ARSITEKTUR KOMPUTER

ARSITEKTUR KOMPUTER
Oleh
: Maskie Z. Oematan
Teknik Informatika
UNIKOM
2010
Referensi
•
•
Computer System Design And Architecture
(Vincent P. Heuring, Harry F Jordan ).
[Addison Wesley]
Computer Architecture (single and parallel system)
(Mehdi R. Zargham)
[Prentice Hall international Edition]
Materi perkuliahan
I.
Review Organisasi komputer
II.
Machine, machine language ( RTN, CISC VS RISC )
III.
Pipeline, Processor design (1,2,3 bus SRC design)
IV.
Computer Arithmatic and arithmatic unit
V.
Memory system design
VI.
I/O (input output )
VII.
Interconnections network
VIII.
Multiprocessor and multicomputers
Aturan Perkuliahan
Na :
15%
25%
30%
30%
Tugas
(Quiz1+Quiz2)
(UTS)
UAS
Nilai Quiz diambil nilai terbesar
Kehadiran min 80%
Mengapa belajar Arsitektur
Komputer ??
1 ) seseorang sarjana bisa menentukan komputer yang efektif dalam
perusahaan besar.
2 ) banyak processor tidak digunakan dalam PC atau server tetapi
sudah berada dalam sistem. Seorang perancang mungkin
memprogram sebuah processor dalam bahasa C, untuk sistem
tertentu penggunaan analisis logika dapat memberikan
pemahaman dari sistem yang dirancang
3 ) konsep – konsep yang dibahas dalam arsitektur komputer adalah
menemukan aplikasi, secara khusus, cara dimana komputer
menyediakan dukungan arsitektural untuk fasilitas bahasa
pemrograman dan sistem operasi yang memperkuat konsep –
konsepnya.
Organisasi dan arsitektur Komputer
Organisasi : unit – unit operasional dan interkoneksinya yang
memperlihatkan spesifikasi arsitektural
(Rincian Hardware, seperti : sinyal – sinyal kontrol, antarmuka antara
komputer dan periferal, penggunaan teknologi memori)
Permasalahan : apakah sebuah komputer memiliki instruksi yang akan
diimplementasikan pada unit pengali khusus, penambahan, perulangan
(masalah organisasional)
Arsitektur : berkaitan dengan atribut – atribut yang mempunyai dampak
langsung pada eksekusi logis sebuah program
(seperangkat instruksi, jumlah bit yang digunakan untuk
merepresentasikan bermacam – macam tipe data ( angka, karakter,
mekanisme I/O, dan teknik pengalamatan memori ))
Permasalahan :
apakah sebuah CPU memiliki instruksi perkalian ??
Struktur dan Fungsi Komputer
UNIT FUNGSIONAL
Unit Input,memori,aritmatika dan logika, output, dan kontrol


Mengarahkan transfer informasi dalam komputer dan
antar komputer dan peralatan I/Onya
Menetapkan operasi aritmatika dan logika yang akan dilaks
anakan
Struktur : cara komponen komponen saling terhubung
* CPU : mengontrol operasi komputer dan membentuk fungsi –
fungsi pengolah datanya.
# Control Unit
# Aritmathic and Logic Unit (ALU)
# Register
* Memori Utama : menyimpan data
* I/O : memindahkan data antara komputer dengan lingkungan
luarnya]
* Sistem Interkoneksi : beberapa mekanisme komunikasi antara
CPU memori utama dan I/O
Fungsi : operasi dari setiap komponen sebagai bagian dari struktur
* pengolahan data
* penyimpanan data
* pemindahan data
* kontrol
Processor
CPU ialah “otak” dari sebuah komputer, yang berfungsi
menjalankan program yang disimpan dalam memori utama,
dengan cara mengambil instruksi, menguji instruksi, dan
kemudian menjalankannya.
Adapun komponen – komponenya dihubungkan oleh BUS bisa
berupa kabel paraleluntuk mentransmisikan alamat (address),
data dan sinyal – sinyal kontrol.
CU -> bertanggung jawab mengambil instruksi dari memori
utama, serta menentukan jenis instruksi tersebut
ALU -> operasi aritmatika dan logika
cache memory -> memory kecil berkecepatan tinggi untuk
menyimpan hasil sementara informasi kontrol tertentu.
Memory hierarki




Memory Hierarchy dalam arsitektur komputer adalah sebuah
pedoman yang dilakukan oleh para perancang demi menyetarakan
kapasitas, waktu akses, dan harga memori untuk tiap bitnya.
Secara umum, hierarki memori terdapat dua macam yakni hierarki
memori tradisional dan hierarki memori kontemporer.
Hierarki memori memang disusun sedemikian rupa agar semakin
ke bawah, memori dapat mengalami hal-hal berikut:
peningkatan waktu akses (access time) memori (semakin ke
bawah semakin lambat, semakin ke atas semakin cepat)
peningkatan kapasitas (semakin ke bawah semakin besar,
semakin ke atas semakin kecil)
peningkatan jarak dengan prosesor (semakin ke bawah semakin
jauh, semakin ke atas semakin dekat)
penurunan harga memori tiap bitnya (semakin ke bawah semakin
semakin murah, semakin ke atas semakin mahal)



Memori yang lebih kecil, lebih mahal dan lebih cepat diletakkan
pada urutan teratas. Sehingga, jika diurutkan dari yang
tercepat, maka urutannya adalah sebagai berikut:
register mikroprosesor. Ukurannya yang paling kecil tapi
memiliki waktu akses yang paling cepat, umumnya hanya 1
siklus CPU saja.
Cache mikroprosesor, yang disusun berdasarkan kedekatannya
dengan prosesor (level-1, level-2, level-3, dan seterusnya).
Memori cache mikroprosesor dikelaskan ke dalam tingkatantingkatannya sendiri:
•
level-1: memiliki ukuran paling kecil di antara semua cache,
sekitar puluhan kilobyte saja. Kecepatannya paling cepat di
antara semua cache.
•
level-2: memiliki ukuran yang lebih besar dibandingkan
dengan cache level-1, yakni sekitar 64 kilobyte, 256
kilobyte, 512 kilobyte, 1024 kilobyte, atau lebih besar. Meski
demikian, kecepatannya lebih lambat dibandingkan dengan
level-1, dengan nilai latency kira-kira 2 kali hingga 10 kali.
Cache level-2 ini bersifat opsional. Beberapa prosesor murah
dan prosesor sebelum Intel Pentium tidak memiliki cache
level-2.
•
level-3: memiliki ukuran yang lebih besar dibandingkan
dengan cache level-2, yakni sekitar beberapa megabyte tapi
agak lambat. Cache ini bersifat opsional. Umumnya
digunakan pada prosesor-prosesor server dan workstation
seperti Intel Xeon atauIntel Itanium. Beberapa prosesor
desktop juga menawarkan cache level-3 (seperti
halnya Intel Pentium Extreme Edition), meski ditebus
dengan harga yang sangat tinggi.
Konsep Manajemen Memori
Di era multiprogramming ini, memory manager digunakan untuk
mencegah satu proses dari penulisan dan pembacaan oleh proses
lain yang dilokasikan di primary memory, mengatur swapping
antara memori utama dan disk ketika memori utama terlalu kecil
untuk memegang semua proses. Tujuan dari manajemen ini
adalah untuk:
Meningkatkan utilitas CPU.
Data dan instruksi dapat diakses
dengan cepat oleh CPU.
Efisiensi dalam pemakaian memori
yang terbatas.
Transfer dari/ke memori utama
ke/dari CPU dapat lebih efisien
Arsitektur processor 1 bus – SRC
( next week + RTN )