Rangkuman Materi Evolusi Komputer dan Bus-Bus System | Arsitektur Komputer

Evolusi dan Kinerja Komputer

 

Menurut Wikipedia Komputer adalah alat yang dipakai untuk mengolah data menurut prosedur yang telah dirumuskan, komputer adalah suatu perangkat keras yang sangat berkaitan dengan teknologi. komputer mampu membantu berbagai pekerjaan manusia. Komputer memiliki fungsi dan struktur tersendiri. Komputer dapat berfungsi untuk pengolahan data, penyimpanan data, pemindahan data dan kontrol. Sedangkan struktur adalah cara komponen-komponen dalam sebuah komputer saling terikat. Seperti inilah gambaran struktur 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.

 

Evolusi Komputer

1.     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

Contoh Komputer Generasi Pertama:

1.     ENIAC(Electronic Numerical Integrator And Computer)

2.     Mesin Von Newmann(Komputer IAS)

3.     UNIVAC(Universal Automatic Computer)

2.     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

3.     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

4.     Generasi Setelahnya

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 untuk menigkatkan kinerja komputer antara lain yaitu : Branch prediction, Data flow analysis, dan Speculative execution.

 

Bus-Bus System

-          CPU

Register-register yang terdapat dalam CPU yaitu:

1.      MAR(Memory Address Register)

2.      MBR(Memory Buffer Register)

3.      PC(Program Counter)

4.      I/O AR(I/O Address Register)

5.      I/O BR(I/O Buffer Register)

6.      IR(Instruction Register)

7.      AC(Accumulator)

-          Modul I/O

Berfungsi untuk memindahkan data dari perangkat eksternal ke CPU dan sebaliknya

Modul ini berisi buffer internal untuk menampung data ini sementara sampai data itu dikirimkan.

-          Fungsi Komputer

Fungsi dasar komputer adalah eksekusi program, program yang akan dieksekusi oleh CPU ada di dalam memori. Ada 2 langkah pengambilan instruksi:

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

2.      CPU mengeksekusi setiap program

-          Siklus Fetch

Pada CPU yang umum, suatu register PC dipakai untuk mengawasi instruksi yang akan dibaca selanjutnya, kemudian dimuatkan kedalam IR(Instruction Register). CPU ketika menginterpretasikan instruksi dibagi menjadi 4 kategori, yaitu:

1.      CPU --- Memori

2.      CPU --- I/O

3.      Pengolahan data

4.      Control

-          Interrupts

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

 

Interrupt & Siklus Instruksi

Dengan memakai interrupt, processor dapat dipakai dalam mengeksekusi instruksi-instruksi lain operasi I/O yang sedang dilaksanakan, ketika perangkat eksternal telah siap untuk dilayani, maka modul I/O untuk perangkat eksternal itu mengirimkan signal interrupt request ke processor.

Prosessor menanggapinya dengan menahan operasi program yang sedangdi lakukannya, mencabangkannya ke suatu program untuk melayani perangkat I/O itu, yang di kenal dengan Interrupt Handler, dan kembali melaksanakan eksekusi mula.

            Multiple Interrupt

1.      Dengan tidak mengijinkan terjadinya interrupt lain pada saat suatu interrupt sedang diproses.

2.      Dengan mendefinisikan prioritas bagi interrupt dan mengijinkan interrupt berprioritas tinggi menyebabkan interrupt handler yang berprioritas lebih rendah untuk menginterupsi diri sendiri.

Fungsi I/O

Sebuah I/O dapat bertukar data secara langsung dengan CPU, serta dapat bertukar data secara langsung dengan memori.

Struktur Interkoneksi

Struktur interkoneksi harus mendukung jenis perpindahan berikut ini:

1.      Memori ke CPU

2.      CPU ke memori

3.      I/O ke CPU

4.      CPU ke I/O

5.      I/O ke memori atau memori ke I/O

Interkoneksi Bus

Bus adalah media transmisi yang dapat digunakan bersama. Bila dua buah perangkat melakukan transmisi dalam waktu yang bersamaan, maka signal-signalnya akan bertumpnag tindih dan menjadi rusak.

Struktur Bus

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

Klasifikasi Bus

- Saluran data

- Saluran alamat

- Saluran control

-          Elemen-Elemen Rancangan Bus

A.    Jenis

1.      Dedicated: di dedicated secara permanen diberi sebuah fungsi atau subset fisik komponen-komponen komputer.

2.      Multiplexed: metode penggunaan saluran yang sama untuk berbagai keperluan.

Keuntungan :

1.      Dedicated: thoughput 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: ragkaian lebih kompleks, terjadi penurunan kinerja, karena event-event tertentu yang menggunakan saluran bersama-sama tidak dapat berfungsi secara parallel

B.     Metode Arbitrasi

1.      Tersentralisasi

2.      Terdistribusi

C.     Timing

1.      Synchronous

2.      Asynchronous

D.    Lebar Bus

Semakin lebar bus data, semakin besar bit yang dapat di transfer pada suatu saat. Semakin lebar bus alamat, semakin besar range lokasi yang dapat di referensi. 

-          Jenis Data Transfer

. Read

. Write

. Read modify write

. Read after write

. Blok

-          Bus PCI(Peripheral Component Interconnect)(1990)

Merupakan bus yang tidak tergantung processor dan berbandwidth tinggi yang dapat berfungsi sebagai bus mezzanine/bus berkecepatan tinggi. 

-          Future Bus+

Future Bus+ adalah standard bus asinkron yang berkinerja tinggi. 

-          Perbedaan PCI dan Future bus+

1.      PCI ditujukan bagi implementasi murah yang membutuhkan bidang fisik secara minimal

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

 

Tugas Soal 1 & 2