Rangkuman Materi Arsitektur Komputer

( Evolusi Komputer)

Organisasi komputer

Organisasi Komputer berkaitan dengan unit-unit operasional dan interkoneksinya yang merealisasikan spesifikasi arsitektural.

Arsitektur komputer

Arsitektur berkaitan dengan atribut-atribut sebuah sistem yang tampak (visible) bagi seorang pemrogram, yaitu atribut-atribut yang memiliki dampak langsung pada eksekusi logis sebuah program.

 

Struktur Dan Fungsi Komputer

• Struktur adalah cara komponen-komponen dalam sebuah komputer saling terkait.

• Fungsi adalah operasi pada masing-masing komponen sebagai bagian dari struktur.

 

Fungsi Komputer

Sebuah komputer dapat melakukan fungsi pengolahan data, penyimpanan data, pemindahan data dan control.

 

Struktur Komputer

• CPU (Cental Processing Unit)

• Main Memory

• Input Output (I/O)

• System Interconections

 

Komponen-komponen cpu

• Control Unit (CU)

• Arithmetic and Logic Unit (ALU)

• Register

• CPU Interconnections

 

Evolusi dan Kinerja Komputer

 

Generasi Pertama

 

Ciri umum komputer generasi pertama:

• Menggunakan tabung hampa (Vaccum Tube)

• Program dibuat dalam bahasa mesin

• Memori utama dibuat dengan teknologi magnetic core storage

• Ukuran fisik komputer besar

• Membutuhkan daya listrik besar

 

ENIAC : (Electronic Numerical Integrator And Computer)

Mesin Von Newmann : (Komputer IAS)

UNIVAC : (Universal Automatic Computer)

 

Generasi kedua

 

Ciri umum komputer generasi kedua :

• Teknologi dasar rangkaiannya berupa transistor

• Menggunakan bahasa pemrograman fortran, cobol, Algol

• Menggunakan memori sekunder berupa magnetic tape

• Ukuran fisik komputer lebih kecil dari komputer generasi pertama

• Membutuhkan daya listrik yang lebih kecil

 

Generasi ketiga

 

Ciri umum komputer generasi ketiga :

 

• Teknologi dasar pembangun rangkaian yang digunakan adalah IC (Integrated Circuit)

• Layar monitor dapat menampilkan gambar dan grafik

• Menggunakan magnetic tape sebagai memori sekunder

• Memiliki fitur jaringan

• Penggunaan daya listrik lebih hemat

 

Generasi generasi selanjutnya

 

Setelah generasi ketiga perkembangan komputer didasarkan pada perkembangan IC (integrated Circuit)

• SSI (Small Scale Integration) Sampai 100 komponen elektronik per chip

• MSI (Medium Scale Integration) 100-3000 komponen elektronik per chip

• LSI (Large Scale Integration) 3000-100000 komponen elektronik per chip

• VLSI (Very Large Scale Integration) 100000-1 juta komponen per chip

• ULSI (Ultra Large Scale Integration) Lebih dari 1 juta komponen per chip

 

Perancangan Dan Kinerja Komputer

Kinerja sebuah sistem komputer merupakan hasil proses dari seluruh komponen komputer, yang melibatkan CPU, memori utama, memori sekunder, bus, peripheral.

 

Teknik-teknik yang dikembangkan untuk meningkatkan kinerja komputer, antara lain :

• Branch Prediction, teknik dimana prosesor memungkinkan mengamati terlebih dahulu di dalam software dan melakukan prediksi percabangan atau kelompok instruksi yang akan dieksekusi berikutnya

• Data Flow Analysis, prosesor akan menganalisa instruksi-instruksi yang tidak tergantung pada hasil atau data lainnya untuk membuat penjadwalan yang optimum dalam eksekusi

• Speculative Execution, dengan modal prediksi cabang dan analisis data, maka prosesor dapat melakukan eksekusi spekulatif terlebih dahulu sebelum waktunya.

 

( Bus Bus Sistem )

 

KOMPONEN CPU #1

 

Register

Register yang terdapat dalam CPU, yaitu :

Ø MAR (Memory Address Register) Menentukan alamat di dalam memori yang akan diakses untuk operasi Read/Write.

Ø MBR (Memory Buffer Register) Berisi data yang akan di tuliskan ke dalam  memori atau menerima data yang di baca dari memori.

 

KOMPONEN CPU #2

 

Ø PC (Program Counter) Mencatat alamat memori dimana instrusi di dalamnya akan dieksekusi.

Ø I/O AR (I/O Addres Register) Menspesifikasikan perangkat I/O yang akan diakses.

Ø I/O BR (I/O Buffer Register) Menyimpan data yang akan dituliskan ke port atau data yang akan disalin dari port.

 

Alamat port ditunjuk oleh I/O AR

 

KOMPONEN CPU #3

 

Ø IR (Instruction Register) Menampung instruksi yang akan dilaksanakan.

Ø AC (Accumulator) Menyimpan data semenatara baik data yang sedang diproses atau data yang hasilkan.

 

Modul I/O

Ø Memindahkan data dari perangkat eksternal ke CPU dan sebaliknya.

Ø Modul ini berisi buffer internal untuk menampung data ini sementara sampai data itu di kirimkan.

 

Fungsi Komputer

Ø Fungsi dasar komputer adalah eksekusi program

Ø Program yang akan di eksekusi oleh CPU ada dalam memori

 

Ada 2 langkah pengambilan instruksi :

1. CPU membaca instruksi yang ada di memori (fetch).

2. CPU mengeksekusi setiap instruksi (execute).

 

Pengertian Interrupts

Interrupt disediakan terutama sebagai cara untuk meningkatkan efesiensi pengolahan, karena sebagian besar perangkat eksternal jauh lebih lambat di bandingkan prosessor.

 

Interkoneksi Bus

Bus adalah media transmisi yang dapat di gunakan bersama Bila dua buah perangkat melakukan transmisi dalam waktu yang bersamaan, maka signal-signalnya akan bertumpang tindih dan menjadi rusak. Berarti harus hanya satu buah perangkat saja yang akan berhasil melakukan transmisi pada suatu saat tertentu.

 

Struktur Bus

Bus-bus yang menghubungkan komponen utama sistem (CPU,Memori, I/O) disebut dengan BUS SISTEM. Biasanya bus sistem terdiri dari 50 – 100 saluran yang terpisah.

 

Elemen-elemen Rancangan BUS

 

A. Jenis

1. Dedicated

Suatu saluran bus di dedicated secara permanen diberi sebuah fungsi atau subset fisik komponen-komponen computer.

2. Multiplexed

Metode penggunaan saluran yang sama untuk berbagai keperluan.

 

Keuntungan :

1. Dedicated :

Throughput yang tinggi, karena terjadi kemacetan yang kecil.

2. Multiplexed :

Memerlukan saluran yang sedikit menghemat ruang dan biaya.

 

Kerugian :

1. Dedicated :

Meningkatnya ukuran dan biaya system.

2. Multiplexed :

Rangkaian lebih kompleks, terjadi penurunan kinerja, kerena event-event tertentu yang menggunakan saluran bersama-sama tidak dapat berfungsi secara parallel.

 

B. Metode Arbitrasi

1. Tersentralisasi : sebuah perangkat H/W (pengontrol bus arbiter) bertanggung jawab atas alokasi waktu pada bus.

2. Terdistribusi : tidak terdapat pengontrol sentral, tapi setiap modul terdiri dari access control logic dan modul-modul berkerja sama untuk memakai bus bersama-sama.

 

C. Timing

1. Synchronous : terjadinya event pada bus ditentukan oleh clock.

2. Asynchronous : terjadinya event pada bus di tentukan oleh event sebelumnya.

 

D. Lebar Bus

Ø Semakin lebar bus data, semakin besar bit yang dapat di transfer pada suatu saat.

Ø Semakin lebar bus alamat, semakin besar range lokasi yang dapat di referensi.

 

Jenis Transfer Data

Ø Read

Ø Write

Ø Read modify write

Ø Read after write

Ø Blok

 

Bus PCI (Peripheral Component Interconnect) (1990) Merupakan bus yang tidak tergantung processor dan berbanwidth tinggi yang dapat berfungsi sebagai bus mezzanine/bus berkecepatan tinggi.

 

Mezzanine adalah bus berkecepatan tinggi yang sangat terintegrasi dengan system.

 

Future Bus+

Future Bus+ adalah standard bus asinkron yang berkinerja tinggi.

 

Perbedaan PCI dan Future bus+

Ø PCI di tujukan bagi implementasi murah yang membutuhkan bidang fisik secara minimal.

Ø Future bus+ dimaksudkan untuk memberikan fleksibilitas yang tinggi dan fungsionalitas yang luas untuk memenuhi kebutuhan berbagai sistem yang berkinerja tinggi terutama sistem- sistem yang mahal.

 

Tugas pertemuan 2  

1. A. Dedicated

2. B. Multiplexed

3. C. Read modify write, Blok

4. A. Future bus+

5. C. DMA