Evolution and Performance of Computers

Slide1PERTEMUAN 2EVOLUSI DAN KINERJA KOMPUTER Delta Ardy Prima, S.ST 20 September 2010

Slide2Tujuan1. Menjelaskan  tentang  sejarah  teknologi  komputer 2. Menjelaskan  trend  teknologi  yang  telah  membuat  unjuk kerja  yang  menjadi  fokus  rancangan  sistem  komputer 3. Meninjau  bermacam-macam  teknik  dan  strategi  yang digunakan  untuk  mencapai  unjuk  kerja  yang  seimbang dan  efisien 4. Menjelaskan  perkembangan  pentium  dan  PowerPC

Slide3ENIAC – Latar belakang• Electronic Numerical Integrator And Computer • Eckert and Mauchly • University of Pennsylvania • Pembuatan jarak dan tabel lintasan peluru kendali senjata baru • Dimulai tahun 1943 • Selesai tahun 1946 • Too late for war effort • Digunakan sampai tahun 1955

Slide4ENIAC - detail• Decimal (not binary) • 20 akumulator masing-masing menampung 10 digit desimal • Diprogram secara manual dengan switch • 18,000 tabung vakum • 30 tons • 15,000 meter persegi • 140 kW konsumsi dayanya • 5,000 operasi penambahan / detik

Slide5Eniac

Slide6von Neumann/Turing• Memori Utama , untuk menyimpan data maupun instruksi. • Arithmetic Logic Unit (ALU),  untuk mengolah data biner. • Control Unit , untuk melakukan kontrol terhadap instruksi– instruksi di dalam memori. • I/O , untuk berinteraksi dengan lingkungan luar. • Princeton Institute for Advanced Studies • IAS  (Computer of Institute for Advanced Studies) . • Completed 1952

Slide7Struktur dari von Nuemann machineMain Memory Arithmetic and Logic Unit Program Control Unit Input Output Equipment

Slide8Von Newmann

Slide9IAS - detail• 1000 lokasi penyimpanan x 40 bit words • Binary number • 2 x 20 bit instructions • Format Memori IAS

Slide10Struktur dari IAS - detailMain Memory Arithmetic and Logic Unit Program Control Unit Input Output Equipment MBR Arithmetic & Logic Circuits MQ Accumulator MAR Control Circuits IBR IR PC Address Instructions & Data Central Processing Unit

Slide11ALU-IAS(Computer of Institute for Advanced Studies) Memory  Buffer  Register  (MBR),  berisi  sebuah  word  yang  akan  disimpan  di  dalam  memori  atau digunakan  untuk  menerima  word  dari  memori. • Memory  Address  Register  (MAR),  untuk  menentukan  alamat  word  di  memori  untuk  dituliskan  dari  MBR atau  dibaca  oleh  MBR. • Instruction  Register  (IR) ,  berisi  instruksi  8  bit  kode  operasi  yang  akan  dieksekusi. • Instruction  Buffer  Register  (IBR),  digunakan  untuk  penyimpanan  sementara  instruksi  sebelah  kanan word  di  dalam  memori. • Program  Counter  (PC) ,  berisi  alamat  pasangan  instruksi  berikutnya  yang  akan  diambil  dari  memori. • Accumulator  (AC)  dan  Multiplier  Quotient  (MQ),  digunakan  untuk  penyimpanan  sementara  operand dan  hasil  ALU.  Misalnya,  hasil  perkalian  2  buah  bilangan  40  bit  adalah  sebuah  bilangan  80  bit;  40  bit yang  paling  berarti  ( most  significant  bit )  disimpan  dalam  AC  dan  40  bit  lainnya  ( least  significant  bit ) disimpan  dalam  MQ. • IAS  beroperasi  secara  berulang  membentuk  siklus  instruksi .  Komputer  IAS  memiliki  21  instruksi,  yang dapat  dikelompokkan  seperti  berikut  ini  : • Data  tranfer ,  memindahkan  data  di  antara  memori  dengan  register  –  register  ALU  atau  antara  dua register  ALU  sendiri. • Unconditional  branch ,  perintah  –  perintah  eksekusi  percabangan  tanpa  syarat  tertentu. • Conditional  branch ,  perintah  –  perintah  eksekusi  percabangan  yang  memerlukan  syarat  tertentu  agar dihasilkan  suatu  nilai  dari  percabangan  tersebut. • Arithmetic,  kumpulan  operasi  –  operasi  yang  dibentuk  oleh  ALU. • Address Modify,  instruksi – instruksi yang memungkinkan pengubahan alamat saat di komputasi sehingga memungkinkan fleksibilitas alamat yang tinggi pada program.

Slide12IAS

Slide13Komputer Komersial• 1947 - Eckert-Mauchly mendirikan Eckert-Mauchly Computer Corporation • UNIVAC I (Universal Automatic Computer) • UNIVAC I menjadi tulang punggung perhitungan sensus di USA • Tahun kelahiran industri komputer dengan munculnya 2 buah perusahaan yang saat itu mendominasi pasar, yaitu Sperry dan IBM • Tahun 1950 diluncurkan UNIVAC II, karakteristik : • Lebih cepat • Memory lebih besar

Slide14UNIVAC

Slide15Univac 2

Slide16IBM• Punched-card processing equipment • 1953 - the 701 • IBM’s first stored program computer • Scientific calculations • 1955 - the 702 • Applikasi bisnis • Mengeluarkan seri 700/7000

Slide17IBM

Slide18Transistors• Pengganti tabung vakum • Lebih kecil • Lebih ringan • Disipasi daya lebih rendah • Solid State device • Terbuat dari silikon Silicon (Sand) • Ditemukan tahun 1947 di Lab.Bell • William Shockley et al.

Slide19Konfigurasi IBM 7094

Slide20IBM 7094

Slide21Transistor Based Computers• Mesin generasi kedua • NCR & RCA membuat  small transistor machines • IBM 7000 • DEC - 1957 • Dibuat PDP-1

Slide22Microelectronics• Literally - “small electronics” • Komputer terbentuk dari kumpulan gate, kumpulan memori dan interkoneksinya • Dapat dibuat dengan semikonduktor • Contoh : silicon wafer (wafer silikon)

Slide23Generasi dari Komputer• Tabung Vakum - 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

Slide24Moore’s Law• Kepadatan komponendalam sebuah chip meningkat • Gordon Moore - cofounder of Intel • Jumlah transistor dalam chip menjadi dua kali lipat tiap tahun • Sejak 1970 perkembangan agak lambat • Jumlah transitor menjadi 2 kali dalam sebuah chip berkembang tiap 18 bulan • Harga dari chip rata-rata tetap / tidak berubah • Higher packing density  berarti jalur elektronik lebih pendek, kemampuan makin meningkat • Ukuran yang mengecil meningkatkan flexebilitas • Mengurangi daya dan membutuhkan pendinginan • Beberapa Interkoneksi meningkatkan reliabilitas

Slide25Grafik jumlah transistor dalam chips Pentium

Slide26Seri IBM 360• 1964 • Set  Instruksi  Mirip  atau  Identik ,  dalam  kelompok  komputer  ini berbagai  model  yang  dikeluarkan  menggunakan  set  instruksi  yang sama  sehingga  mendukung  kompabilitas  sistem  maupun  perangkat kerasnya. • Sistem  Operasi  Mirip  atau  Identik,  ini  merupakan  feature  yang menguntungkan  konsumen  sehingga  apabila  kebutuhan  menuntut penggantian  komputer  tidak  kesulitan  dalam  sistem  operasinya karena  sama. • Kecepatan  yang  meningkat,  model  –  model  yang  ditawarkan  mulai dari  kecepatan  rendah  sampai  kecepatan  tinggi  untuk  penggunaan yang  dapat  disesuaikan  konsumen  sendiri. • Ukuran  Memori  yang  lebih  besar,  semakin  tinggi  modelnya  akan diperoleh  semakin  besar  memori  yang  digunakan. • Harga yang meningkat,  semakin tinggi modelnya maka harganya semakin mahal.

Slide27IBM 360

Slide28DEC PDP-8• 1964 • Minicomputer pertama kali (setelah miniskirt!) • Tidak memerlukan  air conditioned room • Embedded applications & OEM • Arsitektur PDP-8 sangat berbeda dengan IBM terutama bagian sistem  bus . Pada komputer ini menggunakan omnibus system • Sistem ini terdiri atas 96 buah lintasan sinyal yang terpisah, yang digunakan untuk membawa sinyal – sinyal kontrol, alamat maupun data • Arsitektur bus seperti PDP-8 ini nantinya digunakan oleh komputer – komputer modern

Slide29Struktur Bus DEC - PDP-8OMNIBUS Console Controller CPU Main Memory I/O Module I/O Module

Slide30PDP 8

Slide31Memori Semikonduktor• 1970 • Fairchild • Size of a single core • i.e. 1 bit of magnetic core storage • Holds 256 bits • Non-destructive read • Much faster than core • Capacity approximately doubles each year

Slide32Kesimpulan• Sejarah  singkat  komputer  dimulai  dari  Tabung  Vakum, Transistor,  IC  dan  VLSI. • Kinerja  sebuah  sistem  komputer  merupakan  hasil  proses dari  seluruh  komponen  komputer,  yang  melibatkan  CPU, memori  utama,  memori  sekunder,  bus ,  peripheral.