Nama Matakuliah : TEKNIK KOMPUTER DASAR. P rasya rat : --- Status Matakuliah : Wajib

Transkripsi

1 Nama Matakuliah : TEKNIK KOMPUTER DASAR Kode/SKS : TEL 203 / 2 SKS P rasya rat : --- Status Matakuliah : Wajib Deskripsi Singkat Mata Kulliah Mata kuliah Teknik Komputer Dasar terutama mempelajari konsep dasar sistem komputer. Materi yang diberikan dalam matakuliah ini meliputi fungsi dan kerja komponen-komponen penyusun sistem komputer, arsitektur dasar komputer dan CPU, interaksi antar komponen peripheral dengan CPU, serta konsep dasar sistem operasi. Mata kuliah ini diberikan pada semester 3 dan bersifat wajib bagi seluruh mahasiswa program studi Teknik Elektro. Mata kuliah ini merupakan mata kuliah dasar bagi pengambilan mata kuliah di bidang perangkat keras komputer. Sebagai mata kuliah dasar maka materi pembelajaran yang disampaikan bersifat baku atau standard. Namun mengingat perkembangan teknologi perangkat keras komputer yang sangat persat, maka ditambahkan beberapa materi komputer terkini, yang diberikan dalam bentuk contoh-contoh maupun tugas pada mahasiswa. Tujuan Pembelajaran Setelah mengikuti mata kuliah ini mahasiswa akan dapat mengenal dan memahami konsep dasar sistem komputer dalam tinjauan perangkat keras, mampu mengidentifikasi komponen penyusun komputer dan fungsinya, selanjutnya dapat memanfaatkan komputer lebih baik serta mempunyai konsep dasar dalam mengidentifikasi kinerja komponen peripheral penyusun komputer. Materi Pembelajaran 1. Pengenalan Sistem Komputer 1.1 Lingkungan Komputasi 1.2 Penyajian Informasi 1.3 Penyajian Bilangan 2. Komponen Sistem Komputer 2.1 Keterkaitan Perangkat Keras dengan Perangkat Lunak 2.2 Bagian-bagian Sistem Komputer 2.3 Perangkat Lunak 2.4 Alamat 2.5 Klasifikasi Komputer Universitas Gadjah Mada 1

2 3. Unit Kontrol 3.1 Arsitektur Dasar CPU 3.2 Operasi Internal CPU 3.3 PSW 3.4 lnstruksi Bahasa Mesin 3.5 Mode Pengalamatan 3.6 Format Instruksi 3.7 Waktu Eksekusi Instruksi 4. Piranti Pengingat dan Penyimpan 4.1 Jenis-jenis Pengingat 4.2 Hirarki Memori dan Penyimpan 4.3 Pengingat Statis dan Dinamis 4.4 Penyimpan Eksternal 4.5 Penyimpan Dengan Akses Sekuensial 4.6 Penyimpan On-line Rotasional Dengan Akses Langsung 5. Sistem Bus 5.1 Transfer informasi pada bus 5.2 Jenis-jenis sistem bus pada komputer 5.3. Konfigurasi dasar keluarga Struktur interupsi 6. Unit Input Output 6.1 Pengenalan Dasar Antarmuka 6.2 I/O Terprogram 6.3 I/O Terinterupsi 6.4 Transfer Blok dan DMA 6.5 Antarmuka I/O 6.6 Teknik Dekoding Alamat 7. Sistem Operasi 7.1 Fungsi Sistem Operasi 7.2 Manajemen Memori 7.3 Operasi Masukan Keluaran 7.4 Penyimpanan Informasi 7.5 Sistem Penjadwalan Universitas Gadjah Mada 2

3 Outcome Pembelajaran 1. Menjelaskan konsep dasar sistem komputer, dan hubungan antara perangkat keras, perangkat lunak, dan pengguna dalam lingkungan komputasi; menjelaskan bagaimana penyajian informasi serta bilangan ditinjau secara perangkat keras. 2. Menjelaskan dengan singkat komponen-komponen dasar sistem komputer, klasifikasi komputer, dan hubungan antara perangkat keras dengan perangkat lunak. 3. Mengenalkan dan menjelaskan arsitektur dasar CPU khususnya yang berbasis IBM PC, yang meliputi operasi internal CPU dan pemanfaatan bahasa mesin dan asembler untuk mempelajari perangkat keras komputer. 4. Mejelaskan jenis-jenis memori dan penyimpan dan hirarkinya dalam sistem komputer. menjelaskan karakteristik dan fungsi dari berbagai media penyimpan dan memori dalam sistem komputer. 5. Menjelaskan fungsi dasar sistem bus dalam komputer serta jenis-jenis bus yang ada. Menjelaskan dan mengenalkan konfigurasi dasar sistem komputer serta struktur interupsinya. 6. Menjelaskan prinsip dasar antarmuka peripheral dan dasar perancangan dekoding alamat I/O, yang meliputi dekoding I/O pada mode Pengalamatan sebagian (partial address decoding) maupun pengalamatan penuh (full address decoding). 7. Memahami prinsip dasar dan mekanisme kerja sistem operasi pada sistem komputer yang berbasis IBM PC, khususnya sistem operasi MSDOS. Universitas Gadjah Mada 3

4 Rencana Kegiatan Pembelajaran Mingguan Minggu ke Topik (Pokok Bahasan) Metode Pembelajaran 1. Pendahuluan o Ceramah 1.1 Lingkungan Komputasi o Menggunakan media 1.2 Penyajian Informasi Penyajian Bilangan o Ceramah o Menggunakan media 3. Komponen sistem Komputer o Ceramah dan diskusi 2.1 Keterkaitan perangkat keras dengan o Menggunakan media perangkat lunak 2.2 Bagian-bagian sistem komputer 2.3 Perangkat lunak 2.4 Alamat 2.5 Klasifikasi komputer 4. Unit Kontrol o Ceramah dan diskusi 3.1 Arsitektur Dasar CPU o Menggunakan media 3.2 Operasi Internal CPU 3.3 Processor Status Word (PSW) 5. Unit Kontrol o Ceramah dan diskusi 3.4 Instruksi Bahasa Mesin o Quis 3.5 Mode Pengalamatan o Menggunakan media 3.6 Format Instruksi 3.7 Waktu Eksekusi lnstruksi 6. Piranti Pengingat dan Penyimpan o Ceramah dan diskusi 4.1 Jenis-jenis Pengingat o Menggunakan media 4.2 Hirarki Pengingat dan Penyimpan. 4.3 Pengingat Statis dan Dinamis 7. Piranti Pengingat dan Penyimpan o Ceramah dan diskusi 4.4 Penyimpan Eksternal o Quis 4.5 Penyimpan dengan Akses Sekuensial o Menggunakan media 8 Piranti Pengingat dan Penyimpan o Ceramah dan diskusi 4.6 Penyimpan On-line Rotasional Dengan o Quis Akses Langsung o Menggunakan media Universitas Gadjah Mada 4

5 9. Sistem Bus o Ceramah dan diskusi 5.1 Transfer Informasi Pada Bus o Menggunakan media 5.2 Jenis-jenis bus pada komputer 5.3 Konfigurasi dasar keluarga Sistem Bus o Ceramah dan diskusi 5.4 Struktur lnterupsi o Quis o Menggunakan media 11. Unit Input-Output o Ceramah dan diskusi 6.1 Pengenalan Dasar Antarmuka o Menggunakan media 6.2 I/O Terprogram 6.3 I/O Terinterupsi 6.4 Transfer Blok dan DMA Unit Input-Output o Ceramah dan diskusi 6.5 Antarmuka I/O o Quis 6.6 Teknik Dekoding Alamat o Menggunakan media Sistem Operasi o Ceramah dan diskusi 7.1 Fungsi Sistem Operasi o Quis 7.2 Manajemen Memori o Menggunakan media Sistem Operasi o Ceramah dan diskusi 7.3 Operasi Masukan Keluaran o Quis 7.4 Penyimpanan Informasi o Menggunakan media 7.5 Sistem Penjadwalan Penjabaran RKPM 1. Kuliah Minggu 1 Membicarakan tentang konsep dasar sistem komputer dalam lingkungan komputasi. Perkembangan komputer dari XT sampai generasi sekarang, serta membahas bagaimana informasi (teks) disajikan dan disimpan ditinjau dari sisi perangkat keras, maupun perangkat lunak. Juga dibahas metoda evaluasi yang akan digunakan. Kuliah diberikan dengan metoda ceramah dengan menggunakan media papan tulis dan OHP. Universitas Gadjah Mada 5

6 2. Kuliah Minggu 2 Menjelaskan bagaimana cara bilangan disimpan dan disajikan pada komputer dalam hubungannya dengan tipe bilangan dan panjang bit memori yang diperlukan. Dibahas bagaimana penyimpanan tipe bilangan bulat tak bertanda (unsigned integer), bilangan bulat bertanda (signed integer), dan tipe bilangan pecahan (floating point) dalam perangkat keras memori. Penulisan bilangan-bilangan tersebut pada aras perangkat lunak maupun aras perangkat keras. Kuliah diberikan dengan metoda ceramah dengan menggunakan media papan tulis dan OHP. 3. Kuliah Minggu 3 Menjelaskan hubungan antar komponen sistem komputer serta keterkaitan antara komponen perangkat keras dengan perangkat lunak, dijelaskan Pula bagian-bagian dari sistem komputer serta fungsi masing-masing bagian tcrsebut. Dibicarakan keterkaitan perangkat lunak dan perangkat keras pada sistem komputer, serta bagaimana menentukan klasifikasi suatu sistem komputer. Kuliah diberikan dengan metoda ceramah dengan menggunakan media papan tulis dan OHP. 4. Kuliah Minggu 4 Menjelaskan arsitektur dasar mikroprosesor (CPU) secara umum, serta CPU yang berbasis IBM PC (Prosesor Intel 8086), kelompok fungsional pada CPU, seperti register data, register alamat, register kontrol, ALU, serta register bendera atau PSW (processor Status Word). Juga dibicarakan secara global fungsi dari setiap kelompok register, termasuk register bendera (PSW). Kuliah diberikan dengan metoda ceramah dengan menggunakan media papan tulis dan OHP. 5. Kuliah Minggu 5 Menjelaskan struktur instruksi bahasa mesin pada komputer yang didekati dengan menggunakan bahasa asembler, mode pengalamatan data pada memori yang terdapat dalam instruksi bahasa asemblcr, format instruksi serta lama waktu eksekusi suatu instruksi. Kuliah diberikan dengan metoda ceramah dan demonstrasi dengan menggunakan media OHP dan papan tulis. Menjelang akhir kuliah diberikan quis sekitar bahan kuliah yang baru saja dibahas. 6. Kuliah Minggu 6 Menjelaskan jenis-jenis pengingat dan penyimpan yang digunakan dalam sistem komputer, hirarki dari pengingat dan penyimpan, serta karakteristik dari pengingat statis dan pengingat dinamis. Membicarakan metoda pemilihan alamat pada piranti pengingat, Universitas Gadjah Mada 6

7 jenis-jenis pengingat dan kegunaannya dalam sistem komputer, meliputi penggunaan memori statis sebagai cache memory. Kuliah diberikan dengan metoda ceramah dan demonstrasi dengan menggunakan media OUP dan papan tulis. 7. Kuliah Minggu 7 Menjelaskan jenis dan karakteristik dari piranti penyimpan eksternal atau penyimpan sekunder yang mempunyai akses secara sekuensial, yang mencakup jenis-jenis media penyimpan eksternal, klasifikasi serta aplikasinya. Secara khusus dibicarakan jenis dan karakteristik media penyimpan dengan akses sekuensial yang berupa pita magnetik, baik yang berbentuk pita kaset maupun yang berbentuk reel tape, serta penerapannya dalam sistem komputer. Juga dibicarakan contoh perhitungan penyimpanan file data dengan menggunakan media pita magnetik. Kuliah diberikan dengan metoda ceramah dan demonstrasi dengan menggunakan media OHP dan papan tulis. Menjelang akhir kuliah diberikan quis sekitar bahan kuliah yang baru saja dibahas. 8. Kuliah Minggu 8 Menjelaskan jenis-jenis dan karakteristik media penyimpan sekunder rotasional yang dapat diakses secara langsung, yang seperti hard disk, disket, dan CD dan perbedaan mendasar dengan jenis media penyimpan dengan akses sekuensial seperti pita magnetik. Dibahas perbedaan dan persamaan karakteristik antara media hard disk, disket dan compact disk (CD), metoda penyimpanan dan pembacaan data pada media penyimpan yang berbentuk disk, termasuk pembahasan tentang Boot Record, FAT,.dan Root Directory Entry. Kuliah diberikan dengan metoda ceramah dan demonstrasi dengan menggunakan media OHP dan papan tulis. Menjelang akhir kuliah diberikan quis sekitar bahan kuliah yang baru saja dibahas. 9. Kuliah Minggu 9 Menjelaskan fungsi dan kedudukan sistem bus dalam sistem komputer, jenis-jenis sistem bus pada komputer yang meliputi bus data, bus alamat dan bus kontrol serta fungsi dari masingmasing bus tersebut dan mekanisme koordinasinya. Selanjutnya dibahas transfer informasi yang terjadi pada sistem bus, serta pengaruh konfigurasi dasar komputer keluarga 8086, yang meliputi konfigurasi sistem minimum dan maksimum terhadap susunan sistem bus. Kuliah diberikan dengan metoda ceramah dan demonstrasi dengan menggunakan media OHP dan papan tulis. Universitas Gadjah Mada 7

8 10. Kuliah Minggu 10 Menjelaskan mekanisme pemasukan data melalui unit masukan-keluaran secara umum, termasuk penggunaan metoda interupsi, selanjutnya dibahas struktur intenipsi pada komputer secara umum dan secara khusus pada keluarga Menjelaskan urutan proses interupsi, perhitungan dan perancangan vektor interupsi, pcnanganan interupsi serta model-model interupsi yang digunakan dalam sistem komputer berbasis IBM PC. Kuliah diberikan dengan metoda ceramah dan demonstrasi dengan menggunakan media OHP dan papan tulis. 11. Kuliah Minggu 11 Menjelaskan prinsip dasar antarmuka piranti peripheral komputer dan model komunikasi (handshaking) antara piranti peripheral dengan CPU, jenis-jenis dan model antarmuka input-output secara terprogram, yang aktifitas kontrol sepenuhnya dikendalikan oleh CPU, model antarmuka input-output secara terinterupsi, dengan aktifitas kontrol dan komunikasi antara I/O dengan CPU diaktifkan melalui isyarat interupsi dari piranti peripheral, serta proses transfer data Skala besar dalam bentuk blok data yang dikendalikan oleh DMA controller. Kuliah diberikan dengan metoda ceramah dan demonstrasi dengan menggunakan media OHP dan papan tulis. 12. Kuliah Minggu 12 Menjelaskan teknik dasar perancangan antarmuka input-output ditinjau dari sisi perangkat kerasnya, yang mencakup teknik dekoding alamat baik secara penuh maupun sebagian. Dibicarakan emtoda perancangan sederhana dengan menggunakan teknik dekoding alamat secara parsial (partial address decoding) serta perancangan sederhana dengan menggunakan teknik dekoding alamat secara penuh (full address decoding). Kuliah diberikan dengan metoda ceramah dan demonstrasi dengan menggunakan media OHP dan papan tulis. Menjelang akhir kuliah diberikan quis sekitar bahan kuliah yang barn raja dibahas. 13. Kuliah Minggu 13 Menjelaskan fungsi dasar sistem operasi pada sistem komputer, dalam hubungannya dengan pengaturan kerja seluruh komponen penyusun sistem komputer, beberapa jenis sistem operasi yang ada serta perkembangan sistem operasi. Membicarakan bagaimana manajemen memori yang dilakukan oleh sistem operasi yang dalam hal ini bagaimana CPU mengatur dan mengkoordinasikan penggunaan memori dalam mode single tasking maupun multi tasking. Kuliah diberikan dengan metoda ceramah dan demonstrasi dengan menggunakan media OHP dan papan tulis. Universitas Gadjah Mada 8

9 14. Kuliah Minggu 14 Menjelaskan metoda pengaturan kerja dari unit-unit masukan dan keluaran, bagaimana model penyimpanan dan pembacaan informasi atau file secara umum pada unit penyimpan sekunder, serta beberapa metoda penjadwalan (schedulling) atas seluruh komponen sistem komputer baik untuk jangka pendek maupun jangka panjang. Kuliah diberikan dengan metoda ceramah dan demonstrasi dengan menggunakan media OHP dan papan tulis. Evaluasi Sistem evaluasi dilakukan melalui pemberian quis, tugas pembuatan makalah, ujian tengah semester serta ujian akhir semester. Bobot penilaian untuk masing-masing komponen evaluasi adalah sebagai berikut: (a) quis mempunyai bobot 15 %, (b) pembuatan makalah mempunyai bobot 15 %, (c) Ujian tengah semester mempunyai bobot 30 %, dan (d) ujian akhir semester mempunyai bobot 40 %. 1. Contoh Quis a. Minggu 5: Tentukan jenis pengalamatan dari instruksi bahasa assemble berikut ini: 1. MOV AX, (BX); 2. ADD AX, (BP+SI); 3. SUB AX, (BP+DI+09FC); b. Minggu 7: Suatu file terdiri atas 3000 record dengan ukuran record 2000 byte. File tersebut akan disimpan pada pita magnetik yang mempunyai karakteristik sebagai berikut: Rapat datanya 2000 BPI Lebar Gap 0,4 in Laju pita 10 in/detik Hitunglah : 1. Panjang pita yang diperlukan untuk meyimpan seluruh file tersebut 2. Lama waktu yang diperlukan untuk membaca seluruh file. c. Minggu 12: Suatu sistem mikroprosesor disusun atas komponen sebagai berikut: - RUM berukuran 2KB, dimulai pada alamat RAM-1 berukuran 4 KB, dimulai pada alamat RAM-2 berukuran 16 KB, dimulai pada alamat Universitas Gadjah Mada 9

10 - PIO, dimulai pada alamat Buatlah peta memorinya, dan rancangan dekoder alamatnya dengan menggunakan mode full address decoding. 2. Contoh Tugas Pembuatan Makalah a. Minggu 4: Buatlah paper sebanyak 10 halaman tentang beberapa jenis CPU yang berbasis INTEL maupun kompatibelnya ditinjau dari kemajuan teknologinya, kelebihan dan kekurangan masing-masing. Sumber acuan dicari melalui internet. b. Minggu 6: Buatlah paper sebanyak 10 halaman tentang beberapa jenis memori yang ada di pasaran dari berbagai vendor pembuatnya. Lakukan tinjauan dari variasi tipe, kapasitas dan kecepatan clocknya. Sumber acuan dicari melalui internet. c. Minggu 8: Buatlah paper sebanyak 10 halaman tentang beberapa jenis hard disk atau CD yang ada di pasaran dari berbagai vendor pembuatnya. Lakukan tinjauan dari struktur head, kapasitas dan kecepatan transfer datanya. Sumber acuan dicari melalui internet. 3. Contoh Ujian Tengah Semester Isilah titik-titik di bawah ini dengan jawaban yang tepat dan singkat. 1. Bilangan 56FD, maka bilangan radiksnya adalah Bilangan bertanda DFC, maka bilangan sesungguhnya adalah instruksi MOV (BX + DI + 56DC), AX; mempunyai mode pengalamatan Eksekusi penjumlahan bilangan F DE3 akan mengakibatkan bit CF bernilai 5. Instruksi IN AX, Port, menunjukkan bahwa decoding alamatannya menggunakan mode Suatu peripheral menggunakan nomor interupsi 45H, maka alamat vektor interupsinya adalah 7. Statis RAM mempunyai... yang lebih tinggi dibanding Dinamik RAM. 8. Memori cache biasanya dibuat dari Decoding alamat yang tidak menggunakan semua pin alamat yang tidak berubah disebut dengan Penyimpanan file dalam disk yang tidak menempati cluster yang urut disebut... Universitas Gadjah Mada 10

11 Jawablah dengan singkat dan jelas. (Kalau perlu gunakan kertas sebaliknya) Tentukan alamat fisik dari instruksi dan data program berikut yang dieksekusi secara berurutan, tentukan pula model pengalamatan (adressing mode) yang digunakan. 1. MOV AX, BX; (1 BYTE) 2. INC BX; (1 BYTE) 3. ADD AX, (BX ); (3 BYTE) 4. MOV (BX + DI + 56DC), AX; (4 BYTE) 5. SUB AX, BX; (1 BYTE) Kondisi awal register: AX = 0045, BX = 12FC; DI = AADC; CS = 0100; DS = 30FD; IP = E033; 4. Contoh Ujian Khir Semester 1. Jelaskan dengan singkat keuntungan dan kekurangan penggunaan FET 16 pada sistem operasi Windows' Tentukan alamat fisik dari instruksi dan data program berikut yang dieksekusi secara berurutan, tentukan pula model pengalamatan (adressing mode) yang digunakan. MOV AX, BX; ADD AX, (BX ); MOV (BX + DI + 56DC), AX; SUB AX, BX; (1 BYTE) (3 BYTE) (4 BYTE) (1 BYTE) Kondisi awal register: AX = 0045, BX = 12FC; DI = AADC; CS = 0100; DS = 30FD; IP = E033; 3. Suatu komputer dengan CPU 8088 tersusun atas komponen berikut : ROM1 = 16 KB mulai alamat ROM2 = 32 KB mulai alamat RAM1 = 64 KB mulai alamat PPI 4Byte, mulai alamat sesudah RAM1 Universitas Gadjah Mada 11

12 a.tentukan berapa kapasitas memori maksimum komputer ini? jelaskan alasan saudara. b.buatlah peta memorinya. c.buatlah dekoder alamatnya dengan menggunakan teknik "Partial addressing". 4. A database's file consists of 4,000 record, each record has 2,000 bytes, stored in magnetic tape with the following characteristics: - data density : 20,000 BPI - gap width : 0.5 inch - tape rate passing the head : 10 inch/s The file is stored using block method. If the time needed to access the entire file is 50 seconds, find the number of blocking factor used for this magnetic tape. Bahan, Sumber informasi, dan Referensi 1. Amperiyanto Tri. 1992, Cara Ampuh Menyelamatkan Data, Elex Media Komputindo. 2. Cheng Lie, 1986,Microcomputer System: 8086/8088 Family, Architecture, Programming, and Design, Yu Prentice Hall. 3. PC Interups, Ralf Brown, A Programer's Reference to BIOS, DOS, and Third Party Calls. 4. Hartanto, Rudy, Teknik Komputer; Dasar, Diktat Kuliah, Jurusan Teknik Elektro FT UGM 5. Rademacher, 1982, Introduction to Computer and Information System, South Western Pub. Co. 6. Rector, Rissel, 1980, The 8086 Book, McGraww Hill. 7. Singh Avtar, 1991, 16-bit and 32-bit Microprocessor, Architecture, Software, and Interfacing Techniques, Prentice Hall. 8. Stallings, William, 1996, Computer Organization and Architecture, Prentice Hall. 9. Tanembaoum, Andrew S, 1984, Structured Computer Organization, Prentice Hall. 10. Wiederhold Gio, 1988,File Organization for DataBase Design, McGraw Hill. 11. Y The Yu, 1990, Assembly Language Programming and Organization of The IBM PC, McGraw Hill Universitas Gadjah Mada 12