PERKEMBANGAN KOMPUTER
1. Komputer Generasi Pertama
Komputer
generasi pertama dipergunakan kurang lebih pada tahun 1940-an dengan
memanfaatkan teknologi tabung vakum. Beberapa komputer yang dikenal saat
itu adalah ENIAC dan Mesin Von Neumann.
A. Eniac
ENIAC
singkatan dari Electronic Numerical Integrator and Computer, yang
dirancang dan dibuat di bawah pengawasan John Mauchly dan John Presper
merupakan komputer digital elektronik untuk kebutuhan umum pertama di
dunia. Dengan berat 30 ton, volume 15.000 kaki persegi, berisi 18.000
tabung vakum dan daya listrik 140 kilowatt, ENIAC mampu melakukan 5000
operasi penambahan per detik.
B. Mesin von Neumann
Tahun 1946, von Neumann dan rekan-rekannya mulai melakukan perancangan storedprogram komputer baru, dikenal sebagai komputer IAS.
Struktur umum komputer IAS terdiri dari :
- Memori utama, yang menyimpan baik data maupun instruksi-instruksi dalam bentuk biner
- ALU yang memiliki kemampuan mengoperasikan data biner
Control Unit, yang melakukan intepretasi instruksi-instruksi di dalam memori dan menyebabkan instruksi tersebut dieksekusi
- Peralatan I/O yang dioperasikan oleh Control Unit.
Gb. 1.1 Struktur Komputer IAS
Memori
IAS terdiri dari 1000 lokasi penyimpan, yang disebut word, yang
masing-masing terdiri dari 40 binary digit (bit). Baik data maupun
instruksi disimpan di sini. Sehingga bilangan harus dinyatakan dalam
bentuk biner, dan instruksi juga harus berupa kode biner.
Gambar 1.2. Format Memori IAS
Gambar 1.2 menjelaskan format-format tersebut :
· Setiap bilangan dinyatakan oleh sebuah bit tanda dan 39 bit nilai. Sebuah word dapat juga terdiri dari 20 bit instruksi, dengan
masing-masing instruksi terdiri dari 8-bit kode operasi (op code) yang
menspesifikasikan operasi yang akan dibentuk dan sebuah 12 bit alamat
yang menandai salah satu word di dalam memori (bilangan dari 0 hingga
999).
Control unit mengoperasikan IAS dengan cara mengambil instruksi-instruksi dari memori dan mengeksekusinya sekaligus. ALU merupakan singkatan dari Arithmetic Logic Unit dan terdiri dari 4 komponen,yaitu :
- Akumulator (AC) dan Multiplier Quotient (MQ), yang digunakan untuk menyimpan sementara operand dan hasil operasi ALU. Misalnya, hasil perkalian dua buah bilangan 40 bit adalah sebuah bilangan 80 bit; 40 bit yang paling berarti disimpan di dalam AC, dan 40 bit yang kurang berarti disimpan di MQ.
- Memory Buffer Register : berisi sebuah word yang akan disimpan di dalam memori atau digunakan untuk menerima word dari memori
- Arithmetic
- Logic Circuits
Sedangkan komponen yang ada di dalam control unit adalah :
- Memory Address Register (MAR): Menentukan alamat word di memori untuk dituliskan dari MBR atau dibaca ke MBR.
- Instruction Register (IR): Berisi instruksi 8-bit op code yang akan dieksekusi.
- Instruction Buffer Register (IBR): Digunakan untuk menyimpan sementara instruksi sebe-lah kanan word di dalam memori.
- Program Counter (PC): Berisi alamat pasangan instruksi berikutnya yang akan diambil dari memori.
- Control Circuits
Komputer IAS memiliki 21 buah instruksi yang dikelompokkan seperti berikut ini :
- Data transfer : memindahkan data di antara memori dengan register-register ALU atau antara dua register ALU.
- Unconditional branch : biasanya control unit mengeksekusi instruksi-instruksi di dalam urutan memori. Urutan ini dapat diubah dengan instruksi pencabangan yang memudahkan operasi repetitif.
- Conditional branch : cabang dapat diubah tergantung pada suatu persyaratan, jadi memungkinkan titik-titik keputusan.
- Arithmetic : operasi yang dibentuk oleh ALU
- Address modify : memungkinkan alamat-alamat untuk dikomputasi dalam ALU dan kemudian disisipkan ke dalam instruksi-instruksi yang disimpan di dalam memori. Hal ini memungkinkan fleksibilitas alamat yang tinggi pada program. Struktur komputer IAS inilah yang menjadi dasar pengembangan komputer-komputer
pada era selanjutnya.
1.2. Struktur dan Fungsi Komputer
Komputer merupakan sistem yang kompleks; komputer kontemporer berisi jutaan komponen elektronik elementer. Kemudian bagaimana seseorang dapat menjelaskan komponen-komponen tersebut? Kuncinya adalah dengan mengetahui sifat hirarki sistem sistem yang paling kompleks, termasuk komputer [SIM069]. Sebuah sistem hirarki adalah sekumpulan subsistem yang saling berkaitan, hirarki yang satu dengan yang sebelumnya, hingga kita mencapai tingkatan yang paling rendah dari subsistem elementer.
Sifat hirarki dari sebuah sistem yang kompleks merupakan hal yang sangat penting baik bagi rancangannya maupun bagi deskripsinya. Pada suatu saat tertentu, perancang memerlukan kaitannya dengan tingkat tertentu daripada sistem. Pada setiap tingkatan, sistem terdiri dari sejumlah komponen dan saling keterkaitannya. Tingkah laku pada masing-masing tingkatan hanya tergantung pada karakterisasi sistem pada tingkat berikutnya yang disederhanakan dan diabstraksi saja. Pada setiap tingkatan, perancang perlu memperhatikan struktur dan fungsi [KOES78]:
• Struktur: Cara komponen-komponen saling terkait.
• Fungsi: Operasi masing-masing komponen sebagai bagian dari struktur.
Secara deskripsi, kita mempunyai dua buah pilihan: berawal dari bagian bawah dan maju ke bagian atas, atau dimulai dari bagian atas kemudian menguraikan subbagian - subbagiannya sistem. Berdasarkan pengalaman, pendekatan secara atas-bawah (topdown)
akan lebih jelas dan paling efektif [WEIN75].
FUNGSI
Pada dasarnya struktur dan pengfungsian komputer merupakan hal yang sederhana. Gambar 1.1 menjelaskan fungsi-fungsi dasar dimana sebuah komputer dapat dibentuk. Secara umum, hanya terdapat empat buah fungsi:
1. Pengolahan Data
Komputer harus dapat memproses data. Jenis data dapat bervariasi sekali, dan range kebutuhan pengolahannyapun sangat luas sekali. Namun nanti kita akan mengetahui bahwa hanya terdapat beberapa metode atau jenis penting daripada pengolahan data.
2. Penyimpanan Data
Di samping itu sangatlah penting bahwa komputer harus dapat menyimpan data. Walaupun komputer hanya memproses data untuk keperluan dalam waktu yang pendek (misalnya, data mnasuk dan diproses, dan hasilnya akan segera dikirimkan), komputer harus dapat menyimpan secara sementara sedikitnya potongan data yang sedang dikerjakan oleh komputer pada suatu saat. Jadi, sedikitnya terdapat fungsi penyimpan data dalam selang waktu yang pendek. File-file data disimpan di dalam komputer untuk dapat dicari dan diperbaharui.
3. Pemindahan Data
Komputer harus dapat meinindahkan data antara dirinya dengan dunia luar. Lingkungan pengoperasi komputer lerdiri dari perangkat yang melayani sumber data atau tempat tujuan data. Ketika data diterima dari atau dikirimkan ke sebuah perangkat yang terhubung langsung dengan komputer, maka proses itu dikenal sebagai input-output (I/O), dan perangkat tersebut dikenal sebagai peripheral. Pada saat data dipindahkan ke jarak yang cukup jauh, atau dari remote device, proses tersebut dikenal sebagai komunikasi data.
4. Kontrol
Harus terdapat kontrol bagi ketiga fungsi di atas. Kontrol ini dilatih oleh individual yang menyediakan komputer dengan instruksi-instruksi. Di dalam sistem komputer, sebuah unit kontrol mengatur sumber daya komputer dan mengendalikan unjuk kerja bagian-bagian fungsional dalam memberikan respons terhadap instruksi-instruksi tersebut.
Gambar 1.3 - Fungsi Komputer
STRUKTUR
Dalam Gambar 1.4. ditunjukkan empat struktur utama komputer, yaitu:
1. Central Processing Unit (CPU): Mengontrol operasi komputer dan membentuk
fungsi-fungsi pengolahan datanya. Seringkali CPU cukup disebut sebagai processor
(prosesor) saja.
2. Memori utama: Menyimpan data.
3. I/O: Memindahkan data antara komputer dengan lingkungan luarnya.
4. System Interconnection: Beberapa mekanisme komunikasi antara CPU, memori utama dan I/O.
Gambar 1.4 – Komputer : Struktur Top-Level
Adapun komponen-komponen struktur utama dari CPU adalah sebagai berikut :
• Control Unit: Mengontrol operasi CPU dan pada gilirannya mengontrol komputer.
• Arithmetic and Logic Unit (ALU): Membentuk fungsi-fungsi pengolahan data komputer.
• Register: Sebagai penyimpan internal bagi CPU.
• CPU Interconnections: Sejumlah mekanisme komunikasi antara control unit, ALU, dan register-register.
Gambar 1.5 – Central Processing Unit
Dari 4 komponen CPU, yang paling menarik adalah Control Unit. Sekarang ini terdapat beberapa pendekatan dalam melakukan implementasi control unit, namun sejauh ini pendekatan yang paling umum digunakan adalah implementasi microprogrammed.
Adapun struktur dari kontrol unit dapat dilihat pada Gambar 1.6
Gambar 1.6 struktur dari kontrol unit
SISTEM BUS
Di dalam mikroprosesor ada yang disebut sebagai System BUS. Sistem BUS ini digunakan sebagai jalur pengiriman sinyal-sinyal baik itu masukan maupun keluaran
A. BUS
A. BUS
BUS adalah Jalur komunikasi yang dibagi pemakai Suatu set kabel tunggal yang
digunakan untuk menghubungkan berbagai subsistem. BUS Sistem adalah Sebuah Bus yang menghubungkan komponen-komponen utama
computer (CPU, Memori,I/O).
B. CARA KERJA SISTEM BUS
C. ORGANISASI
BUS
B. CARA KERJA SISTEM BUS
Pada sistem komputer yang lebih maju, arsitektur
komputernya akan lebih kompleks, sehingga untuk meningkatkan
performa, digunakan beberapa buah bus. Tiap bus merupakan jalur data antara
beberapa device yang berbeda. Dengan cara ini RAM, Prosesor, GPU (VGA AGP)
dihubungkan oleh bus utama berkecepatan tinggi yang lebih dikenal dengan nama
FSB (Front Side Bus) . Sementara perangkat lain yang lebih lambat dihubungkan
oleh bus yang berkecepatan lebih rendah yang terhubung dengan bus lain yang
lebih cepat sampai ke bus utama. Untuk komunikasi antar bus ini digunakan
sebuah bridge.
- Jalur Kontrol
- Berisi signal request dan sinyal acknowledgements.
- Mengindikasikan tipe informasi pada jalur data.
- Membawa informasi antara sumber dan tujuan data dan alamat dan perintah-perintah komplek.
D. MASTER DAN SLAVE
Suatu transaksi bus meliputi 2 komponen
- Mengeluarkan perintah dan alamat
- Memindahkan data
- Master :
- Slave :
E. STRUKTUR BUS
1. Saluran Data
Saluran data memberikan lintasan perpindahan data antara dua modul sistem.
Saluran ini secara kolektif disebut bus data. Umumnya bus data terdiri dari 8,
16, 32 saluran, jumlah saluran diakitakan dengan lebar bus data. Karena pada
suatu saat tertentu saluran hanya dapat membawa 1 bit, Misalnya, bila bus data
lebarnya 8 bit, dan setiap instruksi panjangnya 16 bit, maka CPU harus dua kali
mengakses modul memori dalam setiap siklus instruksinya.
2. Saluran Alamat
Saluran alamat digunakan untuk menandakan sumber atau tujuan data pada bus
data. Misalnya, bila CPU akan membaca sebuah word data dari memori, maka CPU
akan menaruh alamat word yang dimaksud pada saluran alamat. Lebar bus alamat
akan menentukan kapasitas memori maksimum sistem. Selain itu, umumnya saluran
alamat juga dipakai untuk mengalamati port-port input/outoput. Biasanya,
bit-bit berorde lebih tinggi dipakai untuk memilih lokasi memori atau port I/O
pada modul.
3. Saluran Kontrol
Saluran kontrol digunakan untuk mengntrol akses ke saluran alamat dan
penggunaan data dan saluran alamat. Karena data dan saluran alamat dipakai
bersama oleh seluruh komponen, maka harus ada alat untuk mengontrol
penggunaannya. Sinyal-sinyal kontrol melakukan transmisi baik perintah maupun
informasi pewaktuan diantara modul-modul sistem. Sinyal-sinyal pewaktuan
menunjukkan validitas data dan informasi alamat. Sinyal-sinyal perintah
mespesifikasikan operasi-operasi yang akan dibentuk. Umumnya saluran kontrol
meliputi : memory write, memory read, I/O write, I/O read, transfer ACK, bus
request, bus grant, interrupt request, interrupt ACK, clock, reset.
F. ELEMEN-ELEMEN RANCANGAN BUS
- Jenis BUS
- Metode Arbitrasi
- Timing
- Lebar BUS
- Jenis Transfer Data
Beberapa bus
utama dalam sistem komputer modern adalah sebagai berikut:
- Bus prosesor
Bus ini merupakan bus tercepat dalam sistem dan menjadi bus inti dalam chipset dan motherboard. Bus ini utamanya digunakan oleh prosesor untuk meneruskan informasi dari prosesor ke cache atau memori utama ke chipset kontrolir memori (Northbridge, MCH, atau SPP). Bus ini juga terbagi atas beberapa macam, yakni Front-Side Bus, HyperTransport bus, dan beberapa bus lainnya. Sistem komputer selain Intel x86 mungkin memiliki bus-nya sendiri-sendiri. Bus ini berjalan pada kecepatan 100 MHz, 133 MHz, 200 MHz, 266 MHz, 400 MHz, 533 MHz, 800 MHz, 1000 MHz atau 1066 MHz. Umumnya, bus ini memiliki lebar lajur 64-bit, sehingga setiap detaknya ia mampu mentransfer 8 byte. - Bus AGP
(Accelerated Graphic Port)
Bus ini merupakan bus yang didesain secara spesifik untuk kartu grafis. Bus ini berjalan pada kecepatan 66 MHz (mode AGP 1x), 133 MHz (mode AGP 2x), atau 533 MHz (mode AGP 8x) pada lebar jalur 32-bit, sehingga bandwidth maksimum yang dapat diraih adalah 2133 MByte/s. Umumnya, bus ini terkoneksi ke chipset pengatur memori (Northbridge, Intel Memory Controller Hub, atau NVIDIA nForce SPP). Sebuah sistem hanya dapat menampung satu buah bus AGP. Mulai tahun 2005, saat PCI Express mulai marak digunakan, bus AGP ditinggalkan. - Bus PCI
(Peripherals Component Interconnect)
Bus PCI tidak tergantung prosesor dan berfungsi sebagai bus peripheral. Bus ini memiliki kinerja tinggi untuk sistem I/O berkecepatan tinggi. Bus ini berjalan pada kecepatan 33 MHz dengan lebar lajur 32-bit. Bus ini ditemukan pada hampir semua komputer PC yang beredar, dari mulai prosesor Intel 486 karena memang banyak kartu yang menggunakan bus ini, bahkan hingga saat ini. Bus ini dikontrol oleh chipset pengatur memori (northbridge, Intel MCH) atau Southbridge (Intel ICH, atau NVIDIA nForce MCP). - Bus PCI Express (Peripherals Component Interconnect Express)
- Bus PCI-X (Peripherals Component Interconnect Express)
- Bus ISA (Industry Standard Architecture)
- Bus EISA (Extended Industry Standard Architecute)
- Bus MCA (Micro Channel Architecture)
- Bus SCSI (Small
Computer System Interface)
Bus ini diperkenalkan oleh Macintosh pada tahun 1984. SCSI merupakan antarmuka standar untuk drive CD-ROM, peralatan audio, harddisk, dan perangkat penyimpanan eksternal berukuran besar - Bus USB
(Universal Serial Bus)
Bus ini dikembangkan oleh tujuh vendor komputer, yaitu Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC, dan Northern Telecom. Bus ini ditujukan bagi perangkat yang memiliki kecepatan rendah seperti keyboard, mouse, dan printer karena tidak akan efisien jika perangkat yang berkecepatan rendah dipasang pada bus berkecepatan tinggi seperti PCI. Keuntungan yang didapat dari bus USB antara lain : tidak harus memasang jumper, tidak harus membuka casing untuk memasang peralatan I/O, hanya satu jenis kabel yang digunakan, dapat mensuplai daya pada peralatan I/O, tidak diperlukan reboot. - Bus 1394
Bus yang mempunyai nama FireWire memiliki kecepatan tinggi diatas SCSI dan PCI. Bus 1394 sangat cepat, murah, dan mudah untuk diimplementasikan. Bus ini tidak hanya populer perangkat komputer tetapi juga perangkat elektronik seperti kamera digital, VCR, dan televisi.
MEMORY INTERNAL
Seringkali
terjadi salah pengertian atau salah persepsi pada saat membahas tentang memori.
Pengertian beberapa orang bahwa memori adalah ‘komponen’ yang berbentuk segi
empat dengan beberapa pin di bawahnya. Komponen tersebut dinamakan memory
module. Padahal pengertian sebenarnya memori itu adalah suatu penamaan
konsep yang bisa menyimpan data dan program. Kemudian ditambah dengan kata
internal, yang dimaksud adalah bahwa memori terpasang langsung pada
motherboard. Dengan demikian, pengertian memory internal sesungguhnya itu dapat
berupa :
·
First-Level (L1) Cache
·
Second-Level (L2) Cache
·
Memory Module
Penjelasan
dari masing- masing pengertian diatas adalah sebagai berikut :
1.
First
Level (L1) Cache
Memory yang bernama L1
Cache ini adalah memori yang terletak paling dekat dengan prosessor (lebih
spesifik lagi dekat dengan blok CU (Control Unit)). Penempatan Cache di prosessor
dikembangkan sejak PC i486. Memori di tingkat ini memiliki kapasitas yang
paling kecil (hanya 16 KB), tetapi memiliki kecepatan akses dalam hitungan
nanodetik (sepermilyar detik). Data yang berada di memori ini adalah data yang
paling penting dan paling sering diakses. Biasanya data di sini adalah data
yang telah diatur melalui OS (Operating system) menjadi Prioritas Tertinggi
(High Priority). Pengenalan perangkat keras
2.
Second-Level
(L2) Cache
Memori
L2 Cache ini terletak di Motherboard (lebih spesifik lagi : modul COAST : Cache
On a Stick. Bentuk khusus dari L2 yang mirip seperti Memory Module yang dapat
diganti-ganti tergantung motherboardnya). Akan tetapi ada juga yang
terintegrasi langsung dengan MotherBoard, atau juga ada yang terintegrasi
dengan Processor Module. Di L2 Cache ini, kapasitasnya lebih besar dari pada L1
Cache. Ukurannya berkisar antara 256 KB-2 MB. Biasanya L2 Cache yang lebih
besar diperlukan di MotherBoard untuk Server. Kecepatan akses sekitar 10 ns.
3.
Memory
Module
Memory
Module ini memiliki kapasitas yang berkisar antara 4 MB-512 MB. Kecepatan
aksesnya ada yang berbeda-beda. Ada yang berkecepatan 80 ns, 60 ns, 66 MHz (=15
ns), 100 MHz(=10ns), dan sekarang ini telah dikembangkan PC133mhZ(=7.5 ns).
Akan
tetapi pengelompokan dari memory internal juga terbagi atas :
·
RAM (Random Access Memory) dan
·
ROM (Read Only Memory)
1. RAM
(Random Access Memory)
A. Pengertian
Kelompok memori yang
diberi nama Random Access Memory ini memiliki karakteristik yang sesuai dengan
namanya. Dalam pengaksesan data yang tersimpan dalam memori dilakukan dengan
cara acak (random) bukand engan cara terurut (sequential) seperti pada
streamer. Hal ini berarti untuk mengakses elemen memori yang terletak dimanapun
di dalam modul ini, akan diakses dalam waktu yang sama.
Berdasarkan bahan
pembuatannya, RAM dikelompokkan dalam dua bagianutama, yaitu : static RAM dan dynamic RAM.
a. Static RAM
Secara internal, setiap
sel yang menyimpan n bit data memiliki 4 buah transistor yang menyusun beberapa
buah rangkaian Flip- flop. Dengan karakteristik rangkaian Flip- flop ini, data
yang disimpan hanyalah berupa Hidup (High state) dan Mati (Low State) yang
ditentukan oleh keadaan suatu transistor. Kecepatannya dibandingkan dengan
Dynamic RAM tentu saja lebih tinggi karena tidak diperlukan sinyal refresh untuk
mempertahankan isi memory.
b.
Dynamic RAM
Secara internal, setiap
sel yang menyimpan 1 bit data memiliki 1 buah transistor dan 1 buah
kondensator. Kondensator ini yang menjaga tegangan agar tetap mengaliri
transistor sehingga tetap dapat menyimpan data. Oleh karena penjagaan arus itu
harus dilakukan setiap beberapa saat (yang disebut refreshing) maka proses ini
memakan waktu yang lebih banyak daripada kinerja Static RAM.
B. Jenis-jenis
RAM
1) Synchronous DRAM (SDRAM) dikenal sebagai
SIMM SDRAM hanyalah memperbaiki kecepatan akses data yang tersimpan. Dengan
proses sinkronisasi kecepatan modul ini dengan Frekuensi Sistem Bus pada
prosessor diharapkan dapat meningkatkan kinerjanya. Modul EDO RAM dapat dibawa
ke kecepatan tertingginya di FSB maksimum 75 MHz, sedangkan SDRAM dapat dibawa
ke kecepatan 100 MHz pada sistem yang sama. SDRAM berikut ini juga dikembangkan
lebih jauh :
·
PC100 RAM
SDRAM
yang dikembangkan untuk sistem bus 100 MHz
·
PC133 RAM
SDRAM
yang dikembangkan untuk sistem bus 133 MHz
·
ECC RAM
SDRAM
yang dikembangkan untuk kebutuhan server yang memiliki kinerja yang berat.
Jenis SDRAM ini dapat mencari kerusakan data pada sel memori yang bersangkutan
dan langsung dapat memperbaikinya. Akan tetapi, batasan dari SDRAM jenis ini
adalah, sel data yang dapat diperbaiki hanya satu buah sel saja dalam satu
waktu pemrosesan data.
2) Burst
EDO RAM (BEDO RAM) adalah jenis EDO yang memiliki kemampuan Bursting. Kinerja
yang telah digenjot bisa 100% lebih tinggi dari FPM, 33% dari EDO RAM. Semula
dikembangkan untuk menggantikan SDRAM, tetapi karena prosesnya yang asinkron,
dan hanya terbatas sampai 66 MHz, praktis BEDO RAM ditinggalkan.
3) Rambus
DRAM (RDRAM) dikembangkan oleh RAMBUS Inc. Pengembangan ini menjadi polemik
karena Intel@ berusaha memperkenalkan PC133 MHz. RDRAM ini memiliki jalur data
yang sempit (8 bit) tapi kinerjanya tidak dapat diungguli oleh DRAM jenis lain
yang jalur datanya lebih lebar dari RDRAM yiatu 16 bit atau bahkan 32 bit. Hal
ini karena RDRAM ini memiliki Memory Controller yang dipercanggih. Tentunya
hanya Motherboard yang mendukung RAMBUS saja yang bisa memakai DRAM ini,
seperti MotherBoard untuk AMD K7 Athlon. Akan tetapi, RAM jenis ini dipakai
oleh 3dfx, Inc,. untuk mempercepat proses penggambaran obyek 3 dimensi yang
penuh oleh poligon. Contoh produk yang memakainya adalah 3dfx seri Voodoo4.
4) SyncLink
DRAM (SLDRAM) dibuat karena untuk memakai RDRAM ini harus membayar royalti
kepada RAMBUS Inc., hal ini dirasakan sangat mahal bagi pengembang motherboard.
Dengan kecepatan 200 MHz, dan bandwidth maksimum 1600MB/sec cukup untuk
mengkanvaskan perkembangan RAMBUS DRAM.
5) Double
Data Rate RAM (DDRAM) dikembangkan karena kebutuhan transmisi data sangat
tinggi. Teknologi ini dikembangkan berdasarkan transmisi data ke dan dari
terminal lain melalui sinyal tact.
6) Serial
Presence Detect (PSD) adalah perkembangan dari DIMM yang menyertakan sebuah
chip EPROM yang dapat menyimpan informasi tentang modul ini. Chip kecil yang
memiliki 8 pin ini bertindak sebagai SPD yang sedemikian rupa sehingga BIOS
dapat emmbaca seluruh informasi yang tersimpan di dalamnya dan dapat
menyetarakan FSB dengan waktu kerja untuk performa CPU-RAM yang sempurna.
C. Kecepatan
dan Bandwidth Maksimal
Kecepatan
RAM diukur dalam ns (nanoseconds). Makin kecil ns semakin cepat RAM. Dulu
kecepatan RAM sekitar 120, 100, dan 80 ns. Sekarang sekitar 15, 10, sampai 8
ns. Kecepatan RAM sangat berkaitan erat dengan system bus, apakah system bus
efektif atau tidak untuk menggunakan RAM yang cepat. Berikut ini tabel yang menggambarkan
hubungan clock speed dalam system bus dengan kecepatan RAM yang diperlukan.
Clock
Speed Time per clock tick
20
MHz 50 ns
25
MHz 40 ns
33
MHz 30 ns
50
MHz 20 ns
66
MHz 15 ns
100
MHz 10 ns
133
MHz 6 ns
Berikut
ini adalah peak bandwidth (bandwidth maksimal) dari tiga tipe RAM yang sudah
dikenal. Tabel berikut ini menunjukkan maksimal peak bandwidth yang ditransfer
dari RAM ke L2 Cache.
RAM
type Max. peak bandwidth
FPM
176 MB/sec
EDO
264 MB/sec
SD
528 MB/sec
2. ROM
(Read Only Memory)
Kelompok
memori yang bernama Read Only Memory ini juga memiliki karakteristik yang
sesuai dengan namanya. Data yang ada di dalam ROM ini adalah data yang telah
dimasukkan oleh pembuatnya. Data yang telah terkandung di dalamnya tidak dapat
diubah-ubah lagi melalui proses yang normal, dan hanya dapat dibaca saja.
Ada
bagian data di ROM ini dipergunakan untuk identitas dari komputer itu sendiri.
Hal ini tersimpan dalam BIOS (Basic Input Output Systems). Ada juga data yang
terkandung dalam modul ini yang pertama kali diakses oleh sebuah komputer
ketika dinyalakan. Urutan-urutan yang terkandung di dalam modul ini dan yang
diakses pertama kali ketika komputer dihidupkan diberi nama BOOTSTRAP. Dalam
proses BootStrap ini, dilakukan beberapa instruksi seperti pengecekan komponen
internal pendukung kerja minimal suatu sistem komputer,seperti memeriksa ALU,
CU, BUS pendukung dari MotherBoard dan Prosessor, memeriksa BIOS utama, memeriksa
BIOS kartu grafik, memeriksa keadaan Memory Module, memeriksa keberadaan
Secondary Storage yang dapat berupa Floopy Disk, Hard Disk, ataupun CD-ROM
Drive, kemudian baru memeriksa daerah MBR (Master Boot Record) dari media
penyimpanan yang ditunjuk oleh BIOS (dalam proses Boot Sequence). Berikut ini
akan dibahas jenis ROM dan perkembangannya.
A. PROM
(Programable ROM)
ROM
ini memberikan kesempatan bagi pemakai untuk mengubah data yang tersimpan
secara default. Sebuah alat yang bernama PROM programmer bertugas “membakar”
(burning in) chip ini. Dengan arus listrik yang kuat lokasi bit akan terbakar
dan menunjukkan sebuah nilai (0 atau 1). Setelah melalui proses burningin, PROM
ini tidak dapat lagi diubah-ubah isinya.
B. EPROM
(Erasable Programable ROM)
Chip
ini adalah perkembangan dari PROM. Hanya saja, EPROM ini dapat dihapus isi yang
terdahulu dengan menggunakan sinar ultraviolet. Sinar tersebut melewati celah
di kumpulan chip. Dengan demikian, muatan yang tersimpan dapatterlepas. Dengan
kata lain, EPROM dapat dihapus dengan sinar Ultraviolet dan diprogram ulang
secara elektrik.
C. EEPROM
(Electrically Erasable Programable ROM)
Chip
ini tidak jauh berbeda dengan EPROM, tetapi EEPROM datanya dapat dihapus tanpa
menggunakan sinar ultraviolet. Cukup gunakan pulsa listrik (electrical pulses).
Jenis ROM seperti PROM, EPROM dan EEPROM tergolong ke memori stabil
(nonvolatile memories). Artinya, ketiga jenis memori ROM ini akan tetap
menyimpan datanya walaupun ketika tidak dialiri oleh arus listrik. Pada perkembangannya,
chip EEPROM telah digunakan untuk BIOS dari sebuah MotherBoard. Dengan
menggunakan teknik “flash”, isi dari BIOS pun dapat dibuat lebih baru (update).
Akan tetapi, bahaya dari flashable BIOS adalah semua orang dapat mengubah
isinya, termasuk juga virus. Jika telah diubah oleh virus, maka motherboard
komputer yang dipakai itu tidak akan bisa dipakai kembali.
EXTERNAL MEMORY
- Jenis Memori Eksternal
- Magnetic Disk
- RAID (Redundant Array of Independent Disk)
- Bisa dipindahkan (Removable)
- Optical
- CD-ROM (cd read only memory)
- CD-Writable (WORM=write once read memory)
- CD-R/W (read/write)
- DVD (digital versatile disk)
- Pita Magnetik
- Magnetic Disk
- Disk metal atau plastik yang dilapisi dengan bahan yang dapat dimagnet (iron oxide)
- Kemasan :
- Floppy
- Winchester hard disk
- Removable hard disk
- Mekanisme baca tulis
- Data direkam dan didapat kembali pada/dari disk melalui kumparan (head)
- Saat proses baca tulis head seimbang ketika piringan berputar dibawah head
- Mekanisme tulis
- Didasarkan pada aliran listrik melalui kumparan menghasilkan medan magnet
- Getaran di kirim ke head tulis dan pola magnetik direkam pada permukaan bawah head
- Mekanisme baca
- Tradisional:
ketika permukaan lewat dibawah head, akan menghasilkan arus listrik dari polaritas yang sama ketika dilakukan direkam.
zSistem disk rigid kontemporer:
suatu sistem magnetoresistive yang mempunyai hambatan elektrik yang dideteksi sebagai sinyal tegangan
- Baca tradisional:
- Head yang digunakan sama dengan head tulis
- Digunakan pada sistem disket
- Sistem disk rigid kontemporer:
- pemisahan head baca tulis
- rancangan magneto resistitive (MR) mengizinkan operasi frekuensi tinggi
- kepadatan penyimpanan, kecepatan operasi
- Disk Data Layout
- Karakteristik
- Gerakan head
- Portabilitas head
- Sisi (tunggal atau ganda)
- Platter
- Mekanisme head
- Contact (Floppy)
- Fixed gap
- Flying (Winchester)
- Gerakan Head Disk
- Head tetap
- Satu head tulis per track
- Semua head dijaga pada satu lengan rigid yang menjangkau semua track
- Head yang dapat berpindah
- Satu head tulis per sisi
- Dijaga oleh sebuah lengan yang dapat berpindah-pindah
- Portabilitas disk
- Disk yang dapat dipindah (Removable disk)
- Bisa dipindahkan dari drive dan diganti oleh disk lain
- Tersedia kapasitas penyimpanan sesuai kebutuhan
- Antar sistem dapat mentransfer data dng mudah
- Disk yang tidak dapat dipindah Nonremovable disk
- Berada dengan tetap
- Optical Storage CD-ROM
- Asalnya untuk audio
- 650 Mbyte untuk 70 menit audio
- Dilapisi policarbonat dengan lapisan reflektif yang tinggi, biasanya alumunium
- Data disimpan sebagai bit-bit
- Proses baca dilakukan oleh reflecting laser
- Penempatan kerapatan data konstan
- Kecepatan linier konstan
- Constant linear velocity
- Penyimpanan Optical lain
- CD-Writable
- WORM
- Compatible dengan CD-ROM drives
- CD-RW
- Dapat dihapus berulangkali
- Lebih murah
- Kebanyakan compatible dengan CD-ROM drive
- DVD
- Digital Video Disk
- Digunakan untuk film bioskop
- Hanya untuk disk video
- Digital Versatile Disk
- Digunakan untuk komputer
- Bisa membaca disk komputer dan memutar video
- Magnetic Tape
- Serial access
- lambat
- Sangat murah
- Digunakan sebagai backup atau arsip
INPUT/OUTPUT
- Masalah-masalah Input/Output
- Periferal yang bervariasi
- Pengiriman jumlah data yang berbeda
- Dengan kecepatan yang berbeda
- Dalam format yang berbeda
- Semua periferal I/O berkecepatan lebih lambat dari CPU dan RAM
- Memerlukan modul I/O
- Modul Input/Output
1. Interface ke CPU dan memori
- Melalui sistem bus atau perpindahan utama
2. Interface ke satu atau lebih periferal
- Melalui link yang sesuai
- Peralatan External
- Terbaca manusia
- Monitor, printer, keyboard
- Terbaca mesin
- Pengawasan dan kontrol
- Sensor, aktuator, pita/disk magnetik
- Komunikasi
- Modem
- Network Interface Card (NIC)
- Fungsi Modul I/O Module
- Kontrol dan timing
- Mengkoordinasikan lalu lintas antara sumber daya internal dan perangkat external.
- Komunikasi prosesor
- Komuniksasi perangkat
- Data Buffering
- Deteksi kesalahan
- Langkah-langkah kontrol transfer data (external ke CPU) I/O
- CPU meminta modul I/O untuk memeriksa status perangkat yang terhubung
- Modul I/O menjawab status perangkat
- Jika sedang on dan siap mengirim, CPU minta transfer data, dng perintah tertentu ke modul I/O
- Modul I/O akan memperoleh unit data (mis 8 atau 16 bit) dari perangkat ext
- Data akan ditransfer dari modul I/O ke prosesor
- Diagram Blok Modul I/O
- Teknik Input Output
- I/O Terprogram
- I/O Interrupt driven
- Direct Memory Access (DMA)
- I/O Terprogram
- Antara CPU dengan I/O saling menukarkan data
- Status perangkat sensor
- Perintah Read/write
- Transfer data
- Ketika CPU memberi perintah modul I/O, maka CPU menunggu modul I/O menyelesaikan operasinya
- Jika CPU lebih cepat dari modul I/O, maka membuang waktu CPU
- I/O Terprogram -detail
- CPU meminta I/O melakukan operasi
- Modul I/O melakukan operasi
- Modul I/O menetapkan bit status
- CPU memeriksa bit status secara periodik
- Modul I/O tidak melaporkannya ke CPU
- Modul I/O tidak meng-interrupt CPU
- CPU akan menunggu atau kembali lagi
- Pengalamatan perangkat I/O
- Pada I/O terprogram, transfer data sangat mirip dengan akses memori
- Setiap perangkat diberi kode pengenal yang unik
- Perintah-perintah CPU terdiri dari kode pengenal (alamat)
OPERATING SYSTEM
(OS)
Definisi OS:
Suatu program
yang mengatur eksekusi program-program aplikasi dan berfungsi sebagai
interface antara pengguna komputer dengan hardware komputer
- Tujuan dan fungsi
- Kemudahan
- OS membuat komputer lebih mudah untuk digunakan
- Efisiensi
- OS memungkinkan sumber daya sistem komputer digunakan dengan cara yang efisien
- Kemampuan berkembang
- OS harus
disusun sedemikian rupa shg memungkinkan pengembangan yang efektif,
pengujian, dan penerapan fungsi sistem baru tanpa mengganggu layanan
yang telah ada
- Layers dan Gambaran Sistem Komputer
- Fungsi Sistem Operasi
- Pembuatan program
- Eksekusi program
- Akses ke perangkat I/O
- Akses terkontrol ke file
- Akses sistem
- Deteksi error dan respons
- Laporan
- O/S sebagai Pengatur Sumber Daya
- Tipe Sistem Operasi
- Interaktif
- Batch
- Single program (Uni-programming)
- Multi-programming (Multi-tasking)
- Sistem-sistem lama
- akhir 1940 sampai pertengahan 1950
- Tidak ada sistem operasi
- Program berhubungan langsung dengan hardware
- Terdapat dua masalah utama:
- Penjadwalan (Scheduling)
- Waktu Setup (Setup time)
- Single Program
- Multi-Programming dengan Dua Program
- Multi-Programming dengan Tiga Program
- Sistem Pembagian Waktu
- Mengizinkan pengguna untuk berkomunikasi langsung dengan komputer
- i.e. Interactive
- Multi-programming mengizinkan sejumlah pengguna untuk berkomuniksi dengan komputer
- Penjadwalan (Scheduling)
- Kunci untuk dapat multi-prorgramming
- Long term
- Medium term
- Short term
- I/O
- Penjadwalan Long Term
- Ditetapkan dimana program diajukan untuk diproses
- Derajat pengontrolan multi-programming
- Saat diajukan, sebuah job akan diproses untuk pejadwalan short term
- (atau akan menukar job untuk penjadwalan medium term)
- Penjadwalan Medium Term
- Bagian dari fungsi penukaran
- Biasanya berdasarkan pada kebutuhan untuk mengatur multi-programming
- Jika tidak ada virtual memori, maka pengaturan memori juga sebuah isuue
- Penjadwalan Short Term
- Pengatur pengiriman berita (Dispatcher)
- Fine grained decisions of which job to execute next
- i.e. which job actually gets to use the processor in the next time slot
- Gerbang Proses
- Elemen-elemen O/S
- Managemen Memori
- Uni-program (Program tunggal)
- Memori dipisah menjadi dua
- Satu untuk OS (monitor)
- Satu untuk eksekusi program
- Multi-program
- “pengguna” merupakan bagian dari proses yang sedang aktif
- Swapping (Penukaran)
- Masalah: I/O
lebih lambat dibandingkan CPU meskipun pada sistem multi-programming,
CPU akan mempunyai banyak waktu kosong (tidak bekerja)
- Solusi:
- Menambah memori utama
- Mahal
- Diutamakan untuk program besar
- Swapping
- memindahkan isi memori utama ke memori sekunder
- Pembagian (Partitioning)
- Membagi memori kedalam bagian-bagian untuk alokasi pemrosesan (termasuk OS)
- Fixed-sized partitions (Partisi tetap)
- Membagi memori utama dengan ukuran yang tetap
- Setiap proses yang berukuran kecil atau sama dapat menempati sembarang partisi
- Jika partisi penuh, maka OS dapat men-swap beberapa proses dan memuatkan proses lain
- Tidak efisien dalam penggunaan memori karena ada fragmentasi internal; jumlah proses aktif tetap
- Fixed Partitioning
No comments:
Post a Comment