Organisasi Komputer
advertisement
Organisasi Komputer By t Ne ra nd He Page 1 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Organisasi Komputer Bab 1 Pengantar Organisasi Komputer Tujuan nd He 1.3 Struktur dan Fungsi Utama Komputer 1.3.1 Struktur Komputer 1.3.2 Fungsi Komputer 1.4 Garis Besar Buku Soal-Soal http://www.hendra-jatnika.web.id Kesimpulan t Ne ra Page 2 / 355 1.2 Organisasi Komputer By 1.1 Komputer Organisasi Komputer Bab 2 Evolusi dan Kinerja Komputer Tujuan By 2.2 Perancangan Kinerja t Ne ra nd He Page 3 / 355 2.1 Sejarah Singkat Komputer 2.1.1 Generasi Pertama: Tabung Vakum 2.1.2 Generasi Kedua: Transistor 2.1.3 Generasi Ketiga: Integrated Circuit 2.1.4 Generasi Keempat: Very Large Scale Integration 2.3 Contoh Evolusi Komputer Soal-Soal http://www.hendra-jatnika.web.id Kesimpulan Organisasi Komputer Bab 3 Struktur CPU nd 3.2.1 Fungsi Fetch – Eksekusi 3.2.2 Fungsi Interrupt http://www.hendra-jatnika.web.id Soal-Soal t Kesimpulan Ne ra Page 4 / 355 3.2 Fungsi CPU He 3.1 Komponen Utama CPU By Tujuan Organisasi Komputer Bab 4 Memori Tujuan 4.2 Karakteristik Sistem Memori 4.3 Keandalan Memori By 4.1 Operasi Sel Memori 4.7.5 Write Policy 4.7.6 Jumlah Cache Kesimpulan Soal-Soal http://www.hendra-jatnika.web.id 4.7.1 Kapasitas Cache 4.7.2 Ukuran Blok 4.7.3 Fungsi Pemetaan (Mapping) 4.7.4 Algoritma Penggantian t 4.6 Cache Memori 4.7 Elemen Rancangan Ne 4.5.3 Koreksi Error ra 4.5.2 Pengemasan (Packging) nd 4.5.1 Jenis Memori Random Akses He Page 5 / 355 4.4 Satuan Memori 4.5 Memori Utama Semikonduktor Organisasi Komputer Bab 5 Peralatan Penyimpanan Data http://www.hendra-jatnika.web.id Soal-Soal t Kesimpulan Ne 5.4 Pita Magnetik ra 5.3 Optical Disk nd 5.2 RAID He Page 6 / 355 5.1 Magnetik Disk By Tujuan Organisasi Komputer Bab 6 Unit Masukan & Keluaran By Tujuan nd He 6.2 Teknik Masukan/Keluaran 6.2.1 I/O Terprogram 6.2.2 Interupt – Drive I/O 6.2.3 Direct Memory Access (DMA) t Ne ra Page 7 / 355 6.1 Sistem Masukan dan Keluaran Komputer 6.1.1 Fungsi Modul I/O 6.1.2 Struktur Modul I/O 6.3 Perangkat Eksternal Soal-Soal http://www.hendra-jatnika.web.id Kesimpulan Organisasi Komputer Bab 7 Sistem Bus Tujuan By 7.1 Struktur Interkoneksi 7.3 Elemen Perancangan Bus t http://www.hendra-jatnika.web.id Soal-Soal Ne Kesimpulan ra 7.4 Contoh Bus 7.4.1 Bus ISA 7.4.2 Bus PCI 7.4.3 Bus USB 7.4.4 Bus SCSI 7.4.5 Bus P1394/FireWire nd He Page 8 / 355 7.2 Interkoneksi bus S.A.P (SATUAN AJAR PERKULIAHAN ) TIU TIK Topik I Mahasiswa dapat memahami sifat & karakteristik sistem komputer saat ini Mahasiswa mengerti struktur dasar komputer II Mahasiswa dapat memahami sifat & karakteristik sistem komputer saat ini Mahasiswa mengerti konsep dan fungsi dasar komputer III Mahasiswa dapat memahami sifat & karakteristik sistem komputer saat ini IV Mahasiswa dapat memahami sifat & karakteristik sistem komputer saat ini Sub Topik Pengantar Organisasi Komputer --penjelasan orkom -struktur orkom Pengantar Organisasi Komputer -fungsi orkom -konsep dasar -garis besar buku Mahasiswa mengerti perkembangan komputer Evolusi dan Kinerja Komputer -Sejarah komputer -trend komputer Mahasiswa mengerti perkembangan Pentium dan PowerPC Evolusi dan Kinerja Komputer -teknik dan strategi -perkembangan Pentium & powerPC By t Ne ra nd He Page 9 / 355 Minggu http://www.hendra-jatnika.web.id S.A.P (SATUAN AJAR PERKULIAHAN ) TIU TIK Topik V Mahasiswa dapat memahami sifat & karakteristik sistem komputer saat ini Mahasiswa mengerti komponen utama CPU VI Mahasiswa dapat memahami sifat & karakteristik sistem komputer saat ini Mahasiswa mengerti struktur dasar dan fungsi CPU VII Mahasiswa dapat memahami sifat & karakteristik sistem komputer saat ini Mahasiswa tahu cara kerja memori VIII UTS UTS Sub Topik Struktur CPU -komponen utama CPU -fungsi CPU Struktur CPU -organisasi ALU, control unit, register -fungsi prosesor Memori -memori utama -tipe memori By t Ne ra nd He Page 10 / 355 Minggu UTS http://www.hendra-jatnika.web.id UTS S.A.P (SATUAN AJAR PERKULIAHAN ) TIU TIK Topik IX Mahasiswa dapat memahami sifat & karakteristik sistem komputer saat ini Mahasiswa tahu cara kerja cache memori X Mahasiswa dapat memahami sifat & karakteristik sistem komputer saat ini Mahasiswa tahu jenis-jenis peralan penyimpanan XI Mahasiswa dapat memahami sifat & karakteristik sistem komputer saat ini Mahasiswa tahu jenis-jenis peralan penyimpanan XII Mahasiswa dapat memahami sifat & karakteristik sistem komputer saat ini Mahasiswa mengerti prinsip dan teknik peralatan I/O Sub Topik Memori -pembetulan kesalahan -Cache memori Peralatan Penyimpanan -jenis peralatan penyimpanan -magnet disk -RAID Peralatan Penyimpanan -magnet tape -optical disk Unit Masukan dan Keluaran -jenis unit masukan -prinsip dan teknik By t Ne ra nd He Page 11 / 355 Minggu http://www.hendra-jatnika.web.id S.A.P (SATUAN AJAR PERKULIAHAN ) Minggu TIU TIK Topik Mahasiswa mengerti prinsip dan teknik peralatan I/O Mahasiswa mengerti prinsip dan teknik peralatan I/O XIV Mahasiswa tahu struktur antar Bus Mahasiswa tahu struktur antar Bus XV Mahasiswa bisa mendisain Bus Mahasiswa bisa mendisain Bus By Unit Masukan dan Keluaran -peralatan luar BUS -struktur antar hubungan -bus antar hubungan BUS -desain bus -PCI, SCSI -Firewire, USB t Ne ra nd He Page 12 / 355 XIII UAS UAS UAS UAS http://www.hendra-jatnika.web.id XVI Sub Topik Pertemuan ke – 2 Pengantar Organisasi Komputer By t Ne ra nd He Page 13 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Tujuan By 1. Menjelaskan tentang organisasi komputer 2. Menjelaskan perbedaan utama organisasi komputer dan arsitektur komputer 3. Menjelaskan struktur dan fungsi utama komputer 4. Menjelaskan konsep dasar operasi komputer t Ne ra nd He Page 14 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Arsitektur & Organisasi 1 By Arsitektur Komputer t Organisasi Komputer Ne ra nd He Page 15 / 355 Atribut–atribut sistem komputer yang terkait dengan seorang programmer Contoh: set instruksi, aritmetika yang digunakan, teknik pengalamatan, mekanisme I/O http://www.hendra-jatnika.web.id Bagian yang terkait erat dengan unit–unit operasional Contoh: teknologi hardware, perangkat antarmuka, teknologi memori, sistem memori, dan sinyal–sinyal kontrol Arsitektur & Organisasi 2 By Semua Keluarga Intel x86 mempunyai arsitektur dasar yang sama Sistem IBM System/Keluarga 370 mempunyai arsitektur dasar yang sama Ne ra nd He Page 16 / 355 t Memberikan compatibilitas instruksi level mesinOrganisasi antar versi memiliki perbedaan http://www.hendra-jatnika.web.id ⌧At least backwards Struktur & Fungsi By Struktur adalah sistem yang berinteraksi dengan cara tertentu dengan dunia luar. Fungsi adalah operasi dari masing-masing komponen yang merupakan bagian dari struktur t Ne ra nd He Page 17 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Fungsi Pengolahan Data Penyimpanan Data Pemindahan Data Kontrol t Ne ra nd Operasi Operasi Operasi Operasi He Page 18 / 355 Fungsi Fungsi Fungsi Fungsi By Fungsi dari komputer adalah : http://www.hendra-jatnika.web.id Unit Fungsional Dasar Komputer By Aritmetika dan logika nd He Memori Keluaran Kontrol t Ne ra Page 19 / 355 Masukan http://www.hendra-jatnika.web.id Gambar Fungsi By Gambar dari Fungsi Komputer Control Mechanism t Ne Data Movement Apparatus ra nd He Page 20 / 355 Data Storage Facility http://www.hendra-jatnika.web.id Data Processing Facility Operasi (1) By Fungsi Operasi Pemindahan Data Contoh : keyboard ke screen Control Mechanism t Ne ra nd He Page 21 / 355 Data Movement Apparatus Data Storage Facility http://www.hendra-jatnika.web.id Data Processing Facility Operasi (2) By Fungsi Operasi Penyimpanan Data contoh : Internet download to disk Control Mechanism t Ne ra nd He Page 22 / 355 Data Movement Apparatus Data Storage Facility http://www.hendra-jatnika.web.id Data Processing Facility Operasi (3) By Proses dari/ke unit penyimpanan Contoh : Updating bank statement Control Mechanism t Ne ra nd He Page 23 / 355 Data Movement Apparatus Data Storage Facility http://www.hendra-jatnika.web.id Data Processing Facility Operasi (4) By Proses dari unit penyimpanan ke I/O Contoh : Printing a bank statement Control Mechanism t Ne ra nd He Page 24 / 355 Data Movement Apparatus Data Storage Facility http://www.hendra-jatnika.web.id Data Processing Facility Struktur - Top Level By Peripherals Computer He t Ne Systems Interconnection http://www.hendra-jatnika.web.id Input Output Communication lines Main Memory ra nd Page 25 / 355 Computer Central Processing Unit Struktur - CPU By Registers t Ne Memory CPU Arithmetic and Login Unit ra System Bus nd I/O He Page 26 / 355 Computer CPU Internal CPU Interconnection http://www.hendra-jatnika.web.id Control Unit Struktur – Unit Kontrol By He ALU t Ne Registers Control Unit Sequencing Login ra nd Page 27 / 355 CPU Internal Bus Control Unit Control Unit Registers and Decoders http://www.hendra-jatnika.web.id Control Memory Garis Besar Buku (1) By Bab 1 Pengantar Organisasi Komputer. Berisi penjelasan tentang organisasi komputer, perbedaan utama organisasi komputer dengan arsitektur komputer, struktur dan fungsi utama komputer, konsep dasar operasi komputer, dan garis besar dari buku yang dipelajari. Bab 2 Evolusi dan Kinerja Komputer Berisi penjelasan tentang sejarah teknologi komputer, trend teknologi yang telah membuat unjuk kerja yang menjadi fokus rancangan sistem komputer, dan meninjau bermacam-macam teknik dan strategi yang digunakan untuk mencapai unjuk kerja yang seimbang dan efisien, perkembangan pentium dan powerPC. Bab 3 Struktur CPU Berisi penjelasan tentang komponen utama CPU dan Fungsi CPU, pembahasan struktur dan fungsi internal prosesor, organisasi ALU, control unit dan register, dan fungsi prosesor dalam menjalankan instruksiinstruksi mesin. t Ne ra nd He Page 28 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Garis Besar Buku (2) By Bab 4 Memori Berisi penjelasan tentang memori utama komputer, tipe dari memori, waktu dan pengontrolan, pembetulan kesalahan dan cache memori termasuk didalamnya adalah fungsi pemetaan. Bab 5 Peralatan Penyimpanan Berisi penjelasan tentang peralatan penyimpanan data diluar memori utama dan CPU, diantaranya seperti magnet disk, RAID, Magnet Tape dan Optical Disk. Bab 6 Unit Masukan dan Keluaran Berisi penjelasan tentang sistem komputer unit masukan/keluaran, prinsip dan teknik unit masukan/keluaran dan penjelasan singkat mengenai peralatan luar (External device). Bab 7 Bus Berisi penjelasan tentang struktur antar hubungan, bus antar hubungan, elemen dari desain bus, PCI, SCSI, Fire wire dan USB. t Ne ra nd He Page 29 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Sumber dari Internet - Web site untuk buku By http://www.shore.net/~ws/COA5e.html t Ne ra nd He Page 30 / 355 links to sites of interest links to sites for courses that use the book errata list for book information on other books by W. Stallings http://www.hendra-jatnika.web.id Sumber dari Internet - Web sites informasi tambahan By WWW Computer Architecture Home Page CPU Info Center ACM Special Interest Group on Computer Architecture IEEE Technical Committee on Computer Architecture Intel Technology Journal Manufacturer’s sites t Ne ra nd He Page 31 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Intel, IBM, etc. Internet Resources - Usenet News Groups By comp.arch comp.arch.arithmetic comp.arch.storage t Ne ra nd He Page 32 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Kesimpulan By Komputer adalah sebuah mesin elektronik yang secara cepat menerima informasi masukan digital dan mengolah informasi tersebut menurut seperangkat instruksi yang tersimpan dalam komputer dan menghasilkan keluaran informasi yang dihasilkan setelah diolah. Organisasi Komputer adalah bagian yang terkait erat dengan unit–unit operasional dan interkoneksi antar komponen penyusun sistem komputer dalam merealisasikan aspek arsitekturalnya. Arsitektur Komputer lebih cenderung pada kajian atribut–atribut sistem komputer yang terkait dengan seorang programmer. Struktur internal komputer meliputi: Central Processing Unit(CPU), Memori Utama, I/O, Sistem Interkoneksi. Struktur internal CPU meliputi: Control Unit, Aritmetic And Logic Unit(ALU), Register, CPU Interkoneksi. Fungsi dasar sistem komputer adalah Fungsi Operasi Pengolahan Data, Penyimpanan Data, Fungsi Operasi Pemindahan Data, Fungsi Operasi Kontrol. t http://www.hendra-jatnika.web.id Ne ra nd He Page 33 / 355 Soal-Soal By 1. Jelaskan perbedaan utama Organisasi Komputer dan Arisitektur Komputer? Beri Contohnya. 2. Gambarkan Struktur Top Level komputer dan jelaskan masing-masing fungsi? 3. Gambarkan Struktur Central Processing Unit dan jelaskan masing-masing fungsi? 4. Gambarkan operasi-operasi komputer dan jelaskan masing-masing fungsi? t Ne ra nd He Page 34 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Pertemuan ke - 3 Evolusi dan Kinerja Komputer By t Ne ra nd He Page 35 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Tujuan By 1. 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 t Ne ra nd He Page 36 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id ENIAC – Latar belakang By 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 t Ne ra nd He Page 37 / 355 Digunakan sampai tahun 1955 http://www.hendra-jatnika.web.id Too late for war effort ENIAC - detail By 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 t Ne ra nd He Page 38 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id von Neumann/Turing By 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 t Ne ra nd He Page 39 / 355 Completed 1952 http://www.hendra-jatnika.web.id IAS (Computer of Institute for Advanced Studies). von Neumann/Turing By Ahli matematika : konsultan pembuatan ENIAC 1945 memperbaiki kelemahan ENIAC : EDVAC EDVAC (Electronic Discrete Variable Computer) Konsep: stored-program concept 1946 dipublikasikasikan Dikenal :Komputer IAS (Computer of Institute for Advanced Studies). t Ne ra nd He Page 40 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Struktur dari von Nuemann machine By Main Memory t Ne ra Input Output Equipment nd Page 41 / 355 He Arithmetic and Logic Unit http://www.hendra-jatnika.web.id Program Control Unit IAS - detail 1000 lokasi penyimpanan x 40 bit words By t Ne ra nd Format Memori IAS He Page 42 / 355 Binary number 2 x 20 bit instructions http://www.hendra-jatnika.web.id Struktur dari IAS - detail Central Processing Unit By Arithmetic and Logic Unit Accumulator MQ He ra nd Page 43 / 355 Arithmetic & Logic Circuits MBR Instructions Main & Data Memory t Ne Input Output Equipment MAR IR Control Circuits Program Control Unit Address http://www.hendra-jatnika.web.id PC IBR ALU-IAS(Computer of Institute for Advanced Studies) http://www.hendra-jatnika.web.id t Ne ra nd He Page 44 / 355 By 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. Komputer Komersial By 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 : t Ne ra nd He Page 45 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Lebih cepat Memory lebih besar IBM By Punched-card processing equipment 1953 - the 701 He t Applikasi bisnis Ne 1955 - the 702 ra nd Page 46 / 355 IBM’s first stored program computer Scientific calculations http://www.hendra-jatnika.web.id Mengeluarkan seri 700/7000 Transistors By 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. t Ne ra nd He Page 47 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Konfigurasi IBM 7094 By t Ne ra nd He Page 48 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Transistor Based Computers By Mesin generasi kedua NCR & RCA membuat small transistor machines IBM 7000 DEC - 1957 t Ne ra nd He Page 49 / 355 Dibuat PDP-1 http://www.hendra-jatnika.web.id Microelectronics By Literally - “small electronics” Komputer terbentuk dari kumpulan gate, kumpulan memori dan interkoneksinya Dapat dibuat dengan semikonduktor Contoh : silicon wafer (wafer silikon) t Ne ra nd He Page 50 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Generasi dari Komputer By Tabung Vakum - 1946-1957 Transistor - 1958-1964 Small scale integration - 1965 on He nd Medium scale integration - to 1971 Ne 100-3,000 devices on a chip ra Page 51 / 355 Up to 100 devices on a chip t Large scale integration - 1971-1977 3,000 - 100,000 devices on a chip 100,000 - 100,000,000 devices on a chip Ultra large scale integration Over 100,000,000 devices on a chip http://www.hendra-jatnika.web.id Very large scale integration - 1978 to date Moore’s Law By 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 ra nd He Page 52 / 355 Ne Jumlah transitor menjadi 2 kali dalam sebuah chip berkembang tiap 18 bulan t 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 http://www.hendra-jatnika.web.id Grafik jumlah transistor dalam chips Pentium By t Ne ra nd He Page 53 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Seri IBM 360 By 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. t Ne ra nd He Page 54 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id DEC PDP-8 By 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 t Ne ra nd He Page 55 / 355 omnibus system http://www.hendra-jatnika.web.id 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 Struktur Bus DEC - PDP-8 By Main Memory I/O Module I/O Module t Ne ra nd CPU He Page 56 / 355 Console Controller http://www.hendra-jatnika.web.id OMNIBUS Memori Semikonduktor By 1970 Fairchild Size of a single core nd He ra Page 57 / 355 i.e. 1 bit of magnetic core storage t Ne Holds 256 bits Non-destructive read Much faster than core Capacity approximately doubles each year http://www.hendra-jatnika.web.id Kesimpulan By Sejarah singkat komputer dimulai dari Tabung Vakum, Transistor, IC dan VLSI. He t Ne ra nd Page 58 / 355 Kinerja sebuah sistem komputer merupakan hasil proses dari seluruh komponen komputer, yang melibatkan CPU, memori utama, memori sekunder, bus, peripheral. http://www.hendra-jatnika.web.id Pertemuan ke - 4 Evolusi dan Kinerja Komputer By t Ne ra nd He Page 59 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Tujuan By 1. 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 t Ne ra nd He Page 60 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Intel By 1971 - 4004 nd He Diikuti dengan munculnya 8008 tahun 1972 Ne ra Page 61 / 355 Microprocessor pertama Semua komponen CPU adalah single chip 4 bit t 8 bit Mikroposessor dengan desain applikasi khusus Intel adalah mikroprosessor dengan kegunaan umum http://www.hendra-jatnika.web.id 1974 - 8080 Evolusi mikroprosesor Intel 8008 By Feature 8080 8086 80486 1985 154 32 32 14 8 4GB 64KB 0.125µ det 1989 235 32 32 14 8 4GB 4GB 0.06µ det t 1978 133 20 16 9 16 1MB 64KB 0.3µ det http://www.hendra-jatnika.web.id 1974 111 16 8 5 8 64KB 256 1.3µ det Ne 1972 66 8 8 4 8 15KB 24 - ra Tahun diperkenalkan Jumlah instruksi Lebar bus alamat Lebar bus data Jumlah flag Jumlah register Memori I/O port Waktu add register to register nd He Page 62 / 355 80386 Peningakatan Kecepatan By Pipelining On board cache On board L1 & L2 cache Branch prediction Data Flow Analisys Speculative Execution t Ne ra nd He Page 63 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Kemampuan By Kecepatan prosessor meningkat Kapasitas memori meningkat Kecepatan memori tertinggal dibanding kecepatan prosessor t Ne ra nd He Page 64 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Karakteristik DRAM dan Prosessor By t Ne ra nd He Page 65 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Penggunaan DRAM By t Ne ra nd He Page 66 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Generasi Pentium t Ne ra nd He Page 67 / 355 By 8080, keluar tahun 1972 merupakan mikroprosesor pertama keluaran Intel dengan mesin 8 bit dan bus data ke memori juga 8 bit. Jumlah instruksinya 66 instruksi dengan kemampuan pengalamatan 16KB. 8086, dikenalkan tahun 1974 adalah mikroprosesor 16 bit dengan teknologi cache instruksi. Jumlah instruksi mencapai 111 dan kemampuan pengalamatan ke memori 64KB. 80286, keluar tahun 1982 merupakan pengembangan dari 8086, kemampuan pengalamatan mencapai 1MB dengan 133 instruksi. 80386, keluar tahun 1985 dengan mesin 32 bit. Sudah mendukung sistem multitasking. Dengan mesin 32 bitnya, produk ini mampu menjadi terunggul pada masa itu. 80486, dikenalkan tahun 1989. Kemajuannya pada teknologi cache memori dan pipelining instruksi. Sudah dilengkapi dengan math co-processor. Pentium, dikeluarkan tahun 1993, menggunakan teknologi superscalar sehingga memungkinkan eksekusi instruksi secara paralel. Pentium Pro, keluar tahun 1995. Kemajuannya pada peningkatan organisasi superscalar untuk proses paralel, ditemukan sistem prediksi cabang, analisa aliran data dan sistem cache memori yang makin canggih. Pentium II, keluar sekitar tahun 1997 dengan teknologi MMX sehingga mampu menangani kebutuhan multimedia. Mulai Pentium II telah menggunakan teknologi RISC. Pentium III, terdapat kemampuan instruksi floating point untuk menangani grafis 3D. Pentium IV, kemampuan floating point dan multimedia semakin canggih. Itanium, memiliki kemampuan 2 unit floating point, 4 unit integer, 3 unit pencabangan, internet streaming, 128 interger register. http://www.hendra-jatnika.web.id PowerPC By Proyek sistem RISC diawali tahun 1975 oleh IBM pada komputer muni seri 801. Seri pertama ini hanyalah prototipe, seri komersialnya adalah PC RT yang dikenalkan tahun 1986. Tahun 1990 IBM mengeluarkan generasi berikutnya yaitu IBM RISC System/6000 yang merupakan mesin RISC superskalar workstation. Setelah ini arsitektur IBM lebih dikenal sebagai arsitektur POWER t Ne ra nd He Page 68 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Power PC By IBM menjalin kerja sama dengan Motorola menghasilkan mikroprosesor seri 6800 nd He t Ne ra Page 69 / 355 Apple menggunakan keping Motorola dalam Macintoshnya. Saat ini terdapat 4 kelompok PowerPC http://www.hendra-jatnika.web.id Kelompok Power PC By 601, adalah mesin 32 bit merupakan produksi masal arsitektur PowerPC untuk lebih dikenal masyarakat. 603, merupakan komputer desktop dan komputer portabel. Kelompok ini sama dengan seri 601 namun lebih murah untuk keperluan efisien. 604, seri komputer PowerPC untuk kegunaan komputer lowend server dan komputer desktop. 620, ditujukan untuk penggunaan high-end server. Mesin dengan arsitektur 64 bit. 740/750, seri dengan cache L2. G4, seperti seri 750 tetapi lebih cepat dan menggunakan 8 instruksi paralel t Ne ra nd He Page 70 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Beberapa Solusi By Meningkatkan jumlah bits yang diterima tiap proses Make DRAM “wider” rather than “deeper” nd Cache He Mengurangi frekuensi dari akses memori ra Page 71 / 355 Mengubah DRAM interface Ne More complex cache and cache on chip t Meningkatkan interconnection bandwidth http://www.hendra-jatnika.web.id High speed buses Hierarchy of buses Sumber dari Internet By http://www.intel.com/ Search for the Intel Museum He t Ne ra nd Page 72 / 355 http://www.ibm.com http://www.dec.com Charles Babbage Institute PowerPC Intel Developer Home http://www.hendra-jatnika.web.id Kesimpulan By Pentium Intel mampu mendominasi pasaran dan secara teknologi menggunakan rancangan CISC (complex instruction set computers) dalam arsitekturnya. nd He t Ne ra Page 73 / 355 PowerPC merupakan kelompok komputer yang menerapkan teknologi RISC (reduced instruction set computers). http://www.hendra-jatnika.web.id Soal - Soal By Jelaskan struktur detail dari komputer IAS? He t Ne ra nd Page 74 / 355 Jelaskan metode untuk mengatasi perbedaan perkembangan antara Processor dengan komponen komputer lainnya? http://www.hendra-jatnika.web.id Jelaskan perbedaan utama teknologi CISC dan RIS? Pertemuan ke - 5 Struktur CPU By t Ne ra nd He Page 75 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Tujuan By Menjelaskan tentang komponen utama CPU dan Fungsi CPU nd He t Ne ra Page 76 / 355 Membahas struktur dan fungsi internal prosesor, organisasi ALU, control unit dan register http://www.hendra-jatnika.web.id Menjelaskan fungsi prosesor dalam menjalankan instruksi-instruksi mesin CPU By Central Processing Unit Merupakan komponen terpenting dari sistem komputer komponen pengolah data berdasarkan instruksi yang diberikan kepadanya Dalam mewujudkan fungsi dan tugasnya, CPU tersusun atas beberapa komponen t Ne ra nd He Page 77 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Komponen Utama CPU By Arithmetic and Logic Unit (ALU) t Ne ra Registers nd He Page 78 / 355 Control Unit http://www.hendra-jatnika.web.id CPU Interconnections Arithmetic and Logic Unit (ALU) By Bertugas membentuk fungsi – fungsi pengolahan data komputer. ALU sering disebut mesin bahasa (machine language) karena bagian ini mengerjakan instruksi – instruksi bahasa mesin yang diberikan padanya. Seperti istilahnya ALU terdiri dari dua bagian, yaitu unit arithmetika dan unit logika boolean, yang masing – masing memiliki spesifikasi tugas tersendiri. t Ne ra nd He Page 79 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Control Unit By Bertugas mengontrol operasi CPU dan secara keselurahan mengontrol komputer sehingga terjadi sinkronisasi kerja antar komponen dalam menjalankan fungsi – fungsi operasinya. Ne ra nd He Page 80 / 355 t Termasuk dalam tanggung jawab unit kontrol adalah mengambil instruksi – instruksi dari memori utama dan menentukan jenis instruksi tersebut. http://www.hendra-jatnika.web.id Registers By Media penyimpan internal CPU yang digunakan saat proses pengolahan data. nd He t Ne ra Page 81 / 355 Memori ini bersifat sementara, biasanya digunakan untuk menyimpan data saat diolah ataupun data untuk pengolahan selanjutnya. http://www.hendra-jatnika.web.id CPU Interconnections By Sistem koneksi dan bus yang menghubungkan komponen internal dan bus – bus eksternal CPU nd He t Ne ra Page 82 / 355 Komponen internal CPU yaitu ALU, unit kontrol dan register – register. http://www.hendra-jatnika.web.id Komponen eksternal CPU :sistem lainnya, seperti memori utama, piranti masukan/keluaran Komponen internal CPU By t Ne ra nd He Page 83 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Struktur detail internal CPU By t Ne ra nd He Page 84 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Fungsi CPU By Menjalankan program – program yang disimpan dalam memori utama dengan cara mengambil instruksi – instruksi, menguji instruksi tersebut dan mengeksekusinya satu persatu sesuai alur perintah. Pandangan paling sederhana proses eksekusi program adalah dengan mengambil pengolahan instruksi yang terdiri dari dua langkah, yaitu : operasi pembacaan instruksi (fetch) dan operasi pelaksanaan instruksi (execute) t Ne ra nd He Page 85 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Siklus instruksi By Terdiri dari siklus fetch dan siklus eksekusi t Ne ra nd He Page 86 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Siklus Fetch - Eksekusi By Pada setiap siklus instruksi, CPU awalnya akan membaca instruksi dari memori nd He t Ne ra Page 87 / 355 Terdapat register dalam CPU yang berfungsi mengawasi dan menghitung instruksi selanjutnya, yang disebut Program Counter (PC) http://www.hendra-jatnika.web.id PC akan menambah satu hitungannya setiap kali CPU membaca instruksi Siklus Fetch - Eksekusi By Instruksi – instruksi yang dibaca akan dibuat dalam register instruksi (IR). nd He t Ne ra Page 88 / 355 Instruksi – instruksi ini dalam bentuk kode – kode binner yang dapat diinterpretasikan oleh CPU kemudian dilakukan aksi yang diperlukan http://www.hendra-jatnika.web.id Aksi CPU By CPU – Memori, perpindahan data dari CPU ke memori dan sebaliknya. CPU –I/O, perpindahan data dari CPU ke modul I/O dan sebaliknya. Pengolahan Data, CPU membentuk sejumlah operasi aritmatika dan logika terhadap data. Kontrol, merupakan instruksi untuk pengontrolan fungsi atau kerja. Misalnya instruksi pengubahan urusan eksekusi. t Ne ra nd He Page 89 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Siklus Eksekusi By Instruction Addess Calculation (IAC), yaitu mengkalkulasi atau menentukan alamat instruksi berikutnya yang akan dieksekusi. Biasanya melibatkan penambahan bilangan tetap ke alamat instruksi sebelumnya. Misalnya, bila panjang setiap instruksi 16 bit padahal memori memiliki panjang 8 bit, maka tambahkan 2 ke alamat sebelumnya. Instruction Fetch (IF), yaitu membaca atau pengambil instruksi dari lokasi memorinya ke CPU. Instruction Operation Decoding (IOD), yaitu menganalisa instruksi untuk menentukan jenis operasi yang akan dibentuk dan operand yang akan digunakan. Operand Address Calculation (OAC), yaitu menentukan alamat operand, hal ini dilakukan apabila melibatkan referensi operand pada memori. Operand Fetch (OF), adalah mengambil operand dari memori atau dari modul I/O. Data Operation (DO), yaitu membentuk operasi yang diperintahkan dalam instruksi. Operand store (OS), yaitu menyimpan hasil eksekusi ke dalam memori t Ne ra nd He Page 90 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Diagram siklus instruksi By t Ne ra nd He Page 91 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Kesimpulan By t Ne ra nd He Page 92 / 355 1. Sejarah singkat komputer dimulai dari Tabung Vakum, Transistor, IC dan VLSI. 2. Kinerja sebuah sistem komputer merupakan hasil proses dari seluruh komponen komputer, yang melibatkan CPU, memori utama, memori sekunder, bus, peripheral. 3. Pentium Intel mampu mendominasi pasaran dan secara teknologi menggunakan rancangan CISC (complex instruction set computers) dalam arsitekturnya. 4. PowerPC merupakan kelompok komputer yang menerapkan teknologi RISC (reduced instruction set computers). http://www.hendra-jatnika.web.id Pertemuan ke - 6 Struktur CPU By t Ne ra nd He Page 93 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Tujuan By Menjelaskan tentang komponen utama CPU dan Fungsi CPU nd He t Ne ra Page 94 / 355 Membahas struktur dan fungsi internal prosesor, organisasi ALU, control unit dan register http://www.hendra-jatnika.web.id Menjelaskan fungsi prosesor dalam menjalankan instruksi-instruksi mesin CPU By Central Processing Unit Merupakan komponen terpenting dari sistem komputer komponen pengolah data berdasarkan instruksi yang diberikan kepadanya Dalam mewujudkan fungsi dan tugasnya, CPU tersusun atas beberapa komponen t Ne ra nd He Page 95 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Komponen Utama CPU By Arithmetic and Logic Unit (ALU) t Ne ra Registers nd He Page 96 / 355 Control Unit http://www.hendra-jatnika.web.id CPU Interconnections Fungsi Interupsi By Mekanisme penghentian atau pengalihan pengolahan instruksi dalam CPU kepada routine interupsi. ra nd He Page 97 / 355 t Ne Hampir semua modul (memori dan I/O) memiliki mekanisme yang dapat menginterupsi kerja CPU. http://www.hendra-jatnika.web.id Tujuan Interupsi By Secara umum untuk menejemen pengeksekusian routine instruksi agar efektif dan efisien antar CPU dan modul – modul I/O maupun memori. ra nd He Page 98 / 355 t Ne Setiap komponen komputer dapat menjalankan tugasnya secara bersamaan, tetapi kendali terletak pada CPU disamping itu kecepatan eksekusi masing – masing modul berbeda. http://www.hendra-jatnika.web.id Dapat sebagai sinkronisasi kerja antar modul Kelas sinyal interupsi By Program, yaitu interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi pada hasil eksekusi program. Contohnya: arimatika overflow, pembagian nol, oparasi ilegal. Timer, adalah interupsi yang dibangkitkan pewaktuan dalam prosesor. Sinyal ini memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsi tertentu secara reguler. I/O, sinyal interupsi yang dibangkitkan oleh modul I/O sehubungan pemberitahuan kondisi error dan penyelesaian suatu operasi. Hardware failure, adalah interupsi yang dibangkitkan oleh kegagalan daya atau kesalahan paritas memori. t Ne ra nd He Page 99 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Proses Interupsi By Dengan adanya mekanisme interupsi, prosesor dapat digunakan untuk mengeksekusi instruksi – instruksi lain. ra nd He Page 100 / 355 t Ne Saat suatu modul telah selesai menjalankan tugasnya dan siap menerima tugas berikutnya maka modul ini akan mengirimkan permintaan interupsi ke prosesor http://www.hendra-jatnika.web.id Proses Interupsi By Kemudian prosesor akan menghentikan eksekusi yang dijalankannya untuk menghandel routine interupsi. Setelah program interupsi selesai maka prosesor akan melanjutkan eksekusi programnya kembali. Saat sinyal interupsi diterima prosesor ada dua kemungkinan tindakan, yaitu interupsi diterima/ditangguhkan dan interupsi ditolak t Ne ra nd He Page 101 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Interupsi Ditangguhkan By Apa yang dilakukan Prosessor ? He t Ne ra nd Page 102 / 355 Prosesor menangguhkan eksekusi program yang dijalankan dan menyimpan konteksnya. Tindakan ini adalah menyimpan alamat instruksi berikutnya yang akan dieksekusi dan data lain yang relevan. http://www.hendra-jatnika.web.id Prosesor menyetel program counter (PC) ke alamat awal routine interrupt handler. Siklus eksekusi oleh prosesor dengan adanya fungsi interupsi By t Ne ra nd He Page 103 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Sistem operasi kompleks By Interupsi ganda (multiple interrupt). t Ne ra nd He Page 104 / 355 Misalnya suatu komputer akan menerima permintaan interupsi saat proses pencetakan dengan printer selesai, disamping itu dimungkinkan dari saluran komunikasi akan mengirimkan permintaan interupsi setiap kali data tiba. http://www.hendra-jatnika.web.id Dapat diambil dua buah pendekatan untuk menangani interupsi ganda ini Pendekatan Interupsi ganda By Ada 2 Pendekatan : nd sekuensial He Menolak atau tidak mengizinkan interupsi lain saat suatu interupsi ditangani prosesor. Setelah prosesor selesai menangani suatu interupsi maka interupsi lain baru di tangani. t Ne ra Page 105 / 355 Pendekatan ini disebut pengolahan interupsi berurutan / Interrupt handler mengizinkan interupsi berprioritas lebih tinggi ditangani terlebih dahulu http://www.hendra-jatnika.web.id Pengolahan interupsi bersarang yaitu mendefinisikan prioritas bagi interupsi Multiple Interrupts - Sequential By t Ne ra nd He Page 106 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Multiple Interrupts - Nested By t Ne ra nd He Page 107 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Contoh Kasus By Suatu sistem memiliki tiga perangkat I/O: printer, disk, dan saluran komunikasi, masing – masing prioritasnya 2, 4 dan 5. Bagaimana proses interupsinya ? t Ne ra nd He Page 108 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Contoh Kasus By Pada awal sistem melakukan pencetakan dengan printer, saat itu terdapat pengiriman data pada saluran komunikasi sehingga modul komunikasi meminta interupsi. Proses selanjutnya adalah pengalihan eksekusi interupsi mudul komunikasi, sedangkan interupsi printer ditangguhkan. Saat pengeksekusian modul komunikasi terjadi interupsi disk, namun karena prioritasnya lebih rendah maka interupsi disk ditangguhkan. Setelah interupsi modul komunikasi selesai akan dilanjutkan interupsi yang memiliki prioritas lebih tinggi, yaitu disk. Bila interupsi disk selesai dilanjutkan eksekusi interupsi printer. Selanjutnya dilanjutkan eksekusi program utama t Ne ra nd He Page 109 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Kesimpulan By t Ne ra nd He Page 110 / 355 1. Sejarah singkat komputer dimulai dari Tabung Vakum, Transistor, IC dan VLSI. 2. Kinerja sebuah sistem komputer merupakan hasil proses dari seluruh komponen komputer, yang melibatkan CPU, memori utama, memori sekunder, bus, peripheral. 3. Pentium Intel mampu mendominasi pasaran dan secara teknologi menggunakan rancangan CISC (complex instruction set computers) dalam arsitekturnya. 4. PowerPC merupakan kelompok komputer yang menerapkan teknologi RISC (reduced instruction set computers). http://www.hendra-jatnika.web.id Soal-soal By 1. Jelaskan struktur detail dari komputer IAS? He t Ne ra nd Page 111 / 355 2. Jelaskan metode untuk mengatasi perbedaan perkembangan antara Processor dengan komponen komputer lainnya? http://www.hendra-jatnika.web.id 3. Jelaskan perbedaan utama teknologi CISC dan RIS? Pertemuan ke – 7 Memori By t Ne ra nd He Page 112 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Tujuan By 1. Menjelaskan tentang memori utama komputer 2. Menjelaskan tipe dari memori, waktu dan pengontrolan 3. Menjelaskan pembetulan kesalahan 4. Menjelaskan cache memori termasuk didalamnya adalah fungsi pemetaan t Ne ra nd He Page 113 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Memori ? By 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 t Ne ra nd He Page 114 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Memori Internal dan External By Memori internal adalah memori yang dapat diakses langsung oleh prosesor He Ne ra nd Page 115 / 355 register yang terdapat di dalam prosesor, cache memori dan memori utama berada di luar prosesor. t Memori eksternal adalah memori yang diakses prosesor melalui piranti I/O http://www.hendra-jatnika.web.id disket dan hardisk. Operasi Sel Memori By Elemen dasar memori He t Ne ra nd Page 116 / 355 Sel memori memiliki sifat – sifat tertentu http://www.hendra-jatnika.web.id Sifat Sel Memori By Sel memori memiliki dua keadaan stabil (atau semi-stabil), yang dapat digunakan untuk merepresentasikan bilangan biner 1 atau 0. ra nd He Page 117 / 355 t Ne Sel memori mempunyai kemampuan untuk ditulisi (sedikitnya satu kali). http://www.hendra-jatnika.web.id Sel memori mempunyai kemampuan untuk dibaca. Terminal fungsi sel memori By t Ne ra nd He Page 118 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Karakteristik Sistem Memori By t Ne ra nd He Page 119 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Lokasi Memori By Register t Ne ra nd He Page 120 / 355 berada di dalam chip prosesor Diakses langsung oleh prosesor dalam menjalankan operasinya. Register digunakan sebagai memori sementara dalam perhitungan maupun pengolahan data dalam prosesor http://www.hendra-jatnika.web.id Lokasi Memori By Memori internal t Ne ra nd He Page 121 / 355 Berada diluar chip prosesor Mengaksesannya langsung oleh prosesor. Dibedakan menjadi memori utama dan cache memori http://www.hendra-jatnika.web.id Lokasi Memori By Memori eksternal t Ne ra nd He Page 122 / 355 Diakses oleh prosesor melalui piranti I/O Dapat berupa disk maupun pita. http://www.hendra-jatnika.web.id Kapasitas Memori By Kapasitas memori internal maupun eksternal biasanya dinyatakan dalam mentuk byte nd He Panjang word umumnya 8, 16, 32 bit. t Ne ra Page 123 / 355 (1 byte = 8 bit) atau word. http://www.hendra-jatnika.web.id Memori eksternal biasanya lebih besar kapasitasnya daripada memori internal, hal ini disebabkan karena teknologi dan sifat penggunaannya yang berbeda Satuan Transfer By Memori internal t Ne ra nd He Page 124 / 355 Satuan transfer sama dengan jumlah saluran data yang masuk ke dan keluar dari modul memori. Jumlah saluran ini sering kali sama dengan panjang word, tapi dimungkinkan juga tidak sama http://www.hendra-jatnika.web.id Konsep Satuan Transfer By Word, merupakan satuan “alami” organisasi memori. Ukuran word biasanya sama dengan jumlah bit yang digunakan untuk representasi bilangan dan panjang instruksi. Addressable units, pada sejumlah sistem, adressable units adalah word. Namun terdapat sistem dengan pengalamatan pada tingkatan byte. Pada semua kasus hubungan antara panjang A suatu alamat dan jumlah N adressable unit adalah 2A =N. Unit of tranfer, adalah jumlah bit yang dibaca atau dituliskan ke dalam memori pada suatu saat. Pada memori eksternal, tranfer data biasanya lebih besar dari suatu word, yang disebut dengan block. t Ne ra nd He Page 125 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Metode Akses(1) By Sequential access t Ne ra nd He Page 126 / 355 Memori diorganisasi menjadi unit – unit data yang disebut record. Akses harus dibuat dalam bentuk urutan linier yang spesifik. Informasi pengalamatan yang disimpan dipakai untuk memisahkan record – record dan untuk membantu proses pencarian. Terdapat shared read/write mechanism untuk penulisan/pembacaan memorinya. Pita magnetik merupakan memori yang menggunakan metode sequential access. http://www.hendra-jatnika.web.id Metode Akses(2) By Direct access t Ne ra nd He Page 127 / 355 Sama sequential access terdapat shared read/write mechanism. Setiap blok dan record memiliki alamat unik berdasarkan lokasi fisiknya. Akses dilakukan langsung pada alamat memori. Disk adalah memori direct access http://www.hendra-jatnika.web.id Metode Akses(3) By Random access t Ne ra nd He Page 128 / 355 Setiap lokasi memori dipilih secara random dan diakses serta dialamati secara langsung. Contohnya adalah memori utama http://www.hendra-jatnika.web.id Metode Akses(4) By Associative access t Ne ra nd He Page 129 / 355 Jenis random akses yang memungkinkan pembandingan lokasi bit yang diinginkan untuk pencocokan. Data dicari berdasarkan isinya bukan alamatnya dalam memori. Contoh memori ini adalah cache memori http://www.hendra-jatnika.web.id Parameter utama unjuk kerja(1) By Access time t Ne ra nd He Page 130 / 355 Bagi random access memory, waktu akses adalah waktu yang dibutuhkan untuk melakukan operasi baca atau tulis. Memori non-random akses merupakan waktu yang dibutuhkan dalam melakukan mekanisme baca atau tulis pada lokasi tertentu http://www.hendra-jatnika.web.id Parameter utama unjuk kerja(2) By Memory cycle time t Ne ra nd He Page 131 / 355 Konsep ini digunakan pada random access memory Terdiri dari access time ditambah dengan waktu yang diperlukan transient agar hilang pada saluran sinyal http://www.hendra-jatnika.web.id Parameter utama unjuk kerja(3) By Transfer rate ra nd He Page 132 / 355 Kecepatan data transfer ke unit memori atau dari unit memori. 1.Random access memory sama dengan 1/(cycle time). 2. Non-random access memory dengan perumusan : t Ne TN = TA + (N/R) R = kecepatan transfer dalam bit per detik (bps) http://www.hendra-jatnika.web.id TN = waktu rata – rata untuk membaca atau menulis N bit TA = waktu akses rata – rata N = jumlah bit Fisik By Media penyimpanan volatile dan non-volatile Ne ra nd He Page 133 / 355 Volatile memory, informasi akan hilang apabila daya listriknya dimatikan Non-volatile memory tidak hilang walau daya listriknya hilang. Memori permukaan magnetik adalah contoh no-nvolatile memory, sedangkan semikonduktor ada yang volatile dan nonvolatile. t Media erasable dan nonerasable. http://www.hendra-jatnika.web.id Ada jenis memori semikonduktor yang tidak bisa dihapus kecuali dengan menghancurkan unit storage-nya, memori ini dikenal dengan ROM (Read Only Memory). Keandalan Memori By t Ne ra nd He Page 134 / 355 Berapa banyak ? Berapa cepat? Berapa mahal? http://www.hendra-jatnika.web.id Keandalan Memori By Berapa banyak ? nd Berapa cepat ? He Memori harus mempu mengikuti kecepatan CPU sehingga terjadi sinkronisasi kerja antar CPU dan memori tanpa adanya waktu tunggu karena komponen lain belum selesai prosesnya. Berapa mahal ? t Ne ra Page 135 / 355 Sesuatu yang sulit dijawab, karena berapapun kapasitas memori tentu aplikasi akan menggunakannya. http://www.hendra-jatnika.web.id Relatif. Bagi produsen selalu mencari harga produksi paling murah tanpa mengorbankan kualitasnya untuk memiliki daya saing di pasaran Hubungan harga, kapasitas dan waktu akses By Semakin kecil waktu akses, semakin besar harga per bitnya Semakin besar kapasitas, semakin kecil harga per bitnya Semakin besar kapasitas, semakin besar waktu aksesnya t Ne ra nd He Page 136 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Problem ? By Kapasitas memori yang besar karena harga per bit yang murah namun hal itu dibatasi oleh teknologi dalam memperoleh waktu akses yang cepat t Ne ra nd He Page 137 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Hirarki Memori By Menurunnya hirarki mengakibatkan : t Ne ra nd He Page 138 / 355 Penurunan harga/bit Peningkatan kapasitas Peningkatan waktu akses Penurunan frekuensi akses memori oleh CPU Secara keseluruhan sistem komputer akan tetap cepat namun kebutuhan kapasitas memori besar terpenuhi http://www.hendra-jatnika.web.id Kunci keberhasilan hirarki ini pada penurunan frekuensi aksesnya Semakin lambat memori maka keperluan CPU untuk mengaksesnya semakin sedikit Hirarki Memori By t Ne ra nd He Page 139 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Tabel spesifikasi memori By t Ne ra nd He Page 140 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Satuan Memori By Satuan pokok memori adalah digit biner, yang disebut bit. nd He Ne ra Page 141 / 355 Bit dapat berisi sebuah angka 0 atau 1. t Memori juga dinyatakan dalam byte http://www.hendra-jatnika.web.id 1 byte = 8 bit Kumpulan byte dinyatakan dalam word. Panjang word yang umum adalah 8, 16, dan 32 bit. Tabel Tingkatan Satuan Memori By t Ne ra nd He Page 142 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Memori Utama By Pada komputer lama, bentuk umum random access memory untuk memori utama adalah sebuah piringan ferromagnetik berlubang yang dikenal sebagai core, istilah yang tetap dipertahankan hingga saat ini. t Ne ra nd He Page 143 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Jenis Memori Random Akses By Random akses, yaitu data secara langsung diakses melalui logik pengalamatan wired-in Ne ra nd He Page 144 / 355 Dimungkinkannya pembacaan dan penulisan data ke memori secara cepat dan mudah Volatile RAM menyimpan data sementara RAM dinamik disusun oleh sel – sel yang menyimpan data sebagai muatan listrik pada kapasitor t ⌧Kapasitor memiliki kecenderungan alami untuk mengosongkan muatan, maka RAM dinamik memerlukan pengisian muatan listrik secara periodik untuk memelihara penyimpanan data ⌧Biasanya untuk operasi data besar ⌧Menyimpan data selama ada daya listriknya ⌧Lebih cepat dibanding RAM dinamik http://www.hendra-jatnika.web.id RAM statik, nilai biner disimpan dengan menggunakan konfigurasi gate logika flipflop tradisional ROM By Read Only Memory Sangat berbeda dengan RAM Data Permanen, tidak bisa diubah nd He t Ne ra Page 145 / 355 Keuntungannya untuk data yang permanen Kerugiaannya apabila ada kesalahan data atau adanya perubahan data sehingga perlu penyisipan – penyisipan http://www.hendra-jatnika.web.id PROM By Programmable ROM non-volatile Tiga macam jenis t Ne ra nd He Page 146 / 355 EPROM EEPROM flash memory http://www.hendra-jatnika.web.id EEPROM memory By electrically erasable programmable read only He t Ne ra nd Page 147 / 355 memori yang dapat ditulisi kapan saja tanpa menghapus isi sebelumnya. EEPROM menggabungkan kelebihan non-volatile dengan fleksibilitas dapat di-update http://www.hendra-jatnika.web.id Kesimpulan By Satuan pokok memori adalah digit biner, yang disebut bit. Suatu bit dapat berisi sebuah angka 0 atau 1. Ini adalah satuan yang paling sederhana. Memori juga dinyatakan dalam byte (1 byte = 8 bit). Kumpulan byte dinyatakan dalam word. Panjang word yang umum adalah 8, 16, dan 32 bit Tipe – tipe memori semikonduktor: RAM, ROM, PROM, EPROM, Flas Memory, EEPROM. t Ne ra nd He Page 148 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Pertemuan ke – 9 Memori By t Ne ra nd He Page 149 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Tujuan By 1. Menjelaskan tentang memori utama komputer 2. Menjelaskan tipe dari memori, waktu dan pengontrolan 3. Menjelaskan pembetulan kesalahan 4. Menjelaskan cache memori termasuk didalamnya adalah fungsi pemetaan t Ne ra nd He Page 150 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Pengemasan (Packging) Packging) By t Ne ra nd He Page 151 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Pengemasan (Packging) Packging) By Gambar (a) Gambar (b) t Ne ra nd He Page 152 / 355 EPROM yang merupakan keping 8 Mbit yang diorganisasi sebagai 1Mx8. Organisasi dianggap sebagai kemasan satu word per keping. Kemasan terdiri dari 32 pin, yang merupakan salah satu ukuran kemasan keping standar http://www.hendra-jatnika.web.id Keping 16 Mbit yang diorganisasikan sebagai 4M x 4. Terdapat sejumlah perbedaan dengan keping ROM, karena ada operasi tulis maka pin – pin data merupakan input/output yang dikendalikan oleh WE (write enable) dan OE (output enable). Pengemasan (Packging) Packging) By Alamat word yang sedang diakses. Untuk 1M word, diperlukan sejumlah 20 buah (220 = 1M). Data yang akan dibaca, terdiri dari 8 saluran (D0 –D7) Catu daya keping adalah Vcc Pin grounding Vss Pin chip enable (CE). Karena mungkin terdapat lebih dari satu keping memori yang terhubung pada bus yang sama maka pin CE digunakan untuk mengindikasikan valid atau tidaknya pin ini. Pin CE diaktifkan oleh logik yang terhubung dengan bit berorde tinggi bus alamat ( diatas A19) Tegangan program (Vpp). t Ne ra nd He Page 153 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Pengemasan (Packging) Packging) By t Ne ra nd He Page 154 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Koreksi Error By Dalam melaksanakan fungsi penyimpanan, memori semikonduktor dimungkinkan mengalami kesalahan. Kesalahan berat yang biasanya merupakan kerusakan fisik memori Kesalahan ringan yang berhubungan data yang disimpan. Kesalahan ringan dapat dikoreksi kembali. Koreksi kesalahan data yang disimpan diperlukan dua mekanisme t Ne ra nd He Page 155 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Mekanisme pendeteksian kesalahan Mekanisme perbaikan kesalahan Kode Hamming By Diciptakan Richard Hamming di Bell Lab 1950 Mekanisme pendeteksian kesalahan dengan menambahkan data word (D) dengan suatu kode, biasanya bit cek paritas (C). Data yang disimpan memiliki panjang D + C. Kesalahan diketahui dengan menganalisa data dan bit paritas tersebut t Ne ra nd He Page 156 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Kode Hamming By t Ne ra nd He Page 157 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Kode Hamming By # Data Bits # Bit Paritas SEC 4 5 16 5 6 32 6 7 64 7 128 8 9 512 9 10 t Ne ra nd Page 158 / 355 8 He # Bit Paritas DEC http://www.hendra-jatnika.web.id Penambahan bit cek paritas untuk koreksi kode Hamming 8 Kode Hamming By t Ne ra nd He Page 159 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Kode Hamming By Bit cek paritas ditempatkan dengan perumusan 2N dimana N = 0,1,2, ……, sedangkan bit data adalah sisanya. Kemudian dengan exclusive-OR dijumlahkan: nd He t Ne ra Page 160 / 355 C1 = D1 ⊕ D2 ⊕ D4 ⊕ D5 ⊕ D7 C2 = D1 ⊕ D3 ⊕ D4 ⊕ D6 ⊕ D7 C4 = D2 ⊕ D3 ⊕ D4 ⊕ D8 C8 = D5 ⊕ D6 ⊕ D7 ⊕ D8 http://www.hendra-jatnika.web.id Setiap cek bit (C) beroperasi pada setiap posisi bit data yang nomor posisinya berisi bilangan 1 pada kolomnya Kode Hamming By masukkan data : 00111001 kemudian ganti bit data ke 3 dari 0 menjadi 1 sebagai error-nya. nd He t Ne ra Page 161 / 355 Bagaimanakah cara mendapatkan bit data ke 3 sebagai bit yang terdapat error? http://www.hendra-jatnika.web.id Kode Hamming By Jawab : Masukkan data pada perumusan cek bit paritas : C1 = 1 ⊕ 0 ⊕ 1 ⊕ 1 ⊕ 0 =1 C2 = 1 ⊕ 0 ⊕ 1 ⊕ 1 ⊕ 0 =1 C4 = 0 ⊕ 0 ⊕ 1 ⊕ 0 = 1 C8 = 1 ⊕ 1 ⊕ 0 ⊕ 0 = 0 Sekarang bit 3 mengalami kesalahan data menjadi: 00111101 C1 = 1 ⊕ 0 ⊕ 1 ⊕ 1 ⊕ 0 =1 C2 = 1 ⊕ 1 ⊕ 1 ⊕ 1 ⊕ 0 =0 C4 = 0 ⊕ 1 ⊕ 1 ⊕ 0 =0 C8 = 1 ⊕ 1 ⊕ 0 ⊕ 0 =0 t Ne ra nd He Page 162 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Kode Hamming By Apabila bit – bit cek dibandingkan antara yang lama dan baru maka terbentuk syndrom word : C8 C4 C2 C1 0 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 =6 t Ne ra nd He Page 163 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Sekarang kita lihat posisi bit ke-6 adalah data ke-3. Kode Hamming By Mekanisme koreksi kesalahan akan meningkatkan realibitas bagi memori Menambah kompleksitas pengolahan data. Menambah kapasitas memori karena adanya penambahan bit – bit cek paritas. Memori akan lebih besar beberapa persen atau dengan kata lain kapasitas penyimpanan akan berkurang karena beberapa lokasi digunakan untuk mekanisme koreksi kesalahan t Ne ra nd He Page 164 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Cache Memori By Mempercepat kerja memori sehingga mendekati kecepatan prosesor. Memori utama lebih besar kapasitasnya namun lambat operasinya, sedangkan cache memori berukuran kecil namun lebih cepat. Cache memori berisi salinan memori utama t Ne ra nd He Page 165 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Cache Memori By t Ne ra nd He Page 166 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Ukuran cache memori adalah kecil, semakin besar kapasitasnya maka akan memperlambat proses operasi cache memori itu sendiri, disamping harga cache memori yang sangat mahal Organisasi Cache Memori By t Ne ra nd He Page 167 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Elemen Cache Memori Unsur - ra nd Mapping - He Page 168 / 355 Ukuran blok By Kapasitas Macam Ne 1. Direct Mapping 2. Assosiative Mapping 3. Set Assosiative Mapping Algoritma pengganti 1. 2. 3. 4. Write Policy 1. Write Througth 2. Write Back 3. Write Once Jumlah Cache 1. Singe atau dua level 2. Unified atau split t Least recently used (LRU) First in first out (FIFO) Least frequently used (LFU) Random http://www.hendra-jatnika.web.id Kapasitas Cache By AMD mengeluarkan prosesor K5 dan K6 dengan cache yang besar (1MB), kinerjanya tidak bagus Intel mengeluarkan prosesor tanpa cache untuk alasan harga yang murah, yaitu seri Intel Celeron pada tahun 1998-an, kinerjanya sangat buruk terutama untuk operasi data besar, floating point, 3D Sejumlah penelitian telah menganjurkan bahwa ukuran cache antara 1KB dan 512KB akan lebih optimum [STA96] t Ne ra nd He Page 169 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Ukuran Blok Cache By Hubungan antara ukuran blok dan hit ratio sangat rumit untuk dirumuskan, tergantung pada karakteristik lokalitas programnya dan tidak terdapat nilai optimum yang pasti telah ditemukan. Ukuran antara 4 hingga 8 satuan yang dapat dialamati (word atau byte) cukup beralasan untuk mendekati nilai optimum [STA96] t Ne ra nd He Page 170 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Pemetaan (Cache) By Cache mempunyai kapasitas yang kecil dibandingkan memori utama. Aturan blok – blok mana yang diletakkan dalam cache. Terdapat tiga metode, yaitu pemetaan langsung, pemetaan asosiatif, dan pemetaan asosiatif set t Ne ra nd He Page 171 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Pemetaan Langsung By Teknik paling sederhana, yaitu teknik ini memetakan blok memori utama hanya ke sebuah saluran cache saja t Ne ra nd He Page 172 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Pemetaan Langsung By i = j modulus m dan m = 2r dimana : i = nomer saluran cache j = nomer blok memori utama m = jumlah saluran yang terdapat dalam cache t Ne ra nd He Page 173 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Pemetaan Langsung 0 0,m, . . . . .,2S - m He 1, (m+1), . . . . . ,2S – (m+1) t Ne ra nd Page 174 / 355 1 Blok – blok memori utama By Saluran cache (m-1), (2m-1), . . . . . ,2S - 1 http://www.hendra-jatnika.web.id m-1 Pemetaan Langsung By t Ne ra nd He Page 175 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Pemetaan Assosiatif By Mengatasi kekurangan pemetaan langsung Tiap blok memori utama dapat dimuat ke sembarang saluran cache. Alamat memori utama diinterpretasikan dalam field tag dan field word oleh kontrol logika cache. Tag secara unik mengidentifikasi sebuah blok memori utama Mekanisme untuk mengetahui suatu blok dalam cache dengan memeriksa setiap tag saluran cache oleh kontrol logika cache. Fleksibilitas dalam penggantian blok baru yang ditempatkan dalam cache Kelebihan : Algoritma penggantian dirancang untuk memaksimalkan hit ratio, yang pada pemetaan langsung terdapat kelemahan Kekurangan : kompleksitas rangkaian sehingga mahal secara ekonomi t Ne ra nd He Page 176 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Pemetaan Assosiatif By t Ne ra nd He Page 177 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Pemetaan Assosiatif Set By Menggabungkan kelebihan yang ada pada pemetaan langsung dan pemetaan asosiatif. Memori cache dibagi dalam bentuk set–set. Alamat memori utama diinterpretasikan dalam tiga field, yaitu: field tag, field set, field word. Setiap blok memori utama dapat dimuat dalam sembarang saluran cache. Cache dibagi dalam v buah set, yang masing –masing terdiri dari k saluran m=vxk i = j modulus v dan v = 2d dimana : i = nomer set cache j = nomer blok memori utama m = jumlah saluran pada cache t Ne ra nd He Page 178 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Pemetaan Assosiatif Set (Organisasi cache dengan pemetaan asosiatif set ) By t Ne ra nd He Page 179 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Pemetaan Assosiatif Set (Contoh pemetaan asosiatif set ) By t Ne ra nd He Page 180 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Algorithma Penggantian By Suatu mekanisme pergantian blok–blok dalam memori cache yang lama dengan data baru Pemetaan langsung tidak memerlukan algoritma ini Pemetaan asosiatif dan asosiatif set, berperanan penting meningkatkan kinerja cache memori t Ne ra nd He Page 181 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Algorithma Penggantian By Algoritma Least Recently Used (LRU), yaitu mengganti blok data yang terlama berada dalam cache dan tidak memiliki referensi. (EFEKTIF) Algoritma First In First Out (FIFO), yaitu mengganti blok data yang awal masuk Algorithma Least Frequently Used (LFU) adalah mengganti blok data yang mempunyai referensi paling sedikit. Algoritma Random, yaitu penggantian tidak berdasakan pemakaian datanya, melainkan berdasar slot dari beberapa slot kandidat secara acak t Ne ra nd He Page 182 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Write Policy – Mengapa ? By Apabila suatu data telah diletakkan pada cache maka sebelum ada penggantian harus dicek apakah data tersebut telah mengalami perubahan. Apabila telah berubah maka data pada memori utama harus di-update. Masalah penulisan ini sangat kompleks, apalagi memori utama dapat diakses langsung oleh modul I/O, yang memungkinkan data pada memori utama berubah, lalu bagaimana dengan data yang telah dikirim pada cache? Tentunya perbedaan ini menjadikan data tidak valid t Ne ra nd He Page 183 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Write Policy –”write through” By Operasi penulisan melibatkan data pada memori utama dan sekaligus pada cache memori sehingga data selalu valid. Kekurangan teknik ini adalah ra nd He Page 184 / 355 t Ne Lalu lintas data ke memori utama dan cache sangat tinggi Mengurangi kinerja sistem, bisa terjadi hang http://www.hendra-jatnika.web.id Write Policy –”write back “ By Teknik meminimasi penulisan dengan cara penulisan pada cache saja. Pada saat akan terjadi penggantian blok data cache maka baru diadakan penulisan pada memori utama. Masalah : manakala data di memori utama belum di-update telah diakses modul I/O sehingga data di memori utama tidak valid t Ne ra nd He Page 185 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Write PolicyPolicy-Multi cache By Multi cache untuk multi prosesor Masalah yang lebih kompleks. Masalah validasi data tidak hanya antara cache dan memori utama Antar cache harus diperhatikan Ne ra nd He Page 186 / 355 Heuristik : t Bus Watching with Write Through Hardware Transparency Non Cacheable Memory http://www.hendra-jatnika.web.id Cache : dalam chip By Cache Internal t Cache tingkat 2 (L2) : diluar chip Ne Cache Eksternal ra nd He Page 187 / 355 Tidak memerlukan bus eksternal Waktu aksesnya akan cepat sekali http://www.hendra-jatnika.web.id Cache By Cache data Cache instruksi yang disebut unified cache nd He ra Page 188 / 355 Keuntungan unified cache : t Ne ⌧Hit rate yang tinggi karena telah dibedakan antara informasi data dan informasi instruksi ⌧Hanya sebuah cache saja yang perlu dirancang dan diimplementasikan http://www.hendra-jatnika.web.id Cache By split cache Ne ra nd He Page 189 / 355 Mesin–mesin superscalar seperti Pentium dan PowerPC Menekankan pada paralel proses dan perkiraan – perkiraan eksekusi yang akan terjadi. t Kelebihan utama split cache http://www.hendra-jatnika.web.id Mengurangi persaingan antara prosesor instruksi dan unit eksekusi untuk mendapatkan cache, hal ini sangat utama bagi perancangan prosesor–prosesor pipelining Kesimpulan By Memori adalah bagian dari komputer tempat program program dan data – data disimpan Elemen dasar memori adalah sel memori. Sel memori dipresentasikan dengan bilangan biner 1 atau 0. Sel memori mempunyai kemampuan untuk ditulisi dan dibaca. Untuk mempelajari sistem memori secara keseluruhan, harus mengetahui karakteristik – karakteristik kuncinya yaitu: Lokasi, Kapasitas, Satuan Transfer, Metode Akses, Kinerja, Tipe Fisik dan Karakteristik Fisik. Untuk memperoleh keandalan sistem ada tiga pertanyaan yang diajukan: Berapa banyak ? Berapa cepat? Berapa mahal? t Ne ra nd He Page 190 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Kesimpulan By Dalam melaksanakan fungsi penyimpanan, memori semikonduktor dimungkinkan mengalami kesalahan. Untuk mengadakan koreksi kesalahan data yang disimpan diperlukan dua mekanisme, yaitu mekanisme pendeteksian kesalahan dan mekanisme perbaikan kesalahan Cache memori difungsikan mempercepat kerja memori sehingga mendekati kecepatan prosesor. t Ne ra nd He Page 191 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Soal-Soal t Ne ra nd He Page 192 / 355 Buatlah konfigurasi yang menggambarkan prosesor empat buah ROM 1K x 8-bit dan bus yang berisi 12 saluran alamat dan 8 saluran data. Tambahkan blok logic chip select yang memilih salah satu dari keempat modul ROM untuk masing2 alamat 4K. Jelaskan fungsi utama dari memori dan karakteristiknya. Jelaskan tipe dari memori, waktu dan pengontrolanna. Buatlah seuah kode SEC untuk word data 16-bt. Turunkan kode untuk word data 0101000000111001. Buktikan bahwa kode akan mengidentifikasi dengan benar sebuah error pada data bit 4. Cache assoiatif set terdiri dari 64 saluran, atau slot-slot yang terbagi menjadi set-set 4 slot. Memori utama berisi 4K blok masing-masing terdiri 128 word. Jelaskan format alamat-alamat memori utama By http://www.hendra-jatnika.web.id By Pertemuan ke - 10 Peralatan Penyimpanan Data t Ne ra nd He Page 193 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Tujuan By Menjelaskan peralatan penyimpanan data diluar memori utama dan CPU Menjelaskan Magnetik Disk Menjelaskan RAID Menjelaskan Optical Disk Menjelaskan Pita Magnetik t Ne ra nd He Page 194 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Faktor-Faktor By Kebutuhan akan memori utama saja tidak mencukupi maka diperlukan peralatan tambahan untuk menyimpan data yang lebih besar dan dapat dibawa kemana-mana. Ne ra nd He Page 195 / 355 t Semakin besarnya peralatan penyimpanan maka dengan sendirinya akan mempengaruhi waktu pemrosesan data. http://www.hendra-jatnika.web.id Peralatan Penyimpanan Data t Ne http://www.hendra-jatnika.web.id Pita Magnetik ra CDROM CD-R CD-RW DVD nd RAID Optical Disk He Page 196 / 355 Floppy Disk IDE Disk SCSI Disk By Magnetik Disk Magnetik Disk By Disk adalah piringan bundar yang terbuat dari bahan tertentu (logam atau plastik) dengan permukaan dilapisi bahan yang dapat di magnetisasi. Mekanisme baca/tulis menggunakan kepala baca atau tulis yang disebut head, merupakan komparan pengkonduksi (conducting coil). Desain fisiknya, head bersifat stasioner sedangkan piringan disk berputar sesuai kontrolnya Dua metode layout data pada disk, yaitu constant angular velocity dan multiple ra nd He Page 197 / 355 zoned recording t Ne Disk diorganisasi dalam bentuk cincin – cincin konsentris yang disebut track Tiap track pada disk dipisahkan oleh gap(gap: mencegah atau mengurangi kesalahan pembacaan maupun penulisan yang disebabkan melesetnya head atau karena interferensi medan magnet) Sejumlah bit yang sama akan menempati track – track yang tersedia Semakin ke dalam disk maka kerapatan (density) disk akan bertambah besar Data dikirim ke memori ini dalam bentuk blok, umumnya blok lebih kecil kapasitasnya daripada track Blok – blok data disimpan dalam disk yang berukuran blok, yang disebut sector Track biasanya terisi beberapa sector, umumnya 10 hingga 100 sector tiap tracknya http://www.hendra-jatnika.web.id Layout dan Pembacaan By BACA dan TULIS ? He t Ne ra nd Page 198 / 355 Head harus bisa mengidentifikasi titik awal atau posisi – posisi sector maupun track Data yang disimpan akan diberi header data tambahan yang menginformasikan letak sector dan track suatu data http://www.hendra-jatnika.web.id Tambahan header data ini hanya digunakan oleh sistem disk drive saja tanpa bisa diakses oleh pengguna Format data pada track disk By t Ne ra nd He Page 199 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Field ID merupakan header data yang digunakan disk drive menemukan letak sector dan tracknya. Byte SYNCH adalah pola bit yang menandakan awal field data Karakteristik Magnetik Disk By Karakteristik Macam Gerakan head 1. Nonremovable disk 2. Removable disk ra Sides nd He Page 200 / 355 Portabilitas disk 1. Fixed head (satu per track) 2. Movable head (satu per surface) t Ne 1. Single-sided 2. Double-sided 1. Single-platter 2. Multiple-platter Mekanisme head 1. Contact (floppy) 2. Fixed gap 3. Aerodynamic gap (Winchester) http://www.hendra-jatnika.web.id Platters Gerakan Head By t Ne ra nd He Page 201 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Pada head tetap setiap track memiliki kepala head sendiri, sedangkan pada head bergerak, satu kepala head digunakan untuk beberapa track dalam satu muka disk. Pada head bergerak adalah lengan head bergerak menuju track yang diinginkan berdasarkan perintah dari disk drive-nya Portabilitas disk By Disk yang tetap (non-removable disk) Disk yang dapat dipindah (removable disk). nd He t Ne ra Page 202 / 355 Keuntungan disk yang dapat dipindah atau diganti – ganti adalah tidak terbatas dengan kapasitas disk dan lebih fleksibel http://www.hendra-jatnika.web.id Sides/Sisi dan Platters/Piringan By Sides : satu sisi disk (single sides) Dua muka disk (double sides) ra nd He Page 203 / 355 t Ne Platters : Satu piringan (single platter) Banyak piringan (multiple platter). http://www.hendra-jatnika.web.id Mekanisme head By Head yang menyentuh disk (contact) seperti pada floppy disk, head yang mempunyai celah utara tetap maupun yang tidak tetap tergantung medan magnetnya. Celah atau jarak head dengan disk tergantung kepadatan datanya, semakin padat datanya dibutuhkan jarak head yang semakin dekat, namun semakin dekat head maka faktor resikonya semakin besar, yaitu terjadinya kesalahan baca. nd He t Ne ra Page 204 / 355 Teknologi Winchester dari IBM mengantisipasi masalah celah head diatas dengan model head aerodinamik. Head berbentuk lembaran timah yang berada dipermukaan disk apabila tidak bergerak, seiring perputaran disk maka disk akan mengangkat headnya. http://www.hendra-jatnika.web.id Istilah Winchester dikenalkan IBM pada model disk 3340-nya. Model ini merupakan removable disk pack dengan head yang dibungkus di dalam pack. Sekarang istilah Winchester digunakan oleh sembarang disk drive yang dibungkus pack dan memakai rancangan head aerodinamis Disk piringan banyak (multiple platters disk) By t Ne ra nd He Page 205 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Floppy Disk By t Ne ra nd He Page 206 / 355 Karakteristik disket adalah head menyentuh permukaan disk saat membaca ataupun menulis. Efeknya Disket tidak tahan lama dan sering rusak. Maka dibuat mekanisme penarikan head dan menghentikan rotasi disk ketika head tidak melakukan operasi baca dan tulis. Efeknya Namun akibatnya waktu akses disket cukup lama http://www.hendra-jatnika.web.id Karekteristik berbagai macam disket LD 3,5” HD 3,5” Ukuran (inchies) 5,25 5,25 3,5 3,5 Kapasitas (byte) 360K 1,2 M 720K 1,44 M Tracks 40 80 80 80 Sectors/track 9 15 9 18 Heads 2 2 2 2 Rotasi/min 300 500 300 300 Data rate (kbps) 250 500 250 500 Tipe flexible flexible rigid rigid t Ne ra nd http://www.hendra-jatnika.web.id HD 5,25” He LD 5,25” By Page 207 / 355 Parameter IDE Disk (Harddisk (Harddisk) Harddisk) By Saat IBM menggembangkan PC XT, menggunakan sebuah hardisk Seagate 10 MB untuk menyimpan program maupun data. Harddisk ini memiliki 4 head, 306 silinder dan 17 sektor per track, dicontrol oleh pengontrol disk Xebec pada sebuah kartu plug-in. Teknologi yang berkembang pesat menjadikan pengontrol disk yang sebelumnya terpisah menjadi satu paket terintegrasi, diawali dengan teknologi drive IDE (Integrated Drive Electronics) pada tengah tahun 1980. Teknologi saat itu IDE hanya mampu menangani disk berkapasitas maksimal 528 MB dan mengontrol 2 disk. IDE berkembang menjadi EIDE (Extended Integrated Drive Electronics) mampu menangani harddisk lebih dari 528 MB dan mendukung pengalamatan LBA (Logical Block Addressing), yaitu metode pangalamatan yang hanya memberi nomer pada sektor – sektor mulai dari 0 hingga maksimal 224-1. Metode ini mengharuskan pengontrol mampu mengkonversi alamat – alamat LBA menjadi alamat head, sektor dan silinder. Peningkatan kinerja lainnya adalah kecepatan tranfer yang lebih tinggi, mampu mengontrol 4 disk, mampu mengontrol drive CD-ROM t Ne ra nd He Page 208 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id SCSI Disk (Harddisk (Harddisk) Harddisk) By Disk SCSI (Small Computer System Interface) mirip dengan IDE dalam organisasi pengalamatannya. Perbedaan pada piranti antarmukanya yang mampu mentransfer data dalam kecepatan tinggi. Kecepatan transfernya tinggi, merupakan standar bagi komputer UNIX dari Sun Microsystem, HP, SGI, Machintos, Intel terutama komputer – komputer server jaringan, dan vendor–vendor lainnya SCSI sebenarnya lebih dari sekedar piranti antarmuka harddisk. SCSI adalah sebuah bus karena mampu sebagai pengontrol hingga 7 peralatan seperti: harddisk, CD ROM, rekorder CD, scanner dan peralatan lainnya. Masing–masing peralatan memiliki ID unik sebagai media pengenalan oleh SCSI t Ne ra nd He Page 209 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Versi disk SCSI Bus MHz MB/det 8 5 5 Fast SCSI 8 He 10 10 Wide Fast SCSI 16 10 20 Ultra SCSI 8 20 20 Wide Ultra SCSI 16 20 40 Ultra-2 SCSI 8 40 40 Wide Ultra-2 SCSI 16 40 80 SCSI-1 t Ne ra nd Page 210 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Data bits By Nama Kesimpulan By Kebutuhan akan memori utama saja tidak mencukupi maka diperlukan peralatan tambahan untuk menyimpan data yang lebih besar dan dapat dibawa kemana-mana. Disk adalah piringan bundar yang terbuat dari bahan tertentu (logam atau plastik) dengan permukaan dilapisi bahan yang dapat di magnetisasi. Dengan berkembangnya komputer pribadi maka diperlukan media untuk mendistribusikan software maupun pertukaran data. Solusinya ditemukannya disket atau floppy disk. t Ne ra nd He Page 211 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Soal-Soal By Jelaskan peralatan penyimpanan data diluar memori utama dan CPU? Jelaskan karakteristik magnetic Disk? Berapakah kecepatan transfer unit pita magnetic 9 trak yang memiliki kecepatan 120 inci per detik dan yang memiliki kerapatan pita 1600 bit linear per inci. t Ne ra nd He Page 212 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id By Pertemuan ke – 11 Peralatan Penyimpanan Data t Ne ra nd He Page 213 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Tujuan By Menjelaskan peralatan penyimpanan data diluar memori utama dan CPU Menjelaskan Magnetik Disk Menjelaskan RAID Menjelaskan Optical Disk Menjelaskan Pita Magnetik t Ne ra nd He Page 214 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Faktor-Faktor By Kebutuhan akan memori utama saja tidak mencukupi maka diperlukan peralatan tambahan untuk menyimpan data yang lebih besar dan dapat dibawa kemana-mana. Ne ra nd He Page 215 / 355 t Semakin besarnya peralatan penyimpanan maka dengan sendirinya akan mempengaruhi waktu pemrosesan data. http://www.hendra-jatnika.web.id Peralatan Penyimpanan Data t Ne http://www.hendra-jatnika.web.id Pita Magnetik ra CDROM CD-R CD-RW DVD nd RAID Optical Disk He Page 216 / 355 Floppy Disk IDE Disk SCSI Disk By Magnetik Disk RAID By RAID (Redundancy Array of Independent Disk) merupakan organisasi disk memori yang mampu menangani beberapa disk dengan sistem akses paralel dan redudansi ditambahkan untuk meningkatkan reliabilitas. Kerja paralel menghasilkan resultan kecepatan disk yang lebih cepat. Teknologi database sangat penting dalam model disk ini karena pengontrol disk harus mendistribusikan data pada sejumlah disk dan juga membacaan kembali t Ne ra nd He Page 217 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id RAID Karakteristik umum disk RAID By Ne ra nd He Page 218 / 355 RAID adalah sekumpulan disk drive yang dianggap sebagai sistem tunggal disk. Data didistribusikan ke drive fisik array. Kapasitas redudant disk digunakan untuk menyimpan informasi paritas, yang menjamin recoveribility data ketika terjadi masalah atau kegagalan disk t RAID merupakan salah satu jawaban masalah kesenjangan kecepatan disk memori dengan CPU dengan cara menggantikan disk berkapasitas besar dengan sejumlah disk–disk berkapasitas kecil dan mendistribusikan data pada disk–disk tersebut sedemikian rupa sehingga nantinya dapat dibaca kembali http://www.hendra-jatnika.web.id RAID tingkat 0 By Sebenarnya bukan RAID ra nd He Page 219 / 355 karena tidak menggunakan redundansi dalam meningkatkan kinerjanya. Data didistribusikan pada seluruh disk secara array merupakan keuntungan daripada menggunakan satu disk berkapasitas besar. t Ne RAID – 0 menjadi model data strip pada disk dengan suatu management tertentu hingga data sistem data dianggap tersimpan pada suatu disk logik. Mekanisme tranfer data dalam satu sektor sekaligus sehingga hanya baik untuk menangani tranfer data besar http://www.hendra-jatnika.web.id RAID tingkat 1 By Redundansi diperoleh dengan cara menduplikasi seluruh data pada disk mirror-nya. Seperti RAID – 0, RAID - 1 juga menggunakan teknologi stripping Perbedaan adalah dalam tingkat 1 setiap strip logik dipetakkan ke dua disk yang secara logika terpisah sehingga setiap disk pada array akan memiliki mirror disk yang berisi data sama. RAID – 1 mahal. RAID – 1 peningkatan kinerja sekitar dua kali lipat dibandingkan RAID – 0 pada operasi baca, namun untuk operasi tulis tidak secara signifikan terjadi peningkatan. Cocok digunakan untuk menangani data yang sering mengalami kegagalan dalam proses pembacaan. RAID – 1 masih bekerja berdasarkan sektor – sektornya Keuntungan RAID – 1 : t Ne ra nd He Page 220 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Permintaan pembacaan dapat dilayani oleh salah satu disk karena terdapat dua disk berisi data sama, tergantung waktu akses yang tercepat. Permintaan penyimpanan atau penulisan dilakukan pada 2 disk secara paralel. Terdapat back-up data, yaitu dalam disk mirror-nya. RAID tingkat 2 By RAID – 2 mengganakan teknik akses paralel untuk semua disk Seluruh disk berpartisipasi dan mengeksekusi setiap permintaan sehingga terdapat mekanisme sinkronisasi perputaran disk dan headnya Teknologi stripping digunakan dalam tingkat ini, hanya stripnya berukuran kecil, sering kali dalam ukuran word atau byte Koreksi kesalahan menggunakan sistem bit paritas dengan kode Hamming t Ne ra nd He Page 221 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id RAID tingkat 3 By Diorganisasikan mirip dengan RAID – 2 Perbedaannya pada RAID – 3 hanya membutuhkan disk redudant tunggal, tidak tergantung jumlah array disknya Bit paritas dikomputasikan untuk setiap data word dan ditulis pada disk paritas khusus Saat terjadi kegagalan drive, data disusun kembali dari sisa data yang masih baik dan dari informasi paritasnya Menggunakan akses paralel dengan data didistribusikan dalam bentuk strip – strip kecil Kinerjanya menghasilkan transfer berkecepatan tinggi, namun hanya dapat mengeksekusi sebuah permintaan I/O saja sehingga kalau digunakan pada lingkungan transaksi data tinggi terjadi penurunan kinerja t Ne ra nd He Page 222 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id RAID tingkat 4 By Menggunakan teknik akses yang independen untuk setiap disknya sehingga permintaan baca atau tulis dilayani secara paralel RAID ini cocok untuk menangani sistem dengan kelajuan tranfer data yang tinggi Tidak memerlukan sinkronisasi disk karena setiap disknya beroperasi secara independen. Stripping data dalam ukuran yang besar. Strip paritas bit per bit dihitung ke seluruh strip yang berkaitan pada setiap disk data Paritas disimpan pada disk paritas khusus Saat operasi penulisan, array management software tidak hanya meng-update data tetapi juga paritas yang terkait Keuntungannya dengan disk paritas yang khusus menjadikan keamanan data lebih terjamin, namun dengan disk paritas yang terpisah akan memperlambat kinerjanya t Ne ra nd He Page 223 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id RAID tingkat 5 By Mempunyai kemiripan dengan RAID – 4 dalam organisasinya Perbedaannya adalah strip – strip paritas didistribusikan pada seluruh disk. Untuk keamanan, strip paritas suatu disk disimpan pada disk lainnya. RAID – 5 perbaikan dari RAID – 4 dalam hal peningkatan kinerjanya. Disk ini biasanya digunakan dalam server jaringan t Ne ra nd He Page 224 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id RAID tingkat 6 By Merupakan teknologi RAID terbaru. Menggunakan metode penghitungan dua paritas untuk alasan keakuratan dan antisipasi terhadap koreksi kesalahan. Seperti halnya RAID – 5, paritas tersimpan pada disk lainnya. Memiliki kecepatan transfer yang tinggi t Ne ra nd He Page 225 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Optical Disk By 1980,Philips&Sony mengembangkan CD (Compact Disk). Detail teknis produk ini dipublikasikan dalam international standard resmi pada tahun 1983 yang populer disebut red book. CD merupakan disk yang tidak dapat dihapus, mampu menyimpan memori kurang lebih 60 menit informasi audio pada salah satu sisinya. CD yang mampu menyimpan data dalam jumlah yang besar, menjadikannya media penyimpan yang fleksibel digunakan di berbagai peralatan seperti komputer, kamera video, MP3 player, dan lain-lain t Ne ra nd He Page 226 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Optical Disk Compact Disk Recordables. Merupakan CD untuk penggunaan khusus, biasanya untuk master CD dan photo CD. Lapisan reflektif terbuat dari emas sehingga berwarna kuning. Kapasitas sama dengan CD lainnya t Ne Digital Video Rewritables. Merupakan generasi CD yang dapat ditulis berulang kali namun belum populer saat ini karena masih relatif mahal Digital Vesatile Disk. Salah satu jenis CD yang memiliki pit data lebih kecil, spiral data yang lebih rapat sehingga kapasitasnya sangat besar, bisa mencapai 4,7GB untuk sisi tunggal dan berlapis tunggal.Laser optis yang digunakan adalah laser merah yang berukuran lebih kecil dari CD biasa. Kualitas yang dihasilkan juga lebih baik dari CD model lain http://www.hendra-jatnika.web.id DVD menyimpan data komputer. Sistem standar menggunakan disk 12 cm yang dapat menampung lebih dari 550 Mbyte ra CD-RW Compact Disk Read-Only Memory. Disk yang tidak dapat dihapus untuk nd CD-R informasi audio yang telah didigitasi. Sistem standar menggunakan disk 12 cm yang dapat merekam lebih dari 60 menit waktu putar tanpa terhenti. He Page 227 / 355 CDROM Compact Disk. Suatu disk yang tidak dapat dihapus yang menyimpan By CD CD ROM(Compact Disk – Read Only Memory) By Dikenalkan pertama kali oleh Phillips dan Sony tahun 1984 dalam publikasinya, yang dikenal dengan Yellow Book Perbedaan utama dengan CD adalah CD ROM player lebih kasar dan memiliki perangkat pengoreksi kesalahan, untuk menjamin keakuratan tranfer data ke komputer. Secara fisik keduanya dibuat dengan cara yang sama, yaitu terbuat dari resin, contohnya polycarbonate, dan dilapisi dengan permukaan yang sangat reflektif seperti aluminium. Penulisan dengan cara membuat lubang mikroskopik sebagai representasi data dengan laser berintensitas tinggi. Pembacaan menggunakan laser berintensitas rendah untuk menterjemahkan lubang mikroskopik ke dalam bentuk data yang dapat dikenali komputer. Saat mengenai lubang miskrokopik, intensitas sinar laser akan berubah – ubah. Perubahan intensitas ini dideteksi oleh fotosensor dan dikonversi dalam bentuk sinyal digital t Ne ra nd He Page 228 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id CD ROM(Compact Disk – Read Only Memory) By t Ne ra nd Page 229 / 355 He Saat disk membaca data dibagian dekat pusat disk diperlukan putaran rendah karena padatnya informasi data, sedangkan apabila data berada di bagian luar disk diperlukan kecepatan yang lebih tinggi Metode mengatasai masalah kecepatan : Sistem constant angular velocity (CAV), yaitu bit – bit informasi direkam dengan kerapatan yang bervariasi sehingga didapatkan putaran disk yang sama. Metode ini biasa diterapkan dalam disk magnetik, kelemahannya adalah kapasitas disk menjadi berkurang. Sistem constant linier velocity (CLV), yaitu dalam mengantisipasi kerapatan data pada disk dengan menyesuaikan kecepatan putaran disk yang dikontrol oleh disk drive-nya. http://www.hendra-jatnika.web.id Layout CLV CD ROM(Compact Disk – Read Only Memory) By Data pada CD-ROM diorganisasikan sebagai sebuah rangkaian blokblok Format ini terdiri dari field-field : Sync : Field sync mengidentifikasikan awal sebuah blok. Field ini terdiri dari sebuah byte yang seluruhnya nol, 10 byte yang seluruhnya satu, dan sebuah byte akhir yang seluruhnya nol. Header : Header terdiri dari alamat blok dan byte mode. Mode nol menandakan suatu field data blanko; mode satu menandakan penggunaan kode error-correcting dan 2048 byte data; mode dua menandakan 2336 byte data pengguna tanpa kode error-correcting. Data : Data pengguna Auxiliary : Data pengguna tambahan dalam mode dua. Pada mode satu, data ini merupakan kode error-correcting 288 byte. t Ne ra nd He Page 230 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id CD ROM(Compact Disk – Read Only Memory) By Sistem file CD-ROM yang standar, di High Sierras (perbatasan California – Nevada) dikenal dengan sebutan High Sierra (IS 9660). Standar ini meliputi 3 level. Level 1 diantaranya berisi : nd He t Ne ra Page 231 / 355 Nama – nama file maksimum 8 karakter, yang secara opsional diikuti dengan nama ekstensi maksimal 3 karakter. (Menyesuaikan sistem operasi MS-DOS. Untuk level 2 mencapai 32 karakter. Nama – nama file hanya dapat memuat huruf – huruf besar, digit, dan karakter tambahan tertentu saja. Direktori dapat dibuat hingga mencapai 8 tingkat tanpa memuat karakter ekstensi. http://www.hendra-jatnika.web.id CD ROM(Compact Disk – Read Only Memory) By t Ne ra nd He Page 232 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Format blok CD-ROM CD – R (Compact Disk Recordables) By Secara fisik CD-R merupakan CD polikarbonat kosong berdiameter 120 mm sama seperti CD ROM. Perbedaannya adanya alur – alur untuk mengarahkan laser saat penulisan. Awalnya CD-R dilapisi emas sebagai media refleksinya. Permukaan reflektif pada lapisan emas tidak memiliki depresi atau lekukan – lekukan fisik seperti halnya pada lapisan aluminium sehingga harus dibuat tiruan lekukan antara pit dan land-nya. Caranya dengan menambahkan lapisan pewarna di antara pilikarbonat dan lapisan emas. Jenis pewarna yang sering digunakan adalah cyanine yang berwarna hijau dan pthalocynine yang berwarna oranye kekuningkuningan. Pewarna ini sama seperti yang digunakan dalam film fotografi sehingga menjadikan Kodak dan Fuji produsen utama CD-R t Ne ra nd He Page 233 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id CD – R (Compact Disk Recordables) By Sebelum digunakan pewarna bersifat transparan sehingga sinar laser berdaya tinggi dapat menembus sampai ke lapisan emas saat proses penulisan. Saat sinar laser mengenai titik pewarna, sinar ini memanaskannya sehingga pewarna terurai melepaskan ikatan kimianya membentuk suatu noda. Noda – noda inilah sebagai representasi data yang nantinya dapat dikenali oleh foto-detektor apabila disinari dengan laser berdaya rendah saat proses pembacaan. Seperti halnya jenis CD lainnya, CD-R dipublikasikan dalam buku tersendiri yang memuat spisifikasi teknisnya yang dikenal dengan Orange Book. Buku ini dipublikasikan tahun 1989. Terdapat format pengembangan, yaitu ditemukannya seri CD-ROM XA yang memungkinkan penulisan CD-R secara inkremental sehingga menambah fleksibilitas produk ini. CD_ROM XA memiliki multitrack dan setiap track memiliki VOTC (volume table of content) tersendiri. Berbeda dengan model CD-ROM sebelumnya yang hanya memiliki VOTC tunggal pada permulaan saja. t Ne ra nd He Page 234 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id CD – RW (Compact Disk Rewritables) By Jenis CD ini memungkinkan penulisan berulang kali sehingga jenis ini memiliki nilai kompetitif dibandingkan jenis lain. Karena proses penulisan berulang kali maka secara fisik berbeda dengan CD-R. CD-RW tidak menggunakan lapisan pewarna, namun menggunakan logam paduan antara perak, indium, antimon dan tellurium. CD-RW drive menggunakan laser dalam 3 daya berbeda. nd He t Ne ra Page 235 / 355 Laser berdaya tinggi bertugas melelehkan paduan logam untuk mengubah kondisi stabil kritalin reflektivitas tinggi menjadi kondisi stabil amorf reflektivitas rendah agar menyerupai sebiah pit. Laser berdaya sedang menjadikan logam paduan meleleh dan berubah menjadi kondisi kristalin alamiah sebagai representasi land. Laser berdaya rendah digunakan dalam proses pembacaan saja. http://www.hendra-jatnika.web.id Saat ini CD-RW belum mampu menggeser penggunaan CD-R karena disamping harganya masih relatif mahal dibandingkan CD-R, juga karena CD-R yang tidak dapat dihapus merupakan backup data terbaik saat ini. DVD (Digital Versatile Disk, awalnya Digital Video Disk) By Pengembangan CD untuk memenuhi kebutuhan pasar dalam penyimpanan memori besar Desain DVD sama dengan CD biasa, terbuat dari polikarbonat 1,2 mm yang berisi pit dan land, disinari dioda laser dan dibaca oleh foto-detektor DVD lebih besar kapasitasnya, yaitu untuk sisi tunggal dan berlapis tunggal 4,7 GB, sedangkan untuk berlapis ganda ataupun bersisi ganda akan lebih besar lagi Hal yang baru : t Ne ra nd He Page 236 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Pit – pit lebih kecil (0,4 mikron, atau setengahnya CD biasa) Spiral lebih rapat (0,74 mikron, sedangkan pada CD biasa 1,6 mikron) Menggunakan teknologi laser merah dengan ukuran 0,65 mikron, sedangkan pada CD biasa 0,78 mikron. DVD (Digital Versatile Disk, awalnya Digital Video Disk) By Tranfer data pada DVD drive sekitar 1,4 MB/det, sedangkan CD biasa hanya 150 KB/det. Kecepatan, teknologi laser yang berbeda menimbulkan sedikit masalah untuk kompatibilitas dengan teknologi CD maupun CDROM. Akan tetapi, saat ini beberapa produsen telah mengantisipasi dengan diada laser ganda ataupun teknologi lain yang memungkinkan saling kompatibel. nd He tunggal dengan lapisan tunggal (kapasitas 4,7 GB) tunggal dengan lapisan ganda (kapasitas 8,5 GB) ganda dengan lapisan tunggal (kapasitas 9,4 GB) ganda dengan lapisan ganda (kapasitas 17 GB) t Bersisi Bersisi Bersisi Bersisi Ne ra Page 237 / 355 Saat ini berkembang 4 format DVD, yaitu : http://www.hendra-jatnika.web.id Piringan berlapis ganda memiliki satu lapisan reflektif pada bagian bawah, yang ditutup dengan lapisan semireflektif. Lapisan bawah memiliki pit dan land yang lebih lebar agar akurat dalam pembacaan sehingga lapisan bawah berkapasitas lebih kecil daripada lapisan atasnya. Pada piringan bersisi ganda dibuat dengan melekatkan dua sisi disk. Pita Magnetik By Sistem pita magnetik menggunakan teknik pembacaan dan penulisan yang identik dengan sistem disk magnetik Medium pita magnetik berbentuk track – track paralel, sistem pita lama berjumlah 9 buah track sehingga memungkinkan penyimpanan satu byte sekali simpan dengan satu bit paritas pada track sisanya. Sistem pita baru menggunakan 18 atau 36 track sebagai penyesuaian terhadap lebar word dalam format digital Seperti pada disk, pita magnetik dibaca dan ditulisi dalam bentuk blok – blok yang bersambungan (kontinyu) yang disebut physical record. Blok – blok tersebut dipisahkan oleh gap yang disebut t Ne ra nd He Page 238 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id inter-record gap Pita Magnetik By t Ne ra nd He Page 239 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Format fisik pita magnetik Pita Magnetik By Head pita magnetik merupakan perangkat sequential access. Head harus menyesuaikan letak record yang akan dibaca ataupun akan ditulisi. Apabila head berada di tempat lebih atas dari record yang diinginkan maka pita perlu dimundurkan dahulu, baru dilakukan pembacaan dengan arah maju. Sangat berbeda pada teknologi disk yang menggunakan teknik direct access. Kecepatan putaran pita magnetik adalah rendah sehingga transfer data menjadi lambat. Pita magnetik mulai ditinggalkan digantikan oleh jenis – jenis produk CD t Ne ra nd He Page 240 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Kesimpulan By RAID (Redundancy Array of Independent Disk) merupakan organisasi disk memori yang mampu menangani beberapa disk dengan sistem akses paralel dan redudansi ditambahkan untuk meningkatkan reliabilitas. Produk – produk opitical disk diataranya: CD, CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD Sistem pita magnetik menggunakan teknik pembacaan dan penulisan yang identik dengan sistem disk magnetik. t Ne ra nd He Page 241 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Soal-Soal By Asumsi sebuah konfigurasi 10 drive RAID. Isi matrik dibawah ini yang membandingkan bermacam-macam tingkat RAID: Tingkat RAID 3 Masing-masing parameter dinormalisasikan ke tingkat RAID dan memberikan kinerja terbaik. Kepadatan penampungan berkaitan dengan bagian penampung disk yang bisa digunakan untuk data pengguna. Kinerja bandwidth menggambarkan kecepatan data dapat transfer keluar array. Kinerja transaksi kinerja mengukur jumlah operasi I/O per detik suatu array dapat dibentuk. http://www.hendra-jatnika.web.id t 5 Ne 4 ra 2 Kinerja Transaksi nd 1 Kinerja Bandwidth He Page 242 / 355 0 Kepadatan Penampung By t Ne ra nd He Page 243 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id By t Ne ra nd He Page 244 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Pertemuan ke - 12 Unit Masukan dan Keluaran By t Ne ra nd He Page 245 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Tujuan By Menjelaskan system komputer unit masukkan/keluaran Menjelaskan prinsip dan teknik unit masukkan/keluaran Menjelaskan peralatan luar (External device) t Ne ra nd He Page 246 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Sistem komputer By Tiga komponen utama : t Ne ra nd He Page 247 / 355 CPU, Memori (primer dan sekunder) Peralatan masukan/keluaran (I/O devices) seperti printer, monitor, keyboard, mouse, dan modem http://www.hendra-jatnika.web.id Modul I/O By Merupakan peralatan antarmuka (interface) bagi sistem bus atau switch sentral dan mengontrol satu atau lebih perangkat peripheral. ra nd He Page 248 / 355 t Ne Tidak hanya sekedar modul penghubung, tetapi sebuah piranti yang berisi logika dalam melakukan fungsi komunikasi antara peripheral dan bus komputer http://www.hendra-jatnika.web.id Modul I/O By Piranti tidak tidak langsung dihubungkan dengan bus sistem komputer , Mengapa ? He Ne ra nd Page 249 / 355 Bervariasinya metode operasi piranti peripheral, sehingga tidak praktis apabila sistem komputer harus menangani berbagai macam sisem operasi piranti peripheral tersebut. t Kecepatan transfer data piranti peripheral umumnya lebih lambat dari pada laju transfer data pada CPU maupun memori. http://www.hendra-jatnika.web.id Format data dan panjang data pada piranti peripheral seringkali berbeda dengan CPU, sehingga perlu modul untuk menselaraskannya Modul I/O By Dua fungsi utama : He t Ne ra nd Page 250 / 355 Sebagai piranti antarmuka ke CPU dan memori melalui bus sistem. http://www.hendra-jatnika.web.id Sebagai piranti antarmuka dengan peralatan peripheral lainnya dengan menggunakan link data tertentu Sistem Masukan & Keluaran Komputer By Bagaimana modul I/O dapat menjalankan tugasnya ? nd He t Ne ra Page 251 / 355 Inti mempelajari sistem I/O suatu komputer ? http://www.hendra-jatnika.web.id Sistem Masukan & Keluaran Komputer By Menjembatani CPU dan memori dengan dunia luar merupakan hal yang terpenting untuk kita ketahui ra nd He Page 252 / 355 t Ne Mengetahui fungsi dan struktur modul I/O http://www.hendra-jatnika.web.id Model generik dari suatu modul I/O By t Ne ra nd He Page 253 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Modul I/O By Modul I/O adalah suatu komponen dalam sistem komputer t Ne ra nd He Page 254 / 355 Bertanggung jawab atas pengontrolan sebuah perangkat luar atau lebih Bertanggung jawab pula dalam pertukaran data antara perangkat luar tersebut dengan memori utama ataupun dengan register – register CPU. Antarmuka dengan perangkat eksternalnya untuk menjalankan fungsi – fungsi pengontrolan http://www.hendra-jatnika.web.id Antarmuka internal dengan komputer (CPU dan memori utama) Fungsi Modul I/O By t Ne ra nd He Page 255 / 355 Kontrol dan pewaktuan. Komunikasi CPU. Komunikasi perangkat eksternal. Pem-buffer-an data. Deteksi kesalahan http://www.hendra-jatnika.web.id Kontrol dan Pewaktuan By Fungsi kontrol dan pewaktuan (control & timing) merupakan hal yang penting untuk mensinkronkan kerja masing – masing komponen penyusun komputer. Dalam sekali waktu CPU berkomunikasi dengan satu atau lebih perangkat dengan pola tidak menentu dan kecepatan transfer komunikasi data yang beragam, baik dengan perangkat internal seperti register – register, memori utama, memori sekunder, perangkat peripheral. Proses tersebut bisa berjalan apabila ada fungsi kontrol dan pewaktuan yang mengatur sistem secara keseluruhan Transfer data tidak akan lepas dari penggunaan sistem bus, maka interaksi CPU dan modul I/O akan melibatkan kontrol dan pewaktuan sebuah arbitrasi bus atau lebih t Ne ra nd He Page 256 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Langkah-langkah pemindahan data dari peripheral ke CPU melalui sebuah modul I/O By Permintaan dan pemeriksaan status perangkat dari CPU ke modul I/O. Modul I/O memberi jawaban atas permintaan CPU. Apabila perangkat eksternal telah siap untuk transfer data, maka CPU akan mengirimkan perintah ke modul I/O. Modul I/O akan menerima paket data dengan panjang tertentu dari peripheral. Selanjutnya data dikirim ke CPU setelah diadakan sinkronisasi panjang data dan kecepatan transfer oleh modul I/O sehingga paket – paket data dapat diterima CPU dengan baik t Ne ra nd He Page 257 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Proses fungsi komunikasi antara CPU dan modul I/O By Command Decoding, yaitu modul I/O menerima perintah – perintah dari CPU yang dikirimkan sebagai sinyal bagi bus kontrol. Misalnya, sebuah modul I/O untuk disk dapat menerima perintah: Read sector, Scan record ID, Format disk. Data, pertukaran data antara CPU dan modul I/O melalui bus data. Status Reporting, yaitu pelaporan kondisi status modul I/O maupun perangkat peripheral, umumnya berupa status kondisi Busy atau Ready. Juga status bermacam – macam kondisi kesalahan (error). Address Recognition, bahwa peralatan atau komponen penyusun komputer dapat dihubungi atau dipanggil maka harus memiliki alamat yang unik, begitu pula pada perangkat peripheral, sehingga setiap modul I/O harus mengetahui alamat peripheral yang dikontrolnya t Ne ra nd He Page 258 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Skema suatu perangkat peripheral By t Ne ra nd He Page 259 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Buffering By Tujuan utama adalah mendapatkan penyesuaian data sehubungan perbedaan laju transfer data dari perangkat peripheral dengan kecepatan pengolahan pada CPU. Ne ra nd He Page 260 / 355 t Laju transfer data dari perangkat peripheral lebih lambat dari kecepatan CPU maupun media penyimpan http://www.hendra-jatnika.web.id Deteksi Kesalahan By Bila perangkat peripheral terdapat masalah sehingga proses tidak dapat dijalankan, maka modul I/O akan melaporkan kesalahan tersebut. nd He t Ne ra Page 261 / 355 Misal informasi kesalahan pada peripheral printer seperti: kertas tergulung, pinta habis, kertas habis. http://www.hendra-jatnika.web.id Teknik yang umum untuk deteksi kesalahan adalah penggunaan bit paritas Struktur Modul I/O By Berbagai macam modul I/O seiring perkembangan komputer. He Ne ra nd Page 262 / 355 Intel 8255A yang sering disebut PPI (Programmable Peripheral Interface). t Bagaimanapun kompleksitas suatu modul I/O, terdapat kemiripan struktur. http://www.hendra-jatnika.web.id Struktur Modul I/O By t Ne ra nd He Page 263 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Blok diagram struktur modul I/O Struktur Modul I/O By Antarmuka modul I/O ke CPU melalui bus sistem komputer terdapat tiga saluran Ne ra nd He Page 264 / 355 Saluran data Saluran alamat Saluran kontrol. t Bagian terpenting adalah blok logika I/O yang berhubungan dengan semua peralatan antarmuka peripheral, terdapat fungsi pengaturan dan switching pada blok ini http://www.hendra-jatnika.web.id I/O Terprogram By Data saling dipertukarkan antara CPU dan modul I/O. nd He Ne ra Page 265 / 355 CPU mengeksekusi program yang memberikan operasi I/O kepada CPU secara langsung t Pemindahan data Pengiriman perintah baca maupun tulis Monitoring perangkat http://www.hendra-jatnika.web.id I/O Terprogram By Kelemahan : CPU akan menunggu sampai operasi I/O selesai dilakukan modul I/O sehingga akan membuang waktu, CPU lebih cepat proses operasinya. Dalam teknik ini, modul I/O tidak dapat melakukan interupsi kepada CPU terhadap proses – proses yang diinteruksikan padanya. Seluruh proses merupakan tanggung jawab CPU sampai operasi lengkap dilaksanakan t Ne ra nd He Page 266 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Klasifikasi perintah I/O By 1. Perintah control. Perintah ini digunkan untuk mengaktivasi perangkat peripheral dan memberitahukan tugas yang diperintahkan padanya. 2. Perintah test. Perintah ini digunakan CPU untuk menguji berbagai kondisi status modul I/O dan peripheralnya. CPU perlu mengetahui perangkat peripheralnya dalam keadaan aktif dan siap digunakan, juga untuk mengetahui operasi – operasi I/O yang dijalankan serta mendeteksi kesalahannya. 3. Perintah read. Perintah pada modul I/O untuk mengambil suatu paket data kemudian menaruh dalam buffer internal. Proses selanjutnya paket data dikirim melalui bus data setelah terjadi sinkronisasi data maupun kecepatan transfernya. 4. Perintah write. Perintah ini kebalikan dari read. CPU memerintahkan modul I/O untuk mengambil data dari bus data untuk diberikan pada perangkat peripheral tujuan data tersebut. t Ne ra nd He Page 267 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id I/O terprogram By Implementasi perintah dalam instruksi I/O : t Ne ra Isolated I/O nd He Page 268 / 355 Memory-mapped I/O http://www.hendra-jatnika.web.id Memory-mapped I/O By Terdapat ruang tunggal untuk lokasi memori dan perangkat I/O. CPU memperlakukan register status dan register data modul I/O sebagai lokasi memori dan menggunakan instruksi mesin yang sama untuk mengakses baik memori maupun perangkat I/O. Konskuensinya adalah diperlukan saluran tunggal untuk pembacaan dan saluran tunggal untuk penulisan. Keuntungan memory-mapped I/O adalah efisien dalam pemrograman, namun memakan banyak ruang memori alamat t Ne ra nd He Page 269 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Isolated I/O By Dilakukan pemisahan ruang pengalamatan bagi memori dan ruang pengalamatan bagi I/O. Dengan teknik ini diperlukan bus yang dilengkapi dengan saluran pembacaan dan penulisan memori ditambah saluran perintah output. Keuntungan isolated I/O adalah sedikitnya instruksi I/O t Ne ra nd He Page 270 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Interrupt – Driven I/O By Proses tidak membuang – buang waktu Prosesnya : He t Ne ra nd Page 271 / 355 CPU mengeluarkan perintah I/O pada modul I/O, bersamaan perintah I/O dijalankan modul I/O maka CPU akan melakukan eksekusi perintah – perintah lainnya. Apabila modul I/O telah selesai menjalankan instruksi yang diberikan padanya akan melakukan interupsi pada CPU bahwa tugasnya telah selesai http://www.hendra-jatnika.web.id Interrupt – Driven I/O By Kendali perintah masih menjadi tanggung jawab CPU, baik pengambilan perintah dari memori maupun pelaksanaan isi perintah tersebut. ra nd He Page 272 / 355 t Ne Terdapat selangkah kemajuan dari teknik sebelumnya http://www.hendra-jatnika.web.id CPU melakukan multitasking beberapa perintah sekaligus Tidak ada waktu tunggu bagi CPU = Proses cepat Interrupt – Driven I/O By Cara kerja teknik interupsi di sisi modul I/O t Ne ra nd He Page 273 / 355 Modul I/O menerima perintah, misal read. Modul I/O melaksanakan perintah pembacaan dari peripheral dan meletakkan paket data ke register data modul I/O Modul mengeluarkan sinyal interupsi ke CPU melalui saluran kontrol. Modul menunggu datanya diminta CPU. Saat permintaan terjadi Modul meletakkan data pada bus data Modul siap menerima perintah selanjutnya http://www.hendra-jatnika.web.id Interrupt By Pengolahan interupsi saat perangkat I/O telah menyelesaikan sebuah operasi I/O : t Ne ra nd He Page 274 / 355 Perangkat I/O akan mengirimkan sinyal interupsi ke CPU. CPU menyelesaikan operasi yang sedang dijalankannya kemudian merespon interupsi. CPU memeriksa interupsi tersebut, kalau valid maka CPU akan mengirimkan sinyal acknowledgment ke perangkat I/O untuk menghentikan interupsinya. CPU mempersiapkan pengontrolan transfer ke routine interupsi. Hal yang dilakukan adalah menyimpan informasi yang diperlukan untuk melanjutkan operasi yang tadi dijalankan sebelum adanya interupsi. Informasi yang diperlukan berupa: Informasi tersebut kemudian disimpan dalam stack pengontrol sistem. http://www.hendra-jatnika.web.id ⌧Status prosesor, berisi register yang dipanggil PSW (program status word). ⌧Lokasi intruksi berikutnya yang akan dieksekusi. Interrupt By Pengolahan interupsi saat perangkat I/O telah menyelesaikan sebuah operasi I/O : t Ne ra nd He Page 275 / 355 CPU akan menyimpan PC (program counter) eksekusi sebelum interupsi ke stack pengontrol bersama informasi PSW. Mempersiapkan PC untuk penanganan interupsi. CPU memproses interupsi sempai selesai Bila pengolahan interupsi selasai, CPU akan memanggil kembali informasi yang telah disimpan pada stack pengontrol untuk meneruskan operasi sebelum interupsi . http://www.hendra-jatnika.web.id Interrupt By Teknik yang digunakan CPU dalam menangani program interupsi nd He t Ne Software poll. ra Page 276 / 355 Multiple Interrupt Lines. Arbitrasi bus http://www.hendra-jatnika.web.id Daisy Chain. Multiple Interrupt Lines By Teknik yang paling sederhana Menggunakan saluran interupsi berjumlah banyak Tidak praktis untuk menggunakan sejumlah saluran bus atau pin CPU ke seluruh saluran interupsi modul – modul I/O t Ne ra nd He Page 277 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Software poll By CPU mengetahui adanya sebuah interupsi, maka CPU akan menuju ke routine layanan interupsi yang tugasnya melakukan poll seluruh modul I/O untuk menentukan modul yang melakukan interupsi Kerugian software poll t Ne ra nd He Page 278 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id memerlukan waktu yang lama karena harus mengidentifikasi seluruh modul untuk mengetahui modul I/O yang melakukan interupsi Daisy chain By Teknik yang lebih efisien Menggunakan hardware poll Seluruh modul I/O tersambung dalam saluran interupsi CPU secara melingkar (chain) Apabila ada permintaan interupsi, maka CPU akan menjalankan sinyal acknowledge yang berjalan pada saluran interupsi sampai menjumpai modul I/O yang mengirimkan interupsi t Ne ra nd He Page 279 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Arbitrasi bus By Modul I/O memperoleh kontrol bus sebelum modul ini menggunakan saluran permintaan interupsi ra nd He Page 280 / 355 t Ne Hanya akan terdapat sebuah modul I/O yang dapat melakukan interupsi http://www.hendra-jatnika.web.id Pengontrol Interrupt Intel 8259A By Intel mengeluarkan chips 8259A Sebagai interrupt arbiter pada mikroprosesor Intel 8086 Manajemen interupsi modul - modul I/O Chips ini dapat diprogram untuk menentukan prioritas modul I/O yang lebih dulu ditangani CPU apabila ada permintaan interupsi yang bersamaan Mode – mode interupsi ? t Ne ra nd He Page 281 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Mode pada Interrupt Intel 8259A By Fully Nested Permintaan interupsi dengan prioritas mulai 0 (IR0) hingga 7(IR7). Rotating Bila sebuah modul telah dilayani interupsinya akan menempati prioritas terendah. Special Mask Prioritas diprogram untuk modul I/O tertentu secara spesial. t Ne ra nd He Page 282 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Pemakaian pengontrol interupsi 8559A pada 8086 By t Ne ra nd He Page 283 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Kesimpulan By 1. Modul I/O merupakan peralatan antarmuka (interface) bagi sistem bus atau switch sentral dan mengontrol satu atau lebih perangkat peripheral. 2. Modul I/O adalah suatu komponen dalam sistem komputer yang bertanggung jawab atas pengontrolan sebuah perangkat luar atau lebih dan bertanggung jawab pula dalam pertukaran data antara perangkat luar tersebut dengan memori utama ataupun dengan register – register CPU. t Ne ra nd He Page 284 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id SoalSoal-soal By 1. Jelaskan sistem komputer unit masukkan/keluaran? 2. Jelaskan prinsip dan teknik unit masukkan/keluaran? 3. Pada vectored interrupts, sebutkan alas an kenapa modul I/O menempatkan vector pada saluran data dan bukannya pada saluran alamat. t Ne ra nd He Page 285 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Pertemuan ke – 13 Unit Masukan dan Keluaran By t Ne ra nd He Page 286 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Tujuan By Menjelaskan system komputer unit masukkan/keluaran Menjelaskan prinsip dan teknik unit masukkan/keluaran Menjelaskan peralatan luar (External device) t Ne ra nd He Page 287 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Sistem komputer By Tiga komponen utama : t Ne ra nd He Page 288 / 355 CPU, Memori (primer dan sekunder) Peralatan masukan/keluaran (I/O devices) seperti printer, monitor, keyboard, mouse, dan modem http://www.hendra-jatnika.web.id Modul I/O By Merupakan peralatan antarmuka (interface) bagi sistem bus atau switch sentral dan mengontrol satu atau lebih perangkat peripheral. ra nd He Page 289 / 355 t Ne Tidak hanya sekedar modul penghubung, tetapi sebuah piranti yang berisi logika dalam melakukan fungsi komunikasi antara peripheral dan bus komputer http://www.hendra-jatnika.web.id Programmable Peripheral Interface Intel 8255A By Menggunakan I/O terprogram ra nd He Page 290 / 355 Interrupt driven I/O t Ne Dirancang untuk keperluan mikroprosesor 8086 http://www.hendra-jatnika.web.id Modul I/O PPI 8255 By t Ne ra nd He Page 291 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Modul I/O PPI 8255 By Bagian kanan dari blok diagram Intel 8255A 24 saluran antarmuka luar nd He Saluran tersebut dapat diprogram dari mikroprosesor 8086 dengan menggunakan register kontrol untuk menentukan bermacam – macam mode operasi dan konfigurasinya. t Ne ra Page 292 / 355 ⌧8 bit port A ⌧8 bit port B ⌧4 bit port CA dan 4 bit port CB Bagian kiri blok diagram merupakan interface internal dengan mikroprosesor 8086. http://www.hendra-jatnika.web.id 8 bus data dua arah (D0 – D7) bus alamat bus kontrol yang terdiri atas saluran CHIP SELECT, READ, WRITE, dan RESET Modul I/O PPI 8255 By Pengaturan mode operasi pada register kontrol dilakukan oleh mikroprosesor Mode 0, ketiga port berfungsi sebagai tiga port I/O 8 bit Mode lain dapat port A dan port B sebagai port I/O 8 bit, sedangkan port C sebagai pengontrol saluran port A dan B t Ne ra nd He Page 293 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id PPI Intel 8255A dapat diprogram untuk mengontrol berbagai peripheral sederhana Interface kayboard dan display dengan Intel 8255A By t Ne ra nd He Page 294 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Direct Memory Access (DMA) By Kelemahan I/O terprogram dan Interrupt-Driven I/O ra nd He Page 295 / 355 Proses yang terjadi pada modul I/O masih melibatkan CPU secara langsung, berimplikasi pada : Ne - Kelajuan transfer I/O yang tergantung kecepatan operasi CPU. t - Kerja CPU terganggu karena adanya interupsi secara langsung http://www.hendra-jatnika.web.id Prinsip kerja DMA By CPU akan mendelegasikan kerja I/O kepada DMA CPU hanya akan terlibat pada awal proses untuk memberikan instruksi lengkap pada DMA dan akhir proses saja CPU dapat menjalankan proses lainnya tanpa banyak terganggu dengan interupsi t Ne ra nd He Page 296 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Blok diagram modul DMA By t Ne ra nd He Page 297 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Konfigurasi modul DMA By t Ne ra nd He Page 298 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Direct Memory Access (DMA) By Melaksanakan transfer data secara mandiri t Ne ra nd He Page 299 / 355 DMA memerlukan pengambilalihan kontrol bus dari CPU DMA akan menggunakan bus bila CPU tidak menggunakannya atau DMA memaksa CPU untuk menghentikan sementara penggunaan bus Teknik cycle-stealing, modul DMA mengambil alih siklus bus http://www.hendra-jatnika.web.id Penghentian sementara penggunaan bus bukanlah bentuk interupsi, tetapi penghentian proses sesaat yang berimplikasi hanya pada kelambatan eksekusi CPU saja Perangkat Eksternal Komputer By Disebut juga peripheral Ada perangkat pengendalinya (Modul I/O) Memiliki nilai apabila bisa berinteraksi dengan dunia luar Tidak akan berfungsi apabila tidak dapat berinteraksi dengan dunia luar Ne ra nd He Page 300 / 355 t Tidak ada keyboard. Tidak ada monitor. Keyboard dan monitor tergolang dalam perangkat eksternal komputer http://www.hendra-jatnika.web.id Klasifikasi perangkat eksternal By Human Readable, yaitu perangkat yang berhubungan dengan manusia sebagai pengguna komputer. Contoh: monitor, keyboard, mouse, printer, joystick, disk drive. nd He t Ne ra Page 301 / 355 Machine readable, yaitu perangkat yang berhubungan dengan peralatan. Biasanya berupa modul sensor dan tranduser untuk monitoring dan kontrol suatu peralatan atau sistem. http://www.hendra-jatnika.web.id Communication, yatu perangkat yang berhubungan dengan komunikasi jarak jauh. Contoh: NIC dan modem Klasifikasi berdasar arah data By Perangkat output Perangkat input Kombinasi output-input. Ne ra nd He Page 302 / 355 t Contoh perangkat output: monitor, proyektor dan printer. Contoh perangkat input : keyboard, mouse, joystick, scanner, mark reader, bar code reader. http://www.hendra-jatnika.web.id Kesimpulan By 1. PPI 8255 merupakan salah satu modul I/O yang dirancang untuk keperluan I/O mikroprosessor 8086 2. Terdapat tiga buah teknik dalam operasi I/O, yaitu: I/O terprogram, interrupt – driven I/O, dan DMA (Direct Memory Access). 3. Perangkat eksternal atau lebih umum disebut peripheral tersambung dalam sistem CPU melalui perangat pengendalinya, yaitu modul I/O. Perangkat eksternal diklasifikasikan Human Readable, Machine t Ne ra nd He Page 303 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id readable, Communication SoalSoal-soal By 1. Apa yang anda ketahui tentang PPI 8255 ? 2. Dalam semua system secara virtual yang memiliki modul DMA, akses DMA ke memori utama diberi perioritas lebih tinggi dibandingkan dengan akses CPU ke memori utama. Sebutkan alasannya. 3. Secara umum perangkat eksternal diklasifikasikan menjadi 3 katagori sebutkan dan jelaskan t Ne ra nd He Page 304 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id By Pertemuan ke – 14 Sistem Bus t Ne ra nd He Page 305 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Tujuan By Menjelaskan struktur antar hubungan Menjelaskan bus antar hubungan Menjelaskan elemen dari desain bus Menjelaskan PCI, SCSI, Fire wire dan USB t Ne ra nd He Page 306 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Sistem Bus By Penghubung bagi keseluruhan komponen komputer dalam menjalankan tugasnya Komponen komputer : Ne ra nd He Page 307 / 355 CPU Memori Perangkat I/O Transfer data antar komponen komputer. t Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan dieksekusi CPU melalui perantara bus Melihat hasil eksekusi melalui monitor juga menggunakan sistem bus Kecepatan komponen penyusun komputer harus diimbangi kecepatan dan manajemen bus yang baik http://www.hendra-jatnika.web.id Sistem Bus By Mikroprosesor Ne ra nd He Page 308 / 355 Melakukan pekerjaan secara paralel Program dijalankan secara multitasking Sistem bus tidak hanya lebar tapi juga cepat t Interkoneksi komponen sistem komputer dalam menjalankan fungsinya http://www.hendra-jatnika.web.id Interkoneksi bus Pertimbangan–pertimbangan perancangan bus Struktur Interkoneksi By Kumpulan lintasan atau saluran berbagai modul (CPU,Memori,I/O) nd He ra Page 309 / 355 Struktur interkoneksi bergantung pada t Ne Jenis data Karakteristik pertukaran data http://www.hendra-jatnika.web.id Jenis Data By Memori : Memori umumnya terdiri atas N word memori dengan panjang yang sama. Masing– masing word diberi alamat numerik yang unik (0, 1, 2, …N-1). Word dapat dibaca maupun ditulis pada memori dengan kontrol Read dan Write. Lokasi bagi operasi dispesifikasikan oleh sebuah alamat. nd He t Ne ra Page 310 / 355 Modul I/O : Operasi modul I/O adalah pertukaran data dari dan ke dalam komputer. Berdasakan pandangan internal, modul I/O dipandang sebagai sebuah memori dengan operasi pembacaan dan penulisan. Seperti telah dijelaskan pada bab 6 bahwa modul I/O dapat mengontrol lebih dari sebuah perangkat peripheral. Modul I/O juga dapat mengirimkan sinyal interrupt. http://www.hendra-jatnika.web.id CPU : CPU berfungsi sebagai pusat pengolahan dan eksekusi data berdasarkan routine– routine program yang diberikan padanya. CPU mengendalikan seluruh sistem komputer sehingga sebagai konsekuensinya memiliki koneksi ke seluruh modul yang menjadi bagian sistem komputer. Modul – modul komputer By t Ne ra nd He Page 311 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Struktur interkoneksi By Dari jenis pertukaran data yang diperlukan modul–modul komputer, maka struktur interkoneksi harus mendukung perpindahan data. He t Ne ra nd Page 312 / 355 Memori ke CPU : CPU melakukan pembacaan data maupun instruksi dari memori. CPU ke Memori : CPU melakukan penyimpanan atau penulisan data ke memori. I/O ke CPU : CPU membaca data dari peripheral melalui modul I/O. CPU ke I/O : CPU mengirimkan data ke perangkat peripheral melalui modul I/O. I/O ke Memori atau dari Memori : digunakan pada sistem DMA http://www.hendra-jatnika.web.id Perkembangan Struktur Intekoneksi By Sampai saat ini terjadi perkembangan struktur interkoneksi, namun yang banyak digunakan saat ini adalah sistem bus. Hal ini Tergantung karakteristik sistemnya http://www.hendra-jatnika.web.id Digunakan secara tunggal Digunakan secara jamak, t Ne ra nd He Page 313 / 355 Sistem bus Interkoneksi Bus By Bus ? He Sifat penting dan merupakan syarat utama ? nd bus adalah media transmisi yang dapat digunakan bersama oleh sejumlah perangkat yang terhubung padanya t Digunakan bersama ? Ne ra Page 314 / 355 merupakan lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih komponen komputer http://www.hendra-jatnika.web.id Diperlukan aturan main agar tidak terjadi tabrakan data atau kerusakan data yang ditransmisikan. Walaupun digunakan bersama namun dalam satu waktu hanya ada sebuah perangkat yang dapat menggunakan bus Interkoneksi Bus - Struktur Bus By Sebuah bus biasanya terdiri atas beberapa saluran. He Ne ra nd Page 315 / 355 Sebagai contoh bus data terdiri atas 8 saluran sehingga dalam satu waktu dapat mentransfer data 8 bit. t Secara umum fungsi saluran bus dikatagorikan dalam tiga bagian http://www.hendra-jatnika.web.id Saluran data Saluran alamat Saluran kontrol Pola interkoneksi bus By t Ne ra nd He Page 316 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Saluran data (data bus) By Lintasan bagi perpindahan data antar modul. Secara kolektif lintasan ini disebut bus data. Umumnya jumlah saluran terkait dengan panjang word, misalnya 8, 16, 32 saluran Tujuan : agar mentransfer word dalam sekali waktu. Jumlah saluran dalam bus data dikatakan lebar bus, dengan satuan bit, misal lebar bus 16 bit t Ne ra nd He Page 317 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Saluran alamat (address bus) By Digunakan untuk menspesifikasi sumber dan tujuan data pada bus data. Digunakan untuk mengirim alamat word pada memori yang akan diakses CPU. Digunakan untuk saluran alamat perangkat modul komputer saat CPU mengakses suatu modul. Semua peralatan yang terhubung dengan sistem komputer, agar dapat diakses harus memiliki alamat. t Ne ra nd He Page 318 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Contoh : mengakses port I/O, maka port I/O harus memiliki alamat hardware-nya Saluran kontrol (control bus) By Digunakan untuk mengontrol bus data, bus alamat dan seluruh modul yang ada. Karena bus data dan bus alamat digunakan oleh semua komponen maka diperlukan suatu mekanisme kerja yang dikontrol melalui bus kontrol ini. Sinyal – sinyal kontrol terdiri atas t Ne ra nd He Page 319 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Sinyal pewaktuan Sinyal–sinyal perintah Sinyal Saluran kontrol By Sinyal pewaktuan menandakan validitas data dan alamat nd He t Ne ra Page 320 / 355 Sinyal perintah berfungsi membentuk suatu operasi http://www.hendra-jatnika.web.id Saluran kontrol Apa saja ? By Memory Write, memerintahkan data pada bus akan dituliskan ke dalam lokasi alamat. Momory Read memerintahkan data dari lokasi alamat ditempatkan pada bus data. I/O Write, memerintahkan data pada bus dikirim ke lokasi port I/O. I/O Read, memerintahkan data dari port I/O ditempatkan pada bus data. Transfer ACK, menunjukkan data telah diterima dari bus atau data telah ditempatkan pada bus. Bus Request, menunjukkan bahwa modul memerlukan kontrol bus. Bus Grant, menunjukkan modul yang melakukan request telah diberi hak mengontrol bus. Interrupt Request, menandakan adanya penangguhan interupsi dari modul. Interrupt ACK, menunjukkan penangguhan interupsi telah diketahui CPU. Clock, kontrol untuk sinkronisasi operasi antar modul. Reset, digunakan untuk menginisialisasi seluruh modu t Ne ra nd He Page 321 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Sinyal kontrol secara fisik By Konduktor listrik paralel yang menghubungkan modul – modul. Konduktor adalah saluran utama pada PCB motherboard dengan layout tertentu sehingga didapat fleksibilitas penggunaan. Untuk modul I/O biasanya dibuat slot bus yang mudah dipasang dan dilepas t Ne ra nd He Page 322 / 355 Untuk chips akan terhubung melalui pinnya http://www.hendra-jatnika.web.id Slot PCI Slot ISA. Prinsip operasi bus Operasi pengiriman data ke modul By 1. Meminta penggunaan bus. 2. Apabila telah disetujui, modul akan memindahkan data yang diinginkan ke modul yang dituju t Ne ra nd He Page 323 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Prinsip operasi bus Operasi meminta data dari modul lainnya By 1. Meminta penggunaan bus. 2. Mengirim request ke modul yang dituju melalui saluran kontrol dan alamat yang sesuai. 3. Menunggu modul yang dituju mengirimkan data yang diinginkan t Ne ra nd He Page 324 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Hierarki Multiple Bus By Bila terlalu banyak modul atau perangkat dihubungkan pada bus maka akan terjadi penurunan kinerja Faktor – faktor : ra nd He Page 325 / 355 t Ne Semakin besar delay propagasi untuk mengkoordinasikan penggunaan bus. Antrian penggunaan bus semakin panjang. Dimungkinkan habisnya kapasitas transfer bus sehingga memperlambat data. http://www.hendra-jatnika.web.id Arsitektur bus jamak tradisional By t Ne ra nd He Page 326 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Arsitektur bus jamak By Prosesor, cache memori dan memori utama terletak pada bus tersendiri pada level tertinggi karena modul – modul tersebut memiliki karakteristik pertukaran data yang tinggi. Pada arsitektur berkinerja tinggi, modul – modul I/O diklasifikasikan menjadi dua, ra nd He Page 327 / 355 t Ne Memerlukan transfer data berkecepatan tinggi Memerlukan transfer data berkecepatan rendah. http://www.hendra-jatnika.web.id Modul dengan transfer data berkecepatan tinggi disambungkan dengan bus berkecepatan tinggi pula, Modul yang tidak memerlukan transfer data cepat disambungkan pada bus ekspansi Arsitektur bus jamak kinerja tinggi By t Ne ra nd He Page 328 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Arsitektur bus jamak kinerja tinggi By Keuntungan hierarki bus jamak kinerja tinggi He t Ne ra nd Page 329 / 355 Bus berkecepatan tinggi lebih terintegrasi dengan prosesor. Perubahan pada arsitektur prosesor tidak begitu mempengaruhi kinerja bus http://www.hendra-jatnika.web.id Kesimpulan By 1. Komputer tersusun atas beberapa komponen penting seperti CPU, memori, perangkat I/O. Sistem bus adalah penghubung bagi keseluruhan komponen komputer dalam menjalankan tugasnya. 2. Kumpulan lintasan atau saluran berbagai modul disebut struktur interkoneksi. Rancanagan struktur interkoneksi sangat bergantung pada jenis dan karakteristik pertukaran datanya. 3. Secara umum fungsi saluran bus dikatagorikan dalam tiga bagian, yaitu saluran data, saluran alamat dan saluran kontrol. t Ne ra nd He Page 330 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id SoalSoal-soal By 1. Jelaskan struktur antar hubungan dan beri contohnya. 2. Bila terlalu banyak modul atau perangkat dihubungkan pada bus maka akan terjadi penurunan kinerja, sebutkan penyebabnya? 3. Umumnya perangkat berprioritas paling rendah memiliki waktu tunggu rata-rata yang paling singkat. Dengan dasar ini biasanya CPU diberi perioritas tertinggi pada SBI. Sebutkan alasan perangkat berprioritas 16 memiliki waktu tunggu rata-rata paling rendah? Dibawah kondisi seperti apa keadaan diatas tidak berlaku? t Ne ra nd He Page 331 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id By Pertemuan ke - 15 Sistem Bus t Ne ra nd He Page 332 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Tujuan By Menjelaskan struktur antar hubungan Menjelaskan bus antar hubungan Menjelaskan elemen dari desain bus Menjelaskan PCI, SCSI, Fire wire dan USB t Ne ra nd He Page 333 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Sistem Bus By Penghubung bagi keseluruhan komponen komputer dalam menjalankan tugasnya Komponen komputer : Ne ra nd He Page 334 / 355 CPU Memori Perangkat I/O Transfer data antar komponen komputer. t Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan dieksekusi CPU melalui perantara bus Melihat hasil eksekusi melalui monitor juga menggunakan sistem bus Kecepatan komponen penyusun komputer harus diimbangi kecepatan dan manajemen bus yang baik http://www.hendra-jatnika.web.id Sistem Bus By Mikroprosesor Ne ra nd He Page 335 / 355 Melakukan pekerjaan secara paralel Program dijalankan secara multitasking Sistem bus tidak hanya lebar tapi juga cepat t Interkoneksi komponen sistem komputer dalam menjalankan fungsinya http://www.hendra-jatnika.web.id Interkoneksi bus Pertimbangan–pertimbangan perancangan bus Elemen Perancangan Bus By Parameter dasar perancangan bus dapat diklasifikasikan berdasarkan jenis Dedicated Mulitiplexed Metode arbitrasi Tersentralisasi Terdistribusi Timing Sinkron Tak sinkron Lebar bus Lebar address Lebar data Jenis transfer data read write read-modify-write read-alter-write, block t Ne ra nd He Page 336 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Jenis Bus By Dedicated bus nd Bus dilalukan informasi yang berbeda baik data, alamat maupun sinyal kontrol dengan metode mulipleks data maka bus ini disebut Keuntungan adalah hanya memerlukan saluran sedikit sehingga dapat menghemat tempat Kerugiannya adalah kecepatan transfer data menurun dan diperlukan mekanisme yang komplek untuk mengurai data yang telah dimulitipleks t Ne ra Page 337 / 355 Multiplexed bus He Bus dibedakan menjadi bus yang khusus menyalurkan data tertentu, misalnya paket data saja, atau alamat saja. http://www.hendra-jatnika.web.id Metode Arbitrasi By Pada metode tersentral diperlukan pengontrol bus sentral atau arbiter yang bertugas mengatur penggunaan bus oleh modul. Arbiter bisa suatu modul atau bagian fungsi CPU. ra nd He Page 338 / 355 t Ne Pada metode terdistribusi, setiap modul memiliki logika pengontrol akses (access control logic) yang berfungsi mengatur pertukaran data melalui bus. http://www.hendra-jatnika.web.id Kedua metode arbitrasi intinya menugaskan suatu perangkat bisa modul I/O ataupun CPU bertindak sebagai master kontrol pertukaran Timing-Sinkron By Metode pewaktuan sinkron terjadinya event pada bus ditentukan oleh sebuah pewaktu (clock). Sebuah transmisi 1 – 0 disebut siklus waktu atau siklus bus dan menentukan besarnya slot waktu. Semua perangkat modul pada bus dapat membaca atau pengetahui siklus clock. Biasanya satu siklus untuk satu event. Model ini mudah diimplementasikan dan cepat namun kurang fleksibel menangani peralatan yang beda kecepatan operasinya. Biasanya digunakan untuk modul–modul tertentu yang sudah jelas karakteristiknya t Ne ra nd He Page 339 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Contoh pewaktuan sinkron By t Ne ra nd He Page 340 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Timing-Asinkron By Kerja modul yang tidak serempak kecepatannya. Event yang terjadi pada bus tergantung event sebelumnya sehingga diperlukan sinyal – sinyal validasi untuk mengidentifikasi data yang ditransfer. Sistem ini mampu menggabungkan kerja modul–modul yang berbeda kecepatan maupun teknologinya, asalkan aturan transfernya sama t Ne ra nd He Page 341 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Contoh pewaktuan asinkron By t Ne ra nd He Page 342 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Lebar Bus By Semakin lebar bus maka semakin besar data yang dapat ditransfer sekali waktu. nd He t Ne ra Page 343 / 355 Semakin besar bus alamat, akan semakin banyak range lokasi yang dapat direfensikan http://www.hendra-jatnika.web.id Jenis Transfer Data By Operasi transfer data adalah pertukaran data antar modul sebagai tindak lanjut atau pendukung operasi yang sedang dilakukan. Saat operasi baca (read), terjadi pengambilan data dari memori ke CPU, begitu juga sebaliknya pada operasi penulisan maupun operasi – operasi kombinasi. Bus harus mampu menyediakan layanan saluran bagi semua operasi komputer t Ne ra nd He Page 344 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Contoh Bus - Bus ISA By Industry Standar Architecture Bus PC/AT yang beroperasi pada 8,33 MHz Keuntungannya adalah bahwa pendekatan ini tetap mempertahankan kompatibilitas dengan mesin-mesin dan kartu-kartu yang ada. Pendekatan ini juga didasarkan pada sebuah bus yang telah dilisensikan secara bebas oleh IBM kepada banyak perusahaan dalam rangka untuk menjamin bahwa sebanyak mungkin pihak ketiga dapat memproduksi kartu-kartu untuk PC pertama, sesuatu yang kembali menghantui IBM. t Ne ra nd He Page 345 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Contoh Bus - Bus PCI By Peripheral Component Interconnect (PCI) Bus yang tidak tergantung prosesor dan berfungsi sebagai bus mezzanine atau bus peripheral PCI memiliki kinerja tinggi untuk sistem I/O berkecepatan tinggi seperti : video adaptor, NIC, disk controller, sound card, dan lainlain. Standard PCI adalah 64 saluran data pada kecepatan 33 MHz, laju transfer data 264 MB per detik atau 2,112 Gbps. Keunggulan PCI tidak hanya pada kecepatannya saja tetapi murah dengan keping yang sedikit Intel mulai menerapkan PCI pada tahun 1990 untuk sistem pentiumnya. Untuk mempercepat penggunaan PCI, Intel mempatenkan PCI bagi domain publik sehingga vendor dapat mengeluarkan produk dengan PCI tanpa royalti t Ne ra nd He Page 346 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Contoh Bus - Bus USB By Semua perangkat peripheral tidak efektif apabila dipasang pada bus berkecepatan tinggi PCI Banyak peralatan yang memiliki kecepatan rendah seperti keyboard, mouse, dan printer. Solusi : tujuh vendor komputer (Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC, dan Northern Telecom) bersama-sama merancang bus untuk peralatan I/O berkecepatan rendah. Standard yang dihasilkan dinamakan Universal Standard Bus (USB). t Ne ra nd He Page 347 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Keuntungan USB By Pemakai tidak harus memasang tombol atau jumper pada PCB atau peralatan Pemakai tidak harus membuka casing untuk memasang peralatan I/O baru Hanya satu jenis kabel yang diperlukan sebagai penghubung Dapat mensuplai daya pada peralatan-peralatan I/O Memudahkan pemasangan peralatan-peralatan yang hanya sementara dipasang pada komputer Tidak diperlukan reboot pada pemasangan peralatan baru dengan USB Murah t Ne ra nd He Page 348 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Pengkabelan USB By Bandwidth total USB adalah 1,5 MB per detik. Bandwidth itu sudah mencukupi peralatan I/O berkecepatan rendah seperti keyboard, mouse, scanner, telepon digital, printer, dan sebagainya. Kabel pada bus terdiri dari 4 kawat, 2 untuk data, 1 untuk power (+5 volt), dan 1 untuk ground. Sistem pensinyalan mentransmisikan sebuah bilangan nol sebagai transisi tegangan dan sebuah bilangan satu bila tidak ada transmisi tegangan t Ne ra nd He Page 349 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Contoh Bus - Bus SCSI By Small Computer System Interface (SCSI) Perangkat peripheral eksternal yang dipopulerkan oleh macintosh pada tahun 1984. SCSI merupakan interface standard untuk drive CD-ROM, peralatan audio, hard disk, dan perangkat penyimpanan eksternal berukuran besar. SCSI menggunakan interface paralel dengan 8, 16, atau 32 saluran data Perangkat SCSI memiliki dua buah konektor Konektor input Konektor output. Seluruh perangkat berfungsi secara independen dan dapat saling bertukar data misalnya hard disk dapat mem-back up diri ke tape drive tanpa melibatkan prosesor t Ne ra nd He Page 350 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Contoh Bus - Bus SCSI By Beberapa macam versi SCSI. t Ne ra nd He Page 351 / 355 SCSI-1 dibuat tahun 1980 memiliki 8 saluran data, dan beroperasi pada kecepatan 5 MHz. Versi ini memungkinkan sampai 7 perangkat dihubungkan secara daisy-chain. SCSI-3 yang mendukung kecepatan yang lebih tinggi sampai saat ini masih dalam tahap penelitian http://www.hendra-jatnika.web.id SCSI-2 diperkenalkan tahun 1992 dengan spesifikasi 16 atau 32 saluran data pada kecepatan 10 MHz. Contoh Bus Bus P1394 / Fire Wire By Kebutuhan bus I/O berkecepatan tinggi dan Semakin cepatnya prosesor saat ini yang mencapai 1 GHz Ne ra nd He Page 352 / 355 >Perlu diimbangi dengan bus berkecepatan tinggi< t http://www.hendra-jatnika.web.id Dikembangkan bus performance tinggi yang dikenal dengan Fire Wire (P1394 standard IEEE) Contoh Bus Bus P1394 / Fire Wire By P1394 memiliki kelebihan dibandingkan dengan interface I/O lainnya ra nd He Page 353 / 355 Sangat cepat Murah Mudah untuk diimplementasikan. t Kelebihan lain adalah penggunaan transmisi serial sehingga tidak memerlukan banyak kabel http://www.hendra-jatnika.web.id kamera digital VCR Televisi. Ne P1394 tidak hanya populer pada sistem komputer, namun juga pada peralatan elektronik Kesimpulan By 1. Secara umum fungsi saluran bus dikatagorikan dalam tiga bagian, yaitu saluran data, saluran alamat dan saluran kontrol. 2. Saat ini terdapat banyak implementasi sistem bus, tetapi parameter dasar perancangan bus dapat diklasifikasikan berdasarkan jenis (dedicated dan mulitiplexed), metode arbitrasi (tersentralisasi dan terdistribusi), timing (sinkron dan tak sinkron), lebar bus (lebar address dan lebar data) dan jenis transfer datanya(read, write, read-modify-write, read-alterwrite, block). 3. Diantara jenis bus yang beredar di pasaran saat ini adalah PCI, ISA, USB, SCSI, FuturaBus+, FireWire, dll t Ne ra nd He Page 354 / 355 http://www.hendra-jatnika.web.id Soal-soal By Sebuah sistem memori terdiri dari sejumlah modul memori yang seluruhnya terhubung dengan sebuah memori. Ketika write request dilakukan, bus berisi dalam 100 ns oleh data, alamat, dan signal-signal kontrol. Selama 100 ns dan 500 ns berikutnya, modul memori beralamat mengeksekusi 1 siklus yang menerima dan menyimpan data. Operasi modul-modul memori dapat overlap, namun hanya akan terdapat sebuah request yang berada pada bus pada suatu saat. Ne ra nd He Page 355 / 355 t a)Asumsikan bahwa terdapat delapan buah modul seperti itu yang terhubung ke bus. Pada kecepatan maksimum berapakah (dalam word/detik) dimana data dapat masih disimpan? http://www.hendra-jatnika.web.id b)Buatlah sketsa diagram kecepatan write maksimum sebagai fungsi waktu siklus modul, dengan mengasumsikan delapan modul memori dan waktu sibuk bus 100 ns.
