bus ISA 16-bit adalah sebuah bus ISA yang memiliki bandwidth 16-bit, sehingga mengizinkan transfer rate dua kali lebih cepat dibandingkan dengan ISA 8-bit pada kecepatan yang sama. Bus ini diperkenalkan pada tahun 1984, ketika IBM merilis IBM PC/AT dengan mikroprosesor Intel 80286 di dalamnya. Mengapa IBM meningkatkan ISA menjadi 16 bit adalah karena Intel 80286 memiliki bus data yang memiliki lebar 16-bit, sehingga komunikasi antara prosesor, memori, dan motherboard harus dilakukan dalam ordinal 16-bit. Meski prosesor ini dapat diinstalasikan di atas motherboard yang memiliki bus I/O dengan bandwidth 8-bit, hal ini dapat menyababkan terjadinya bottleneck pada bus sistem yang bersangkutan.
  
• Daripada membuat bus I/O yang baru, IBM ternyata hanya merombak sedikit saja dari desain ISA 8-bit yang lama, yakni dengan menambahkan konektor ekstensi 16-bit (yang menambahkan 36 konektor, sehingga menjadi 98 konektor), yang pertama kali diluncurkan pada Agustus tahun 1984, tahun yang sama saat IBM PC/AT diluncurkan. Ini juga menjadi sebab mengapa ISA 16-bit disebut sebagai AT-bus. Hal ini memang membuat interferensi dengan beberapa kartu ISA 8-bit, sehingga IBM pun meninggalkan desain ini, ke sebuah desain di mana dua slot tersebut digabung menjadi satu slot.
  

 

 

 

 

 

Tipe Bus

• Dedicated
  
  • Jalur data & address terpisah
    
• Multiplexed
  
  • Jalur bersama
    
  • Address yang valid atau data yang valid mengendalikan jalur
    
  • Keuntungan – jalur sedikit
    
  • Kerugian
    
    • Kendali lebih komplek
      
    • Mempengaruhi performance
      

 

 

Arbitrasi Bus

• Bebrapa module mengendalikan bus
  
• Contoh : CPU dan DMA controller
  
• Setiap saat hanya satu modul yang mengendalikan
  
• Arbitrasi bisa secara centralised atau distributed
  

 

 

 

Centralised Arbitration

• Ada satu hardware device yang mengendalikan akses bus
  
  • Bus Controller
    
  • Arbiter
    
• Bisa berupa bagian dari CPU atau separate
  

 

 

 

BAB 4

Internal Memory

 

Characteristics

• Location
  
• Capacity
  
• Unit of transfer
  
• Access method
  
• Performance
  
• Physical type
  
• Physical characteristics
  
• Organisation
  

 

Satuan Transfer

• Internal
  
  • Jumlah bit dalam sekali akses
    
  • Sama dengan jumlah saluran data (=ukuran word )
    
• External
  
  • Dalam satuan block yang merupakan kelipatan word
    
• Addressable unit
  
  • Lokasi terkecil yang dapat dialamati secara uniq
    
  • Secara internal biasanya sama dengan word
    
  • Untuk disk digunakan satuan Cluster
    

 

Access Methods

• Sequential
  
  • Mulai dari awal sampai lokasi yang dituju
    
  • Waktu akses tergantung pada lokasi data dan lokasi sebelumnya
    
  • Contoh tape
    
• Direct
  
  • Setiap blok mempunyai address yang uniq
    
  • Pengaksesan dengan cara lompat ke kisaran umum (vicinity) ditambah pencarian sequential
    
  • Waktu Access tidak tergantung pada lokasi dan lokasi sebelumnya
    
  • Contoh disk
    
• Random
  
  • Setiap lokasi memiliki alamat tertentu
    
  • Waktu akses tidak tergantung pada lokasi dan lokasi sebelumnya
    
  • Contoh RAM
    
• Associative
  
  • Data yang ditempatkan oleh pembanding dengan isi dari bagian penyimpan
    
  • Waktu Access yang independen dari lokasi atau akses sebelumnya
    
  • Contoh cache
    

 

 

Hirarkhi Memory

• Registers
  
  • Dalam CPU
    
• Internal atau memory utama
  
  • Bisa lebih dari satu level dengan adanya cache
    
  • "RAM"
    
• External memory
  
  • Penyimpan cadangan
    

 

 

Performance

• Access time
  
  • Waktu untuk melakukan operasi baca-tulis
    
• Memory Cycle time
  
  • Diperlukan waktu tambahan untuk "recover" sebelum akses berikutnya
    
  • Access time + recovery
    
• Transfer Rate
  
  • Kecepatan transfer data ke/ dari unit memori
    

 

Physical Types

• Semiconductor
  
  • RAM
    
• Magnetic
  
  • Disk & Tape
    
• Optical
  
  • CD & DVD
    
• Others
  
  • Bubble
    
  • Hologram
    

 

 

Hierarkhi

• Registers
  
• L1 Cache
  
• L2 Cache
  
• Main memory
  
• Disk cache
  
• Disk
  
• Optical
  
• Tape
  

 

 

Dynamic RAM

• Bit tersimpan berupa muatan listrik dalam capacitors
  
• Muatan dapat bocor
  
• Perlu di-refresh
  
• Konstruksi sederhana
  
• Ukuran per bit nya kecil
  
• Murah
  
• Perlu refresh circuits
  
• Lambat
  
• Main memory
  

 

Static RAM

• Bit disimpan sebagai switch on/off
  
• Tidak ada kebocoran
  
• Tidak perlu di-refresh
  
• Konstruksi lebih complex
  
• Ukuran per bit nya besar
  
• Lebih mahal
  
• Tidak memerlukan refresh circuits
  
• Lebih cepat
  
• Cache
  

 

Read Only Memory (ROM)

• Memnyimpan secara Permanent
  
• Untuk
  
  • Microprogramming (see later)
    
  • Library subroutines
    
  • Systems programs (BIOS)
    
  • Function tables
    

 

Jenis ROM

• Ditulis ( record ) waktu dibuat
  
  • Sangat mahal
    
• Programmable (once)
  
  • PROM
    
  • Diperlukan peralatan khusus untuk memprogram
    
  • Read "mostly"
    
  • Erasable Programmable (EPROM)
    
    • Dihapus dengan sinar UV
      
  • Electrically Erasable (EEPROM)
    
    • Perlu waktu lebih lama untuk menulis
      
  • Flash memory
    
    • Menghapus seluruh memori secara electris
      

 

Organisasi

• 16 Mbit chip dapat disusun dari 1M x 16 bit word
  
• 1 bit per chip memiliki 16 lots dengan bit ke 1 dari setiap word berada pada chip 1
  
• 16 Mbit chip dapat disusun dari array 2048 x 2048 x 4bit
  
  • Mengurangi jumlah address pinReduces number of address pins
    
  • Multiplex row address dan column address
    
  • 11 pin untuk address (2¹¹=2048)
    
  • Menambah 1 pin kapasitas menjadi 4x
    

 

Contoh Memori 16 Mb DRAM (4M x 4)

 

Packaging

 

Module
Organisation

 

Koreksi Kesalahan

• Hard Failure
  
  • Cacat/ rusak permanen
    
• Soft Error
  
  • Random, non-destructive
    
  • Rusak non permanen
    
• Dideteksi dengan menggunankan Hamming code
  

 

Error Correcting Code Function

 

Cache

• Memori cepat dengan kapasitas yang sedikit
  
• Terletak antara main memori dengan CPU
  
• Bisa saja diletakkan dalam chip CPU atau module tersendiri
  

 

Operasi Cache

• CPU meminta isi data dari lokasi memori tertentu
  
• Periksa data tersebut di cache
  
• Jika ada ambil dari cache (cepat)
  
• Jika tidak ada, baca 1 blok data dari main memori ke cache
  
• Ambil dari cache ke CPU
  
• Cache berisi tag untuk identitas blok dari memori utama yang berada di cache
  

 

 

Desian Cache

• Ukuran (Size)
  
• Fungsi Mapping
  
• Algorithm penggantian
  
• Cara penulisan
  
• Ukuran Block
  
• jumlah Cache
  

 

 

Fungsi Mapping

• Ukuran Cache 64 kByte
  
• Ukuran block 4 bytes
  
  • Diperlukan 16k (2¹⁴) alamat per alamat 4 byte
    
  • Jumlah jalur almat cache 14
    
• Memori utama 16 MByte
  
• Jalur almat perlu 24
  
  • (2²⁴=16M)
    

 

Newer RAM Technology

• Basic DRAM same since first RAM chips
  
• Enhanced DRAM
  
  • Contains small SRAM as well
    
  • SRAM holds last line read (c.f. Cache!)
    
• Cache DRAM
  
  • Larger SRAM component
    
  • Use as cache or serial buffer
    
• Synchronous DRAM (SDRAM)
  
  • currently on DIMMs
    
  • Access is synchronized with an external clock
    
  • Address is presented to RAM
    
  • RAM finds data (CPU waits in conventional DRAM)
    
  • Since SDRAM moves data in time with system clock, CPU knows when data will be ready
    
  • CPU does not have to wait, it can do something else
    
  • Burst mode allows SDRAM to set up stream of data and fire it out in block
    
• Foreground reading
  
• Check out any other RAM you can find
  
• See Web site:
  
  • The RAM Guide
    

 

 

SDRAM

 

 

BAB 5

External Memory

 

 

Types of External Memory

• Magnetic Disk
  
  • RAID
    
  • Removable
    
• Optical
  
  • CD-ROM
    
  • CD-Writable (WORM)
    
  • CD-R/W
    
  • DVD
    
• Magnetic Tape
  

 

Magnetic Disk

• Metal or plastic disk coated with magnetizable material (iron oxide…rust)
  
• Range of packaging
  
  • Floppy
    
  • Winchester hard disk
    
  • Removable hard disk
    

 

Floppy Disk

• 8", 5.25", 3.5"
  
• Small capacity
  
  • Up to 1.44Mbyte (2.88M never popular)
    
• Slow
  
• Universal
  
• Cheap
  

 

Winchester Hard Disk

• Developed by IBM in Winchester (USA)
  
• Sealed unit
  
• One or more platters (disks)
  
• Heads fly on boundary layer of air as disk spins
  
• Very small head to disk gap
  
• Getting more robust
  
• Universal
  
• Cheap
  
• Fastest external storage
  
• Getting larger all the time
  
  • Multiple Gigabyte now usual
    

 

Optical Storage CD-ROM

• Originally for audio
  
• 650Mbytes giving over 70 minutes audio
  
• Polycarbonate coated with highly reflective coat, usually aluminum
  
• Data stored as pits
  
• Read by reflecting laser
  
• Constant packing density
  
• Constant linear velocity
  

 

Digital Audio Tape (DAT)

• Uses rotating head (like video)
  
• High capacity on small tape
  
  • 4Gbyte uncompressed
    
  • 8Gbyte compressed
    
• Backup of PC/network servers
  

 

 

 

 

BAB 6

Input/Output

 

 

Input/Output Problems

• Wide variety of peripherals
  
  • Delivering different amounts of data
    
  • At different speeds
    
  • In different formats
    
• All slower than CPU and RAM
  
• Need I/O modules
  

 

Input/Output Module

• Interface to CPU and Memory
  
• Interface to one or more peripherals
  
• GENERIC MODEL OF I/O DIAGRAM 6.1
  

 

External Devices

• Human readable
  
  • Screen, printer, keyboard
    
• Machine readable
  
  • Monitoring and control
    
• Communication
  
  • Modem
    
  • Network Interface Card (NIC)
    

 

I/O Module Function

• Control & Timing
  
• CPU Communication
  
• Device Communication
  
• Data Buffering
  
• Error Detection
  

 

I/O Steps

• CPU checks I/O module device status
  
• I/O module returns status
  
• If ready, CPU requests data transfer
  
• I/O module gets data from device
  
• I/O module transfers data to CPU
  
• Variations for output, DMA, etc.
  

 

I/O Module Diagram

 

PC Interrupt Layout

 

 

ISA Interrupt Layout

 

 

Direct Memory Access

• Interrupt driven and programmed I/O require active CPU intervention
  
  • Transfer rate is limited
    
  • CPU is tied up
    
• DMA is the answer
  

 

DMA Configurations

• Single Bus, Detached DMA controller
  
• Each transfer uses bus twice
  
  • I/O to DMA then DMA to memory
    
• CPU is suspended twice
  

• Single Bus, Integrated DMA controller
  
• Controller may support >1 device
  
• Each transfer uses bus once
  
  • DMA to memory
    
• CPU is suspended once
  

 

Small Computer Systems Interface (SCSI)

• Parallel interface
  
• 8, 16, 32 bit data lines
  
• Daisy chained
  
• Devices are independent
  
• Devices can communicate with each other as well as host
  

 

SCSI - 1

• Early 1980s
  
• 8 bit
  
• 5MHz
  
• Data rate 5MBytes.s^-1
  
• Seven devices
  
  • Eight including host interface
    

 

SCSI - 2

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

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

WAHANAHITAM - 9:52 AM

Read More

ORGANISASI KOMPUTER BAB I-BAB9

Organisasi Komputer

MATERI I

Architecture & Organization

• Arsitektur dan Organisasi berkaitan dengan Atribut-atribut yang tampak bagi programmer
  
  • Set Instruksi, jumlah bit yang digunakan untuk penyajian data, mekanisme I/O, teknik pengalamatan.
    
  • Contoh : apakah tersedia instruksi untuk perkalian
    
• Organisasi komputer berkaitan dengan unit-unit operasional dan interkoneksinya yang merealisasikan spesifikasi arsitektural
  
  • Control signals, interfaces, memory technology.
    
  • Contoh : apakah instruksi perkalian diimplementasikan secara hardware, ataukah dikerjakan dengan penambahan secara berulang?
    

Architecture & Organization

• Arsitektur sama, organisasi dapat berbeda
  
• Arsitektur bertahan lama, organisasi menyesuaikan perkembangan teknologi
  
  • Semua intel family x86 memiliki arsitektur dasar yang sama
    
  • Family IBM system/ 370 memiliki arsitektur dasar yang sama.
    
  • Memberikan compabilitas instruksi level mesin
    
    • At least backwards
      
  • Organisasi antar versi memiliki perbedaan
    

Structure & Function

• Struktur adalah bagaimana masing-masing komponen saling berhubungan satu sama lain
  
• Fungsi merupakan operasi dari masing-masing komponen sebagai bagian dari struktur
  

Fungsi

• Semua komputer memiliki 4 fungsi :
  
  • Pengolah data
    
  • Penyimpan data
    
  • Pemindah data
    
  • Kendali
    

Fungsi

• Komputer dilihat dari sudut pandang fungsi
  

Pemindahan Data

• Contoh : dari keyboard ke layar monitor
  

Penyimpanan data

• Contoh : download dari internet
  

Pengolahan data

• Contoh : updating bank statement
  

Pengolahan data dari Storage ke I/O

• Contoh : Pencetakan statement bank
  

Struktur Komputer- Level Tertinggi

Struktur CPU

Struktur Control Unit

 

 

MATERI 2

EVOLUSI DAN KINERJA KOMPUTER

 

ENIAC

• Electronic Numerical Integrator And Computer
  
• Eckert and Mauchly
  
• University of Pennsylvania
  
• Tabel lintasan peluru
  
• Mulai dibuat tahun1943
  
• Selesai tahun 1946
  
  • Terlambat digunakan dalam perang dunia II- Maybe in World War Part III
    
• Dipakai sampai 1955
  

Detail dari ENIAC

• Menggunakan sistem Decimal (bukan binary)
  
• Memiliki 20 accumulators untuk 10 digits
  
• Diprogram secara manual melalui saklat ( switches )
  
• Berisi 18,000 vacuum tubes
  
• Berat 30 tons
  
• Luas 15,000 square feet
  
• 140 kW power consumption
  
• 5,000 additions per second
  

von Neumann/Turing

• Konsep : Stored Program concept
  
• Main memory : menyimpan program dan data
  
• ALU : mengerjakan operasi binary data
  
• Control unit : interpretasi instruksi dari memory dan mengeksekusi
  
• Peralatan Input dan output dikendalikan oleh control unit
  
• Princeton Institute for Advanced Studies
  
  • IAS
    
• Diselesaikan tahun 1952
  

 

Structure of von Nuemann machine

Detail – IAS

• Kapasitas memori : 1000 x 40 bit words
  
  • Menggunakan sistem bilangan Binary
    
  • Panjang instruksi 20 bit
    
• Register-register dalam CPU
  
  • Memory Buffer Register = MBR
    
  • Memory Address Register = MAR
    
  • Instruction Register = IR
    
  • Instruction Buffer Register = IBR
    
  • Program Counter = PC
    
  • Accumulator = AC
    
  • Multiplier Quotient = MQ
    

 

Struktur dari IAS – detail

 

Commercial Computers

• 1947 - Eckert-Mauchly Computer Corporation
  
  • UNIVAC I (Universal Automatic Computer)
    
  • Untuk kalkulasi sensus 1950 oleh US Bureau
    
• Menjadi divisi dari Sperry-Rand Corporation
  
• Dipasarkan akhir tahun 1950 - UNIVAC II
  
  • Lebih cepat
    
  • Kapasitas memory lebih besar
    

IBM

• Pabrik peralatan Punched-card
  
• 1953 - IBM 701
  
  • Komputer pertama IBM ( stored program computer )
    
  • Untuk keperluan aplikasi Scientific
    
• 1955 - IBM 702
  
  • Untuk aplikasi Business
    
• Merupakan awal dari seri 700/7000 yang membuat IBM menjadi pabrik komputer yang dominan
  

Transistors

• Menggantikan vacuum tubes
  
• Lebih kecil
  
• Lebih murah
  
• Disipasi panas sedikit
  
• Merupakan komponen Solid State
  
• Dibuat dari Silicon (Sand)
  
• Ditemukan pada tahun 1947 di laboratorium Bell
  
• Oleh William Shockley dkk.
  

 

Transistor Based Computers

• Mesin generasi II
  
• NCR & RCA menghasilkan small transistor machines
  
• IBM 7000
  
• DEC - 1957
  
  • Membuat PDP-1
    

 

Microelectronics

• Secara harafiah berarti " elektronika kecil"
  
• Sebuah komputer dibuat dari gerbang logika (gate), memory cells and interconnections
  
• Sejunlah gate dikemas dalam satu keping semi konduktor
  
• Misal silicon wafer
  

 

Generasi Computer

• Vacuum tube - 1946-1957
  
• Transistor - 1958-1964
  
• Small scale integration - 1965 on
  
  • Up to 100 devices on a chip
    
• Medium scale integration - to 1971
  
  • 100-3,000 devices on a chip
    
• Large scale integration - 1971-1977
  
  • 3,000 - 100,000 devices on a chip
    
• Very large scale integration - 1978 to date
  
  • 100,000 - 100,000,000 devices on a chip
    
• Ultra large scale integration
  
  • Over 100,000,000 devices on a chip
    

 

Moore's Law

• Meningkatkan kerapatan komponen dalam chip
  
• Gordon Moore - cofounder of Intel
  
• Jumlah transistor/ chip meningkat 2x lipet per tahun
  
• Sejak tahun 1970 pengembangan sedikit agak lambat
  
  • Jumlah transistor 2x lipat setiap 18 bulan
    
• Harga suatu chip tetap/ hampir tidak berubah
  
• Kerapatan tinggi berarti jalur pendek, menghasilkan kinerja yang meningkat
  
• Ukuran semakin kecil, fleksibilitas meningkat
  
• Daya listrik lebih hemat, panas menurun
  
• Sambungan sedikit berarti semakin handal
  

 

Perkembangan Jumlah Transistor dalam CPU

 

IBM Seri 360

• 1964
  
• Pengganti (& not compatible with) seri 7000
  
• Rancangan awal suatu "family" computer
  
  • Memiliki set instruksi yang sama atau identik
    
  • Menggunakan O/S yang sama atau identik
    
  • Kecepatan meningkat
    
  • Jumlah port I/O meningkat (i.e. Terminal banyak)
    
  • Kapasitas memory bertambah besar
    
  • Harga meningkat
    
• Struktur pensaklarannya Multiplexed
  

 

DEC PDP-8

• 1964
  
• Minicomputer pertama (after miniskirt!)
  
• Tidak mengharuskan ruangan ber-AC
  
• Ukurannya kecil
  
• Harga $16,000
  
  • $100k+ untuk IBM 360
    
• Embedded applications & OEM
  
• Menggunakan struktur BUS
  

 

DEC - PDP-8 Bus Structure

 

Semiconductor Memory

• 1970
  
• Fairchild
  
• Ukuran kecil sebesar 1 sel core memory
  
• Dapat menyimpan 256 bits
  
• Non-destructive read
  
• Lebih cepat dari core memory
  
• Kapasitas meningkat 2x lipat setiap tahun
  

 

Intel

• 1971 - 4004
  
  • First microprocessor
    
  • All CPU components on a single chip
    
  • 4 bit
    
• Followed in 1972 by 8008
  
  • 8 bit
    
  • Digunakan untuk aplikasi khusus
    
• 1974 – 8080 , Mikroprosesor pertama Inte
  
• 1978 – 8086, 80286
  
• 1985- 80386
  
• 1989 - 80486
  

 

Speeding it up

• Pipelining
  
• On board cache
  
• On board L1 & L2 cache
  
• Branch prediction
  
• Data flow analysis
  
• Speculative execution
  

 

Performance Mismatch

• Kecepatan Processor meningkat
  
• Kapasitas Memory meningkat
  
• Kecepatan Memory tertinggal dari kecepatan processor
  

 

DRAM and Processor Characteristics

 

 

Trends in DRAM use

 

Solusi

• Meningkatkan jumlah bit per akses
  
  • Make DRAM "wider" rather than "deeper"
    
• Mengubah interface DRAM
  
  • Cache
    
• mengurangia frequency akses memory
  
  • cache yang lebih komplek dan cache on chip
    
• Meningkatkan interkoneksi bandwidth
  
  • Bus kecepatan tinggi - High speed buses
    
  • Hierarchy of buses
    

 

 

BAB 3

Bus Sistem

 

Konsep Program

• Pemrograman (Hardware) merupakan proses penghubung berbagai komponen logik pada konfigurasi yang diinginkan untuk membentuk operasi aritmatik dan logik pada data tertentu
  
• Hardwired program tidak flexibel
  
• General purpose hardware dapat mengerjakan berbagai macam tugas tergantung sinyal kendali yang diberikan
  
• Dari pada melakukan re-wiring, lebih baik menambahkan sinyal- sinyal kendali yang baru
  

 

What is a program?

• Suatu deretan/ urutan langkah-langkah
  
• Setiap langkah, dikerjakan suatu operasi aritmatik atau logika
  
• Pada setiap operasi, diperlukan sejumlah sinyal kendali tertentu
  

 

Fungsi Unit Control

• Untuk setiap operasi disediakan kode yang unik
  
  • Contoh : ADD, MOVE
    
• Bagian hardware tertentu menerima kode tersebut kemudian menghasilkan sinyal-sinyak kendali
  
• Jadilah komputer!
  

 

Komponen yang Diperlukan

• Control Unit ( CU) dan Arithmetic and Logic Unit ( ALU ) membentuk Central Processing Unit ( CPU )
  
• Data dan instruksi harus diberikan ke sistem dan dikeluarkan dari sistem
  
  • Input/output
    
• Diperlukan tempat untuk menyimpan sementara kode instruksi dan hasil operasi
  
  • Main memory
    

 

Komponen Komputer :
Top Level View

 

 

Siklus Instruksi

Dua langkah :

• Fetch
  
• Execute
  

 

Fetch Cycle

• Program Counter (PC) berisi address dari instruksi selanjutnya yang akan diambil
  
• Processor mengambil instruksi dari memory pada lokasiyang ditunjuk oleh PC
  
• Menaikkan PC
  
  • Kecuali ada perintah tertentu
    
• Instruksi dimasukkan ke Instruction Register (IR)
  
• Processor meng-interpret instruksi dan melakukan tindakan yang diperlukan
  

 

 

Prosesnya

 

Execute Cycle

• Processor-memory
  
  • data transfer antara CPUdan main memory
    
• Processor I/O
  
  • Data transfer antara CPU dan I/O module
    
• Data processing
  
  • Suatu operasi arithmetic atau logical pada data tertentu
    
• Control
  
  • Mengubah urutan operasi
    
  • Contoh : jump
    
• Kombinasi diatas
  

 

 

Contoh Eksekusi Program

 

 

Diagram Keadaan Siklus Instruksi

 

Interrupt

• Suatu mekanisme yang disediakan bagi modul-modul (contoh I/O)untuk dapat meng-interrupt operasi normal CPU
  
• Program
  
  • Contoh : overflow, division by zero
    
• Timer
  
  • Dihasilkan oleh internal processor timer
    
  • Digunakan dalam pre-emptive multi-tasking
    
• I/O
  
  • Dari I/O controller
    
• Hardware failure
  
  • Contoh : memory parity error
    

 

 

Program Flow Control

 

 

 

Siklus Interrupt ( interupsi )

• Ditambahkan ke instruction cycle
  
• Processor memeriksa adanya interrupt
  
  • Diindikasikan lewat interrupt signal
    
• Jika tidak ada interrupt, fetch untuk instruksi selanjutnya
  
• Jika ada interrupt :
  
  • Tunda eksekusi dari program saat itu
    
  • Simpan context
    
  • Set PC ke awal address dari routine interrupt handler
    
  • Process interrupt
    
  • Kembalikan context dan lanjutkan program yang terhenti
    

 

 

Diagram Keadaan Siklus Instruksi (with Interrupts)

 

 

Multiple Interrupts

• Disable interrupts
  
  • Processor akan mengabaikan interrupt berikutnya
    
  • Interruptstetap akan diperiksa setelah interrupt yang pertama selesai dilayani
    
  • Interrupts ditangani dalam urutan sesuai kedatangannya
    
• Define priorities
  
  • Low priority interrupts dapat di-interrupt oleh interrupt prioritas tertinggi
    
  • Setalah interrupt prioritas tertinggi selesai dilayani, akan kembali ke interrupt sebelumnya
    

 

Input/Output Connection

• Sama seperti memory connection dari komputer
  
• Output
  
  • Menerima data dari komputer
    
  • Mengirim data ke peripheral
    
• Input
  
  • Menerima data dari peripheral
    
  • Mengirim data ke komputer
    
• Menerima sinyal control dari komputer
  
• Mengirim sinyal control ke peripherals
  
  • Contoh : spin disk
    
• Menerima addresses dari komputer
  
  • Contoh: nomor port
    
• Mengirim sinyal ( control ) interrupt
  

 

CPU Connection

• Membaca instruksi dan data
  
• Menuliskan data (setalah diproses)
  
• Mengirim sinyal control untuk units lainnya
  
• Menerima (& menanggapi) interrups
  

 

 

Bus

• Ada beberapa kemungkinan interconnection systems
  
• Yang biasa dipakai : Single and multiple BUS
  
• Contoh :Control/Address/Data bus (PC)
  
• Contoh : Unibus (DEC-PDP)
  

 

What is a Bus?

• Jalur komunikasi yang menghubungkan beberapa device
  
• Biasanya menggunakan broadcast
  
• Seringkali dikelompokan
  
  • Satu bus berisi sejumlah kanal ( jalur )
    
  • Contoh : bus data 32 bit berisi 32 jalur
    
• Jalur sumber tegangan biasanya tidak diperlihatkan
  

 

Data Bus

• Membawa data
  
  • Tidak dibedakan antara "data" dan "instruksi"
    
• Lebar jalur menentukan performance
  
  • 8, 16, 32, 64 bit
    

 

Skema Interkoneksi Bus

 

Bentuk Fisik

Bagaimana bentuk fisik bus?

• Jalur Parallel PCB
  
• Ribbon cables
  
• Strip connectors pada mother boards
  
  • Contoh :. PCI
    
• Kumpulan kabel
  

 

Problema pada Bus Tunggal

• Banyak device pada bus tunggal menyebabkan:
  
  • Propagation delays
    
    • Jalur data yang panjang berarti memrlukan koordinasi pemakai sehingga berpengaruh pada performance
      
    • Jumlah data yang ditransfer melalui bus melebihi capasitas dari bus
      
• Kebanyakan sistem menggunakan multiple bus untuk mengatasi problema pada bus tunggal
  

 

 

Bus Tradisional (ISA)
(menggunakan cache)

 

 

Bus dengan High Performance

 

 

 

 

 

ISA

• Bus ISA (Industry Standard Architecture) adalah sebuah arsitektur bus dengan bus data selebar 8-bit yang diperkenalkan dalam IBM PC 5150 pada tanggal 12 Agustus
  1981.
  
• Bus ISA diperbarui dengan menambahkan bus data selebar menjadi 16-bit pada IBM PC/AT pada tahun 1984, sehingga jenis bus ISA yang beredar pun terbagi menjadi dua bagian, yakni ISA 16-bit dan ISA 8-bit.
  
• ISA merupakan bus dasar dan paling umum digunakan dalam komputer IBM PC hingga tahun 1995, sebelum akhirnya digantikan oleh bus PCI yang diluncurkan pada tahun 1992.
  

 

 

ISA 8 bit

• Bus ISA 8-bit merupakan varian dari bus ISA, dengan bus data selebar 8-bit, yang digunakan dalam IBM PC 5150 (model PC awal). Bus ini telah ditinggalkan pada sistem-sistem modern ke atas tapi sistem-sistem Intel 286/386 masih memilikinya. Kecepatan bus ini adalah 4.77 MHz (sama seperti halnya prosesor Intel 8088 dalam IBM PC), sebelum ditingkatkan menjadi 8.33 MHz pada IBM PC/AT. Karena memiliki bandwidth 8-bit, maka transfer rate maksimum yang dimilikinya hanyalah 4.77 Mbyte/detik atau 8.33 Mbyte/detik. Meskipun memiliki transfer rate yang lamban, bus ini termasuk mencukupi kebutuhan saat itu, karena bus-bus I/O semacam serial port, parallel port, kontrolir floppy disk, kontrolir keyboard dan lainnya sangat lambat. Slot ini memiliki 62 konektor.
  
• Meski desainnya sederhana, IBM tidak langsung mempublikasikan spesifikasinya saat diluncurkan tahun 1981, tapi harus menunggu hingga tahun 1987, sehingga para manufaktur perangkat pendukung agak kerepotan membuat perangkat berbasis ISA 8-bit.
  

 

 

ISA 16 bit

• Bus ISA 16-bit adalah sebuah bus ISA yang memiliki bandwidth 16-bit, sehingga mengizinkan transfer rate dua kali lebih cepat dibandingkan dengan ISA 8-bit pada kecepatan yang sama. Bus ini diperkenalkan pada tahun 1984, ketika IBM merilis IBM PC/AT dengan mikroprosesor Intel 80286 di dalamnya. Mengapa IBM meningkatkan ISA menjadi 16 bit adalah karena Intel 80286 memiliki bus data yang memiliki lebar 16-bit, sehingga komunikasi antara prosesor, memori, dan motherboard harus dilakukan dalam ordinal 16-bit. Meski prosesor ini dapat diinstalasikan di atas motherboard yang memiliki bus I/O dengan bandwidth 8-bit, hal ini dapat menyababkan terjadinya bottleneck pada bus sistem yang bersangkutan.
  
• Daripada membuat bus I/O yang baru, IBM ternyata hanya merombak sedikit saja dari desain ISA 8-bit yang lama, yakni dengan menambahkan konektor ekstensi 16-bit (yang menambahkan 36 konektor, sehingga menjadi 98 konektor), yang pertama kali diluncurkan pada Agustus tahun 1984, tahun yang sama saat IBM PC/AT diluncurkan. Ini juga menjadi sebab mengapa ISA 16-bit disebut sebagai AT-bus. Hal ini memang membuat interferensi dengan beberapa kartu ISA 8-bit, sehingga IBM pun meninggalkan desain ini, ke sebuah desain di mana dua slot tersebut digabung menjadi satu slot.
  

 

 

 

 

 

Tipe Bus

• Dedicated
  
  • Jalur data & address terpisah
    
• Multiplexed
  
  • Jalur bersama
    
  • Address yang valid atau data yang valid mengendalikan jalur
    
  • Keuntungan – jalur sedikit
    
  • Kerugian
    
    • Kendali lebih komplek
      
    • Mempengaruhi performance
      

 

 

Arbitrasi Bus

• Bebrapa module mengendalikan bus
  
• Contoh : CPU dan DMA controller
  
• Setiap saat hanya satu modul yang mengendalikan
  
• Arbitrasi bisa secara centralised atau distributed
  

 

 

 

Centralised Arbitration

• Ada satu hardware device yang mengendalikan akses bus
  
  • Bus Controller
    
  • Arbiter
    
• Bisa berupa bagian dari CPU atau separate
  

 

 

 

BAB 4

Internal Memory

 

Characteristics

• Location
  
• Capacity
  
• Unit of transfer
  
• Access method
  
• Performance
  
• Physical type
  
• Physical characteristics
  
• Organisation
  

 

Satuan Transfer

• Internal
  
  • Jumlah bit dalam sekali akses
    
  • Sama dengan jumlah saluran data (=ukuran word )
    
• External
  
  • Dalam satuan block yang merupakan kelipatan word
    
• Addressable unit
  
  • Lokasi terkecil yang dapat dialamati secara uniq
    
  • Secara internal biasanya sama dengan word
    
  • Untuk disk digunakan satuan Cluster
    

 

Access Methods

• Sequential
  
  • Mulai dari awal sampai lokasi yang dituju
    
  • Waktu akses tergantung pada lokasi data dan lokasi sebelumnya
    
  • Contoh tape
    
• Direct
  
  • Setiap blok mempunyai address yang uniq
    
  • Pengaksesan dengan cara lompat ke kisaran umum (vicinity) ditambah pencarian sequential
    
  • Waktu Access tidak tergantung pada lokasi dan lokasi sebelumnya
    
  • Contoh disk
    
• Random
  
  • Setiap lokasi memiliki alamat tertentu
    
  • Waktu akses tidak tergantung pada lokasi dan lokasi sebelumnya
    
  • Contoh RAM
    
• Associative
  
  • Data yang ditempatkan oleh pembanding dengan isi dari bagian penyimpan
    
  • Waktu Access yang independen dari lokasi atau akses sebelumnya
    
  • Contoh cache
    

 

 

Hirarkhi Memory

• Registers
  
  • Dalam CPU
    
• Internal atau memory utama
  
  • Bisa lebih dari satu level dengan adanya cache
    
  • "RAM"
    
• External memory
  
  • Penyimpan cadangan
    

 

 

Performance

• Access time
  
  • Waktu untuk melakukan operasi baca-tulis
    
• Memory Cycle time
  
  • Diperlukan waktu tambahan untuk "recover" sebelum akses berikutnya
    
  • Access time + recovery
    
• Transfer Rate
  
  • Kecepatan transfer data ke/ dari unit memori
    

 

Physical Types

• Semiconductor
  
  • RAM
    
• Magnetic
  
  • Disk & Tape
    
• Optical
  
  • CD & DVD
    
• Others
  
  • Bubble
    
  • Hologram
    

 

 

Hierarkhi

• Registers
  
• L1 Cache
  
• L2 Cache
  
• Main memory
  
• Disk cache
  
• Disk
  
• Optical
  
• Tape
  

 

 

Dynamic RAM

• Bit tersimpan berupa muatan listrik dalam capacitors
  
• Muatan dapat bocor
  
• Perlu di-refresh
  
• Konstruksi sederhana
  
• Ukuran per bit nya kecil
  
• Murah
  
• Perlu refresh circuits
  
• Lambat
  
• Main memory
  

 

Static RAM

• Bit disimpan sebagai switch on/off
  
• Tidak ada kebocoran
  
• Tidak perlu di-refresh
  
• Konstruksi lebih complex
  
• Ukuran per bit nya besar
  
• Lebih mahal
  
• Tidak memerlukan refresh circuits
  
• Lebih cepat
  
• Cache
  

 

Read Only Memory (ROM)

• Memnyimpan secara Permanent
  
• Untuk
  
  • Microprogramming (see later)
    
  • Library subroutines
    
  • Systems programs (BIOS)
    
  • Function tables
    

 

Jenis ROM

• Ditulis ( record ) waktu dibuat
  
  • Sangat mahal
    
• Programmable (once)
  
  • PROM
    
  • Diperlukan peralatan khusus untuk memprogram
    
  • Read "mostly"
    
  • Erasable Programmable (EPROM)
    
    • Dihapus dengan sinar UV
      
  • Electrically Erasable (EEPROM)
    
    • Perlu waktu lebih lama untuk menulis
      
  • Flash memory
    
    • Menghapus seluruh memori secara electris
      

 

Organisasi

• 16 Mbit chip dapat disusun dari 1M x 16 bit word
  
• 1 bit per chip memiliki 16 lots dengan bit ke 1 dari setiap word berada pada chip 1
  
• 16 Mbit chip dapat disusun dari array 2048 x 2048 x 4bit
  
  • Mengurangi jumlah address pinReduces number of address pins
    
  • Multiplex row address dan column address
    
  • 11 pin untuk address (2¹¹=2048)
    
  • Menambah 1 pin kapasitas menjadi 4x
    

 

Contoh Memori 16 Mb DRAM (4M x 4)

 

Packaging

 

Module
Organisation

 

Koreksi Kesalahan

• Hard Failure
  
  • Cacat/ rusak permanen
    
• Soft Error
  
  • Random, non-destructive
    
  • Rusak non permanen
    
• Dideteksi dengan menggunankan Hamming code
  

 

Error Correcting Code Function

 

Cache

• Memori cepat dengan kapasitas yang sedikit
  
• Terletak antara main memori dengan CPU
  
• Bisa saja diletakkan dalam chip CPU atau module tersendiri
  

 

Operasi Cache

• CPU meminta isi data dari lokasi memori tertentu
  
• Periksa data tersebut di cache
  
• Jika ada ambil dari cache (cepat)
  
• Jika tidak ada, baca 1 blok data dari main memori ke cache
  
• Ambil dari cache ke CPU
  
• Cache berisi tag untuk identitas blok dari memori utama yang berada di cache
  

 

 

Desian Cache

• Ukuran (Size)
  
• Fungsi Mapping
  
• Algorithm penggantian
  
• Cara penulisan
  
• Ukuran Block
  
• jumlah Cache
  

 

 

Fungsi Mapping

• Ukuran Cache 64 kByte
  
• Ukuran block 4 bytes
  
  • Diperlukan 16k (2¹⁴) alamat per alamat 4 byte
    
  • Jumlah jalur almat cache 14
    
• Memori utama 16 MByte
  
• Jalur almat perlu 24
  
  • (2²⁴=16M)
    

 

Newer RAM Technology

• Basic DRAM same since first RAM chips
  
• Enhanced DRAM
  
  • Contains small SRAM as well
    
  • SRAM holds last line read (c.f. Cache!)
    
• Cache DRAM
  
  • Larger SRAM component
    
  • Use as cache or serial buffer
    
• Synchronous DRAM (SDRAM)
  
  • currently on DIMMs
    
  • Access is synchronized with an external clock
    
  • Address is presented to RAM
    
  • RAM finds data (CPU waits in conventional DRAM)
    
  • Since SDRAM moves data in time with system clock, CPU knows when data will be ready
    
  • CPU does not have to wait, it can do something else
    
  • Burst mode allows SDRAM to set up stream of data and fire it out in block
    
• Foreground reading
  
• Check out any other RAM you can find
  
• See Web site:
  
  • The RAM Guide
    

 

 

SDRAM

 

 

BAB 5

External Memory

 

 

Types of External Memory

• Magnetic Disk
  
  • RAID
    
  • Removable
    
• Optical
  
  • CD-ROM
    
  • CD-Writable (WORM)
    
  • CD-R/W
    
  • DVD
    
• Magnetic Tape
  

 

Magnetic Disk

• Metal or plastic disk coated with magnetizable material (iron oxide…rust)
  
• Range of packaging
  
  • Floppy
    
  • Winchester hard disk
    
  • Removable hard disk
    

 

Floppy Disk

• 8", 5.25", 3.5"
  
• Small capacity
  
  • Up to 1.44Mbyte (2.88M never popular)
    
• Slow
  
• Universal
  
• Cheap
  

 

Winchester Hard Disk

• Developed by IBM in Winchester (USA)
  
• Sealed unit
  
• One or more platters (disks)
  
• Heads fly on boundary layer of air as disk spins
  
• Very small head to disk gap
  
• Getting more robust
  
• Universal
  
• Cheap
  
• Fastest external storage
  
• Getting larger all the time
  
  • Multiple Gigabyte now usual
    

 

Optical Storage CD-ROM

• Originally for audio
  
• 650Mbytes giving over 70 minutes audio
  
• Polycarbonate coated with highly reflective coat, usually aluminum
  
• Data stored as pits
  
• Read by reflecting laser
  
• Constant packing density
  
• Constant linear velocity
  

 

Digital Audio Tape (DAT)

• Uses rotating head (like video)
  
• High capacity on small tape
  
  • 4Gbyte uncompressed
    
  • 8Gbyte compressed
    
• Backup of PC/network servers
  

 

 

 

 

BAB 6

Input/Output

 

 

Input/Output Problems

• Wide variety of peripherals
  
  • Delivering different amounts of data
    
  • At different speeds
    
  • In different formats
    
• All slower than CPU and RAM
  
• Need I/O modules
  

 

Input/Output Module

• Interface to CPU and Memory
  
• Interface to one or more peripherals
  
• GENERIC MODEL OF I/O DIAGRAM 6.1
  

 

External Devices

• Human readable
  
  • Screen, printer, keyboard
    
• Machine readable
  
  • Monitoring and control
    
• Communication
  
  • Modem
    
  • Network Interface Card (NIC)
    

 

I/O Module Function

• Control & Timing
  
• CPU Communication
  
• Device Communication
  
• Data Buffering
  
• Error Detection
  

 

I/O Steps

• CPU checks I/O module device status
  
• I/O module returns status
  
• If ready, CPU requests data transfer
  
• I/O module gets data from device
  
• I/O module transfers data to CPU
  
• Variations for output, DMA, etc.
  

 

I/O Module Diagram

 

PC Interrupt Layout

 

 

ISA Interrupt Layout

 

 

Direct Memory Access

• Interrupt driven and programmed I/O require active CPU intervention
  
  • Transfer rate is limited
    
  • CPU is tied up
    
• DMA is the answer
  

 

DMA Configurations

• Single Bus, Detached DMA controller
  
• Each transfer uses bus twice
  
  • I/O to DMA then DMA to memory
    
• CPU is suspended twice
  

• Single Bus, Integrated DMA controller
  
• Controller may support >1 device
  
• Each transfer uses bus once
  
  • DMA to memory
    
• CPU is suspended once
  

 

Small Computer Systems Interface (SCSI)

• Parallel interface
  
• 8, 16, 32 bit data lines
  
• Daisy chained
  
• Devices are independent
  
• Devices can communicate with each other as well as host
  

 

SCSI - 1

• Early 1980s
  
• 8 bit
  
• 5MHz
  
• Data rate 5MBytes.s^-1
  
• Seven devices
  
  • Eight including host interface
    

 

SCSI - 2

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

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

WAHANAHITAM - 9:49 AM

Read More

Interkom pertemuan VI

PERTEMUAN VI
Piranti Interaksi
 Keyboard
• Merupakan piranti tekstual utama
• Tata letak keyboard
 QWERTY layout
• Diciptakan oleh Christopher Latahm Sholes, 1870-an
• Dirancang untuk memperlambat grakan pemakai agar tombol mesin tik tidak menyangkut
• Pasangan huruf saling berjauhan untuk meningkatkan jarak pergerakan jari.
 Standar keyboard bahasa Inggris
 Kecepatan rata-rata: 150 kata permenit
• DVORAK layout
 Diciptakan oleh August Dvorak dan William L. Desley, 1936
 Dirancang untuk mengurangi jarak pergerakan jari
 Mempercepat ketikan hingga 200 ketikan permenit
 Belum diterima secara luas
• ABCDE layout
 Tombol-tombol disusun menurut abjad
 Tidak pnya kelebihan dibanding tata letak lainnya karena itu tidak banyak dipakai
• Tombol-tombol Keyboard
 Ukuran: ½ inci persegi, jarak antar tombol sekitar ¼ inci
 Dapat menerima tekanan 40-125 gf/luas
 Jika ditekan masuk 3-5 mm
 Tombol-tombol khusus lebih besar
 Tanda bagi Caps-Lock, Num Lock, Scroll Lock
 Warna yang informatif
 Tombol F dan J pada tata letak QWERTY ditandai
• Function Keys
 Untuk fungsi-fungsi khusus
 Positif: mengurangi ketukan dan kesalahan
 Negatif: letaknya jauh dari Home Position dan fungsinya harus dihapal.
Pointing Devices
 Pointing Devices digunakan untukmenunjuk dan memilih di layar
 Merupakan piranti yang digunakan pada direct manipulation
 Tugas interaksi pada pointing devices:
• Select: memindahkan titik pada ruang berdimensi satu, dua, tiga atau lebih
• Orient: memilih arah pada ruang berdimensi satu, dua, tiga atau lebih
• Path: serangkaian operasi position dan orient yang cepat untuk membentuk jalur atau kurva
• Quantity: menentukan nilai numerik
• Text: menandai lokasi penyisipan, penghapusan, perubahan teks
 Indirect Pointing Devices: tidak menunjuk langsung ke layar, tetapi menggerakkan perantara yaitu kursor
 Macam indirect pointing devices
• Mouse
 Kelebihan: posisi tangan nyaman, tombolnya mudah ditekan, pergerakan kursor cepat, penempatan akurat
 Kelemahan: tangan harus pindah dari keyboard, memakan tempat dimeja, kabelnya mengganggu, harus diangkat dan diletakkan kembali untuk pergerakan panjang dan harus berlatih untuk menguasainya.
• Trackball
 “Mouse terbalik”
 Tidak memakan banyak tempat
 Banyak digunakan pada laptop
• Joystick
 Baik intuk tracking
 Pergerakan sedikit, perpindahan arah mudah
• Graphics Tablet
 Permukaan peka sentuh yang terpisah dari layar.
 Keuntungan:
 Posisi tangan nyaman
 Tidak peelu menunjuk ke layar
 Permukaan luas
• Touchpad
 Permukaan peka sentuh yang biasa digunakan pada laptop
• Pointing Stick
 Joystick mini dari bahan karet yang diletakkan diantara tombol-tombol keyboard dan digerakkan jari tangan
Speech Recognition, Digitization and Generation
 Discrete Word Recognition
• Mengenali kata yang diucapkan orang satu per satu
• Kehandalan 90-98% untuk kosakata 50-150 kata
• Berguna jika
 Tangan pemibacara sibuk
 Mobilitas diperlukan
 Mata pembicara harus memperhatikan sesuatu
 Kondisi yang keras atau terkungkung yang tidak memungkinkan pemakaian keyboard
 Speech Recognition
• Mengenalikata-kata yang diucapkan secara normal
• Harapan: pendiktean dokumen, transkripsi rekaman suara
• Contoh: Dragon Naturally Speaking
 Speech Store and Forward
• Penyimpanan dan pengiriman kembali pesan yang diucapkan
 Speech Generation
• Komputer menghasilkan ucapan
 Audio Tones, Audiolization, Music
• Umpan balik berupa suara (bukan ucapan)
Piranti Tampilan (Monitor)
 Jenis Tampilan
• Monokrom
• Warna: CGA, EGA, VGA, Super VGA/XGA
• Teknologi Display
 Cathode Ray Tube (CRT)
 Liquid Crystal Display (LCD)
 Plasma panel
 Light Emitting Diodes (LED)

WAHANAHITAM - 7:11 AM

Read More

Interkom Pertmuan I-IV

Interaksi Manusia dan Komputer
Pertemuan I
Faktor Manusia pada Software Interaktif
 Interaksi Manusia dan Komputer (IMK) atau Human-Computer Interaction (HCI) adalah disiplin ilmu yang berhubungan dengan perancangan, evaluasi dan implementasi sistem komputer interaktif untuk digunakan oleh manusia, serta studi fenomena-fenomena besar yang berhubungan dengannya. (Definisi oleh ACM SIGCHI).
 Titik berat IMK adalah perancangan dan evaluasi antarmuka pemakai (user interface)
 Antarmuka pemakai adalah bagian sistem komputer yang memungkinkan manusia berinteraksi dengan komputer.
Tujuan Rekayasa Sistem
 Sistem yang efektif menghasilkan rasa keberhasilan, kompetensi, penguasaan dan kejelasan dalam komunitas pemakai.
 Tujuan rekayasa sistem IMK:
• Fungsionalitas yang semestinya
 Sistem dengan fungsionalitas yang kurang memadai mengecewakan pemakai dan sering ditolak atau tidak digunakan.
 Sistem dengan fungsionalitas berlebihan berbahaya: implementasi, pemeliharaan, belajar dan penggunaan sulit
• Kehandalan, ketersediaan, keamanan, integritas data
 Kehandalan (reliability): berfungsi seperti yang diinginkan
 Ketersediaan (availability): tersedia ketika hendak digunakan
 Keamanan (security): terlindung dari akses yang tak diinginkan dan kerusakan yang disengaja.
 Integritas data (data integrity): keutuhan data terjamin.
• Standarisasi, integrasi, konsistensi, portabilitas
 Standarisasi : keseragaman sifat-sifat antarmuka pemakai pada aplikasi yang berbeda. Gunakan standar industri yang ada
 Integrasi : keterpaduan antara paket aplikasi dan software tools
 Konsistensi : keseragaman dalam suatu program aplikasi
 Portabilitas : dimungkinkannya data dikonversi pada berbagai hardware dan software
• Penjadualan dan Anggaran
 Perencanaan yang hati-hati dan manajemen yang berani diperlukan karena proyek harus sesuai jadwal dan anggaran.
Tujuan Perancangan Berdasarkan Faktor Manusia
 Setelah merencanakan sistem untuk memenuhi tujuan rekayasa sistem, pengembang sistem dapat memusatkan perhatian pada proses perancangan dan pengujian
 Lima faktor manusia terukur (measurable human factors) adalah:
• Waktu belajar : berapa lama orang biasa mempelajari cara melakukan suatu tugas yang relevan?
• Kecepatan kinerja : berapa lama suatu tugas dilakukan?
Tingkat kesalahan : berapa banyak kesalahan dan kesalahan apa saja yang dibuat pemakai
• Daya Ingat : bagaimana kemampuan pemakai mempertahankan pengetahuannya setelah jangka waktu tertentu?
• Kepuasan subjektif : bagaimana kepuasan pemakai terhadap berbagai aspek sistem? Berikan kesempatan pemakai memberi umpan balik.
 Meskipun perancang ingin berhasil dalam setiap kategori tsb, sering harus direlakan pengorbanan pada kategori tertentu
 Uji semua alternatif perancangan menggunakan metode yang jelas.
Motivasi bagi Faktor Manusia dalam Perancangan
 Sistem yang kritis bagi kehidupan
• Contoh: kendali lalu-lintas udara, reaktor nuklir, pembangkit listrik
• Biaya tinggi, asalkan kehandalan dan keefektifan tinggi
• Waktu pelatihan yang lama tidak masalah asalkan kinerja cepat dan bebas kesalahan
• Kepuasan subjektif tidak dipermasalahkan karena pemakai bermotivasi tinggi
• Ingatan diperoleh dari seringnya penggunaan dan latihan.
 Pemakaian industri dan komersial
• Contoh: perbankan, asuransi, pemesanan barang, manajemen persediaan, pemesanan hotel
• Biaya rendah lebih disukai meskipun kehandalan dikorbankan
• Kemudahan belajar penting karena biaya training mahal
• Kepuasan subjektif cukup penting
• Ingatan diperoleh dari seringnya penggunaan
• Kecepatan kinerja diutamakan tetapi kelelahan operator ditoleransi
 Aplikasi kantor, rumah, dan hiburan
• Contoh: pengolah kata, video game, paket pendidikan, email
• Kemudahan belajar, kesalahan yang rendah, kepuasan subjektif diutamakan karena pemakaian tidak sinambung dan persaingan ketat
• Ingatan sangat mungkin salah, karena itu petunjuk online penting
• Biaya rendah penting karena persaingan
 Sistem Eksplorasi, Kreatif dan Kerjasama
• Contoh: ensiklopedia, desain arsitektur, komposisi musik, video mail, sistem rapat elektronik
• Motivasi dan ekspektasi pemakai tinggi
• Perancangan sistem sulit
• Perancang harus membuat sistem transparan agar pemakai mudah terserap dalam bidang tugasnya
Menampung Keanekaragaman Manusia
 Perancangan perlu memperhatikan :
• Kemampuan dan tempat kerja fisik
• Kemampuan kognitif dan perseptual
• Perbedaan kepribadian
• Keanekaragaman kebudayaan
• Pemakai dengan kecacatan
• Pemakai yang sudah tua.
Tiga Tujuan Penelitian IMK
 Mempengaruhi peneliti akademis dan industri
• Beberapa topik penelitian potensial:
 Mengurangi ketakutan dan ketegangan menggunakan komputer
 Evolusi halus
 Spesifikasi dan implementasi interaksi
 Manipulasi langsung
 Piranti masukan
 Petunjuk online
 Eksplorasi informasi
 Menyediakan alat-alat bantu, teknik-teknik dan pengetahuan untuk implementor sistem

Pertemuan II

Teori-teori Tingkat Tinggi IMK
 Four-level Approach dari Foley dan van Dam.
1. Conceptual level : model mental manusia dari sistem interaktif
2. Semantic Level : menggambarkan arti yang disampaikan oleh perintah yang dimasukkan dari keluarannya
3. Syntactic Level : mendefinisikan bagaimana satuan-satuan (kata) yang menyampaikan kalimat lengkap yang memerintahkan komputer melakukan tugas tertentu
4. Lexical level : berhubungan dengan ketergantungan piranti dan mekanisme presisi yang digunakan untuk menyebutkan sintaks
 Goals, Operators, Methods dan Selection Rules (GOMS) dari Card, Moran dan Newell:
1. Pemakai memformulasikan goal (edit dokumen) dan subgoal (menambah kata) dengan menggunakan metode atau prosedur untuk mencapai goal (pindahkan kursor ke lokasi yang diinginkan dengan serentetan penekanan tombol panah)
2. Operator: “perseptual dasar, motor, kegiatan kognitif yang pelaksanaannya diperlukan untuk mengubah aspek keadaan mental pemakai atau untuk mempengaruhi lingkungan tugas” (tekan tombol panah atas, pindahkan tangan ke mouse, ingat nama file, pastikan kursor ada diakhir baris)
3. Selection Rules: struktur kontrol untuk memilih salah satu dari metode yang tersedia untuk mencapai goal (menghapus dengan menekan tombol backspace berkali-kali vs memblok dengan menentukan posisi awal dan akhir lalu menekan tombol Delete)
4. Operator: “perseptual dasar, motor, kegiatan kognitif yang pelaksanaannya diperlukan untuk mengubah aspek keadaan mental pemakai atau untuk mempengaruhi lingkungan tugas” (tekan tombol panah atas, pindahkan tangan ke mouse, ingat nama file, pastikan kursor ada diakhir baris)
5. Selection Rules: struktur kontrol untuk memilih salah satu dari metode yang tersedia untuk mencapai goal (menghapus dengan menekan tombol backspace berkali-kali vs memblok dengan menentukan posisi awal dan akhir lalu menekan tombol Delete)
 Keystroke-level Model
1. Memperkirakan waktu kinerja bagi pelaksanaan tugas oleh ahli yang bebas kesalahan.
 Seven-stages of Action dari Norman:
1. Membentuk goal (tujuan)
2. Membentuk intention (maksud)
3. Menyebutkan aksi
4. Melaksanakan aksi
5. Memperhatikan keadaan sistem
6. Menginterpretasikan keadaan sistem
7. Mengevaluasi output
Strategi Pembangunan User Interface
 Kenali Perbedaan Para Pengguna
 Terapkan 8 Aturan Emas Perancangan Dialog
 Pencegahan terhadap Kesalahan
Tiga Jenis Pemakai Komputer
 Novice/First Time Users
• Konsep komputer: tidak punya semantic knowledge; atau semantic knowledge sedikit
• Pengetahuan mengenai tugas dangkal
 Knowledgeable Intermittent Users (Tingkat Menengah)
• Punya semantic knowledge atas konsep komputer dan task
• Kesulitan dengan syntactic knowledge
 Expert Frequent Users
• Kenal betul akan aspek sintaktik dan semantik dari sistem
• Ingin pekerjaan cepat selesai.
Delapan Aturan Emas Perancangan Dialog
 Berusaha konsisten
 Memungkinkan frequent users menggunakan shortcuts
 Memberikan umpan balik yang informatif
 Merancang dialog untuk menghasilkan keadaan akhir (sukses, selesai)
 Memberikan penanganan kesalahan yang sederhana
 Mengizinkan pembalikan aksi (undo) yang mudah
 Mendukung internal locus of control
 Mengurangi beban ingatan jangka pendek (Rule of thumb: manusia mengingat 7 ± 2 bongkah informasi).
Pencegahan Kesalahan
 Beberapa cara pencegahan kesalahan:
• Correct Matching Pairs
• Complete Sequences
• Correct Commands
 Cara efektif pencegahan kesalahan adalah memperbaiki error messages yang tampil.
 
Pertemuan III

Menu dan Formulir
 Secara semantik, menu-menu pada user interface terbagi menjadi:
• Single Menu
• Linear Structured
• Tree Structured
Single Menu
 Binary Menus
 Multiple Item Menus / Radio Buttons
 Extended Menus / List Boxes

 Pull-down dan Pop Up Menus




 Permanent Menus (toolbars, palettes)
..
 Multiple-selection Menus / check boxes

Linear Sequences and Multiple Menus
 Membantu pemakai melalui pengambilan keputusan yang kompleks








Tree-Structured Menus

 Depth vs. Breadth:
• Depth: jumlah level
• Breadth: jumlah item per level
 Pengelompokan semantik
• Kelompokkan item serupa secara logis
• Bentuk kelompok yang melingkupi semua kemungkinan
• Pastikan item tidak overlap
• Gunakan istilah yang sudah dikenal
Acyclic dan Cyclic Menu Networks
 Digunakan pada hypertext seperti WWW
 Potensi untuk tersesat meningkat karena itu harus dirancang dengan baik
Bergerak pada Menu dengan Cepat
 Menu dengan typehead – pendekatan BLT (Bacon, Lettuce, Tomato sandwich)
• Typehead: tidak perlu menunggu menu selesai ditampilkan untuk memilih menu, dapat langsung mengetikkan serangkaian karakter dari menu utama
• Pilihan-pilihan dapat digabungkan menjadi perintah mnemonik
• Contoh: Lotus 1-2-3, menu pada HP Nokia
 Nama Menu untuk Akses Langsung
• Skema penamaan yang memungkinkan pemakai mengakses tujuan secara langsung
• Contoh: nama topik pada Compuserve, JUMP pada Prodigy
• Diperbaiki dengan Favorites/Bookmarks pada web browser
 Menu Macros
• Merekam jalur menu yang sering digunakan sebagai perintah buatan sendiri
• Contoh: makro di Word dan Photoshop

Pedoman Perancangan Layar pada Menu
 Gunakan task semantics
 Lebih baik lebar dan dangkal daripada sempit dan dalam
 Tunjukkan posisi dengan gambar, angka atau judul
 Gunakan pengelompokan item yang berarti
 Gunakan pengurutan item yang berarti
 Tampilkan item dengan singkat, mulai dengan keyword
 Gunakan tata bahasa, tata letak dan istilah yang konsisten
 Sediakan typehead, jumpahead dan shortcuts lainnya
 Sediakan lompatan ke menu sebelumnya dan menu utama
 Pertimbangkan petunjuk online, response time, kecepatan tampil dan ukuran layar
Pedoman Perancangan Form
 Judul yang berarti
 Instruksi yang dapat dipahami.
 Pengelompokan dan pengurutan field yang logis
 Tata letak menarik secara visual
 Label field yang dikenal
 Istilah yang konsisten
 Ruang kosong dan batas field yang perlu diisi harus jelas terlihat
 Pergerakan kursor yang leluasa
 Fasilitas koreksi
 Pesan kesalahan yang informatif
Contoh Form



Pertemuan IV
Bahasa Perintah/Command Language
 Tujuan dasar bahasa:
• Presisi
• Ukuran
• Kemudahan dalam penulisan dan pembacaan
• Mudah dipelajari dan diingat
• Sederhana, mengurangi kesalahan
 Tujuan tingkat lebih tinggi:
• Hubungan yang dekat antara realitas dan notasi
• Kemudahan dalam melaksanakan manipulasi yang relevan dengan tugas pemakai.
• Kompatibilitas dengan notasi yang telah ada
• Fleksibilitas untukmengakomodasi pemakai pemula dan ahli
• Ekspresif, mendukung kreativitas
• Daya tarik visual
 Kendala-kendala Penggunaan Bahasa
• Kapasitas manusia mengingat notasi
• Kecocokan antara ingatan dan media penampil
• Kemudahan mengucapkannya
Strategi Organisasi Perintah
 Simple Command List
• Setiap perintah dipilih untuk melaksanakan tugas (task) tunggal, jumlah perintah sama dengan jumlah tugas.
• Contoh: vi editor (linux), WordStar (DOS)
 Command plus Arguments
• Perintah diikuti argumen yang menunjukkan objek yang dimanipulasi
 Contoh:
• COPY FILEA FILEB
• DEL FILEA
 Label keyword dapat membantu:
•
• Command Plus Options and Arguments
 Perintah dapat berisi options untuk menunjukkan keadaan khusus
 Contoh:
• DIR C:\WINDOWS\*.EXE /S/W/P/O –N
• ls –alf /home/stis
• Hierarchical Command Structure
 Perangkat penuh perintah disusun menjadi struktur tree, seperti menu tree.
 Contoh:
• Action Object Destination
CREATE File File
DISPLAY Process Local Printer
REMOVE Directory Screen
 Lotud 1-2-3 slash-command
Manfaat Struktur
 Manfaat Struktur:
• Membantu proses belajar manusia, pemecahan masalah, dan ingatan
• Membantu task concepts, computer concepts dan rincian sintaktik bahasa perintah.
 Urutan Argumen yang konsisten
• Posisi argumen yang konsisten lebih efektif daripada mengikuti aturan tata bahasa
• Pada lingkungan baris perintah (command line) lebihbaik menempatkan perintah dulu baru objek
• Pada lingkungan grafis lebih baik menempatkan objek dulu baru perintah.
 Simbol vs. Keyword
• Penggunaan keyword lebihmudah daripada simbol
• Pemakai berpengalaman dapat mengembangkan ketrampilan untuk menggunakan notasi aneh sehingga variasi sintaktik tidak banyak berpengaruh.
 Struktur hirarkis dan kongruensi
• Kongruen: pasangan yang berlawanan secara selaras (simetris)
• Struktur hirarkis dan kongruensi dapat membantu ingatan pemakai
• Contoh:
Congruent
Hierarchical Nonhierarchical
MOVE ROBOT FORWARD ADVANCE
MOVE ROBOT BACKWARD RETREAT
MOVE ARM FORWARD PUSH
MOVE ARM BACKWARD PULL

Noncongruent
Hierarchical Nonhierarchical
MOVE ROBOT FORWARD GO
MOVE ROBOT BACKWARD BACK
MOVE ARM FORWARD POKE
MOVE ARM BACKWARD PULL
 Konsistensi konruensi dan mnemonicity
• Mnemonik: memudahkan ingatan
• Contoh:
Task L1 L2 L3 L4
forward a paragraph CTRL-{ CTRL-A CTRL-] META-]
backward a paragraph META-] META-A CTRL-[ META-[
forward a sentence CTRL-S CTRL-B CTRL-) META-E
backward a sentence META-S META-B CTRL-( META-A
view next screen CTRL-V CTRL-C CTRL-V CTRL-V
view previous screen META-V META-C CTRL-^ META-V
• Paling baik: L1, paling buruk: L4

Penyingkatan Perintah
 Strategi penyingkatan perintah:
• Pemotongan sederhana (misal: directory → dir, delete → del.)
• Buang huruf hidup dengan pemotongan sederhana. (misal: check disk → chkdsk, move → mv.)
• Huruf pertama dan terakhir. (misal: sort → st, block → bk).
• Huruf awal setiap kata dalam frase (misal: change directory → cd).
• Singkatan standar dari konteks lain. (misal: quantity → qty, transfer → xfer, backup → bak)
• Fonik: fokus pada suara (misal: execute → xqt, I seek you → ICQ).
Penggunaan Bahasa Alami
 Natural language Interaction
• Operasi komputer menggunakan bahasa alami manusia (misal: bhs. Inggris) untuk memberi instruksi dan menerima respons
• Natural language queries
 Operasi pada database relasional
 Masih lebih buruk daripada SQL
 Contoh: INTELLECT, Symantec Q&A
• Text-database searching
 Untuk mencari database tekstual
 Contoh: Ask Jeeves (ask.com)
• Adventure and Educational Games
 Pemakai menyatakan gerakan dan perintah dengan bahasa alami
 Menarik karena sistem tak dapat diramalkan dan perlu dijelajahi.

WAHANAHITAM - 7:10 AM

Read More