Minggu, 03 November 2013

Maryuni_1155201017 (BUS dan Sistem Interkoneksi)



Bus Dan Sistem Interkoneksi dalam Komputer

BUS SISTEM 
System Bus atau Bus System  merupakan jalur penghubung antar alat pada komputer yang digunakan sebagai media dalam proses melewatkan data pada suatu proses. Bus ini bisa dianggap sebagai sebuah pipa, dimana pipa atau saluran tersebut digunakan untuk mengirimkan dan menerima informasi antar alat yang dihubungkannya. 
           Alat transformasi data dari terminal satu ke terminal lain di dalam CPU. Jalur utama aliran data antara processor ke komponen lainnya (seperti sound card, video card, memory) pada mainboard.

  •      Sistem BUS memiliki 3 perbedaan :
a.    Saluran Alamat
Saluran alamat digunakn untuk menandakan sumber atau data pada bus data. Lebar bus alamat akan menentukan kapasitas memori maksimum sistem.
b.    Saluran Data
Saluran data memberikan lintasan bagi perpindahan data antara dua modul sistem. Saluran ini secara kollektif disebut bus data. Umumnya bus data terdiri dari 8, 16, 32 saluran, jumlah saluran dikaitkan dengan lebar bus data. Lebar bus data merupakan faktor penting dalam menentukan kinerja sistem secara keseluruhan.
c.    Saluran Kotrol
Saluran kotrol digunakan untuk mengontrol akses kesaluran alamat dan penggunaan data dan saluran alamat. Karena data dan saluran alamat dipakai bersamama oleh saluran komponen.

  •     Karakteristik Bus adalah :
1.    Jumlah iterupsi menentukan banyak perangkat independen yang melakukan I/O.
2.    Ukuran bus data eksternal berakibat pada kecepatan operasional I/O.
3.    Ukuran bus alamat menentukan banyak memori yang ditunjuk board ekspansi.
4.    Kecepatan clock maksimum yang dapat diakomodasi bus berakibat pada kinerja.

  •     Terdapat 3 sistem BUS dasar pad setiap microprocessor (CPU), yaitu:
1.    DATA BUS (bi-directional)
a.    Sebagai saran pengangkut data antara CPU dan komponen pendukungnya.
b.    Jumlah Data Bus menyatakan lebar jejak data pada CPU aatu jumlah data bit instruksi yang ampu diambil persatuan waktu.
c.    Data Bus biasanya digunakan sebagai taksonomi dari microprocessor yang berrsangkutan.
2.    ADDRESS BUS (uni-directional)
a.       Sebagai sarana pembawa alamat dari mocroprocessor ke komponen pendukungnya.
b.      Setiap Komponen pendukung didalam sistem komputer harus mempunyai alamat yang UNIQUE.
c.       Jumlah dari Address Bus menyatakan jumlah komponen pendukung yang mampu dialamati oleh microprocessor yang bersangkutan. Address bus biasanya terdiri atas 16, 20, 24, atau 32 jalur paralel.
3.    CONTROL BUS (uni-directional)
a.       Control Bus digunakan untuk mengontrol penggunaan serta akses ke Data Bus dan Address Bus. Terdiri atas 4 samapai 10 jalur paralel.

  •     Ada 3 Jenis Trasfer Data, yaitu :
1.      CPU Memori
2.      CPU I/O
3.      I/O Memori (DMA Operational)

  • Selain itu ada 3 Jenis Interkoneksi dalam Komputer, yaitu:
           1.      CPU Interconnection






  


2.      Memory Interconnection










       3.      I/O Interconnection









  •     Arsitektur Bus Sistem dalam sebuah Komputer









  •      Kelemahan BUS Sistem
·      Apabila banyak terdapat perangkat I /O atau sistem memory yang dihubungkan ke BUS Data maka akan dapat menurunkan kinerja dari sistem keseluruhan, hal ini dikarenakan :
a.       Timbulnya Propagation Delay
b.      Timbulnya Permaslahn Bottleneck
·         Untuk mengatasi permasalahan tersebut maka dibuatlah beberapa arsitektur Bus dasar dengan tujuan untuk meningkatkan effisiensi sistem.
  
  •  Ada 2 jenis Teknologi Bus Sistem :
     1.      Traditional BUS (ISA-BUS)
Sifat-sifat :
a.       Peripheral High-Speed (network, SCSI, Video, Graphic) dengan Peripheral Low- Speed dikoneksikan pada expansion bus yang sama, sehingga kinerja bus tidak optimal.
b.      Beban Bus sistem sangat berat, shg kinerjanya lambat.
c.       Traditional Bus ini merupakan sistem bus tunggal (Single Bus system) yang populer diterapkan pada jenis IBM-PC : 8088, era tahun 80′an.

Gambar : Diagram Traditional Bus

      2.      High Speed Bus (PCI-BUS)
Sifat-sifat :
a.       High Speed Bus , yaitu bus berkecepatan tinggi untuk koneksi peripheral berkecepatan tinggi : Video, Graphic , Network, SCSI.
b.      Expansion Bus , yaitu bus berkecepatan rendah untuk koneksi peripheral berkecepatan rendah , seperti: Modem, Fax , Serial.
c.       Beban Sistem Bus menjadi lebih ringan sehingga kinerjanya menjadi lebih cepat.
d.      High Speed bus merupakan jenis bus ganda (multi bus).
e.       Contoh : PCI – BUS.


Gambar : Diagram High Speed Bus
  •     BUS – PCI
       - Peripheral Component Interconnection
       - Dikeluarkan oleh Intel sebagai public domain
       - 32 atau 64 bit
       - 50 Jalur

Jumat, 01 November 2013

Maryuni_1155201017 (Arsitektur Organisasi Komputer)

ARSITEKTUR ORGANISASI KOMPUTER
A. Evolusi Dan Perkembangan Komputer
  •      ENIAC (Elektronic Numerical Integrator And Computer)
         menggunakan data analog (Angka Desimal)
  •      Von Neumen / Turing : menggunakan ALU (Arithmetic Logic Unit) untuk mengolah data biner
  •      Komputer Komersial ( UNIAVAG ) : Menggunakan memory SSD (Solid State Device)
  •      IC : menggunakan Chips 
 Terdapat 3 jenis komputer berdasarkan data, yaitu :
  1. Analog : menggunakan angka = 1,2,3,4 ...
  2. Digital : hanya menggunakan angka 1 dan 0
  3. Hybrid : gabungan angka dari analog dan data digital
B.  Menegemen Input Device &Output Device
1)       Category
- User intervace Device
- Mass Storage Device
- Gateways and Network
2)        Class Difference
- Complexity Of Control
- Unit Of Transfer
- Data Representation
- Eror Condition
3)        I/O Problems
- Periferal yang beragam dg beragam metode operasi.
- Speed periferal yang lebih lambat dibandingkan CPU
4)        I/O Module
- Intervace atau central switch untuk menghubungkan ke CPU dan memory
- Intervace untuk menghubungkan dari satu peripheral ke peripheral yang lain.
- Konektor mekanis berisi fungsi logika untuk komunikasi antar Bus dan Peripheral
5)        External Device
- Human readable : Screen, printer, keyboard
- Machine readable : Monitoring and control
- Communication : Modem, Network Interface Card (NIC)
6)        I/O Module Fungtion
- Pengendali & pengaturan waktu (control & timing).
- Komunikasi dengan CPU.
- Komunikasi dengan perangkat.
- Penyimpanan data sementara (data buffering).
- Pendeteksi kesalahan.
7)        Control And Timing
- CPU meminta modul memeriksa status perangkat.
- Bila perangkat siap mengirim, CPU mengirim perintah pemindahan.
- Modul menerima data dari perangkat.
- Data dipindahkan dari modul ke CPU.
8)        Interupt Driven Techniques
- CPU mengirimkan perintah I/O ke modul, kemudian mengerjakan proses yanG lainnya
- Modul I/O akan menginterupsi CPU minta layanan bila perintah selesai di kerjakan.
- CPU melayani interupsi dan setelah selesai melanjutkan kembali proses yang sedang dikerjakan sebelum diinterupsi.


C.  Memori Internal
1)      Lokasi
- CPU (register)
- Internal (main memori)
- External (secondary memori)
2)      Kapasitas
- Ukuran Word : Satuan alami organisasi memori
- Banyaknya words (Bytes)
3)      Unit Transfer
- Internal : Jumlah bit dalam  sekali akses  Sama dengan jumlah  saluran data  (= ukuran word)
- External : Dalam satuan  block  yg  merupakan  kelipatan word
- Addressable unit : Lokasi terkecil yang dpt dialamati secara uniq
  Secara internal biasanya sama dengan Word
  Untuk disk digunakan satuan Cluster
4)      Metode Akses
- Sekuensial  : Mulai dari awal sampai lokasi yang dituju
Waktu akses tergantung  pada  lokasi data dan lokasi sebelumnya
Contoh tape :
- Direct : Setiap blocks memilki address yg unique
  Pengaksesan dengan cara lompat ke kisaran umum (general vicinity) ditambah   pencarian sekuensial
  Waktu akses tdk tergantung pada lokasi dan lokasi sebelumnya
Contoh disk :
- Random : Setiap lokasi memiliki alamat tertentu
  Waktu akses tdk tergantung pada urutan akses sebelumnya
Contoh RAM :
- Associative : Data dicarai berdasarkan isinya bukan berdasarkan alamatnya
Waktu akses tdk tergantung terhadap lokasi atau pola akses sebelumnya
5)      Kinerja
- Waktu untuk melakukan operasi baca-tulis (Access time)
- waktu tambahan untuk recovery sebelum akses berikutnya (Memory Cycle time) Access time + recovery
- Kecepatan transfer data ke/dari unit memori (Transfer Rate)
6)      Jenis Fisik
- Semiconductor (ex : RAM)
- Magnetic (ex : Disk & Tape)
- Optical (ex : CD & DVD)
- Others (ex : Bubble & Hologram)
7)      Sifat-sifat fisik
- Decay
- Volatility
- Erasable
- Power consumption
8)      Organisasi
- Susunan fisik bit-bit untuk membentuk word

D.  Central Processing Unit (CPU)
1)        Pengenalan
- Pemroses instruksi yang pada komputer mikro disebut dengan micro-processor (pemroses mikro)
- Berupa chip yang terdiri dari ribuan hingga jutaan IC (Integrated Circuit). Dimana IC ini digunakan untuk mengimplementasikan fungsi logika.
2)        ALU (Arithmatic Logical Unit)
- Bertugas membentuk fungsi – fungsi pengolahan data komputer.
- Sering disebut mesin bahasa ( machine language) karena bagian ini mengerjakan instruksi – instruksi bahasa mesin yang diberikan padanya.
- Terdiri dari dua bagian, yaitu unit arithmetika dan unit logika boolean, yang masing – masing memiliki spesifikasi tugas tersendiri.
3)        CU (Control Unit)
- Bertugas mengontrol operasi CPU dan secara keselurahan mengontrol komputer sehingga terjadi sinkronisasi kerja antar komponen dalam menjalankan fungsi – fungsi operasinya.
- Termasuk dalam tanggung jawab unit kontrol adalah mengambil instruksi – instruksi dari memori utama dan menentukan jenis instruksi tersebut.
4)        Register
- Media penyimpan internal CPU yang digunakan saat proses pengolahan data
- Memori ini bersifat sementara, biasanya digunakan untuk menyimpan data saat diolah ataupun data untuk pengolahan selanjutnya.
5)        CPU Interconnections
- Sistem koneksi dan bus yang menghubungkan komponen internal dan bus – bus eksternal CPU
- Komponen internal CPU yaitu ALU, unit kontrol dan register – register.
- Komponen eksternal CPU :sistem lainnya, seperti memori utama, piranti masukan/keluaran
6)        Siklus Eksekusi
- Instruction Addess Calculation (IAC), yaitu mengkalkulasi atau menentukan alamat instruksi berikutnya yang akan dieksekusi.
- 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
7)        Fungsi Interupsi
- Mekanisme penghentian atau pengalihan pengolahan instruksi dalam CPU kepada routine interupsi.
- Hampir semua modul (memori dan I/O) memiliki mekanisme yang dapat menginterupsi kerja CPU.
8)        Tujuan Interupsi
- Secara umum untuk menejemen pengeksekusian routine instruksi agar efektif dan efisien antar CPU dan modul – modul I/O maupun memori.
- Setiap komponen komputer dapat menjalankan tugasnya secara bersamaan, tetapi kendali terletak pada CPU disamping itu kecepatan eksekusi masing – masing modul berbeda.
- Dapat sebagai sinkronisasi kerja antar modul
9)        Sinyal Interupsi
- 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.
10)    Siklus Interupsi