Sistem Bus

Pemrograman hardware adalah proses penghubungan komponen-komponen logik yang membentuk konfigurasi tertentu yang dapat mengoperasikan operasi aritmetik atau logik.

General purpose hardware adalah hardware yang dapat mengerjakan berbagai macam tugas sesuai dengan sinyal-sinyal yang diberikan.

Program adalah kumpulan instruksi dimana pada tiap langkah-langkah pelaksanaannya dilakukan operasi-operasi aritmetik atau logik.

Untuk setiap operasi disediakan kode-kode yang unik, apabila bagian tertentu dari hardware menerima kode-kode ini maka hardware tersebut akan mengirim sinyal-sinyal kendali.

Komponen yang diperlukan :

1.      CPU

2.      Komponen I/O

3.      Memori utama

Siklus instruksi

1.      Fetch

Prosesor akan mengambil instruksi dari alamat yang terdapat pada program counter.

Instruksi tersebut akan dimasukkan ke instruction register kemudian prosesor akan menerjemahkan dan melaksanakannya.

2.      Execute

Processor memory : untuk transfer data antara CPU dengan memori utama

Processor I/O        : untuk transfer data antara CPU dengan peralatan I/O

Data proccessing    :untuk operasi aritmetik dan logik pada data tertentu

Control                  : untuk mengubah urutan operasi

Dalam suatu pelaksanaan instruksi daapt terjadi interupt. Interupt merupakan suatu sinyal yang diberikan untuk menginterupsi instruksi yang sedang dijalankan. Instruksi dapat diberikan oleh program, timer, I/O, hardware failure.

Sambungan

Semua unit harus tersambung. Tiap unit memiliki sambungan yang berbeda seperti sambungan memori, I/O, CPU.

BUS

Bus merupakan jalur komunikasi yang menghubungkan beberapa komponen. Biasanya bus menggunakan cara broadcast. Bus biasanya dikelompokkan dan terdiri dari beberapa kanal.

Dalam penggunaannya bus tidak membedakan antara data dan instruksi dan lebar jalur menentukan performanya.

Bentuk fisik dari bus adalah :

1.      Jalur parallel PCB

2.      Ribbon cables

3.      Strip connectors pada mother boards

4.      Kumpulan kabel

Jenis bus :

1.      Dedicated     : jalur data dan alamat terpisah

2.      Multiplexed : jalur bersama, data dan alamat dikirim pada saat yang berbeda

Arbitrasi bus:

1.      Centralised : satu hardware mengendalikan akses bus

2.      Distributed : tiap module dapat mengklaim bus dan mempunyai control logic

Evolusi dan Kinerja Komputer

Komputer generasi pertama

Komputer generasi pertama menggunakan tabung vakuum dengan silinder magnetik untuk penyimpanan memori.

Komputer generasi pertama adalah :

1.      ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer)

ENIAC dibuat oleh Eckert dan Mauchly sebagai hasil atas kerjasama antara pemerintah AS dengan University of Pennsylvania. ENIAC digunakan untuk membuat tabel lintasan peluru.

2.      Komputer Von Neumann

Komputer Von Neumann menggunakan konsep penyimpanan program komputer dimana memori dapat menyimpan data dan program. Komponen utama dari komputer ini adalah unit central yang memungkinkan seluruh fungsi komputer dikoordinasikan memalui satu sumber.

3.      Komputer komersial

Komputer komersial pertama adalah UNIVAC 1 yang digunakan untuk kalkulasi biro sensus US. Yang kedua UNIVAC II lebih cepat dan mempunyai memori yang lebih besar daripada UNIVAC I.

Komputer generasi kedua

Komputer generasi kedua menggunakan transistor sebagai pengganti tabung vakuum.

Keunggulan transistor dibanding tabung vakuum adalah : lebih kecil, lebih murah, mengeluarkan panas yang lebih sedikit.

Komputer generasi kedua adalah :

1.      IBM seri 7000

2.      DEC PDP-1

Komputer generasi ketiga

Komputer generasi ketiga menggunakan IC (Integrated Circuit) sebagai pengganti transistor.

Pada generasi ini komponen-komponen dapat dimasukkan pada suatu chip tunggal sehingga ukuran komputerpun mengecil serta penggunaan sistem operasi yang memungkinkan mesin untuk menjalankan berbagai program yang berbeda secara serentak dengan sebuah program utama yang memonitor dan mengkoordinasi memori komputer.

Komputer generasi ketiga adalah :

1.      IBM System/360

2.      DEC PDP-8

Setelah IC tujuan pengembangan yaitu mengecilkan ukuran sirkuit dan komponen-komponen elektrik. Ini dimulai dari small scale integration, medium scale integration, large scale integration, very large scale integration, dan ultra large scale integration.

 Hukum Moore

• Hukum pertambahan kerapatan dari komponen pada chip

• Jumlah transistor pada chip akan bertambah 2x lipat tiap tahun

• Sejak 1970 pengembangan sedikit terlambat

• Jumlah transistor betambah 2x lipat tiap 18 bulan

• Ongkos pembuatan chip hampir selalu tidak berubah

• Semakin padat kerapatan chip semakin pendek hubungan elektrisnya sehingga membuat performa lebih meningkat

• Ukuran yang lebih kecil meningkatkan fleksibilitas

• Konsumsi daya dan pendinginan berkurang

• Interkoneksi yang lebih sedikit akan meningkatkan reliabilitas

Seiring dengan perkembangannya kapasitas memori dan kecepatan prosesor semakin meningkat. Akan tetapi karena perkembangan kapasitas memori lebih lambat daripada perkembangan kecepatan prosesor terjadi ketidakseimbangan kerja. Solusinya adalah :

1.      Meningkatkan jumlah bit per akses

2.      Mengubah interface DRAM

3.      Mengingkatkan bandwidth interkoneksi

4.      Mengurangi frekuensi akses memori

Pendahuluan Organisasi dan Arsitektur Komputer

Komputer merupakan sebuah sistem yang berhirarki yang terdiri atas perangkat I/O, control unit dan memori.

Organisasi dan Arsitektur

Organisasi komputer :  cara-cara komponen-komponen pada komputer diimplementasikan

Arsitektur komputer  :  atribut-atribut sistem komputer yang berhubungan dengan programmmer dan  eksekusi logis sebuah program 

Pada perkembangan komputer arsitektur akan bertahan lama sedangkan organisasi akan mengikuti perkembangan zaman. Arsitektur dapat bertahan lama karena arsitektur memberikan kode kompatibilitas.

Contoh : Semua keluarga intel x86 mempunyai dasar arsitektur yang sama tetapi organisasinya berbeda pada tiap versinya

Fungsi

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

Fungsi-fungsi dari komputer adalah sebagai berikut :

1.      Data Processing (Pengolahan data)

2.      Data Storage (Penyimpanan data)

3.      Data movement (Pemindahan data)

4.      Control

 Struktur

Struktur adalah cara tiap komponen berhubungan satu sama lain.

Empat struktur utama komputer:

Central Processing Unit (CPU) berfungsi sebagai pengontrol operasi komputer dan pusat pengolahan fungsi – fungsi komputer.

Memori Utama berfungsi sebagai penyimpan data.

I/O berfungsi untuk memindahkan data.

System Interconnection berfungsi untuk menghubungkan CPU, memori utama dan I/O.