Topic outline

  • Informasi Umum Mata Kuliah

    Collapse all Expand all

    Arsitektur dan Organisasi Komputer

    Beban sks: 3 SKS

    Kode Mata Kuliah: COM 60011

    Deskripsi Mata Kuliah: 

    Mata kuliah ini membahas mengenai Arsitektur dan Organisasi Komputer yang terdiri dari Prosesor, Memori, Input-output, dan Instruction Set Architecture (ISA) serta membahas perkembangan komputer terkini terkait dengan Mullticore dan Distributed Computer System

    Sifat: Wajib

    Capaian Pembelajaran Mata Kuliah:

    • Mahasiswa mampu menjabarkan sejarah perkembangan evolusi computer
    • Mahasiswa mampu menjabarkan arsitektur dan organisasi dari prosesor (CPU) pada suatu komputer
    • Mahasiswa mampu menjabarkan arsitektur dan organisasi dari memori  pada suatu komputer
    • Mahasiswa mampu menjabarkan antarmuka dari input-output (IO) dan peripheral-periperal lain yang ada maupun terhubung pada suatu computer
    • Mahasiswa mampu menjabarkan komponen-komponen system digital untuk yang ada pada computer 
    • Mahasiswa mampu menjabarkan operasi-operasi logika dan aritmatika yang dilakukan oleh komputer
    • Mahasiswa mampu menjabarkan Instruction Set Architecture (ISA) yang ada dan digunakan pada komputer
    • Mahasiswa mampu menjabarkan arsitektur multicore yang ada pada komputer
    • Mahasiswa mampu menjabarkan arsitektur system terdistribusi yang digunakan pada komputer


    Pokok Bahasan Mata Kuliah:

    Pertemuan

    pokok Bahasan

     

    1

    RPS, Konsep Dasar dan Evolusi Komputer

     

    2

    		Isu Performansi dan Fungsi Komputer Top Level View 

     

    3

    Struktur dan Fungsi Prosesor

     

    4

    Memori Cache

     

    5

    Memori Internal

     

    6

    Memori External

     

    7

    Input Output

     

    8

    UTS

     

    9

    Dukungan Sistem Operasi

     

    10

    Aritmatika Komputer

     

    11

    Instruction Sets Architecture: Karakteristik dan Fungsi

     

    12

    Instruction Sets Architecture: Mode Pengalamatan dan Format

     

    13

    RISC-CISC

     

    14

    ILP dan Superscalar

     

    15

    Multicore dan Parallel + Quiz

     

    16

    UAS

     

     

    Tugas:

    Tugas Rutin mingguan berupa Lembar Kerja (LK), ditulis tangan/online text dan atau dikumpulkan/upload setiap minggu, Arsip materi / bahan ajar harap disimpan

    Sebelum Perkuliahan harus sudah mempelajari topik materi dan menyiapkan pertanyaan bonus sesuai dengan topik di sesi awal perkuliahan.

    Pustaka:

    1. William Stallings, “Computer Organization and Architecture Designing for Performance Tenth Edition”, Pearson, 2016

    2. David A. Patterson, “Computer Organization and Design The Hardware and Software Interface”, Elsevier, 2012

    3. David A. Patterson, John L. Hennessy. “Computer Architecture: A Quantitative Approach”, Elsevier, 2012

    Evaluasi:

    • Aktivitas merupakan kegiatan mahasiswa di saat perkuliahan
    • Tugas /LK merupakan tugas yang diberikan oleh secara sesuai dengan topik tertentu
    • UTS merupakan ujian tengah semester terjadwal dengan materi pertemuan 1-7
    • Quiz merupakan ujian dengan jadwal dan materi ditentukan oleh dosen
    • UAS merupakan ujian akhir semester terjadwal dengan materi pertemuan 1-14
    • Bobot Penilaian: 20% Tugas aktivitas + 25% Quiz/UTS + 25% Project + 30% UAS

  • 1. RPS dan Konsep Dasar dan Evolusi Komputer

    Deskripsi materi:  Pada minggu pertama mahasiswa diberikan pemahaman terkait materi pertama terkait dengan Konsep Dasar dan Evolusi Komputer. Selain itu mahasiswa diajarkan kinerja dasar karakteristik sistem komputer, termasuk kecepatan prosesor, kecepatan memori, memori kapasitas, kecepatan data dan interkoneksi, meningkat dengan cepat. Selain itu juga meningkat pada tingkat yang berbeda. Hal ini membuat sulit untuk merancang suatu sistem yang seimbang yang dapat memaksimalkan kinerja dan pemanfaatan semua elemen. Dengan demikian, desain komputer semakin menjadi permainan mengubah struktur atau fungsi dalam satu daerah untuk mengimbangi kinerja ketidakcocokan dalam area.

    Sebuah sistem komputer, seperti sistem apapun, terdiri dari serangkaian komponen yang saling terkait. Para sistem yang terbaik dicirikan dalam hal struktur-cara di mana komponen yang saling berhubungan, dan fungsi-operasi dari komponen individu.

    Selanjutnya, computer organisasi hirarkis. Setiap komponen utama dapat dijelaskan lebih lanjut  ke subkomponen utama dan menjelaskan struktur dan fungsi Komputer.

    Mahasiswa juga kesempatan bertanya dan menyampaikan pendapat sesuai dengan topik pekan ini.

    Sub Capaian Pembelajaran:

    1. Memahami struktur komputer dan fungsi masing-masing pembentuk struktur serta mengetahui berbagai arsitektur perancangan sistem komputer untuk mencapai kinerja yang tinggi. 
    2. Materi yang diberikan meliputi gambaran umum tentang sistem komputer kemudian dilanjutkan dengan pembahasan rinci pada bagian memori dan I/O. Juga dibahas tentang dukungan sistem operasi  dan aritmatika komputer.

  • 2. Isu Performansi dan Fungsi Komputer Top Level View

    Deskripsi materi: Evolusi komputer ditandai dengan oleh peningkatan kevepatan prosesor, ukuran komponen yang semakin kecil serta kapasitas dan kecepatan I/O yang meningkat. Salah satu faktor yang menyebabbkan peningkatan kecepatan prosesor yaitu ukuran dari komponen mikroprosesor yang semakin kecil yang mengurangi jarak antar komponen. Selain itu untuk mempercepat kinerja komputer setiap komponen juga harus di seimbangkan seperti jalur data yang lebih luas dan memperbesar kapasitas cache.

    Sub Capaian Pembelajaran:

    1. Menjabarkan perkembangan dan evolusi komputer dari generasi ke generasi selain itu juga intel x86 serta menjelaskan tentang sejarah teknologi computer
    2. Menjabarkan Fungsi Komputer digital secara umum ditinjau dari arsitektur dan organisasi Komputer


  • 3. Struktur dan Fungsi Prosesor

    Deskripsi materi: Bagian ini membahas aspek – aspek struktur dan fungsi CPU / Prosesor. Fokus bab struktur dan fungsi CPU adalah organisasi prosesor dan register, siklus instruksi dan strategi dalam metode pipelining.

    Sub Capaian Pembelajaran:

    1. Memahami struktur dan Fungsi CPU yaitu dapat melakukan Fech Instruksi, Interpreter instuksi, Fech data, exekusi, dan menyimpan kembali. Serta struktur dari register macam-macam register dan fungsinya
    2. Memahami aliran data pada siklus pengambilan, siklus tak langsung, siklus interupt, Mengerti pipelining, dan mengerti teknik-teknik menangani percabangan pada pipelining


  • 4 dan 5: Cache Memory dan Memori Internal

    Deskripsi materi: Cache memori difungsikan mempercepat kerja memori sehingga mendekati kecepatan prosesor. Dalam organisasi komputer, memori utama lebih besar kapasitasnya namun lambat operasinya, sedangkan cache memori berukuran kecil namun lebih cepat. Cache memori berisi salinan memori utama.

    Memori adalah bagian dari komputer tempat program – program dan data – data disimpan. Istilah store atau storage untuk memori, meskipun kata storage sering digunakan untuk menunjuk ke penyimpanan disket. Tempat informasi, dibaca dan ditulis aneka ragam jenis, teknologi, organisasi, unjuk kerja dan harganya.

    Sub Capaian Pembelajaran:

    1. Memahami memori Cache bertujuan untuk mempercepat kerja memori sehingga mendekati kecepatan prosesor. 
    2. Memahami konsep kerja memori cache 
    3. Memahami tipe memori cache
    4. Memahami prinsip kerja memeori internal
    5. Memahami tipe internal memori


  • 6. Memori Eksternal

    Deskripsi materi: Kebutuhan akan memori utama saja tidak mencukupi maka diperlukan peralatantambahan untuk menyimpan data yang lebih besar dan dapat dibawa kemana-mana. Tetapi dengan semakin besarnya peralatan penyimpanan maka dengan sendirinya akan mempengaruhi waktu pemrosesan data. External Memory adalah memori yang bersifat nonvolatile dimana data yang disimpan di dalamnya tidak akan hilang ketika sistem mati. Dikenal juga dengan nama secondary memory yang berfungsi sebagai media storage dari program dan data untuk jangka waktu yang panjang, contohnya magnetic floppy disk, hard disk, dan CD-ROM. Memori eksternal merupakan memori yang diakses prosesor melalui piranti I/O.

    Sub Capaian Pembelajaran:

    1. Mahasiswa akan mampu mengetahui serta memahami fungsi tentang Memori eksternal.
    2. Mahasiswa akan mampu memahami fungsi Input Output serta untuk mengetahui jenis-jenis perangkat masukan dan keluaran (I/O device) yang sering digunakan dalam suatu sistem komputers.
    3. Mahasiswa akan mampu mengetahui serta memahami berbagai perangkat Memori eksternal.


  • 7. Input Output

    Deskripsi materi: 

    Unit Input/Output  (I/O)  adalah bagian dari sistem mikroprosesor yang digunakan oleh mikroprosesor itu untuk berhubungan dengan dunia luar. Unit input adalah unit luar yang digunakan untuk memasukkan data dari luar ke dalam mikroprosesor ini, contohnya data yang berasal dari keyboard atau mouse. Sementara unit output biasanya digunakan untuk menampilkan data, atau dengankata lain untuk menangkap data yang dikirimkan oleh mikroprosesor, contohnya data yang akan ditampilkan pada layar monitor atau printer.Bagian input (masukan) dan juga keluaran (output) ini juga memerlukan sinyal kontrol, antara lain untuk baca I/O (Input/Ouput Read [IOR]) dan untuk tulis I/O(Input/Output Write [IOW]).

    Sub Capaian Pembelajaran:

    1. Mahasiswa akan mampu mengetahui serta memahami alasan dari tidak dihubungkannya peripheral dengan bus sistem secara langsung.
    2. Mahasiswa mampu memahami beraneka ragam peripheral yang memiliki bermacam-macam metode operasi.
    3. Mahasiswa akan mampumemahami laju transfer data peripheral sering kali jauh lebih lambat dibandingkan dengan laju transer data memori atau CPU.
    4. Mahasiswa akan mampu memahami peripheral sering kali mengggunaka format data dan panjang word yang berlainan dibandingkan dengan komputer yang disambungkan dengannya


  • 8. Dukungan Sistem Operasi

    Deskripsi materi: Sistem operasi adalah seperangkat program yang mengelola sumber daya perangkat keras komputer, dan menyediakan layanan umum untuk aplikasi perangkat lunak. Sistem operasi adalah jenis yang paling penting dari perangkat lunak sistem dalam sistem komputer. Tanpa sistem operasi, pengguna tidak dapat menjalankan program aplikasi pada komputer mereka, kecuali program aplikasi boot diri. Waktu-berbagi jadwal tugas sistem operasi untuk penggunaan yang efisien dari sistem dan juga dapat mencakup akuntansi untuk alokasi biaya waktu prosesor, penyimpanan massa, cetak, dan sumber daya lainnya.

    Sub Capaian Pembelajaran:

    1. Mahasiswa dharapkan mampu memahami Dukungan Sistem Operasi
    2. Mahasiswa diharapkan mampu memahami fungsi sistem operasi
    3. Mahasiswa dharapkan mampu memahami jenis sistem operasi 


  • Ujian Tengah Semester

    Materi Ujian Tengah Semester (UTS) mencakup materi dari Topik 1 sampai Topik 7.

    Pelaksanaan UTS dilaksanakan secara daring dengan koneksi melalui HP dengan mengaktifkan kamera pada mode auto rotate, kamera ditempatkan dari arah samping mengarah ke wajah dan Laptop anda. Apabila kamera tidak aktif maka UTS akan didiskualifikasi.

    Perhatikan:

    1. Kejakan dengan teliti dan hati-hati.

    2. Jawaban BENAR Nilai point 1

    3. Jawaban SALAH nilai penalti MINUS (-) 0.25



  • 9. Aritmatika Komputer

    Deskripsi materi: ALU, singkatan dari Arithmetic And Logic Unit (Bahasa Indonesia: unit aritmatika dan logika), adalah salah satu bagian dalam dari sebuah mikroprosesoryang berfungsi untuk melakukan operasi hitungan aritmatika dan logika. Contoh operasi aritmatika adalah operasi penjumlahan dan pengurangan, sedangkan contoh operasi logika adalah logika AND dan OR. tugas utama dari ALU (Arithmetic And Logic Unit)adalah melakukan semua perhitungan aritmatika atau matematika yang terjadi sesuai dengan instruksi program.

    Sub Capaian Pembelajaran:

    1. Mahasiswa dharapkan mampu memahami fungsi dari unit aritmatika dan logika (ALU)
    2. Mahasiswa diharapkan mampu memahami representasi angka dan teknik untuk melaksanakan operasi aritmatika
    3. Mahasiswa dharapkan mampu memahami jenis aritmatika: integer, atau titik tetap, dan floating point


  • 10 dan 11: Instruction Set Architecture (Karakteristik & Mode Pengalamatan)

    Deskripsi materi: Unsur-unsur penting dari sebuah instruksi komputer adalah opcode, yang menentukan operasi yang akan dilakukan; sumber dan tujuan referensi operan, yang menentukan lokasi input dan output untuk operasi; dan instruksi berikutnya, yang biasanya implisit. Opcode menentukan operasi di salah satu kategori umum berikut: operasi aritmatika dan logika; movement data antara dua register, register dan lokasi memori, atau dua memori; I / O; dan kontrol.

    Sub Capaian Pembelajaran:

    1. Mahasiswa diharapkan mampu memahami karakeristis opcode
    2. Mahasiswa diharapkan mampu memahami fungsi opcode
    3. Mahasiswa dharapkan mampu menggunakan opcode dalam operasi-operasi prosesor


  • 12. RISC - CISC

    Deskripsi materi: Terdapat begitu banyak jenis produk yang menamakan dirinya komputer, mulai dari mikroprosesor berkeping-tunggal yang harganya beberapa dollar sampai supercomputer yang harganya puluhan juta dollar. Keragaman ini bukan saja ditunjukkan dari harganya, melainkan juga dalam ukuran, kinerja, dan aplikasinya. Walaupun perubahan di bidang komputer amat cepat dan bervariasi, beberapa konsep dasar tetap secara konsisten dapat diterapkan. Yang pasti, aplikasi dari konsep-konsep ini tergantung pada sasaran kinerja yang diinginkan perancang.

    Sub Capaian Pembelajaran:

    1. Mahasiswa diharapkan mampu memahami kemajuan yang besar dalam bidang komputer dengan adanya inovasi RISC
    2. Mahasiswa diharapkan mampu memahami mengetahui karakteristik antara RISC DAN CISC
    3. Mahasiswa diharapkan mampu mengetahui perbedaan yang siginifikan antara pendekatan RISC dan CISC
    4. Mahasiswa diharapkan mampu mengetahui cara mencari operand saat eksekusi opcode
    5. Mahasiswa diharapkan mampu mengetahui perbedaan yang siginifikan antara pendekatan RISC dan CISC
    6. Mahasiswa diharapkan mampu mengetahui beberapa kontroversi antara RISC dan CISC


  • 13. Instruction Level Parallelism dan Superscalar

    Deskripsi materi: Processor superscalar merupakan sebuah tipe processor yang dapat mengeksekusi beberapa set instruksi sekaligus dalam waktu yang sama. Tipe processor ini dapat terdiri dari beberapa sub-unit yang bertugas untuk mengontrol tipe fungsi-fungsi dasar tertentu. Sementara processor lain juga memiliki unit ini, processor superscalar dapat mengirimkan informasi secara langsung pada unit-unit tersebut untuk diproses sementara processor utama melakukan pekerjaan lainnya. Processor superscalar merupakan titik tengah dari tiga tipe processor utama.

    Sub Capaian Pembelajaran:

    1. Mahasiswa diharapkan mampu mengetahui pemahaman umum tentang prosesor superscalar
    2. Mahasiswa diharapkan mampu menganalisa jenis-jenis dan karakteristik dari prosesor superscalar


  • 14. Multicore dan Parallel

    Deskripsi materi: Untuk meningkatkan kinerja sistem adalah dengan menggunakan beberapa prosesor yang dapat mengeksekusi secara paralel untuk mendukung workload. Dua yang paling sering diketahui adalah multi-prosesor umum organisasi Multiprocessors simetris(SMP) dan cluster. Baru-baru ini, seragam akses memori (NUMA) sistem telah diperkenalkan secara komersial.

    Sub Capaian Pembelajaran:

    1. Mahasiswa d iharapkan mampu memperoleh pemahaman mengenai perkembangan sistem proses komputer sebagai sarana komunikasi dan telekomunikasi
    2. Mahasiswa diharapkan mampu konsep Single Instruction, Single Data Stream – SISD
    3. Mahasiswa diharapkan mampu konsep Single Instruction, Multiple Data Stream - SIMD
    4. Mahasiswa diharapkan mampu konsep Multiple Instruction, Single Data Stream - MISD
    5. Mahasiswa diharapkan mampu konsep Multiple Instruction, Single Data Stream - MISD


    Deskripsi materi: Multicore computer juga dikenal sebagai chip multiprocessor yang terdiri dari dua atau lebih processor (dipanggil core) dalam satu tempat silicon. Umumnya masing-masing inti terdiri dari semua komponen processor sendiri, seperti register, ALU, pipeline hardware, dan control unit, ditambah L1 cache data dan cache instruksi. Disamping itu pada multiple core, chip contemporary multicore juga terdapat L2 cache dan beberapa ada yang disertai dengan L3 cache.

    Sub Capaian Pembelajaran:

    1. Mahasiswa diharapkan mampu memahami Hardware Performance Issues
    2. Mahasiswa diharapkan mampu memahami  Software Performance Issues
    3. Mahasiswa diharapkan mampu memahami Multicore Organization
    4. Mahasiswa diharapkan mampu memahami Intel x86 Multicore Organization
    5. Mahasiswa diharapkan mampu memahami ARM11 MPCore

  • Ujian Akhir Semester

    Materi Ujian Akhir Semester (UAS) mencakup materi dari Topik 1 sampai Topik 14.

    Pelaksanaan UAS dilaksanakan secara daring dengan koneksi melalui HP dengan mengaktifkan kamera pada mode auto rotate, kamera ditempatkan dari arah samping mengarah ke wajah dan Laptop anda. Apabila kamera tidak aktif maka UTS akan didiskualifikasi.

    Perhatikan:

    1. Kejakan dengan teliti dan hati-hati.

    2. Jawaban BENAR Nilai point 1

    3. Jawaban SALAH nilai penalti MINUS (-) 0.25



  • QUIZ

    • Quiz mencakup materi dari Topik 8 sampai Topik 14.

      Pelaksanaan Quiz dilaksanakan secara daring .

      Nilai Quiz bisa menggantikan Nilai UTS, sifatnya tdk wajib. Apabila UTS nya sudah bagus mk tdk perlu ikut QUIZ

      Perhatikan:

      1. Kejakan dengan teliti dan hati-hati.

      2. Jawaban BENAR Nilai point 1

      3. Jawaban SALAH nilai penalti MINUS (-) 0.25


  • Topic 16