MODUL PEMBELAJARAN

ARSITEKTUR KOMPUTER

SEMESTER II

DISUSUN OLEH ADE PRATAMASKOM

AKADEMI MANAJEMEN INFORMATIKA(AMIK-DEPATI PARBO)

KERINCI-SUNGAI PENUH JAMBI20092010

KATA PENGANTAR

Puji Syukur kehadirat Allah SWT yang memberikan rahmat dan hidayahnya sehingga

saya dapat menyelesaikan Modul Pembelajaran Arsitektur Komputer ini Saya sadari

bahwa Modul ini tidak akan terselesaikan tanpa adanya bantuan dan Atensi dari semua

pihak oleh karena itu saya mengucapkan terima kasih sebanyak- banyaknya kepada yth

1 Ketua Yayasan AMIK-Depati Parbo

2 Direktur AMIK-Depati Parbo

3 Segenap Staf dan Karyawan AMIK- Depati Parbo

4 Semua Pihak yang telah membantu

Atas segala bantuan dan dorongan dan pihak yang membantu penulis doakan supaya

mendapat imbalan yang setimpal dari Tuhan Yang Maha Esa Semoga karya yang

sederhana ini dapat bermanfaat bagi kita semua Amin

PENULIS

Ade Pratama SKom

DAFTAR ISIJUDUL

KATA PENGANTAR

DAFTAR ISI

BAB I PENDAHULUAN

11 Latar Belakang

12 Tujuan Penulisan

13 Ruang Lingkup Penulisan

14 Metode Penulisan

BAB II PEMBAHASAN

21Pengenalan Arsitektur Komputer

211 Pengertian komputer

212 Variasi tipe komputer dalam beberapa hal

Ukuran

Biaya

Daya Komputasi

Tujuan Pengguna

213 Unit Fungsional komputer terdiri dari lima bagian utama

Unit Input

Memori

Aritmatika amp Logika

Unit Output

Unit Kontrol

214 Pengertian Software

215 Meningkatkan Performa komputer

31 Keterkaitan Data dengan komputer

311 Pengolahan data terbagi 2

Analog

Digital

312 Kode ASCII

313 Pengiriman Data Menurut Permodulasian AM berikut Contoh

314 Sistem Bilangan pada computer

315 Sandi yang terdapat pada computer

316 Boolean dan logika biner

41 Rangkaian Logika Kombinasional amp Sekuensial helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

411 Rangkaian Logika Kombinasional

Rangkaian Adder Half Adder

Rangkaian Adder Full Adder

Enkoder

Dekoder

412 Rangkaian Logika Sekuensial (Flip-Flop)

FF-RS

FF-RS (berdetak)

FF-D

FF-JK

51 Aritmatika Logika Unit

511 Macam- macam operasi ALU

Adder (Penjumlahan) Half Adder Full Adder Paralel Adder

Pengurangan (Substraktor)

Perkalian (Multiplexer)

Pembagian bila hasilnya 0 amp 1

61 Floating Point

611 Bentuk bilangan Floating Point

612 Konversi bil Floating point deka amp biner

613 Floating Point Standart IEEE

614 Konversi bilangan ke format Floating point Standar IEEE

71 Control Unit

711 Model unit kontrol

712 Macam-macam unit kontrol

713 Fungsi unit kontrol

714 Input Unit Kontrol

715 Output Unit Kontrol

716 Implementasi Unit Kontrol

81 Memori amp Piranti Penyimpanan

811 Jenis-jenis memori

812 Hirarki Memori

813 Memori Internal

814 Memori Eksternal

91 Bus amp Sistem Bus

911 Transfer informasi pada Bus

912 Sistem Bus dengan Jalur Data Alamat dan Kontrol

913 Hirarki Bus

914 Bus Data dan Bus Alamat

101 Unit Input amp Output

1011 Dasar Unit Input Output

1012 Antarmuka IO

1013 Transfer data pada IO

111 Interupsi

1111 Kelas Sinyal Interupsi

1112 Proses Interupsi

1113 Interupsi Ditangguhkan

1114 Sistem Operasi Kompleks

121 Arsitektur dan Klasifikasi Sistem Komputer

1211 Klasifikasi Fylnn

1212 Klasifikasi Feng

1213 Klasifikasi Handler

1214 Menjelaskan Multi Komputer amp Multi Processor

BAB III PENUTUP

31 Kesimpulan

32 Saran

Daftar Pustaka

BAB I PENDAHULUAN

11 Latar Belakang

Adapun Latar belakang dari penulisan Modul ini yaitu Agar Tercapainya Proses

Belajar Mengajar yang merupakan tuntutan dari Satuan Acara Perkuliahan Arsitektur

Komputer dan Mahasiswa dapat mengetahui bagaimana sebuah System komputer bekerja

serta bagaimana proses yang terjadi pada sebuah komputer dan menghasilkan informasi

yang berguna bagi Pengguna pada Khususnya

12 Tujuan Penulisan

Modul ini ditujukan untuk memenuhi kebutuhan-kebutuhan tentang pengetahuan

komputer pada umumnya

1 Dapat memahami Spesifikasi sekumpulan Instruksi dan Unit yang melaksanakan

Instruksi serta pengertian dari Arsitektur Komputer dan sejarah perkembangan

Arsitektur Komputer

2 Mahasiswa Manajemen Informatika

Pengantar komputer merupakan mata pelajaran yang diberikan pada tahun-tahun

pertama Jurusan Manajemen Informatika Dengan demikian Modul ini dapat

dijadikan sebagai bahan bacaan oleh para Mahasiswa yang sedang mengambil

mata kuliah ini

3 Mahasiswa Non Manajemen Informatika

Karena komputer sudah mulai merdquowabahrdquo dan menjamah ke segala bidang maka

Jurusan non komputer juga sudah mulai memberikan pelajaran-pelajaran

pengantar komputer di kurikulumnya

4 Mereka yang akan belajar sendiri

Sebagai bahan untuk mempelajari sendiri Modul ini dapat diandalkan karena

telah mewakili apa yang perlu diketahui oleh mereka yang ingin mengetahui

tentang pengetahuan komputer

13 Ruang Lingkup Penelitian

Didalam perumusan masalah yang dibahas diatas agar tercapainya proses belajar

mengajar yang merupakan tuntutan Satuan Acara Perkuliahan Maka dalam penulisan

Modul ini dibatasi terhadap masalah yang akan dibahas Adapun batasan tersebut adalah

Unit input proses dan Output yaitu komponen-komponen pada saat data dimasukan

kemudian diproses sehingga menghasilkan suatu Informasi yang dapat disajikan kedalam

bentuk media tampilan Layout

14 Metode Penelitian

Untuk mencapai tujuan penulisan Modul maka dilakukan kajian atau Sumber

sebagai berikut

1 Kajian Perpustakaan (Library Research)

Merupakan referensi atau sumber yang dijadikan bahan bagi penulis dalam

menyelesaikan Modul

2 Sumber Internet

Merupakan fasilitas atau layanan yang disediakan provider untuk mendapatkan

informasi penting yang akan menambah nilai guna dalam pembuatan Modul ini

BAB II PEMBAHASAN

21 Pengenalan Arsitektur Komputer

211 Pengertian Komputer

Komputer adalah alat yang dipakai untuk mengolah informasi menurut prosedur yang telah dirumuskan Kata computer semula dipergunakan untuk menggambarkan orang yang perkerjaannya melakukan perhitungan aritmatika dengan atau tanpa alat bantu tetapi arti kata ini kemudian dipindahkan kepada mesin itu sendiri Asal mulanya pengolahan informasi hampir eksklusif berhubungan dengan masalah aritmatika tetapi komputer modern dipakai untuk banyak tugas yang tidak berhubungan dengan matematika

Dalam definisi seperti itu terdapat alat seperti slide rule jenis kalkulator mekanik mulai dari abakus dan seterusnya sampai semua komputer elektronik yang kontemporer Istilah lebih baik yang cocok untuk arti luas seperti komputer adalah pemroses informasi atau sistem pengolah informasi

Definisi

Sekalipun demikian definisi di atas mencakup banyak alat khusus yang hanya bisa memperhitungkan satu atau beberapa fungsi Ketika mempertimbangkan komputer modern sifat mereka yang paling penting yang membedakan mereka dari alat menghitung yang lebih awal ialah bahwa dengan pemrograman yang benar semua komputer dapat mengemulasi sifat apa pun (meskipun barangkali dibatasi oleh kapasitas penyimpanan dan kecepatan yang berbeda) dan memang dipercaya bahwa mesin sekarang bisa meniru alat perkomputeran yang akan kita ciptakan di masa depan (meskipun niscaya lebih lambat) Dalam suatu pengertian batas kemampuan ini adalah tes yang berguna karena mengenali komputer maksud umum dari alat maksud istimewa yang lebih awal Definisi dari maksud umum bisa diformulasikan ke dalam syarat bahwa suatu mesin harus dapat meniru Mesin Turing universal Mesin yang mendapat definisi ini dikenal sebagai Turing-lengkap dan yang pertama mereka muncul pada tahun 1940 di tengah kesibukan perkembangan di seluruh dunia Lihat artikel sejarah perkomputeran untuk lebih banyak detail periode ini

212 Variasi tipe komputer dalam beberapa hal

PENGGOLONGAN KOMPUTER

Berdasarkan Data yang Diolah

1 Analog Computer diams Digunakan untuk data yang sifatnya kontinyu dan bukan data yang berbentuk angka

tetapi dalam bentuk fisik misalnya arus listrik temperatur kecepatan tekanandsb

diams Output dari komputer analog umumnya adalah untuk pengaturan atau pengontrolan suatu mesin misalnya untuk mengatur temperature di dalam suatu alat pembakaran

diams Keuntungan komputer analog adalah kemampuannya untuk menerima data dalam besaran fisik dan langsung mengukur data tertentu tanpa harus dikonversikan terlebih dahulu seperti pd komputer digital sehingga proses komputer analog lebih cepat dibandingkan dengan komputer digital

diams Kelemahan komputer analog adalah terletak pada faktor ketepatannya Komputer digital lebih tepat dibandingkan dengan komputer analog

2 Digital Computer diams Digunakan untuk data yang berbentuk angka atau hurup diams Biasanya dipakai untuk aplikasi bisnis dan aplikasi teknik diams Keunggulan komputer digital adalah

o Memproses data lebih tepat dibanding komputer analog o Dapat menyimpan data selama masih dibutuhkan untuk diproses o Dapat melakukan operasi logika o Data yang telah dimasukkan dapat dikoreksi atau dihapus o Output dari komputer digital dapat berupa angka hurup grafik maupun gambar

3 Hybrid Computer diams Merupakan komputer kombinasi dari komputer analog dan digital diams Mampu memproses data lebih cepat dari komputer digital dan lebih tepat dari

komputer analog diams Biasanya dipakai untuk aplikasi khusus

Berdasarkan Penggunaannya

1 Special Purpose Computer diams Komputer yang dirancang untuk menyelesaikan masalah yang khusus yg biasanya

hanya berupa satu masalah saja diams Program komputer sudah tertentu dan sudah tersimpan di dalam komputernya diams Komputer ini dapat berupa komputer digital maupun komputer analog dan

umumnya komputer analog adalah special purpose computer

diams Spesial purpose computer banyak dikembangkan untuk pengontrolan yang otomatis pada proses-proses industri seperti misalnya pabrik kimia penyulingan minyak pabrik baja serta untuk tujuan militer

2 General Purpose Computer diams Komputer yang dirancang untuk menyelesaikan bermacam-macam masalah dengan

program-program yang bermacam-macam pula diams Dibandingkan dengan special-purpose computer kecepatannya lebih rendah diams Dipakai untuk berbagai keperluan untuk aplikasi bisnis teknik pendidikan

pengolahan kata permainan dsb diams Komputer ini dapat berupa komputer digital maupun komputer analog dan

umumnya komputer digital adalah general purpose computer

Berdasarkan Ukurannya

diams Ukuran dari komputer ditunjukkan oleh kemampuannya dalam mengolah data ditentukan oleh o Kapasitas main memory (simpanan dalam) yg dinyatakan dalam satuan byte

( dengan kapasitas 4 KB 32 KB 64 KB 128 KB 256 KB bahkan dapat dikembangkan sampai 2 MB)

o Konfigurasi dari operand register (operand register digunakan untuk menampung data yang sedang dioperasikan) bisa dengan ukuran 8 bit 16 bit 32 bit dan 64 bit

o Kecepatan pengolahan data o Jumlah dan macam alat-alat input dan outputnya o Ukuran fisik komputer dan ruangan yang dibutuhkan

diams Berdasarkan ukuran komputer dapat digolongkan ke dalam komputer mikro(micro computer) komputer mini (mini computer) komputer kecil (small computer) komputer menengah (medium computer) komputer besar (large computer) dan komputer super (super computer)

1 Micro Computer diams Disebut juga dengan personal computer atau desktop computer diams Ukuran main memory berkisar 16 KB sampai lebih dari 1 MB diams Konfigurasi operand register 8 bit 16 bit 32 bit atau 64 bit diams Umumnya single user ( pemakainya tunggal) diams Ruangan yang dibutuhkan kecil dan dapat diletakkan di atas meja diams Harganya relative murah diams Perkembangan lebih lanjut dari komputer mikro adalah komputer super-mikro

(super micro computer) dimana komputer super mikro sudah multiuser system

2 Mini Computer diams Dapat digolongkan lagi menjadi mini-mini komputer midi-mini computer maxi-

mini computer dan super mini komputer tergantung dari kemampuannya diams Ukuran main memory berkisar 4 MB sampai lebih dari 128 MB diams Konfigurasi operand register 8 bit 16 bit 32 bit atau 64 bit diams Umumnya multi user ( pemakainya banyak)

diams Bentuk dari komputer mini cukup kecil dapat dipindah-pindah dan dapat diletakkan di rumah kecil

diams Harganya relative lebih mahal daripada komputer mikro tergantung dari banyaknya terminal dan alat input serta ouputnya harganya mulai dari Rp 15 juta

diams Mulai digunakan thn 1960 sebanyak 5000 komputer dan tahun 1970 jumlah ini telah meningkat sampai dengan 10000 komputer

diams Diterapkan terhadap aplikasi pengendalian produksi riset laborotarium dan komunikasi data

3 Small Computer diams Disebut juga dengan nama small-scale mainframe computer diams Ukuran main memory berkisar 64 KB dan dapat dikembangkan sampai lebih dari 8

MB diams Konfigurasi operand register 8 bit 16 bit 32 bit atau 64 bit diams Kebanyakan menggunakan system multi programming multi processing dan virtual

storage serta bersifat multi user diams Harganya relative lebih mahal daripada komputer mini tergantung dari banyaknya

terminal dan alat input serta ouputnya mulai dari Rp 50 juta

4 Medium Computer diams Disebut juga dengan nama medium-scale mainframe computer diams Ukuran main memory berkisar 512 KB dan dapat dikembangkan sampai lebih dari 8

MB diams Medium computer dapat mempunyai sejumlah besar dan bermacam-macam alat

input atau output diams Digunakan untuk komunikasi data dengan ratusan terminal yang terpisah dari pusat

komputernya dimana pusat komputernya biasanya menggu8nakan medium computer dan terminal dapat menggunakan micro atau mini computer

diams Kebanyakan menggunakan system multi programming multi processing dan virtual storage serta bersifat multi user

diams Harganya relative lebih mahal daripada small computer mulai dari Rp 150 juta 5 Large Computer

diams Disebut juga dengan nama mainframe computer atau large scale mainframe computer karena bentuk fisiknya besar seperti lemari

diams Ukuran main memory berkisar 512 KB dan dapat dikembangkan sampai lebih dari 8 MB

diams Digunakan oleh perusahaan-perusahaan besar misalnya perusahaan penerbangan yg mempunyai ratusan kantor cabang tersebear di selruh dunia yg tiap-tiap kantor mempunyai terminal yg dihubungkan dengan pusat komputernya

diams Mempunyai kecepatan dalam proses data dan efektif dlm penerapan system time sharing sehingga dapat dipakai banyak pemakai secara bersamaan

diams Harganya relative lebih mahal daripada small computer mulai dari Rp 300 juta

6 Super Computer diams Dikembangkan oleh perusahaan-perusahaan Amerika Serikat dan Jepang diams IBM sebagai salah satu perusahaan yg mengembangkan super computer diams Penelitian juga dilakukan oleh Cray Research dengan hasil Cray-1 computer diams Penerapan system time-sharing yang lebih efektif dengan menggunakan ribuan

terminal yg dapat dihubungkan dengan super computer dan ribuan pemakai dapat menggunakannya secara bersamaan

diams Harga super computer mulai dari 7 juta US $ sampai dengan 17 juta US $

213 Unit Fungsional komputer terdiri dari lima bagian utama

1 Unit Input

KeyboardKeyboards memungkinkan seorang user untuk memasukkan perintah dandata ke dalam system komputerContoh gambar sebuah keyboard

MouseMouse adalah peralatan input yang mempunyai sejumlah tombolPerpindahan dengan tangan sepanjang permukaan mouse akan merubahposisi tampilan pada layar yang merefleksikan perpindahan tersebutTombol pada mouse digunakan untuk memilih item dan membuat pilihanpada layarMouse secara significant dapat mereduksi input yangdimasukkan oleh pemakai melalui serangkaian pengetikanperintah pada keyboard dengan mengklik pada tombol mouseatau item yang tampil pada layar monitor

Trackball Joystick dan Touchpad

Mouse mengenableoperator untuk memindahkan kursor pada layercomputer Sekumpulan perangkat input inovatif telah dikembangkan untukmelakukan fungsi serupa untuk memenuhi berbagai lingkungan aplikasi danpreferensi userPrinsip operasi trackball sangat mirip dengan mouse mekanik Suatu bola

dipasang pada shallow well pada keyboard User memutar bola tersebut untukmengindikasikan pergerakan kursor yang diinginkan di layar

Joystick

adalah stick pendek berputar yang dapat digerakkan dengan tanganuntuk menunjuk ke tiap arah dalam bidang XYPada saat informasi ini dikirim kecomputer software menggerakkan kursor pada layar dengan arah yang sama

2Memori

Fungsi utama dari mainstoragememori adalah menyediakan tempat bagi data

dan instruksi Bagian ini terdiri dari internal memory yaitu berupa RAM (Random

Acces Memory) dan ROM (Read Only Memory) serta eksternal memory yaitu

berbagai macam disk seperti harddisk floppy disk dan optical disk

RAM mempunyai kemampuan untuk melakukan pengecekan data

disimpanan yang disebut dengan parity check Bila data hilang atau rusak dapat

diketahui dari sebuah bit tambahan yang disebut dengan parity bit ROM adalah

memori yang hanya dapat dibaca saja pemakai tidak dapat mengisi sesuatu ke dalam

ROM Isi ROM telah diisi oleh pabrik pembuatnya berupa system operasi yang

terdiri dari program-program pokok yang diperlukan oleh sistem komputer

Perintah-perintah yang ada pada ROM sebagian akan dipindahkan pada

RAM RAM (Random Acces Memori) adalah memori komputer yang dapat diisi

dengan program data selama ada aliran listrik bila aliran listrik mati isi RAM akan

terhapus semuanya Pada waktu program komputer dijalankan sebagian program

yang telah kita masukkan atau kita ketik akan diletakkan di RAM

3 Aritmatika amp Logika

ALU adalah yang melaksanakan pengolahan data secara fisik termasuk

penjumlahan pengurangan pembagian juga logical operasi seperti manyatukan

data menurutkan data memilih data dan lain-lain

4 Unit Output

1 Monitor

Monitor adalah peralatan yang memungkinkan komputer untukmenampilkan informasi balik ke pemakaiuser dalam bentuk teks maupungrafik Monitors mempunyai ukuran yang bervariasi 14 15 17 dan lainnya Semakin besar ukurannya (dalam inch) maka semakin mahal dansemakin luas gambar yang dapat ditampilkan pada monitor Monitor memiliki beberapa variasi bentuk resolusiscreen yang berbeda yang merujuk pada jumlah titikyang bisa ditampung dalam koordinat X dan Y (640 x480 atau 800 x 600) dan refresh rate yangmenunjukkan berapa kali per detik suatu gambar dapatditampilkan pada screen (60Hz berarti 60 kali perdetik) Monitor dengan resolusi screen yang lebih tinggi semisal 1024x768membutuhkan ukuran monitor yang lebih lebar missal 21 (jika tidakmaka akan kelihatan kecil sekali gambarnya jika ditampilkan dalammonitor berukuran 14) dan juga membutuhkan refresh rate yanglebih tinggi semisal 72Hz untuk mencegah tampilan gambar padascreen terlihat berkedip-kedip (flickering)

2 Printer

Printer digunakan untuk mencetak pada kertas apa yang ditampilkan padascreen atau untuk mencetak data yang dioleh oleh komputerPrinter ada yang berwarna (color) dan ada yanghitam putih (black and white) Printer berwarnalebih lambat dan lebih mahal daripada printer hitamputih Juga teknologi yang digunakan untukmencetak informasi pada kertas bervariasitergantung tipe printer

5Unit Kontrol

Unit kontrol atau yang sering dikenal dengan control unit akan menyimpan perintah sekarang yang dilakukan oleh komputer memerintahkan ALU untuk melaksanaan dan mendapat kembali informasi (dari memori) yang diperlukan untuk melaksanakan perintah itu dan memindahkan kembali hasil ke lokasi memori yang sesuai Sekali yang terjadi unit kontrol pergi ke perintah berikutnya (biasanya ditempatkan di slot berikutnya kecuali kalau perintah itu adalah perintah lompatan yang memberitahukan kepada komputer bahwa perintah berikutnya ditempatkan di lokasi lain)

Bagian CPU yang menyebabkan fungsi komputer tercapai ini mengeluarkan sinyal-sinyal kontrol yang bersifat internal bagi CPU untuk memindahkan data antar Register agar ALU melakukan fungsinya untuk mengatur operasi-operasi internal lainnya Register yang merupakan bagian dari unit kontrol adalah tempat penyimpan data sementara dalam CPU selama proses eksekusi Apabila terjadi proses eksekusi data dalam register dikirim ke ALU untuk diproses hasil eksekusi nantinya diletakkan ke register kembali Unit kontrol akan menghasilkan sinyal yang akan mengontrol operasi ALU dan pemindahan data ke dan dari ALU Unit kontrol juga mengeluarkan sinyal kontrol eksternal bagi pertukaran data memori dan modul-modul IO

214 Pengertian Software

Piranti lunak atau perangkat lunak adalah program komputer yang berfungsi sebagai sarana interaksi antara pengguna dan perangkat keras Perangkat lunak dapat juga dikatakan sebagai penterjemah perintah-perintah yang dijalankan pengguna komputer untuk diteruskan ke atau diproses oleh perangkat keras

Perangkat lunak adalah program komputer yang isinya dapat diubah dengan mudah Perangkat lunak umumnya digunakan untuk mengontrol perangkat keras melakukan perhitungan berinteraksi dengan perangkat lunak lainnya dan lain-lain

Contoh dari perangkat lunak

1Sistem operasi

215 Meningkatkan Performa komputer

Untuk Meningkatkan Performa kinerja komputer pertama sekali yang harus

diperhatikan adalah mengukur kapabilitas dan kompatibilitas sistem yang ada pada suatu

perangkat IO sehingga antar terjadi hubungan yang dinamis pada masing-masing

perangkat

31 Keterkaitan Data dengan komputer

311 Pengolahan data terbagi 2

Analog

Digital

Dilihat dari fungsi komputer merupakan suatu perangkat digunakan untuk memproses data kemudian hasil prosesnya diselesaikan secara elektronis didalam CPU Menurut pengolahan data komputer diklasifikasikan menjadi 2 yaitu Analog amp Digital

Analog Suatu sinyal yang dikirimkan dari suatu pemancar (transmitter) ke penerima (receiver) untuk berkomunikasi data tersebut dikirim dalam bentuk suara huruf angka dan karakter lain (tulisan tangan dicetak) foto gambar film dll

Digital Sistem yang memproses nilai diskrit (langkah demi langkah )

Permodulasian Suatu teknik untuk merubah signal Digital ke dalam bentuk signal Analog sehingga data kumpulan jajaran digit dari komputer dapat dihantar melalui kabel telfon yang menghantar informasi secara Analog

Ex AM FM PM

Permodulasian dilakukan oleh alat MODEM (Modulation Demodulation) Signal Analog Signal Digital sebaliknya

312 ASCII

ASCII singkatan dari American Standard Code for Information Interchange Standardyang digunakan pada industri untuk mengkodekan huruf angka dan karakterkarakterlain pada 256 kode (8 bit biner) yang bisa ditampung

Ex Huruf A=65 B=66 C=67 dst

313 Contoh soal Permodulasian AM

Sebuah Host mengirim data rdquo IYA rdquo dengan menggunakan permodulasian AM dengan kecepatan 1 Baud= 2 Bps Amplitudo +- 12 Volt +- 9 Volt +- 6 Volt +- 3 Volt Gbrkan bentuk signal Analog untuk menghantarkan huruf rdquoIYArdquo

Jawab 1 Baud = 2 Bps (dengan Melihat Kode ASCI ) 00 = +- 12 Volt 01 = +- 9 Volt10 = +- 6 Volt 11 = +- 3 Volt

I = 01001001Y = 01011001A = 01000001

314 Sistem Bilangan pada computer

1 BitsSetiap angka 0 dan 1 biasa disebut Bit Bit adalah singkatan dari Binary Digit Kata

Binary diambil dari nama Binary Number System (Sistem Bilangan Biner) Tabel 21berikut menunjukkan tentang bit

2 Sistem Bilangan Biner

Sistem bilangan biner disusun dari angkaangkasama seperti sistem bilangan desimal(sistem bilangan 10) yang sering digunakan saat ini Tetapi untuk desimalmenggunakan angka 0 sampai 9 sistem bilangan biner hanya menggunakan angka 0dan 1Berikut adalah tabel contoh sistem bilangan biner

3 Sistem Bilangan Desimal

Sebelum mempelajari tentang bilangan biner ada baiknya mengetahui tentang sistembilangan yang umum dipakai yaitu desimal (bilangan basis 10) Perhatikan table

Contoh

1243 = (1 X 10 3 ) + (2 X 10 2 ) + (4 X 10 1 ) + (3 X 10 0 )= 1000 + 200 + 40 + 3

4 Sistem Bilangan Biner

Untuk bilangan biner (bilangan basis 2) perhatikan tabel

Contoh

101102 = (1 X 2 4 ) + (0 X 2 3 ) + (1 X 2 2 ) + (1 X 2 1 ) + (0 X 2 0 ) = (16 + 0 + 4 + 2 +0) = 2216810 = 101010002

Cara II

168 2 = 84 sisa 084 2 = 42 sisa 042 2 = 21 sisa 021 2 = 10 sisa 110 2 = 5 sisa 05 2 = 2 sisa 12 2 = 1 sisa 01 2 = 0 sisa 1Bit biner terbesar dimulai dari bawah sehingga 16810 = 101010002

5 Sistem Bilangan Heksadesimal

Bilangan heksadesimal biasa disebut bilangan basis 16 artinya ada 16 simbol yangmewakili bilangan ini Tabel 18 berikut menunjukkan konversi bilanganheksadesimal

Untuk konversi bilangan biner ke heksadesimal perhatikan contoh berikut 101101010100100102 = 0001 0110 1010 1001 0010 = 1 6 A 9 2Jadi bil biner 10110101010010010 sama dengan bil heksadesimal 16A92

6 Sistem Bilangan Oktal

Bilangan oktal disebut bilangan basis 8 artinya ada 8 simbol yang mewakili bilanganini Tabel 19 berikut menunjukkan konversi bilangan oktal

Untuk konversi bilangan biner ke oktal perhatikan contoh berikut 101101010100100102 = 010 110 101 010 010 010 = 2 6 5 2 2 2 8

Jadi bil biner 10110101010010010 sama dengan bil oktal 265222Untuk konversi dari oktal ke heksadesimal ubah terlebih dahulu bilangan oktal yangakan dikonversi menjadi biner Hal ini berlaku juga untuk konversi dari heksadesimalke oktal Perhatikan contoh berikut 7258 = 111 010 1012

= 0001 1101 0101 = 1 D 5 16

FE16 = 1111 11102

= 011 111 110 = 3 7 6 8

315 Sandi yang terdapat pada komputer

1 Sandi 8421 BCD (Binary Coded Decimal)

Sandi 8421 BCD adalah sandi yang mengkonversi bilangan desimal langsung kebilangan binernya sehingga jumlah sandi BCD adalah 10 sesuai dengan jumlahsimbol pada desimal Perhatikan tabel 210 berikut

Contoh

19710 sandi BCDnyaadalah 0001 1001 0111

2 Sandi 2421

Sandi 2421 hampir sama dengan sandi 8421 terutama untuk bilangan desimal 0sampai dengan 4 Tetapi sandi berikutnya merupakan pencerminan yang diinversiPerhatikan tabel

Perhatikan sandi desimal 5 Sandi tersebut merupakan cermin dari sandi 4 desimaltetapi logikanya diinversi Begitu pula pada sandi desimal 6 yang merupakan cermindari sandi desimal 3 yang diinversi dstContoh

37810 sandi 2421nyaadalah 0011 1101 1110

316 Boolean atau Logika Biner

Logika memberi batasan yang pasti dari suatu keadaan Sehingga keadaan tersebuttidak dapat berada dalam dua ketentuan sekaligus Karena itu dalam logika dikenalaturanaturansebagai berikut Suatukeadaan tidak dapat benar dan salah sekaligusMasingmasingadalah hanya benar atau salah (salah satu)Suatukeadaan disebut BENAR bila TIDAK SALAHDua keadaan itu dalam aljabar boole ditunjukkan dengan dua konstanta yaitu logikaldquo1rdquo dan logika ldquo0rdquo

Misal Logika ldquo1rdquo Logika ldquo0rdquoBenar SalahHidup MatiSiang MalamContoh diatas dapat dituliskan Tidak Benar atau Benar = SalahTidak Hidup atau Hidup = MatiTidak Siang atau Siang = MalamTanda garis atas dipakai untuk menunjukkan pertentangan atau lawan dari keadaanitu Sehingga tanda garis tersebut merupakan pertentangan logika (Logical Inversion)yang mempunyai fungsi untuk menyatakan ldquoTidakrdquo (Not)Ā = Tidak A atau Ā = NOT AHimpunan adalah kumpulan dari elemen yang setidaknya memiliki sifat yang samadan bisa memiliki kelompok yang terbatas atau tidak terbatas jumlahnya Misalnyahimpunan mahasiswa politeknik Himpunan tersebut tentu saja terdiri dari bermacammacamkelompok Jika dapat diambil tiga kelompok Kelompokyang berasal dari luar jawa JKelompokyang sedang kuliah KKelompokyang mengerjakan laporan akhir LSehingga seseorang setidaknya masuk dalam satu kelompok tersebut bahkan dapatterjadi masuk dalam dua kelompok sekaligus Misalnya mahasiswa luar jawa yangsedang mengerjakan laporan akhir berarti masuk kelompok J dan L (J AND L) JAND L dituliskan juga dengan J LGabungan antara mahasiswa luar jawa dan mahasiswa yang mengerjakan laporanakhir memiliki pengertian mahasiswa luar jawa atau mahasiswa mengerjakanlaporan akhir J atau L (J OR L) J OR L dituliskan juga dengan J + LLogika Biner (gerbang Boolean) adalah rangkaian digital yang menerima satu ataulebih masukan tegangan untuk memperoleh keluaran tertentu sesuai dengan aturanboole yang berlakuJika membicarakan komputer maka perbedaan tegangan yang digunakan sebagaionoff atau nilai biner 10 nilai 1 ekivalen dengan tegangan +5 volt dan nilai 0ekivalen dengan tegangan 0 volt

41 Rangkaian Logika Kombinasional amp Sekuensial

Rangkaian yang termasuk rangkaian logika kombinasional yaitu Dekoder Enkoder Multiplekser Demultiplekser Pada rangkaian-rangkaian itu terlihat bahwa kondisi keluaran hanya dipengaruhi oleh kondisi masukan pada saat itu

Rangkaian Adder Half Adder

Rangkaian Adder Full Adder

Enkoder

Dekoder

DECIMAL TO BCD ENCODER

Encoder yang sudah umum yaitu decimal to BCD encoder Switch dengan

penekan tombol mirip dengan tombol kalkulator dihubungkan dengan tegangan

Vcc Jika tombol 3 ditekan maka gerbang-gerbang OR pada jalur C dan D

akan mempunyai input bernilai 1 Oleh karena itu maka outputnya menjadi

ABCD = 0011

Dan selengkapnya dapat dilihat pada tabel dibawah ini

INPUT OUTPUT0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 10 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 00 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 10 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 00 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 10 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 00 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 10 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1

2 DECODER

Rangkaian dekoder mempunyai sifat yang berkebalikan dengan enkoder yaitu

merubah kode biner menjadi sinyal diskrit Syarat perancangan sebuah dekoder adalah m

lt= 2n dimana m adalah kombinasi keluaran dan n adalah jumlah bit masukan Sehingga

dapat disimplkan bahwa variabel keluaran bebas tapi harus tetap memperhatikan unsur

efisiensi rangkaian Misal dekoder 3 bit memiliki 8 atau kurang kombinasi keluaran tetapi

bisa memiliki jumlah saluran keluaran lebih dari 8 (10 atau 55 atau 100 dan sebagainya)

Contoh rangkaian dekoder adalah rangkaian dekoder dot matrik dan dekoder seven

segmen

Bila semua segmen menyala maka dapat dibaca sebagai angka decimal 8 Angka

decimal 0 dan 3 terlihat pada menyalanya segmen ndash segmen sesuai gambar Untuk

penampilan huruf hanya beberapa huruf saja yang dapat dibaca dari tujuh segmen

Tabel Kebenaran dekoder seven segmen

INPUT OUTPUTA B C D a b c d e f g0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 00 0 0 1 0 1 1 0 0 0 00 0 1 0 1 1 0 1 1 0 10 0 1 1 1 1 1 1 0 0 10 1 0 0 0 1 1 0 0 1 10 1 0 1 1 0 1 1 0 1 10 1 1 0 1 0 1 1 1 1 10 1 1 1 1 1 1 0 0 0 01 0 0 0 1 1 1 1 1 1 11 0 0 1 1 1 1 1 0 1 11 0 1 0 1 1 1 0 1 1 11 0 1 1 0 0 1 1 1 1 11 1 0 0 1 0 0 1 1 1 01 1 0 1 0 1 1 1 1 0 11 1 1 0 1 0 0 1 1 1 11 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1

a = sum (m0m2m3m5m6m7m8m9m10m12m14m15)

b = sum (m0m1m2m3m4m7m8m9m10m13)

c = sum (m0m1m3m4m5m6m7m8m9m10m11m13)

d = sum (m0m2m3m5m6m8m9m11m12m13m14)

e = sum (m0m2m6m8m10m11m12m13m14m15)

f = sum (m0m4m5m6m8m9m10m11m12m14m15)

g = sum (m2m3m4m5m6m8m9m10m11m13m14m15)

42 Rangkaian Logika Sekuensial (Flip-Flop)

1 Flip-Flop R-SFlip-flop R-S adalah rangkaian dasar dari semua jenis flip-flop yang ada Terdapat berbagai

macam rangkaian flip-flop R-S pada percobaan ini flip-flop R-S disusun dari empat buah gerbang NAND 2 masukan Dua masukan flip-flop ini adalah S (set) dan R (reset) serta dua keluarannya adalah Q dan Qrsquo

Kondisi keluaran akan tetap ketika kedua masukan R dan S berlogika 0 Sedangkan pada kondisi masukan R dan S berlogika 1 maka kedua keluaran akan berlogika 1 hal ini sangat dihindari karena bila kondisi masukan diubah menjadi berlogika 0 kondisi kelurannya tidak dapat diprediksi (bisa 1 atau 0) Keadaan ini disebut kondisi terlarang Selanjutnya kondisi terlarang pacu dan tak tentu akan dijelaskan melalui Tabel 31

Gambar 33 Rangkaian Percobaan Flip-Flop R-S

Tabel 32a Kondisi terlarang pacu dan tak tentu karena perubahan clockNo S R Clock Keterangan1 1 1 Aktif (1) Kondisi terlarang2 1 1 Tepi turun (Berubah dari

1 ke 0)Kondisi pacu

3 1 1 Tidak aktif (0) Kondisi tak tentu

Tabel 32b Kondisi terlarang pacu dan tak tentu karena perubahan clock dan masukan yang serempakNo S R Clock Keterangan1 1 1 Aktif (1) Kondisi terlarang2 0 0 Tepi turun Kondisi pacu3 0 0 Tidak aktif (0) Kondisi tak tentu

2 Flip-flop D

Flip-flop D dapat disusun dari flip-flop S-R atau flip-flop J-K yang masukannya saling berkebalikan Hal ini dimungkinkan dengan menambahkan salah satu masukannya dengan inverter agar kedua masukan flip-flop selalu dalam kondisi berlawanan Flip-flop ini dinamakan dengan flip-flop data karena keluarannya selalu sama dengan masukan yang diberikan Saat flip-flop pada keadaan aktif masukan akan diteruskan ke saluran keluaran

2 Flip-flop J-KFlip-flop J-K merupakan penyempurnaan dari flip-flop R-S terutama untuk mengatasi masalah

osilasi yaitu dengan adanya umpan balik serta masalah kondisi terlarang seperti yang telah dijelaskan di atas yaitu pada kondisi masukan J dan K berlogika 1 yang akan membuat kondisi keluaran menjadi berlawanan dengan kondisi keluaran sebelumnya atau dikenal dengan istilah toggle Sementara untuk keluaran berdasarkan kondisi-kondisi masukan yang lain semua sama dengan flip-flop R-S

Gambar 35 Flip-flop J-K

51 Aritmatika Logika Unit

Macam- macam operasi ALU

Adder (Penjumlahan) Half Adder Full Adder Paralel Adder

Pengurangan (Substraktor)

Perkalian (Multiplexer)

Pembagian bila hasilnya 0 amp 1

Adder

Rangkaian ALU (Arithmetic and Logic Unit) yang digunakan untuk menjumlahkanbilangan dinamakan dengan Adder Karena Adder digunakan untuk memprosesoperasi aritmetika maka Adder juga sering disebut rangkaian kombinasionalaritmetika ALU akan dijelaskan lebih detail pada bab 3 Ada 2 jenis Adder

1 Rangkaian Adder yang hanya menjumlahkan dua bit disebut Half Adder2 Rangkaian Adder yang menjumlahkan tiga bit disebut Full Adder3 Rangkaian Adder yang menjumlahkan banyak bit disebut paralel Adder

Half Adder

Rangkaian half adder merupakan dasar penjumlahan bilangan biner yang masingmasinghanya terdiri dari satu bit oleh karena itu dinamakan penjumlah tak lengkap

1 Jika A=0 dan B=0 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 02 Jika A=0 dan B=1 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 13 Jika A=1 dan B=1 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 0 dengan nilai pindahanCy(Carry Out) = 1

Dengan demikian half adder memiliki 2 masukan (A dan B) dan dua keluaran (S dan Cy)

Dari tabel diatas terlihat bahwa nilai logika dari Sum sama dengan nilai logika darigerbang XOR sedangkan nilai logika Cy sama dengan nilai dari gerbang logikaAND Dari tabel tersebut dapat dibuat rangkaian half adder seperti pada gambar

Full Adder

Full adder mengolah penjumlahan untuk 3 bit bilangan atau lebih (bit tidak terbatas)oleh karena itu dinamakan rangkaian penjumlah lengkap Perhatikan tabel kebenarandari Full adder berikut

Parallel Adder

Parallel Adder adalah rangkaian Full Adder yang disusun secara parallel danberfungsi untuk menjumlah bilangan biner berapapun bitnya tergantung jumlah FullAdder yang diparallelkan Gambar berikut menunjukkan Parallel Adder yang terdiridari 4 buah Full Adder yang tersusun parallel sehingga membentuk sebuah penjumlah 4 bit

Penjumlahan

Komputer hanya dapat melakukan proses aritmetika menggunakan bilangan binerSemua sistem bilangan harus diubah terlebih dahulu ke biner agar dapat diprosesProses yang biasa dilakukan oleh komputer untuk menjumlahkan sistem bilangandesimal biasanya adalah menyandikan ke 8421BCD terlebih dahulu sebelumdijumlahkan Sebelum mempelajari tentang penjumlahan pada 8421BCD ada baiknyamengetahui cara menjumlahkan bilangan biner

Penjumlahan Biner

Ada 4 kondisi yang terjadi pada penjumlahan biner yaitu apabila 0 + 0 0 + 1 1 + 0dan 1 + 1 Jika yang terjadi adalah 1 + 1 kita tidak dapat menyatakan hasil jumlahdalam satu digit Tetapi kita harus melakukan penyimpanan (Carry Out) kedalamkolom yang lebih tinggi Ini berlaku untuk seluruh sistem bilangan Sebagai contohpada bilangan desimal 2 + 5 = 7 dengan carry out = 0 9 + 9 = 8 dengan carry out = 1Contoh

Penjumlahan 8421BCD

Sandi 8421BCD hanya menggunakan bilangan biner untuk 0 sampai 9 karena yangdisandikan hanya 1 digit angka desimal Dalam penjumlahan yang perlu diperhatikanadalah jika hasilnya lebih dari 9 sehingga akan dihasilkan auxillary carry (Carry daribilangan keempat LSB) maupun carry dari MSBBerikut adalah aturan penjumlahan sandi 8421BCDJikajumlah biner dan jumlah BCD sama yaitu AC (Auxillary Carry) = 0 dan Carry= 0 maka tidak diperlukan aturan tambahan

Jikajumlah biner tidak sama dengan jumlah desimal maka memerlukan pengaturantambahan Jika Auxillary Carry (AC) = 0 atau AC = 1 dan Carry (Cy) = 0 dimana hasilpenjumlahan binernya lebih dari 9 desimal maka perlu ditambahkan 6 pada niblerendah tersebut dan tambahkan 1 pada nible yang lebih tinggi

Pengurangan

Pengurangan pada dasarnya merupakan penjumlahan yaitu penjumlahan denganbilangan negatif

500 ndash 255 = 245 (Pengurangan)500 + ()255 = 245 (Penjumlahan)Komputer hanya bekerja pada bilangan ldquo0rdquo dan ldquo1rdquo dan tidak mengenal bilangannegatif Untuk menunjukkan bilangan negatif komputer menggunakan tanda modulus(Modulus Sign) Pada penjumlahan desimal tanda modulus yang digunakan adalahldquo0rdquo untuk bilangan positif dan ldquo9rdquo untuk bilangan negatif Untuk bilangan negatifpada operasi penjumlahannya harus dikomplemen Komplemen yang digunakan padabilangan desimal adalah komplemen10dan komplemen9

Perkalian

Perkalian antara bilangan biner adalah perkalian yang paling mudah diantara sistembilangan lainnya

Pada Teknik Komputer perkalian dilakukan menggunakan register geser kanan (ShiftRight Register) Perhatikan contoh berikut

Register A untuk menyimpan data yang akan dikalikan (Multiplicand)Register B untuk menyimpan data pengali (Multiplier)Register P untuk menyimpan hasil perkalian

Pembagian

Kebalikan dari perkalian pembagian (Division) adalah suatu bentuk dari penguranganyang dilakukan berulangulangDan proses ini juga dapat dilakukan pada rangkaianlogika dengan cara pengurangan dan penggeseran ke kiri (menggunakan shiftleftregister) Berikut adalah aturan dari pembagianKurangkan bilangan pembagi (Divisor) dari MSB bilangan yang akan dibagi(Dividend) lihat hasil pengurangan

Bila hasilnya 1 atau positif Berarti hasil pembagian (Product) adalah 1 Setelah itu hasil pengurangan digeserkekiri satu bit dan dimulai lagi pengurangan oleh bilangan pembagi (Divisor)

Bila hasilnya 0 atau negatif Berarti hasil pembagian (Product) adalah 0 Dalam hal ini sebelum digeser ke kiriharus ditambah dulu dengan bilangan pembagi (Divisor) Setelah digeser ke kiri satubit dimulai lagi proses pengurangan oleh bilangan pembagi Pengurangan olehbilangan pembagi dilakukan dengan penjumlahan komplemen2Bila dalam

penjumlahan tersebut terdapat pindahan (Carry) maka carry tersebut diabaikanPerhatikan contoh berikut 1010 410 = 10102 1004

Karena ada hasil pengurangan yang negatif maka digit yang dihasilkansetelah itu adalah digit pecahan sehingga hasil yang benar 1012 atau 2510

61 Floating Point

71 Control Unit

CONTROL UNIT (CU)

711 Model Control Unit

Unit kontrol atau yang sering dikenal dengan control unit akan menyimpan perintah sekarang yang dilakukan oleh komputer memerintahkan ALU untuk melaksanaan dan mendapat kembali informasi (dari memori) yang diperlukan untuk melaksanakan perintah itu dan memindahkan kembali hasil ke lokasi memori yang sesuai Sekali yang terjadi unit kontrol pergi ke perintah berikutnya (biasanya ditempatkan di slot berikutnya kecuali kalau perintah itu adalah perintah lompatan yang memberitahukan kepada komputer bahwa perintah berikutnya ditempatkan di lokasi lain)

Bagian CPU yang menyebabkan fungsi komputer tercapai ini mengeluarkan sinyal-sinyal kontrol yang bersifat internal bagi CPU untuk memindahkan data antar Register agar ALU melakukan fungsinya untuk mengatur operasi-operasi internal lainnya Register yang merupakan bagian dari unit kontrol adalah tempat penyimpan data sementara dalam CPU selama proses eksekusi Apabila terjadi proses eksekusi data dalam register dikirim ke ALU untuk diproses hasil eksekusi nantinya diletakkan ke register kembali Unit kontrol akan menghasilkan sinyal yang akan mengontrol operasi ALU dan pemindahan data ke dan dari ALU Unit kontrol juga mengeluarkan sinyal kontrol eksternal bagi pertukaran data memori dan modul-modul IO

Model dari unit kontrol

712 Macam-macam unit kontrol

Macam-macam Unit Kontrol1 Unit Kontrol Single-Cycle

Proses di unit kontrol ini hanya terjadi dalam satu clock cycle artinya setiap instruksi (fetch decode execute) ada pada satu cycle maka dari itu tidak memerlukan state Dengan demikian fungsi boolean masing-masing control line hanya merupakan fungsi dari opcode saja Clock cycle harus mempunyai panjang yang sama untuk setiap jenis instruksi

Ada dua bagian pada unit kontrol ini yaitu proses men-decode opcode untuk mengelompokkannya menjadi 4 macam instruksi (yaitu di gerbang AND) dan pemberian sinyal kontrol berdasarkan jenis instruksinya (yaitu gerbang OR) Keempat jenis instruksi adalah ldquoR-formatrdquo (berhubungan dengan register) ldquolwrdquo (membaca memori) ldquoswrdquo (menulis ke memori) dan ldquobeqrdquo (branching)

Sinyal kontrol yang dihasilkan bergantung pada jenis instruksinya Misalnya jika melibatkan memori rdquoR-formatrdquo atau rdquolwrdquo maka akan sinyal rdquoRegwriterdquo akan aktif Hal lain jika melibatkan memori ldquolwrdquo atau ldquoswrdquo maka akan diberi sinyal kontrol ke ALU yaitu ldquoALUSrcrdquo

Desain single-cycle ini lebih dapat bekerja dengan baik dan benar tetapi cycle ini tidak efisien

2 Unit Kontrol Multi-CycleGambar disamping menunjukkan diagram blok dari unit kontrol multi-cycle

Berbeda dengan unit kontrol yang single-cycle unit kontrol yang multi-cycle lebih memiliki banyak fungsi

Dengan memperhatikan state dan opcode fungsi boolean dari masing-masing control line output dapat ditentukan Masing-masingnya akan menjadi fungsi dari 10 buah input logic Jadi akan terdapat banyak fungsi boolean dan masing-masingnya tidak sederhana

Pada cycle ini sinyal kontrol tidak lagi ditentukan dengan melihat pada bit-bit instruksinya Bit-bit opcode memberitahukan operasi apa yang selanjutnya akan di-execute CPU bukan instruksi cycle selanjutnya

713 Fungsi unit kontrol

Fungsi Unit Kontrol1 Pengurutan (sequencing) unit kontrol bertugas mengontrol sejumlah operasi

mikro dalam urutan yang benar

2 Eksekusi (execution) unit kontrol menyebabkan setiap operasi mikro dilakukan

state register overhead

Cycle 1Cycle 2

Cycle 3Cycle 4

Cycle 5

Fetch

Decode

Exec

Mem

WB

lw

Single cycle Implementation

Multiple Cycle Implementation

714 Input Unit Kontrol

Input Unit Kontrol

Unit kontrol mempunyai beberapa input diantaranya1 Clock berfungsi untuk sinkronisasi operasi antar komponen 2 Flag flag-flag ini diperlukan unit kontrol untuk mengetahui status CPU Flag

diset ALU sebagai hasil dari suatu operasi misalnya overflow flag diset 1 bila hasil komputasi melampaui panjang register tempat flag disimpan

3 Instruction register menggunakan opcode untuk menentukan operasi mikro yang akan dilakukan selama siklus eksekusi

4 Sinyal kontrol dari rdquobus controlrdquo memberi jalur ke unit kontrol untuk sinyal-sinyal tertentu seperti sinyal interrupt dan sinyal acknowledgment

715 Output Unit Kontrol

Sinyal kontrol di dalam CPU (control signals within CPU) output unit kontrol terdiri dari dua macam sinyal yaitu

1 sinyal-sinyal yang menyebabkan perpindahan data antar register 2 sinyal-sinyal yang dapat mengaktifkan fungsi ALU yang spesifik

Sinyal kontrol ke rdquobus controlrdquo juga terdiri atas 2 sinyal yaitu1 sinyal kontrol ke memori 2 sinyal kontrol ke modul-modul IO

716 Implementasi Unit Kontrol

1 Implementasi hardwired Unit kontrol merupakan rangkaian kombinatorial Sinyal-sinyal logika

inputnya akan didekodekan menjadi sinyal-sinyal logika output yang merupakan sinyal-sinyal kontrol ke sistem komputer Sinyal-sinyal input tersebut seperti clock flag register instruction dan sinyal kontrol merupakan input bagi unit kontrol untuk mengetahui status komputer Sinyal keluaran yang dihasilkan akan mengendalikan sistem kerja komputer

N buah input biner akan menghasilkan 2N output biner Setiap instruksi memiliki opcode yang yang berbeda-bedaOpcode yang berbeda dalam instruksi akan menghasilkan sinyal kontrol yang berbeda pula Pewaktu unit kontrol mengeluarkan rangkaian pulsa yang periodik

Pulsa waktu ini digunakan untuk mengukur durasi setiap operasi mikro yang dijalankan CPU intinya digunakan untuk sinkronisasi kerja masing-masing bagian

Masalah dalam Merancang Implementasi Hardwired Memiliki kompleksitas dalam pengurutan dan operasi mikronya Sulit didesain dan dilakukan pengetesan Tidak fleksibel Sulit untuk menambahkan instruksi baru

2 Implementasi microprogrammed Implementasi yang paling reliabel saat ini adalah implementasi

microprogrammed Unit kontrol memerlukan sebuah memori untuk menyimpan program kontrolnya

Fungsindashfungsi pengontrolan dilakukan berdasarkan program kontrol yang tersimpan pada unit kontrol Selain itu fungsindashfungsi pengontrolan tidak berdasarkan dekode dari input unit kontrol lagi

Teknik ini dapat menjawab kesulitanndashkesulitan yang ditemui dalam implementasi hardwired

81 Memori amp Piranti Penyimpanan

811 Jenis-Jenis memori

Berdasarkan komponen yang digunakan terbagi atas

1 Vacuum Tubes

Komputer generasi pertama ENIAC tahun 1946 menggunakan komponentabung hampa udara untuk main memory Memori ini relatif berukuran besardan tiap-tiap tabung hampa udara mewakili 1 bit

2 Magnetic Core Storage

Digunakan sekitar tahun 1960 ndash 1970 Terdiri dari ribuan cincin magnetikkecil berukuran 18 mm dengan lubang berdiameter 10 mm Tiap-tiap coredihubungkan dengan kabel kawat membentuk suatu bidang core (core plane)dan ditumpuk membentuk suatu core stackMasing-masing core dapat menyimpan 1 bit bila dimagnetasi dengan suatuarus listrik dari dua arah jurusan yang masing-masing bermuatan frac12 arus

3 Planar Thin-Film Storage

Terbuat dari lempengan tipis keramik atau metal tembus pandang yang berisi

kumpulan besi nikel berbentuk empat persegi panjang kecil dihubungkandengan kabel-kabel

4 Semiconductor Storage

Mulai banyak digunakan sejak tahun 1970-an hingga sekarangTerbuat dariVLSI (Very Large Scale Integration) yaitu meletakkan sejumlah besar circuitke dalam suatu chip Teknologi yang digunakan adalah MOS (Metal OxideSemiconductor) dan bersifat volatileKomputer IBM 704 pada GeneralElectric Computer facility diArizona State University 1956Sebuah mesin vacuum tubedengan magnetic core storageSingle layer thin film dengan Ta2N resistors

5 Josephson Junction

Diciptakan oleh Brian Josephson dari Inggris Merupakan memori yang dapatmelakukan switch dari bit 1 ke bit 0 atau sebaliknya dengan kecepatan yangtinggi yaitu kurang dari sepertriliun detik Menggunakan suatu tempat

tertutup yang berisi helium cair dengan suhu sekitar -200 derajat celcius

6 Charged-Coupled Device (CCD)

Merupakan memori yang terdiri dari ribuan metal bujur sangkar berukurankecil yang masing-masing dapat menyimpan informasi digit binari dalambentuk beban elektronik (electric charge)

812 Hirarki Memori

Sebagian besar komputer memiliki hirarki memori yang terdiri atas tiga level yaitu

1 Physical Register di CPU berada di Level teratas Informasi yang berada

di Register dapat diakses dalam satu Clock cycle CPU

2 Primary Memory (Executable memory ) berada dilevel tengah

Contohnya RAM Primary Memory diukur dengan satu byte dalam satu

waktu secara relatif dapat diakses dengan cepat bersifat volatil (informasi

bisa hilang ketika komputer dimatikan) CPU mengakses memori ini

dengan instruksi single load dan store dalam beberapa clock cycle

3 Secondary Memory berada dilevel bawah Contohnya disk atau tape

Secondary memory diukur sebagai kumpulan dari bytes(block of bytes)

waktu aksesnya lambat bersifat non-volatil (informasi tetap tersimpan

ketika komputer dimatikan) Memori ini diterapkan di storage device jadi

akses meliputi aksi oleh driver dan device

813 Memori Internal

Memori internal o Berada di luar CPU tetapi bersifat internal terhadap sistem komputero Diperlukan oleh CPU untuk proses eksekusi (operasi) program sehingga

dapat diakses secara langsung oleh prosesor (CPU) tanpa modul perantarao Memori internal sering juga disebut sebagai memori primer atau memori

utama o Memori internal biasanya menggunakan media RAM

Random Access Memori (RAM)

Ram adalah suatu memori baca tulis artinya data dapat dibaca dari atau ditulis ke RAM dan dapat dilakukan secara berulang-ulang dengan data yang berbeda-beda Jenis memori ini merupakan jenis volatile (mudah menguap) yaitu data yang tersimpan akan hilang jika catu dayanya dimatikan Karena alasan tersebut maka program utama tidak pernah disimpan di RAM Random artinya data yang disimpan pada RAM dapat diakses secara acak RAM dibagi lagi menjadi dua jenis yaitu jenis statik dan jenis dinamik RAM statik menyimpan satu bit informasi dalam sebuah flip-flop Jenis RAM ini asyncronous dan tidak memerlukan sinyal clock RAM statik biasanya digunakan untuk aplikasi-aplikasi yang tidak memerlukan kapasitas memori RAM yang besar RAM dinamik menyimpan satu bit informasi data sebagai muatan RAM dinamik menggunakan kapasitansi gerbang substrat sebuah transistor MOS sebagai sel memori elementer Untuk menjaga agar data yang tersimpan RAM dinamik tetap utuh data tersebut harus disegarkan kembali dengan cara membaca dan menulis ulang data tersebut kememori RAM dinamik ini digunakan untuk aplikasi ynag memerlukan RAM dengan kapasitas besar misalnya dalam sebuah komputer pribadi (PC)

Read Only Memory (ROM)

Jenis memori ini datanya hanya bisa dibaca dan tidak bisa ditulis secara berulang-ulang Memori ini berjenis non-volatile artinya data yang disimpan tidak mudah menguap (hilang) walaupun catu dayanya dimatikan Karena itu memori ini biasa digunakan untuk menyimpan program utama dari suatu sistem Jenis ROM yang dikenal dipasaran ada lima jenis yaitu

- ROM (Read Only Memory) yang diprogram dalam proses pembuatannya Jenis ini tidak dapat diprogram ulang

- PROM (Programmable ROM) yang diprogram dengan cara memutuskan hubungan sekering internal PROM hanya dapat diprogram satu kali dan tidak dapat diprogram ulang

- EPROM (Erasable PROM) yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat dari piranti Dihapus dengan cara pemberian sinar ultra violet melalui jendela pada bagian atas IC Setelah dihapus dapat diprogram ulang

- EEPROM (Electrically EPROM) sama saja dengan EPROM hanya cara penghapusannya dilakukan secara listrik

- Flash EPROM yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat pada piranti Memori ini dapat diisi ulang

Dari semua jenis memori diatas yang sering digunakan adalah memori jenis EPROM dan

EEPROM karena harganya paling murah dan mudah didapat dipasaran

814 Memori Eksternal

Memori eksternal o Bersifat eksternal terhadap sistem komputer dan tentu saja berada di luar

CPUo Diperlukan untuk menyimpan data atau instruksi secara permaneno Tidak diperlukan di dalam proses eksekusi sehingga tidak dapat diakses secara

langsung oleh prosesor (CPU) Untuk akses memori eksternal ini oleh CPU harus melalui pengontrolmodul IO

o Memori eksternal sering juga disebut sebagai memori sekunder o Memori ini terdiri atas perangkat storage peripheral seperti disk pita

magnetik dll berbagai jenis memory Eksternal

1 Berdasarkan jenis akses data

Berdasarkan jenis aksesnya memori eksternal dikelompokkan menjadi 2 jenis yaitu

a DASD (Direct Access Storage Device) dimana ia mempunyai akses langsung

terhadap data Contoh Magnetik(Floppy disk hard disk) Removable hard

disk(Zip disk Flash disk) Optical Disk

b SASD (Sequential Access Storage Device) Akses data secara tidak langsung

(berurutan) seperti Pita Magnetik

2Berdasarkan Karakteristik Bahan

Berdasarkan karakteristik bahan pembuatanya memori eksternal digolongkan

menjadi beberapa kelompok

a Punched Card atau kartu berlobang

a merupakan kartu kecil berisi lubang-lubang yang menggambarkan berbagai instruksi atau data Kartu ini dibaca melalui puch card reader yang sudah tidak digunakan lagi sejak tahun 1979

b Magnetik Disk Magnetik disk merupakan disk yang terbuat dari bahan yang bersifat magnetik contoh Floppy dan hardsik

c Optical Disk Optical disk terbuat dari bahan optik seperti resin (Polycaronate) dan dilapisi permukaan yang sangat reflektif seperti aluminium contoh CD dan DVD

d Magnetik TapeSedangkan magnetik tape terbuat dari bahan yang bersifat magnetik tetapi berbentuk pita seperti halnya pita kaset tape recorder

91 Bus amp Sistem Bus

Dalam Arsitektur komputer sebuah Bus adalah sebuah subsistem yang mentransfer data

atau listrik antar komponen komputer didalam sebuah komputer atau antar komputer

Bus komputer awal merupakan bus listrik paralel dengan banyak hubungan tetapi istilah

ini sekarang digunakan untuk pengaturan fisik yang menyediakan fungsi logika yang

sama dengan sebuah bus listrik paralel dan dapat dihubungkan dengan kabel dalam

sebuah topologi multidrop atau daisy chain atau dihubungkan dengan switch seperti

dalam kasus bus USB

System bus atau bus System dalam Arsitektur komputer merujuk pada bus yang

digunakan oleh sistem komputer untuk menghubungkan semua komponennya dalam

menjalankan tugas sebuah bus adalah sebutan untuk jalur dimana data dapat mengalir

dalam komputer jalur-jalur ini digunakan untuk komunikasi dan dapat dibuat antara dua

elemen atau lebih Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan

dieksekusi oleh CPU melalui perantara sistem bus

911 Transfer informasi pada bus

Suatu mendukung bermacam-macam transfer data Semua bus mendukung transfer baca

(master slave) dan transfer tulis( slave ke master) Pada semua multiplexed addressdata

bus pertama-tama bus digunakan untuk menspesifikasikan alamat dan kemudian untuk

melakukan transfer data Untuk operasi baca biasanya terdapat waktu tunggu pada saat

data sedang diambil dari slave untuk ditaruh pada bus Baik bagi operasi baca maupun

tulis mungkin juga terdapat delay bila hal itu diperlukan untuk melalui arbitrasi agar

mendapatkan kontrol bus untuk sisa operasi (yaitu mengambil alih bus untuk melakukan

request baca atau tulis kemudian mengambil alih lagi bus untuk membentuk operasi baca

atau tulis

Pada alamat dedicate dan bus-bus alamat ditaruh ada bus alamat dan tetap berada disana

selama data tersimpan pada bus data Bagi operasi tulis master menaruh data pada bus

data begitu alamat telah stabil dan slave telah mempunyai kesempatan untuk mengetahui

alamatnya bagi operasi baca slave menaruh data pada bus dan begitu slae mengetahui

alamatnya dan telah mengembil data

912 Sistem Bus dengan Jalur Data Alamat dan Kontrol

Jalur bus yang digunakan untuk mentransfer data dapat dikelompokkanrnenjadi tiga tipe jalur data alamat dan kontrol

Data bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi data dan instruksi

Address bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi untuk alamat di

main memory untuk data atau instruksi yang akan diambil atau direkam

Control bus yaitu bus yang digunakan untuk mengirimkan signal sebagai

pemberitahuan akan dikirimkan suatu informasi atau telah diterimanya informasi

yang akan dikirimkan dari suatu alat ke alat lainnya

913 Hirarki Bus

Bus merupakan lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih perangkat

computer Karakteristik penting sebuah bus adalah bahwa bus merupakan media

transmisi yang dapat digunakan bersama Sejumlah perangkat yang terhubung ke bus dan

suatu sinyal yang ditransmisikan oleh salah satu perangkat ini data diterimaoleh salah

satu perangkat yang terhubung ke bus

Umumnya sebuah bus terdiri dari sejumlah lintasan komunikasi atau saluran Masing-

masing saluran dapat mentransmisi sinyal yang menunjukan biner 1 dan biner 0

serangkaian digit biner dapat ditransmisi melalui saluran tunggal

914 Bus Data dan Bus Alamat

1 Bus data

Jalur data yang dilalui informasi ke dan dari microprocessor bahan data keterangan

catatan fakta fakta atau bagian dari fakta yang mengandung arti yang dihubungkan

dengan kenyataan simbol-simbol gambar kata-kata angka huruf yang menunjukan ide

objek kondisi dan lainnya

Data itu sendiri merupakan bentuk jamak dari datum yang berarti informasi jelasnya data

itu dapat berupa apa saja dan dapat ditemui dimana saja

2 Bus Alamat

Bus alamat pengalamatan transformasi data bus Pengalamatan bus ini berisi 16 2024

jalur sinyal paralel atau lebih CPU mengirim alamat lokasi memori atau port yang ingin

ditulis atau dibaca di bus ini jumlah lokasi memori yang dapat dialamati ditentukan

jumlah jalur alamat Jika CPU mempunyai N jalur alamat maka dapat mengalamati 2

pangkat N lokasi memori dan atau port secara langsung

101 Unit Input amp Output

Salah satu fitur dasar komputer adalah kemampuannya untuk mempertukarkandata dengan perangkat lain Kemampuan komunikasi ini memungkinkan operatormanusia misalnya untuk menggunakan keyboard dan layer display untuk mengolahteks dan grafik

1011 Dasar Unit Input Output

Unit IO memberi CPU kemampuan untuk berkomunikasi dengan peripheral Merupakan

entity dalam komputer yang bertanggung jawab atas pengontrol sebuah perangkat

eksternal atau lebih dan untuk pertukaran data antara alat-alat tersebut dengan memory

utama dan atau register-register dalam CPU

Alasan- alasan dipertukarkannya unit IO

Adanya aneka ragam peripheral yang memiliki macam-macam metode operasi

Perbedaan kecepatan transfer data antara sistem BUS dengan piranti IO BUS= 20

nano detik sedang IO lebih dari 100 nano detik

Peripheral seringkali menggunakan format data dan panjang word yang berlainan

dengan komputer

Perbedaan besar tegangan dan arus data yang diperlukan untuk transfer informasi

dari dan ke peripheral dengan sistem bus

Tujuan Unit IO

Melakukan kompensasi perbedaan kecepatan dan perwaktuan antara CPU dan

peripheral

Melakukan penyesuaian tegangan dan arus satu aras ke aras lain

Menyesuaikan panjang data antara sistem BUS dan BUS IO

1012 Antarmuka IO

Gambar 122 mengilustrasikan hardware yang diperlukan untukmenghubungkan perangkat IO ke bus Dekoder alamat mengenableperangkattersebut untuk mengenali alamatnya pada saat alamat ini muncul pada jalur alamatRegister data menyimpan data yang ditransfer ked an dari prosessor Register statusberisi informasi yang relevan dengan operasi perangkat IO Register data dan statusdihubungkan dengan bus data dan ditetapkan dengan alamatalamatunik Dekoderalamat register data dan status dan sirkuit control yang diperlukan untukmengkoordinasikan transfer IO membentuk sirkuit antar muka perangkatGambar 122 Antarmuka IO untuk perangkat input

Perangkat IO beroperasi pada kecepatan yang sangat berbeda denganprosessor Pada saat operator manusia memasukkan karakter pada keyboardprosessor mampu mengeksekusi jutaan instruksi antarentrikarakter yang berurutanSuatu instruksi yang membaca karakter dari keyboard sebaiknya hanya dieksekusipada saat karakter tersebut tersedia dalam input buffer antarmuka keyboard Juga kitaharus memastikan bahwa karakter input tersebut hanya dibaca sekali

1013 Transfer data pada IO

Transfer dataFormat transfer

- Paralel semua bit pada karakter (word denganpanjang tertentu) dikirim secara bersamaan dalambatas waktu yang diberikan

- Serial Data dikirim secara berurutan dalam satu saluran

Transfer data secara paralel lebih cepat daripada secaraserial karena saluran transmisinya banyak kelemahannyakalau terlalu panjang akan terjadi interferensi antarsaluran

Mode transfer data

1 Synchronous modeBaris kendali digunakan untuk mengsinkronkan waktupada semua kejadian yang terjadi selama periodewaktu tertentuKelemahanbull Tiap piranti IO berbeda-beda kecepatan operasinyasehingga harus diturunkan pada kecepatan yangpaling rendah

2 Asynchronous mode

Menggunakan teknik jabat tangan (hand shaking) untukmenyakinkan transfer data antara pengirim danpenerima tidak ada kesalahan (data valid)

111 Interupsi

Interupsi merupakan bagian penting dari sistem arsitektur komputer Setiap sistem

komputer memiliki mekanisme yang berbeda Interupsi bisa terjadi apabila perangkat

keras (hardware) atau perangkat lunak minta ldquo dilayanirdquo oleh processor apabila terjadi

interupsi maka processor menghentikan proses yang sedang dikerjakannya kemudian

beralih mengerjakan service rutin untuk melayani intrupsi tersebut Setelah selesai

mengerjakan service rutin maka prosesor kembali melanjutkan proses yang tertunda

1111 Kelas Sinyal Interupsi

Program yaitu Interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi

pada hasil eksekusi program Contioh Aritmatika overflow pembagian nol

operasi ilegal

Timer adalah Interupsi yang dibangkitkan pewaktuan dalam prosesor Sinyal ini

memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsi tertentu secara reguler

I O sinyal Interupsi yang di bangkitkan oleh Modul IO sehubngan pemberitahuan

kondisi Error dan penyelesaian suatu operasi

Hardware Failure adalah Interupsi yang dibangkitkan oleh kegagalan daya atau

kesalahan paritas memori

1112 Proses Interupsi

Dengan adanya mekanisme Interupsi prossesor dapat digunakan untuk

mengeksekusi intsruksi- instruksi lain

Saat suatu modul telah selesai menjalankan tugasnya dan siap menerima tugas

berikutnya maka modul ini akan mengirimkan permintaan interupsi ke prosesor

Kemudian prosesor akan menghentikan eksekusi yang dijalankannya untuk

menghandle routine interupsi

Setelah program interupsi selesai maka processor akan melanjutkan eksekusi

programnya kembali

Saat sinyal Interupsi diterima processor ada dua kemungkinan tindakan yaitu

Interupsi diterima ditangguhkan dan Interupsi ditolak

1113 Interupsi Ditangguhkan

Apa yang dilakukan Processor

Processor menangguhkan eksekusi program yang dijalankan dan menyimpan

konteksnya tindakan ini adalah menyimpan alamat instruksi berikutnya yang akan

dieksekusi dan data lain yang relevan

Processor menyetel program Counter (PC) ke alamat awal routine intterupt handler

1114 Sistem Operasi Kompleks

Interupsi ganda (Multiple interupt)

Misalnya suatu komputer akan menerima permintaan interupsi saat proses

pencetakan dengan printer selesai disamping itu dimungkinkan dari saluran

komunikasi akan mengirimkan permintaan interupsi setiap kali data tiba

Dapat diambil dua buah pendekatan untuk menangani interupsi ganda ini

121 Arsitektur dan Klasifikasi Sistem Komputer

Sebuah sistem operasi atau dalam bahasa asingnya Operating System adalah sebuah

program yang mengatur hardware komputer Sistem operasi juga menyediakan fondasi

untuk aplikasi diatasnya dan bertindak sebagai penghubung antara user dengan

hardwaresetiap sistem operasi memiliki caranya masing-masing untuk menyelesaikan

tugasnya Hal ini menimbulkan aneka ragam sistem operasi yang sangat menakjubkan

Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu 1 Klasifikasi Flynn

Didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data dalam sistem komputer

2 Klasifikasi Feng Didasarkan pada pemrosesan paralel dan serial

3 Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1211 Klasifikasi Fylnn

KLASIFIKASI FLYNN 1048790 Klasifikasi sistem komputer yang didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data diperkenalkan oleh Michael J Flynn 1048790 Alur instruksi (instruction stream) adalah urutan instruksi yang dilaksanakan oleh mesin 1048790 Alur data adalah urutan data yang dipanggil oleh alur instruksi 1048790 Baik instruksi maupun data diambil dari modul memori 1048790 Instruksi didecode (diartikan) oleh Control Unit 1048790 Alur data mengalir dua arah antara prosesor dan memori

Ada 4 kategori sistem komputer dalam klasifikasi Flynn 1 Single Instruction stream ndash Single Data stream (SISD) 2 Single Instruction stream ndash Multiple Data stream (SIMD) 3 Multiple Instruction stream ndash Single Data stream (MISD) 4 Multiple Instruction stream ndash Multiple Data stream (MIMD)

1212 Klasifikasi Feng

KLASIFIKASI FENG 1048790 Tse Yun Feng mengusulkan pembagian klasifikasi arsitektur komputer berdasarkan derajat keparalelan (degree of parallelism) 1048790 Jumlah bit maksimum yang dapat diproses dalam satu satuan waktu oleh sistem komputer disebut derajat keparalelan maksimum P 1048790 Bila Pi adalah jumlah bit yang dapat diproses dalam siklus prosesor ke ndash i (atau periode clock ke ndash i) 1048790 Siklus prosesor T dinyatakan oleh i = 123 T 1048790 Maka derajat keparalelan rata-rataa adalah

Ada 4 tipe Metode Pemrosesan

1048790 Word Serial and Bit Serial (WSBS) 1048790 Word Paralel and Bit Setial (WPBS) 1048790 Word Serial and Bit Paralel (WSBP) 1048790 Word Paralel and Bit Paralel (WPBP)

1213 Klasifikasi Handler

Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1214 Menjelaskan Multi Komputer amp Multi Processor

1048790 Multiprosesor MIMD dengan memori yang dapat digunakan bersama semua prosesornya memiliki akses ke pool memori utama

1048790 Multikomputer MIMD dengan memori terdistribusi setiap prosesornya memiliki memori khusus sendiri

1048790 Motivasi pembuatan organisasi multikomputer adalah untuk mengatasi keterbatasan skala multiprosesor

1048790 Karena prosesor-prosesor multikomputer harus berkomunikasi maka elemen penting perancangan multikomputer adalah jaringan interkoneksi yang harus dapat beroperasi seefisien mungkin

1048790 Ada beberapa topologi interkoneksi untuk memberikan kinerja yang efisien

1048790 Terdapat trade-off antara lintasan terpanjang dan jumlah koneksi fisik yang diperlukan

Selesai

BAB III PENUTUP

31 Kesimpulan

32 Saran

Daftar Pustaka

• Definisi
• • Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu

KATA PENGANTAR

Puji Syukur kehadirat Allah SWT yang memberikan rahmat dan hidayahnya sehingga

saya dapat menyelesaikan Modul Pembelajaran Arsitektur Komputer ini Saya sadari

bahwa Modul ini tidak akan terselesaikan tanpa adanya bantuan dan Atensi dari semua

pihak oleh karena itu saya mengucapkan terima kasih sebanyak- banyaknya kepada yth

1 Ketua Yayasan AMIK-Depati Parbo

2 Direktur AMIK-Depati Parbo

3 Segenap Staf dan Karyawan AMIK- Depati Parbo

4 Semua Pihak yang telah membantu

Atas segala bantuan dan dorongan dan pihak yang membantu penulis doakan supaya

mendapat imbalan yang setimpal dari Tuhan Yang Maha Esa Semoga karya yang

sederhana ini dapat bermanfaat bagi kita semua Amin

PENULIS

Ade Pratama SKom

DAFTAR ISIJUDUL

KATA PENGANTAR

DAFTAR ISI

BAB I PENDAHULUAN

11 Latar Belakang

12 Tujuan Penulisan

13 Ruang Lingkup Penulisan

14 Metode Penulisan

BAB II PEMBAHASAN

21Pengenalan Arsitektur Komputer

211 Pengertian komputer

212 Variasi tipe komputer dalam beberapa hal

Ukuran

Biaya

Daya Komputasi

Tujuan Pengguna

213 Unit Fungsional komputer terdiri dari lima bagian utama

Unit Input

Memori

Aritmatika amp Logika

Unit Output

Unit Kontrol

214 Pengertian Software

215 Meningkatkan Performa komputer

31 Keterkaitan Data dengan komputer

311 Pengolahan data terbagi 2

Analog

Digital

312 Kode ASCII

313 Pengiriman Data Menurut Permodulasian AM berikut Contoh

314 Sistem Bilangan pada computer

315 Sandi yang terdapat pada computer

316 Boolean dan logika biner

41 Rangkaian Logika Kombinasional amp Sekuensial helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

411 Rangkaian Logika Kombinasional

Rangkaian Adder Half Adder

Rangkaian Adder Full Adder

Enkoder

Dekoder

412 Rangkaian Logika Sekuensial (Flip-Flop)

FF-RS

FF-RS (berdetak)

FF-D

FF-JK

51 Aritmatika Logika Unit

511 Macam- macam operasi ALU

Adder (Penjumlahan) Half Adder Full Adder Paralel Adder

Pengurangan (Substraktor)

Perkalian (Multiplexer)

Pembagian bila hasilnya 0 amp 1

61 Floating Point

611 Bentuk bilangan Floating Point

612 Konversi bil Floating point deka amp biner

613 Floating Point Standart IEEE

614 Konversi bilangan ke format Floating point Standar IEEE

71 Control Unit

711 Model unit kontrol

712 Macam-macam unit kontrol

713 Fungsi unit kontrol

714 Input Unit Kontrol

715 Output Unit Kontrol

716 Implementasi Unit Kontrol

81 Memori amp Piranti Penyimpanan

811 Jenis-jenis memori

812 Hirarki Memori

813 Memori Internal

814 Memori Eksternal

91 Bus amp Sistem Bus

911 Transfer informasi pada Bus

912 Sistem Bus dengan Jalur Data Alamat dan Kontrol

913 Hirarki Bus

914 Bus Data dan Bus Alamat

101 Unit Input amp Output

1011 Dasar Unit Input Output

1012 Antarmuka IO

1013 Transfer data pada IO

111 Interupsi

1111 Kelas Sinyal Interupsi

1112 Proses Interupsi

1113 Interupsi Ditangguhkan

1114 Sistem Operasi Kompleks

121 Arsitektur dan Klasifikasi Sistem Komputer

1211 Klasifikasi Fylnn

1212 Klasifikasi Feng

1213 Klasifikasi Handler

1214 Menjelaskan Multi Komputer amp Multi Processor

BAB III PENUTUP

31 Kesimpulan

32 Saran

Daftar Pustaka

BAB I PENDAHULUAN

11 Latar Belakang

Adapun Latar belakang dari penulisan Modul ini yaitu Agar Tercapainya Proses

Belajar Mengajar yang merupakan tuntutan dari Satuan Acara Perkuliahan Arsitektur

Komputer dan Mahasiswa dapat mengetahui bagaimana sebuah System komputer bekerja

serta bagaimana proses yang terjadi pada sebuah komputer dan menghasilkan informasi

yang berguna bagi Pengguna pada Khususnya

12 Tujuan Penulisan

Modul ini ditujukan untuk memenuhi kebutuhan-kebutuhan tentang pengetahuan

komputer pada umumnya

1 Dapat memahami Spesifikasi sekumpulan Instruksi dan Unit yang melaksanakan

Instruksi serta pengertian dari Arsitektur Komputer dan sejarah perkembangan

Arsitektur Komputer

2 Mahasiswa Manajemen Informatika

Pengantar komputer merupakan mata pelajaran yang diberikan pada tahun-tahun

pertama Jurusan Manajemen Informatika Dengan demikian Modul ini dapat

dijadikan sebagai bahan bacaan oleh para Mahasiswa yang sedang mengambil

mata kuliah ini

3 Mahasiswa Non Manajemen Informatika

Karena komputer sudah mulai merdquowabahrdquo dan menjamah ke segala bidang maka

Jurusan non komputer juga sudah mulai memberikan pelajaran-pelajaran

pengantar komputer di kurikulumnya

4 Mereka yang akan belajar sendiri

Sebagai bahan untuk mempelajari sendiri Modul ini dapat diandalkan karena

telah mewakili apa yang perlu diketahui oleh mereka yang ingin mengetahui

tentang pengetahuan komputer

13 Ruang Lingkup Penelitian

Didalam perumusan masalah yang dibahas diatas agar tercapainya proses belajar

mengajar yang merupakan tuntutan Satuan Acara Perkuliahan Maka dalam penulisan

Modul ini dibatasi terhadap masalah yang akan dibahas Adapun batasan tersebut adalah

Unit input proses dan Output yaitu komponen-komponen pada saat data dimasukan

kemudian diproses sehingga menghasilkan suatu Informasi yang dapat disajikan kedalam

bentuk media tampilan Layout

14 Metode Penelitian

Untuk mencapai tujuan penulisan Modul maka dilakukan kajian atau Sumber

sebagai berikut

1 Kajian Perpustakaan (Library Research)

Merupakan referensi atau sumber yang dijadikan bahan bagi penulis dalam

menyelesaikan Modul

2 Sumber Internet

Merupakan fasilitas atau layanan yang disediakan provider untuk mendapatkan

informasi penting yang akan menambah nilai guna dalam pembuatan Modul ini

BAB II PEMBAHASAN

21 Pengenalan Arsitektur Komputer

211 Pengertian Komputer

Komputer adalah alat yang dipakai untuk mengolah informasi menurut prosedur yang telah dirumuskan Kata computer semula dipergunakan untuk menggambarkan orang yang perkerjaannya melakukan perhitungan aritmatika dengan atau tanpa alat bantu tetapi arti kata ini kemudian dipindahkan kepada mesin itu sendiri Asal mulanya pengolahan informasi hampir eksklusif berhubungan dengan masalah aritmatika tetapi komputer modern dipakai untuk banyak tugas yang tidak berhubungan dengan matematika

Dalam definisi seperti itu terdapat alat seperti slide rule jenis kalkulator mekanik mulai dari abakus dan seterusnya sampai semua komputer elektronik yang kontemporer Istilah lebih baik yang cocok untuk arti luas seperti komputer adalah pemroses informasi atau sistem pengolah informasi

Definisi

Sekalipun demikian definisi di atas mencakup banyak alat khusus yang hanya bisa memperhitungkan satu atau beberapa fungsi Ketika mempertimbangkan komputer modern sifat mereka yang paling penting yang membedakan mereka dari alat menghitung yang lebih awal ialah bahwa dengan pemrograman yang benar semua komputer dapat mengemulasi sifat apa pun (meskipun barangkali dibatasi oleh kapasitas penyimpanan dan kecepatan yang berbeda) dan memang dipercaya bahwa mesin sekarang bisa meniru alat perkomputeran yang akan kita ciptakan di masa depan (meskipun niscaya lebih lambat) Dalam suatu pengertian batas kemampuan ini adalah tes yang berguna karena mengenali komputer maksud umum dari alat maksud istimewa yang lebih awal Definisi dari maksud umum bisa diformulasikan ke dalam syarat bahwa suatu mesin harus dapat meniru Mesin Turing universal Mesin yang mendapat definisi ini dikenal sebagai Turing-lengkap dan yang pertama mereka muncul pada tahun 1940 di tengah kesibukan perkembangan di seluruh dunia Lihat artikel sejarah perkomputeran untuk lebih banyak detail periode ini

212 Variasi tipe komputer dalam beberapa hal

PENGGOLONGAN KOMPUTER

Berdasarkan Data yang Diolah

1 Analog Computer diams Digunakan untuk data yang sifatnya kontinyu dan bukan data yang berbentuk angka

tetapi dalam bentuk fisik misalnya arus listrik temperatur kecepatan tekanandsb

diams Output dari komputer analog umumnya adalah untuk pengaturan atau pengontrolan suatu mesin misalnya untuk mengatur temperature di dalam suatu alat pembakaran

diams Keuntungan komputer analog adalah kemampuannya untuk menerima data dalam besaran fisik dan langsung mengukur data tertentu tanpa harus dikonversikan terlebih dahulu seperti pd komputer digital sehingga proses komputer analog lebih cepat dibandingkan dengan komputer digital

diams Kelemahan komputer analog adalah terletak pada faktor ketepatannya Komputer digital lebih tepat dibandingkan dengan komputer analog

2 Digital Computer diams Digunakan untuk data yang berbentuk angka atau hurup diams Biasanya dipakai untuk aplikasi bisnis dan aplikasi teknik diams Keunggulan komputer digital adalah

o Memproses data lebih tepat dibanding komputer analog o Dapat menyimpan data selama masih dibutuhkan untuk diproses o Dapat melakukan operasi logika o Data yang telah dimasukkan dapat dikoreksi atau dihapus o Output dari komputer digital dapat berupa angka hurup grafik maupun gambar

3 Hybrid Computer diams Merupakan komputer kombinasi dari komputer analog dan digital diams Mampu memproses data lebih cepat dari komputer digital dan lebih tepat dari

komputer analog diams Biasanya dipakai untuk aplikasi khusus

Berdasarkan Penggunaannya

1 Special Purpose Computer diams Komputer yang dirancang untuk menyelesaikan masalah yang khusus yg biasanya

hanya berupa satu masalah saja diams Program komputer sudah tertentu dan sudah tersimpan di dalam komputernya diams Komputer ini dapat berupa komputer digital maupun komputer analog dan

umumnya komputer analog adalah special purpose computer

diams Spesial purpose computer banyak dikembangkan untuk pengontrolan yang otomatis pada proses-proses industri seperti misalnya pabrik kimia penyulingan minyak pabrik baja serta untuk tujuan militer

2 General Purpose Computer diams Komputer yang dirancang untuk menyelesaikan bermacam-macam masalah dengan

program-program yang bermacam-macam pula diams Dibandingkan dengan special-purpose computer kecepatannya lebih rendah diams Dipakai untuk berbagai keperluan untuk aplikasi bisnis teknik pendidikan

pengolahan kata permainan dsb diams Komputer ini dapat berupa komputer digital maupun komputer analog dan

umumnya komputer digital adalah general purpose computer

Berdasarkan Ukurannya

diams Ukuran dari komputer ditunjukkan oleh kemampuannya dalam mengolah data ditentukan oleh o Kapasitas main memory (simpanan dalam) yg dinyatakan dalam satuan byte

( dengan kapasitas 4 KB 32 KB 64 KB 128 KB 256 KB bahkan dapat dikembangkan sampai 2 MB)

o Konfigurasi dari operand register (operand register digunakan untuk menampung data yang sedang dioperasikan) bisa dengan ukuran 8 bit 16 bit 32 bit dan 64 bit

o Kecepatan pengolahan data o Jumlah dan macam alat-alat input dan outputnya o Ukuran fisik komputer dan ruangan yang dibutuhkan

diams Berdasarkan ukuran komputer dapat digolongkan ke dalam komputer mikro(micro computer) komputer mini (mini computer) komputer kecil (small computer) komputer menengah (medium computer) komputer besar (large computer) dan komputer super (super computer)

1 Micro Computer diams Disebut juga dengan personal computer atau desktop computer diams Ukuran main memory berkisar 16 KB sampai lebih dari 1 MB diams Konfigurasi operand register 8 bit 16 bit 32 bit atau 64 bit diams Umumnya single user ( pemakainya tunggal) diams Ruangan yang dibutuhkan kecil dan dapat diletakkan di atas meja diams Harganya relative murah diams Perkembangan lebih lanjut dari komputer mikro adalah komputer super-mikro

(super micro computer) dimana komputer super mikro sudah multiuser system

2 Mini Computer diams Dapat digolongkan lagi menjadi mini-mini komputer midi-mini computer maxi-

mini computer dan super mini komputer tergantung dari kemampuannya diams Ukuran main memory berkisar 4 MB sampai lebih dari 128 MB diams Konfigurasi operand register 8 bit 16 bit 32 bit atau 64 bit diams Umumnya multi user ( pemakainya banyak)

diams Bentuk dari komputer mini cukup kecil dapat dipindah-pindah dan dapat diletakkan di rumah kecil

diams Harganya relative lebih mahal daripada komputer mikro tergantung dari banyaknya terminal dan alat input serta ouputnya harganya mulai dari Rp 15 juta

diams Mulai digunakan thn 1960 sebanyak 5000 komputer dan tahun 1970 jumlah ini telah meningkat sampai dengan 10000 komputer

diams Diterapkan terhadap aplikasi pengendalian produksi riset laborotarium dan komunikasi data

3 Small Computer diams Disebut juga dengan nama small-scale mainframe computer diams Ukuran main memory berkisar 64 KB dan dapat dikembangkan sampai lebih dari 8

MB diams Konfigurasi operand register 8 bit 16 bit 32 bit atau 64 bit diams Kebanyakan menggunakan system multi programming multi processing dan virtual

storage serta bersifat multi user diams Harganya relative lebih mahal daripada komputer mini tergantung dari banyaknya

terminal dan alat input serta ouputnya mulai dari Rp 50 juta

4 Medium Computer diams Disebut juga dengan nama medium-scale mainframe computer diams Ukuran main memory berkisar 512 KB dan dapat dikembangkan sampai lebih dari 8

MB diams Medium computer dapat mempunyai sejumlah besar dan bermacam-macam alat

input atau output diams Digunakan untuk komunikasi data dengan ratusan terminal yang terpisah dari pusat

komputernya dimana pusat komputernya biasanya menggu8nakan medium computer dan terminal dapat menggunakan micro atau mini computer

diams Kebanyakan menggunakan system multi programming multi processing dan virtual storage serta bersifat multi user

diams Harganya relative lebih mahal daripada small computer mulai dari Rp 150 juta 5 Large Computer

diams Disebut juga dengan nama mainframe computer atau large scale mainframe computer karena bentuk fisiknya besar seperti lemari

diams Ukuran main memory berkisar 512 KB dan dapat dikembangkan sampai lebih dari 8 MB

diams Digunakan oleh perusahaan-perusahaan besar misalnya perusahaan penerbangan yg mempunyai ratusan kantor cabang tersebear di selruh dunia yg tiap-tiap kantor mempunyai terminal yg dihubungkan dengan pusat komputernya

diams Mempunyai kecepatan dalam proses data dan efektif dlm penerapan system time sharing sehingga dapat dipakai banyak pemakai secara bersamaan

diams Harganya relative lebih mahal daripada small computer mulai dari Rp 300 juta

6 Super Computer diams Dikembangkan oleh perusahaan-perusahaan Amerika Serikat dan Jepang diams IBM sebagai salah satu perusahaan yg mengembangkan super computer diams Penelitian juga dilakukan oleh Cray Research dengan hasil Cray-1 computer diams Penerapan system time-sharing yang lebih efektif dengan menggunakan ribuan

terminal yg dapat dihubungkan dengan super computer dan ribuan pemakai dapat menggunakannya secara bersamaan

diams Harga super computer mulai dari 7 juta US $ sampai dengan 17 juta US $

213 Unit Fungsional komputer terdiri dari lima bagian utama

1 Unit Input

KeyboardKeyboards memungkinkan seorang user untuk memasukkan perintah dandata ke dalam system komputerContoh gambar sebuah keyboard

MouseMouse adalah peralatan input yang mempunyai sejumlah tombolPerpindahan dengan tangan sepanjang permukaan mouse akan merubahposisi tampilan pada layar yang merefleksikan perpindahan tersebutTombol pada mouse digunakan untuk memilih item dan membuat pilihanpada layarMouse secara significant dapat mereduksi input yangdimasukkan oleh pemakai melalui serangkaian pengetikanperintah pada keyboard dengan mengklik pada tombol mouseatau item yang tampil pada layar monitor

Trackball Joystick dan Touchpad

Mouse mengenableoperator untuk memindahkan kursor pada layercomputer Sekumpulan perangkat input inovatif telah dikembangkan untukmelakukan fungsi serupa untuk memenuhi berbagai lingkungan aplikasi danpreferensi userPrinsip operasi trackball sangat mirip dengan mouse mekanik Suatu bola

dipasang pada shallow well pada keyboard User memutar bola tersebut untukmengindikasikan pergerakan kursor yang diinginkan di layar

Joystick

adalah stick pendek berputar yang dapat digerakkan dengan tanganuntuk menunjuk ke tiap arah dalam bidang XYPada saat informasi ini dikirim kecomputer software menggerakkan kursor pada layar dengan arah yang sama

2Memori

Fungsi utama dari mainstoragememori adalah menyediakan tempat bagi data

dan instruksi Bagian ini terdiri dari internal memory yaitu berupa RAM (Random

Acces Memory) dan ROM (Read Only Memory) serta eksternal memory yaitu

berbagai macam disk seperti harddisk floppy disk dan optical disk

RAM mempunyai kemampuan untuk melakukan pengecekan data

disimpanan yang disebut dengan parity check Bila data hilang atau rusak dapat

diketahui dari sebuah bit tambahan yang disebut dengan parity bit ROM adalah

memori yang hanya dapat dibaca saja pemakai tidak dapat mengisi sesuatu ke dalam

ROM Isi ROM telah diisi oleh pabrik pembuatnya berupa system operasi yang

terdiri dari program-program pokok yang diperlukan oleh sistem komputer

Perintah-perintah yang ada pada ROM sebagian akan dipindahkan pada

RAM RAM (Random Acces Memori) adalah memori komputer yang dapat diisi

dengan program data selama ada aliran listrik bila aliran listrik mati isi RAM akan

terhapus semuanya Pada waktu program komputer dijalankan sebagian program

yang telah kita masukkan atau kita ketik akan diletakkan di RAM

3 Aritmatika amp Logika

ALU adalah yang melaksanakan pengolahan data secara fisik termasuk

penjumlahan pengurangan pembagian juga logical operasi seperti manyatukan

data menurutkan data memilih data dan lain-lain

4 Unit Output

1 Monitor

Monitor adalah peralatan yang memungkinkan komputer untukmenampilkan informasi balik ke pemakaiuser dalam bentuk teks maupungrafik Monitors mempunyai ukuran yang bervariasi 14 15 17 dan lainnya Semakin besar ukurannya (dalam inch) maka semakin mahal dansemakin luas gambar yang dapat ditampilkan pada monitor Monitor memiliki beberapa variasi bentuk resolusiscreen yang berbeda yang merujuk pada jumlah titikyang bisa ditampung dalam koordinat X dan Y (640 x480 atau 800 x 600) dan refresh rate yangmenunjukkan berapa kali per detik suatu gambar dapatditampilkan pada screen (60Hz berarti 60 kali perdetik) Monitor dengan resolusi screen yang lebih tinggi semisal 1024x768membutuhkan ukuran monitor yang lebih lebar missal 21 (jika tidakmaka akan kelihatan kecil sekali gambarnya jika ditampilkan dalammonitor berukuran 14) dan juga membutuhkan refresh rate yanglebih tinggi semisal 72Hz untuk mencegah tampilan gambar padascreen terlihat berkedip-kedip (flickering)

2 Printer

Printer digunakan untuk mencetak pada kertas apa yang ditampilkan padascreen atau untuk mencetak data yang dioleh oleh komputerPrinter ada yang berwarna (color) dan ada yanghitam putih (black and white) Printer berwarnalebih lambat dan lebih mahal daripada printer hitamputih Juga teknologi yang digunakan untukmencetak informasi pada kertas bervariasitergantung tipe printer

5Unit Kontrol

Unit kontrol atau yang sering dikenal dengan control unit akan menyimpan perintah sekarang yang dilakukan oleh komputer memerintahkan ALU untuk melaksanaan dan mendapat kembali informasi (dari memori) yang diperlukan untuk melaksanakan perintah itu dan memindahkan kembali hasil ke lokasi memori yang sesuai Sekali yang terjadi unit kontrol pergi ke perintah berikutnya (biasanya ditempatkan di slot berikutnya kecuali kalau perintah itu adalah perintah lompatan yang memberitahukan kepada komputer bahwa perintah berikutnya ditempatkan di lokasi lain)

Bagian CPU yang menyebabkan fungsi komputer tercapai ini mengeluarkan sinyal-sinyal kontrol yang bersifat internal bagi CPU untuk memindahkan data antar Register agar ALU melakukan fungsinya untuk mengatur operasi-operasi internal lainnya Register yang merupakan bagian dari unit kontrol adalah tempat penyimpan data sementara dalam CPU selama proses eksekusi Apabila terjadi proses eksekusi data dalam register dikirim ke ALU untuk diproses hasil eksekusi nantinya diletakkan ke register kembali Unit kontrol akan menghasilkan sinyal yang akan mengontrol operasi ALU dan pemindahan data ke dan dari ALU Unit kontrol juga mengeluarkan sinyal kontrol eksternal bagi pertukaran data memori dan modul-modul IO

214 Pengertian Software

Piranti lunak atau perangkat lunak adalah program komputer yang berfungsi sebagai sarana interaksi antara pengguna dan perangkat keras Perangkat lunak dapat juga dikatakan sebagai penterjemah perintah-perintah yang dijalankan pengguna komputer untuk diteruskan ke atau diproses oleh perangkat keras

Perangkat lunak adalah program komputer yang isinya dapat diubah dengan mudah Perangkat lunak umumnya digunakan untuk mengontrol perangkat keras melakukan perhitungan berinteraksi dengan perangkat lunak lainnya dan lain-lain

Contoh dari perangkat lunak

1Sistem operasi

215 Meningkatkan Performa komputer

Untuk Meningkatkan Performa kinerja komputer pertama sekali yang harus

diperhatikan adalah mengukur kapabilitas dan kompatibilitas sistem yang ada pada suatu

perangkat IO sehingga antar terjadi hubungan yang dinamis pada masing-masing

perangkat

31 Keterkaitan Data dengan komputer

311 Pengolahan data terbagi 2

Analog

Digital

Dilihat dari fungsi komputer merupakan suatu perangkat digunakan untuk memproses data kemudian hasil prosesnya diselesaikan secara elektronis didalam CPU Menurut pengolahan data komputer diklasifikasikan menjadi 2 yaitu Analog amp Digital

Analog Suatu sinyal yang dikirimkan dari suatu pemancar (transmitter) ke penerima (receiver) untuk berkomunikasi data tersebut dikirim dalam bentuk suara huruf angka dan karakter lain (tulisan tangan dicetak) foto gambar film dll

Digital Sistem yang memproses nilai diskrit (langkah demi langkah )

Permodulasian Suatu teknik untuk merubah signal Digital ke dalam bentuk signal Analog sehingga data kumpulan jajaran digit dari komputer dapat dihantar melalui kabel telfon yang menghantar informasi secara Analog

Ex AM FM PM

Permodulasian dilakukan oleh alat MODEM (Modulation Demodulation) Signal Analog Signal Digital sebaliknya

312 ASCII

ASCII singkatan dari American Standard Code for Information Interchange Standardyang digunakan pada industri untuk mengkodekan huruf angka dan karakterkarakterlain pada 256 kode (8 bit biner) yang bisa ditampung

Ex Huruf A=65 B=66 C=67 dst

313 Contoh soal Permodulasian AM

Sebuah Host mengirim data rdquo IYA rdquo dengan menggunakan permodulasian AM dengan kecepatan 1 Baud= 2 Bps Amplitudo +- 12 Volt +- 9 Volt +- 6 Volt +- 3 Volt Gbrkan bentuk signal Analog untuk menghantarkan huruf rdquoIYArdquo

Jawab 1 Baud = 2 Bps (dengan Melihat Kode ASCI ) 00 = +- 12 Volt 01 = +- 9 Volt10 = +- 6 Volt 11 = +- 3 Volt

I = 01001001Y = 01011001A = 01000001

314 Sistem Bilangan pada computer

1 BitsSetiap angka 0 dan 1 biasa disebut Bit Bit adalah singkatan dari Binary Digit Kata

Binary diambil dari nama Binary Number System (Sistem Bilangan Biner) Tabel 21berikut menunjukkan tentang bit

2 Sistem Bilangan Biner

Sistem bilangan biner disusun dari angkaangkasama seperti sistem bilangan desimal(sistem bilangan 10) yang sering digunakan saat ini Tetapi untuk desimalmenggunakan angka 0 sampai 9 sistem bilangan biner hanya menggunakan angka 0dan 1Berikut adalah tabel contoh sistem bilangan biner

3 Sistem Bilangan Desimal

Sebelum mempelajari tentang bilangan biner ada baiknya mengetahui tentang sistembilangan yang umum dipakai yaitu desimal (bilangan basis 10) Perhatikan table

Contoh

1243 = (1 X 10 3 ) + (2 X 10 2 ) + (4 X 10 1 ) + (3 X 10 0 )= 1000 + 200 + 40 + 3

4 Sistem Bilangan Biner

Untuk bilangan biner (bilangan basis 2) perhatikan tabel

Contoh

101102 = (1 X 2 4 ) + (0 X 2 3 ) + (1 X 2 2 ) + (1 X 2 1 ) + (0 X 2 0 ) = (16 + 0 + 4 + 2 +0) = 2216810 = 101010002

Cara II

168 2 = 84 sisa 084 2 = 42 sisa 042 2 = 21 sisa 021 2 = 10 sisa 110 2 = 5 sisa 05 2 = 2 sisa 12 2 = 1 sisa 01 2 = 0 sisa 1Bit biner terbesar dimulai dari bawah sehingga 16810 = 101010002

5 Sistem Bilangan Heksadesimal

Bilangan heksadesimal biasa disebut bilangan basis 16 artinya ada 16 simbol yangmewakili bilangan ini Tabel 18 berikut menunjukkan konversi bilanganheksadesimal

Untuk konversi bilangan biner ke heksadesimal perhatikan contoh berikut 101101010100100102 = 0001 0110 1010 1001 0010 = 1 6 A 9 2Jadi bil biner 10110101010010010 sama dengan bil heksadesimal 16A92

6 Sistem Bilangan Oktal

Bilangan oktal disebut bilangan basis 8 artinya ada 8 simbol yang mewakili bilanganini Tabel 19 berikut menunjukkan konversi bilangan oktal

Untuk konversi bilangan biner ke oktal perhatikan contoh berikut 101101010100100102 = 010 110 101 010 010 010 = 2 6 5 2 2 2 8

Jadi bil biner 10110101010010010 sama dengan bil oktal 265222Untuk konversi dari oktal ke heksadesimal ubah terlebih dahulu bilangan oktal yangakan dikonversi menjadi biner Hal ini berlaku juga untuk konversi dari heksadesimalke oktal Perhatikan contoh berikut 7258 = 111 010 1012

= 0001 1101 0101 = 1 D 5 16

FE16 = 1111 11102

= 011 111 110 = 3 7 6 8

315 Sandi yang terdapat pada komputer

1 Sandi 8421 BCD (Binary Coded Decimal)

Sandi 8421 BCD adalah sandi yang mengkonversi bilangan desimal langsung kebilangan binernya sehingga jumlah sandi BCD adalah 10 sesuai dengan jumlahsimbol pada desimal Perhatikan tabel 210 berikut

Contoh

19710 sandi BCDnyaadalah 0001 1001 0111

2 Sandi 2421

Sandi 2421 hampir sama dengan sandi 8421 terutama untuk bilangan desimal 0sampai dengan 4 Tetapi sandi berikutnya merupakan pencerminan yang diinversiPerhatikan tabel

Perhatikan sandi desimal 5 Sandi tersebut merupakan cermin dari sandi 4 desimaltetapi logikanya diinversi Begitu pula pada sandi desimal 6 yang merupakan cermindari sandi desimal 3 yang diinversi dstContoh

37810 sandi 2421nyaadalah 0011 1101 1110

316 Boolean atau Logika Biner

Logika memberi batasan yang pasti dari suatu keadaan Sehingga keadaan tersebuttidak dapat berada dalam dua ketentuan sekaligus Karena itu dalam logika dikenalaturanaturansebagai berikut Suatukeadaan tidak dapat benar dan salah sekaligusMasingmasingadalah hanya benar atau salah (salah satu)Suatukeadaan disebut BENAR bila TIDAK SALAHDua keadaan itu dalam aljabar boole ditunjukkan dengan dua konstanta yaitu logikaldquo1rdquo dan logika ldquo0rdquo

Misal Logika ldquo1rdquo Logika ldquo0rdquoBenar SalahHidup MatiSiang MalamContoh diatas dapat dituliskan Tidak Benar atau Benar = SalahTidak Hidup atau Hidup = MatiTidak Siang atau Siang = MalamTanda garis atas dipakai untuk menunjukkan pertentangan atau lawan dari keadaanitu Sehingga tanda garis tersebut merupakan pertentangan logika (Logical Inversion)yang mempunyai fungsi untuk menyatakan ldquoTidakrdquo (Not)Ā = Tidak A atau Ā = NOT AHimpunan adalah kumpulan dari elemen yang setidaknya memiliki sifat yang samadan bisa memiliki kelompok yang terbatas atau tidak terbatas jumlahnya Misalnyahimpunan mahasiswa politeknik Himpunan tersebut tentu saja terdiri dari bermacammacamkelompok Jika dapat diambil tiga kelompok Kelompokyang berasal dari luar jawa JKelompokyang sedang kuliah KKelompokyang mengerjakan laporan akhir LSehingga seseorang setidaknya masuk dalam satu kelompok tersebut bahkan dapatterjadi masuk dalam dua kelompok sekaligus Misalnya mahasiswa luar jawa yangsedang mengerjakan laporan akhir berarti masuk kelompok J dan L (J AND L) JAND L dituliskan juga dengan J LGabungan antara mahasiswa luar jawa dan mahasiswa yang mengerjakan laporanakhir memiliki pengertian mahasiswa luar jawa atau mahasiswa mengerjakanlaporan akhir J atau L (J OR L) J OR L dituliskan juga dengan J + LLogika Biner (gerbang Boolean) adalah rangkaian digital yang menerima satu ataulebih masukan tegangan untuk memperoleh keluaran tertentu sesuai dengan aturanboole yang berlakuJika membicarakan komputer maka perbedaan tegangan yang digunakan sebagaionoff atau nilai biner 10 nilai 1 ekivalen dengan tegangan +5 volt dan nilai 0ekivalen dengan tegangan 0 volt

41 Rangkaian Logika Kombinasional amp Sekuensial

Rangkaian yang termasuk rangkaian logika kombinasional yaitu Dekoder Enkoder Multiplekser Demultiplekser Pada rangkaian-rangkaian itu terlihat bahwa kondisi keluaran hanya dipengaruhi oleh kondisi masukan pada saat itu

Rangkaian Adder Half Adder

Rangkaian Adder Full Adder

Enkoder

Dekoder

DECIMAL TO BCD ENCODER

Encoder yang sudah umum yaitu decimal to BCD encoder Switch dengan

penekan tombol mirip dengan tombol kalkulator dihubungkan dengan tegangan

Vcc Jika tombol 3 ditekan maka gerbang-gerbang OR pada jalur C dan D

akan mempunyai input bernilai 1 Oleh karena itu maka outputnya menjadi

ABCD = 0011

Dan selengkapnya dapat dilihat pada tabel dibawah ini

INPUT OUTPUT0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 10 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 00 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 10 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 00 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 10 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 00 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 10 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1

2 DECODER

Rangkaian dekoder mempunyai sifat yang berkebalikan dengan enkoder yaitu

merubah kode biner menjadi sinyal diskrit Syarat perancangan sebuah dekoder adalah m

lt= 2n dimana m adalah kombinasi keluaran dan n adalah jumlah bit masukan Sehingga

dapat disimplkan bahwa variabel keluaran bebas tapi harus tetap memperhatikan unsur

efisiensi rangkaian Misal dekoder 3 bit memiliki 8 atau kurang kombinasi keluaran tetapi

bisa memiliki jumlah saluran keluaran lebih dari 8 (10 atau 55 atau 100 dan sebagainya)

Contoh rangkaian dekoder adalah rangkaian dekoder dot matrik dan dekoder seven

segmen

Bila semua segmen menyala maka dapat dibaca sebagai angka decimal 8 Angka

decimal 0 dan 3 terlihat pada menyalanya segmen ndash segmen sesuai gambar Untuk

penampilan huruf hanya beberapa huruf saja yang dapat dibaca dari tujuh segmen

Tabel Kebenaran dekoder seven segmen

INPUT OUTPUTA B C D a b c d e f g0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 00 0 0 1 0 1 1 0 0 0 00 0 1 0 1 1 0 1 1 0 10 0 1 1 1 1 1 1 0 0 10 1 0 0 0 1 1 0 0 1 10 1 0 1 1 0 1 1 0 1 10 1 1 0 1 0 1 1 1 1 10 1 1 1 1 1 1 0 0 0 01 0 0 0 1 1 1 1 1 1 11 0 0 1 1 1 1 1 0 1 11 0 1 0 1 1 1 0 1 1 11 0 1 1 0 0 1 1 1 1 11 1 0 0 1 0 0 1 1 1 01 1 0 1 0 1 1 1 1 0 11 1 1 0 1 0 0 1 1 1 11 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1

a = sum (m0m2m3m5m6m7m8m9m10m12m14m15)

b = sum (m0m1m2m3m4m7m8m9m10m13)

c = sum (m0m1m3m4m5m6m7m8m9m10m11m13)

d = sum (m0m2m3m5m6m8m9m11m12m13m14)

e = sum (m0m2m6m8m10m11m12m13m14m15)

f = sum (m0m4m5m6m8m9m10m11m12m14m15)

g = sum (m2m3m4m5m6m8m9m10m11m13m14m15)

42 Rangkaian Logika Sekuensial (Flip-Flop)

1 Flip-Flop R-SFlip-flop R-S adalah rangkaian dasar dari semua jenis flip-flop yang ada Terdapat berbagai

macam rangkaian flip-flop R-S pada percobaan ini flip-flop R-S disusun dari empat buah gerbang NAND 2 masukan Dua masukan flip-flop ini adalah S (set) dan R (reset) serta dua keluarannya adalah Q dan Qrsquo

Kondisi keluaran akan tetap ketika kedua masukan R dan S berlogika 0 Sedangkan pada kondisi masukan R dan S berlogika 1 maka kedua keluaran akan berlogika 1 hal ini sangat dihindari karena bila kondisi masukan diubah menjadi berlogika 0 kondisi kelurannya tidak dapat diprediksi (bisa 1 atau 0) Keadaan ini disebut kondisi terlarang Selanjutnya kondisi terlarang pacu dan tak tentu akan dijelaskan melalui Tabel 31

Gambar 33 Rangkaian Percobaan Flip-Flop R-S

Tabel 32a Kondisi terlarang pacu dan tak tentu karena perubahan clockNo S R Clock Keterangan1 1 1 Aktif (1) Kondisi terlarang2 1 1 Tepi turun (Berubah dari

1 ke 0)Kondisi pacu

3 1 1 Tidak aktif (0) Kondisi tak tentu

Tabel 32b Kondisi terlarang pacu dan tak tentu karena perubahan clock dan masukan yang serempakNo S R Clock Keterangan1 1 1 Aktif (1) Kondisi terlarang2 0 0 Tepi turun Kondisi pacu3 0 0 Tidak aktif (0) Kondisi tak tentu

2 Flip-flop D

Flip-flop D dapat disusun dari flip-flop S-R atau flip-flop J-K yang masukannya saling berkebalikan Hal ini dimungkinkan dengan menambahkan salah satu masukannya dengan inverter agar kedua masukan flip-flop selalu dalam kondisi berlawanan Flip-flop ini dinamakan dengan flip-flop data karena keluarannya selalu sama dengan masukan yang diberikan Saat flip-flop pada keadaan aktif masukan akan diteruskan ke saluran keluaran

2 Flip-flop J-KFlip-flop J-K merupakan penyempurnaan dari flip-flop R-S terutama untuk mengatasi masalah

osilasi yaitu dengan adanya umpan balik serta masalah kondisi terlarang seperti yang telah dijelaskan di atas yaitu pada kondisi masukan J dan K berlogika 1 yang akan membuat kondisi keluaran menjadi berlawanan dengan kondisi keluaran sebelumnya atau dikenal dengan istilah toggle Sementara untuk keluaran berdasarkan kondisi-kondisi masukan yang lain semua sama dengan flip-flop R-S

Gambar 35 Flip-flop J-K

51 Aritmatika Logika Unit

Macam- macam operasi ALU

Adder (Penjumlahan) Half Adder Full Adder Paralel Adder

Pengurangan (Substraktor)

Perkalian (Multiplexer)

Pembagian bila hasilnya 0 amp 1

Adder

Rangkaian ALU (Arithmetic and Logic Unit) yang digunakan untuk menjumlahkanbilangan dinamakan dengan Adder Karena Adder digunakan untuk memprosesoperasi aritmetika maka Adder juga sering disebut rangkaian kombinasionalaritmetika ALU akan dijelaskan lebih detail pada bab 3 Ada 2 jenis Adder

1 Rangkaian Adder yang hanya menjumlahkan dua bit disebut Half Adder2 Rangkaian Adder yang menjumlahkan tiga bit disebut Full Adder3 Rangkaian Adder yang menjumlahkan banyak bit disebut paralel Adder

Half Adder

Rangkaian half adder merupakan dasar penjumlahan bilangan biner yang masingmasinghanya terdiri dari satu bit oleh karena itu dinamakan penjumlah tak lengkap

1 Jika A=0 dan B=0 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 02 Jika A=0 dan B=1 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 13 Jika A=1 dan B=1 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 0 dengan nilai pindahanCy(Carry Out) = 1

Dengan demikian half adder memiliki 2 masukan (A dan B) dan dua keluaran (S dan Cy)

Dari tabel diatas terlihat bahwa nilai logika dari Sum sama dengan nilai logika darigerbang XOR sedangkan nilai logika Cy sama dengan nilai dari gerbang logikaAND Dari tabel tersebut dapat dibuat rangkaian half adder seperti pada gambar

Full Adder

Full adder mengolah penjumlahan untuk 3 bit bilangan atau lebih (bit tidak terbatas)oleh karena itu dinamakan rangkaian penjumlah lengkap Perhatikan tabel kebenarandari Full adder berikut

Parallel Adder

Parallel Adder adalah rangkaian Full Adder yang disusun secara parallel danberfungsi untuk menjumlah bilangan biner berapapun bitnya tergantung jumlah FullAdder yang diparallelkan Gambar berikut menunjukkan Parallel Adder yang terdiridari 4 buah Full Adder yang tersusun parallel sehingga membentuk sebuah penjumlah 4 bit

Penjumlahan

Komputer hanya dapat melakukan proses aritmetika menggunakan bilangan binerSemua sistem bilangan harus diubah terlebih dahulu ke biner agar dapat diprosesProses yang biasa dilakukan oleh komputer untuk menjumlahkan sistem bilangandesimal biasanya adalah menyandikan ke 8421BCD terlebih dahulu sebelumdijumlahkan Sebelum mempelajari tentang penjumlahan pada 8421BCD ada baiknyamengetahui cara menjumlahkan bilangan biner

Penjumlahan Biner

Ada 4 kondisi yang terjadi pada penjumlahan biner yaitu apabila 0 + 0 0 + 1 1 + 0dan 1 + 1 Jika yang terjadi adalah 1 + 1 kita tidak dapat menyatakan hasil jumlahdalam satu digit Tetapi kita harus melakukan penyimpanan (Carry Out) kedalamkolom yang lebih tinggi Ini berlaku untuk seluruh sistem bilangan Sebagai contohpada bilangan desimal 2 + 5 = 7 dengan carry out = 0 9 + 9 = 8 dengan carry out = 1Contoh

Penjumlahan 8421BCD

Sandi 8421BCD hanya menggunakan bilangan biner untuk 0 sampai 9 karena yangdisandikan hanya 1 digit angka desimal Dalam penjumlahan yang perlu diperhatikanadalah jika hasilnya lebih dari 9 sehingga akan dihasilkan auxillary carry (Carry daribilangan keempat LSB) maupun carry dari MSBBerikut adalah aturan penjumlahan sandi 8421BCDJikajumlah biner dan jumlah BCD sama yaitu AC (Auxillary Carry) = 0 dan Carry= 0 maka tidak diperlukan aturan tambahan

Jikajumlah biner tidak sama dengan jumlah desimal maka memerlukan pengaturantambahan Jika Auxillary Carry (AC) = 0 atau AC = 1 dan Carry (Cy) = 0 dimana hasilpenjumlahan binernya lebih dari 9 desimal maka perlu ditambahkan 6 pada niblerendah tersebut dan tambahkan 1 pada nible yang lebih tinggi

Pengurangan

Pengurangan pada dasarnya merupakan penjumlahan yaitu penjumlahan denganbilangan negatif

500 ndash 255 = 245 (Pengurangan)500 + ()255 = 245 (Penjumlahan)Komputer hanya bekerja pada bilangan ldquo0rdquo dan ldquo1rdquo dan tidak mengenal bilangannegatif Untuk menunjukkan bilangan negatif komputer menggunakan tanda modulus(Modulus Sign) Pada penjumlahan desimal tanda modulus yang digunakan adalahldquo0rdquo untuk bilangan positif dan ldquo9rdquo untuk bilangan negatif Untuk bilangan negatifpada operasi penjumlahannya harus dikomplemen Komplemen yang digunakan padabilangan desimal adalah komplemen10dan komplemen9

Perkalian

Perkalian antara bilangan biner adalah perkalian yang paling mudah diantara sistembilangan lainnya

Pada Teknik Komputer perkalian dilakukan menggunakan register geser kanan (ShiftRight Register) Perhatikan contoh berikut

Register A untuk menyimpan data yang akan dikalikan (Multiplicand)Register B untuk menyimpan data pengali (Multiplier)Register P untuk menyimpan hasil perkalian

Pembagian

Kebalikan dari perkalian pembagian (Division) adalah suatu bentuk dari penguranganyang dilakukan berulangulangDan proses ini juga dapat dilakukan pada rangkaianlogika dengan cara pengurangan dan penggeseran ke kiri (menggunakan shiftleftregister) Berikut adalah aturan dari pembagianKurangkan bilangan pembagi (Divisor) dari MSB bilangan yang akan dibagi(Dividend) lihat hasil pengurangan

Bila hasilnya 1 atau positif Berarti hasil pembagian (Product) adalah 1 Setelah itu hasil pengurangan digeserkekiri satu bit dan dimulai lagi pengurangan oleh bilangan pembagi (Divisor)

Bila hasilnya 0 atau negatif Berarti hasil pembagian (Product) adalah 0 Dalam hal ini sebelum digeser ke kiriharus ditambah dulu dengan bilangan pembagi (Divisor) Setelah digeser ke kiri satubit dimulai lagi proses pengurangan oleh bilangan pembagi Pengurangan olehbilangan pembagi dilakukan dengan penjumlahan komplemen2Bila dalam

penjumlahan tersebut terdapat pindahan (Carry) maka carry tersebut diabaikanPerhatikan contoh berikut 1010 410 = 10102 1004

Karena ada hasil pengurangan yang negatif maka digit yang dihasilkansetelah itu adalah digit pecahan sehingga hasil yang benar 1012 atau 2510

61 Floating Point

71 Control Unit

CONTROL UNIT (CU)

711 Model Control Unit

Unit kontrol atau yang sering dikenal dengan control unit akan menyimpan perintah sekarang yang dilakukan oleh komputer memerintahkan ALU untuk melaksanaan dan mendapat kembali informasi (dari memori) yang diperlukan untuk melaksanakan perintah itu dan memindahkan kembali hasil ke lokasi memori yang sesuai Sekali yang terjadi unit kontrol pergi ke perintah berikutnya (biasanya ditempatkan di slot berikutnya kecuali kalau perintah itu adalah perintah lompatan yang memberitahukan kepada komputer bahwa perintah berikutnya ditempatkan di lokasi lain)

Bagian CPU yang menyebabkan fungsi komputer tercapai ini mengeluarkan sinyal-sinyal kontrol yang bersifat internal bagi CPU untuk memindahkan data antar Register agar ALU melakukan fungsinya untuk mengatur operasi-operasi internal lainnya Register yang merupakan bagian dari unit kontrol adalah tempat penyimpan data sementara dalam CPU selama proses eksekusi Apabila terjadi proses eksekusi data dalam register dikirim ke ALU untuk diproses hasil eksekusi nantinya diletakkan ke register kembali Unit kontrol akan menghasilkan sinyal yang akan mengontrol operasi ALU dan pemindahan data ke dan dari ALU Unit kontrol juga mengeluarkan sinyal kontrol eksternal bagi pertukaran data memori dan modul-modul IO

Model dari unit kontrol

712 Macam-macam unit kontrol

Macam-macam Unit Kontrol1 Unit Kontrol Single-Cycle

Proses di unit kontrol ini hanya terjadi dalam satu clock cycle artinya setiap instruksi (fetch decode execute) ada pada satu cycle maka dari itu tidak memerlukan state Dengan demikian fungsi boolean masing-masing control line hanya merupakan fungsi dari opcode saja Clock cycle harus mempunyai panjang yang sama untuk setiap jenis instruksi

Ada dua bagian pada unit kontrol ini yaitu proses men-decode opcode untuk mengelompokkannya menjadi 4 macam instruksi (yaitu di gerbang AND) dan pemberian sinyal kontrol berdasarkan jenis instruksinya (yaitu gerbang OR) Keempat jenis instruksi adalah ldquoR-formatrdquo (berhubungan dengan register) ldquolwrdquo (membaca memori) ldquoswrdquo (menulis ke memori) dan ldquobeqrdquo (branching)

Sinyal kontrol yang dihasilkan bergantung pada jenis instruksinya Misalnya jika melibatkan memori rdquoR-formatrdquo atau rdquolwrdquo maka akan sinyal rdquoRegwriterdquo akan aktif Hal lain jika melibatkan memori ldquolwrdquo atau ldquoswrdquo maka akan diberi sinyal kontrol ke ALU yaitu ldquoALUSrcrdquo

Desain single-cycle ini lebih dapat bekerja dengan baik dan benar tetapi cycle ini tidak efisien

2 Unit Kontrol Multi-CycleGambar disamping menunjukkan diagram blok dari unit kontrol multi-cycle

Berbeda dengan unit kontrol yang single-cycle unit kontrol yang multi-cycle lebih memiliki banyak fungsi

Dengan memperhatikan state dan opcode fungsi boolean dari masing-masing control line output dapat ditentukan Masing-masingnya akan menjadi fungsi dari 10 buah input logic Jadi akan terdapat banyak fungsi boolean dan masing-masingnya tidak sederhana

Pada cycle ini sinyal kontrol tidak lagi ditentukan dengan melihat pada bit-bit instruksinya Bit-bit opcode memberitahukan operasi apa yang selanjutnya akan di-execute CPU bukan instruksi cycle selanjutnya

713 Fungsi unit kontrol

Fungsi Unit Kontrol1 Pengurutan (sequencing) unit kontrol bertugas mengontrol sejumlah operasi

mikro dalam urutan yang benar

2 Eksekusi (execution) unit kontrol menyebabkan setiap operasi mikro dilakukan

state register overhead

Cycle 1Cycle 2

Cycle 3Cycle 4

Cycle 5

Fetch

Decode

Exec

Mem

WB

lw

Single cycle Implementation

Multiple Cycle Implementation

714 Input Unit Kontrol

Input Unit Kontrol

Unit kontrol mempunyai beberapa input diantaranya1 Clock berfungsi untuk sinkronisasi operasi antar komponen 2 Flag flag-flag ini diperlukan unit kontrol untuk mengetahui status CPU Flag

diset ALU sebagai hasil dari suatu operasi misalnya overflow flag diset 1 bila hasil komputasi melampaui panjang register tempat flag disimpan

3 Instruction register menggunakan opcode untuk menentukan operasi mikro yang akan dilakukan selama siklus eksekusi

4 Sinyal kontrol dari rdquobus controlrdquo memberi jalur ke unit kontrol untuk sinyal-sinyal tertentu seperti sinyal interrupt dan sinyal acknowledgment

715 Output Unit Kontrol

Sinyal kontrol di dalam CPU (control signals within CPU) output unit kontrol terdiri dari dua macam sinyal yaitu

1 sinyal-sinyal yang menyebabkan perpindahan data antar register 2 sinyal-sinyal yang dapat mengaktifkan fungsi ALU yang spesifik

Sinyal kontrol ke rdquobus controlrdquo juga terdiri atas 2 sinyal yaitu1 sinyal kontrol ke memori 2 sinyal kontrol ke modul-modul IO

716 Implementasi Unit Kontrol

1 Implementasi hardwired Unit kontrol merupakan rangkaian kombinatorial Sinyal-sinyal logika

inputnya akan didekodekan menjadi sinyal-sinyal logika output yang merupakan sinyal-sinyal kontrol ke sistem komputer Sinyal-sinyal input tersebut seperti clock flag register instruction dan sinyal kontrol merupakan input bagi unit kontrol untuk mengetahui status komputer Sinyal keluaran yang dihasilkan akan mengendalikan sistem kerja komputer

N buah input biner akan menghasilkan 2N output biner Setiap instruksi memiliki opcode yang yang berbeda-bedaOpcode yang berbeda dalam instruksi akan menghasilkan sinyal kontrol yang berbeda pula Pewaktu unit kontrol mengeluarkan rangkaian pulsa yang periodik

Pulsa waktu ini digunakan untuk mengukur durasi setiap operasi mikro yang dijalankan CPU intinya digunakan untuk sinkronisasi kerja masing-masing bagian

Masalah dalam Merancang Implementasi Hardwired Memiliki kompleksitas dalam pengurutan dan operasi mikronya Sulit didesain dan dilakukan pengetesan Tidak fleksibel Sulit untuk menambahkan instruksi baru

2 Implementasi microprogrammed Implementasi yang paling reliabel saat ini adalah implementasi

microprogrammed Unit kontrol memerlukan sebuah memori untuk menyimpan program kontrolnya

Fungsindashfungsi pengontrolan dilakukan berdasarkan program kontrol yang tersimpan pada unit kontrol Selain itu fungsindashfungsi pengontrolan tidak berdasarkan dekode dari input unit kontrol lagi

Teknik ini dapat menjawab kesulitanndashkesulitan yang ditemui dalam implementasi hardwired

81 Memori amp Piranti Penyimpanan

811 Jenis-Jenis memori

Berdasarkan komponen yang digunakan terbagi atas

1 Vacuum Tubes

Komputer generasi pertama ENIAC tahun 1946 menggunakan komponentabung hampa udara untuk main memory Memori ini relatif berukuran besardan tiap-tiap tabung hampa udara mewakili 1 bit

2 Magnetic Core Storage

Digunakan sekitar tahun 1960 ndash 1970 Terdiri dari ribuan cincin magnetikkecil berukuran 18 mm dengan lubang berdiameter 10 mm Tiap-tiap coredihubungkan dengan kabel kawat membentuk suatu bidang core (core plane)dan ditumpuk membentuk suatu core stackMasing-masing core dapat menyimpan 1 bit bila dimagnetasi dengan suatuarus listrik dari dua arah jurusan yang masing-masing bermuatan frac12 arus

3 Planar Thin-Film Storage

Terbuat dari lempengan tipis keramik atau metal tembus pandang yang berisi

kumpulan besi nikel berbentuk empat persegi panjang kecil dihubungkandengan kabel-kabel

4 Semiconductor Storage

Mulai banyak digunakan sejak tahun 1970-an hingga sekarangTerbuat dariVLSI (Very Large Scale Integration) yaitu meletakkan sejumlah besar circuitke dalam suatu chip Teknologi yang digunakan adalah MOS (Metal OxideSemiconductor) dan bersifat volatileKomputer IBM 704 pada GeneralElectric Computer facility diArizona State University 1956Sebuah mesin vacuum tubedengan magnetic core storageSingle layer thin film dengan Ta2N resistors

5 Josephson Junction

Diciptakan oleh Brian Josephson dari Inggris Merupakan memori yang dapatmelakukan switch dari bit 1 ke bit 0 atau sebaliknya dengan kecepatan yangtinggi yaitu kurang dari sepertriliun detik Menggunakan suatu tempat

tertutup yang berisi helium cair dengan suhu sekitar -200 derajat celcius

6 Charged-Coupled Device (CCD)

Merupakan memori yang terdiri dari ribuan metal bujur sangkar berukurankecil yang masing-masing dapat menyimpan informasi digit binari dalambentuk beban elektronik (electric charge)

812 Hirarki Memori

Sebagian besar komputer memiliki hirarki memori yang terdiri atas tiga level yaitu

1 Physical Register di CPU berada di Level teratas Informasi yang berada

di Register dapat diakses dalam satu Clock cycle CPU

2 Primary Memory (Executable memory ) berada dilevel tengah

Contohnya RAM Primary Memory diukur dengan satu byte dalam satu

waktu secara relatif dapat diakses dengan cepat bersifat volatil (informasi

bisa hilang ketika komputer dimatikan) CPU mengakses memori ini

dengan instruksi single load dan store dalam beberapa clock cycle

3 Secondary Memory berada dilevel bawah Contohnya disk atau tape

Secondary memory diukur sebagai kumpulan dari bytes(block of bytes)

waktu aksesnya lambat bersifat non-volatil (informasi tetap tersimpan

ketika komputer dimatikan) Memori ini diterapkan di storage device jadi

akses meliputi aksi oleh driver dan device

813 Memori Internal

Memori internal o Berada di luar CPU tetapi bersifat internal terhadap sistem komputero Diperlukan oleh CPU untuk proses eksekusi (operasi) program sehingga

dapat diakses secara langsung oleh prosesor (CPU) tanpa modul perantarao Memori internal sering juga disebut sebagai memori primer atau memori

utama o Memori internal biasanya menggunakan media RAM

Random Access Memori (RAM)

Ram adalah suatu memori baca tulis artinya data dapat dibaca dari atau ditulis ke RAM dan dapat dilakukan secara berulang-ulang dengan data yang berbeda-beda Jenis memori ini merupakan jenis volatile (mudah menguap) yaitu data yang tersimpan akan hilang jika catu dayanya dimatikan Karena alasan tersebut maka program utama tidak pernah disimpan di RAM Random artinya data yang disimpan pada RAM dapat diakses secara acak RAM dibagi lagi menjadi dua jenis yaitu jenis statik dan jenis dinamik RAM statik menyimpan satu bit informasi dalam sebuah flip-flop Jenis RAM ini asyncronous dan tidak memerlukan sinyal clock RAM statik biasanya digunakan untuk aplikasi-aplikasi yang tidak memerlukan kapasitas memori RAM yang besar RAM dinamik menyimpan satu bit informasi data sebagai muatan RAM dinamik menggunakan kapasitansi gerbang substrat sebuah transistor MOS sebagai sel memori elementer Untuk menjaga agar data yang tersimpan RAM dinamik tetap utuh data tersebut harus disegarkan kembali dengan cara membaca dan menulis ulang data tersebut kememori RAM dinamik ini digunakan untuk aplikasi ynag memerlukan RAM dengan kapasitas besar misalnya dalam sebuah komputer pribadi (PC)

Read Only Memory (ROM)

Jenis memori ini datanya hanya bisa dibaca dan tidak bisa ditulis secara berulang-ulang Memori ini berjenis non-volatile artinya data yang disimpan tidak mudah menguap (hilang) walaupun catu dayanya dimatikan Karena itu memori ini biasa digunakan untuk menyimpan program utama dari suatu sistem Jenis ROM yang dikenal dipasaran ada lima jenis yaitu

- ROM (Read Only Memory) yang diprogram dalam proses pembuatannya Jenis ini tidak dapat diprogram ulang

- PROM (Programmable ROM) yang diprogram dengan cara memutuskan hubungan sekering internal PROM hanya dapat diprogram satu kali dan tidak dapat diprogram ulang

- EPROM (Erasable PROM) yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat dari piranti Dihapus dengan cara pemberian sinar ultra violet melalui jendela pada bagian atas IC Setelah dihapus dapat diprogram ulang

- EEPROM (Electrically EPROM) sama saja dengan EPROM hanya cara penghapusannya dilakukan secara listrik

- Flash EPROM yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat pada piranti Memori ini dapat diisi ulang

Dari semua jenis memori diatas yang sering digunakan adalah memori jenis EPROM dan

EEPROM karena harganya paling murah dan mudah didapat dipasaran

814 Memori Eksternal

Memori eksternal o Bersifat eksternal terhadap sistem komputer dan tentu saja berada di luar

CPUo Diperlukan untuk menyimpan data atau instruksi secara permaneno Tidak diperlukan di dalam proses eksekusi sehingga tidak dapat diakses secara

langsung oleh prosesor (CPU) Untuk akses memori eksternal ini oleh CPU harus melalui pengontrolmodul IO

o Memori eksternal sering juga disebut sebagai memori sekunder o Memori ini terdiri atas perangkat storage peripheral seperti disk pita

magnetik dll berbagai jenis memory Eksternal

1 Berdasarkan jenis akses data

Berdasarkan jenis aksesnya memori eksternal dikelompokkan menjadi 2 jenis yaitu

a DASD (Direct Access Storage Device) dimana ia mempunyai akses langsung

terhadap data Contoh Magnetik(Floppy disk hard disk) Removable hard

disk(Zip disk Flash disk) Optical Disk

b SASD (Sequential Access Storage Device) Akses data secara tidak langsung

(berurutan) seperti Pita Magnetik

2Berdasarkan Karakteristik Bahan

Berdasarkan karakteristik bahan pembuatanya memori eksternal digolongkan

menjadi beberapa kelompok

a Punched Card atau kartu berlobang

a merupakan kartu kecil berisi lubang-lubang yang menggambarkan berbagai instruksi atau data Kartu ini dibaca melalui puch card reader yang sudah tidak digunakan lagi sejak tahun 1979

b Magnetik Disk Magnetik disk merupakan disk yang terbuat dari bahan yang bersifat magnetik contoh Floppy dan hardsik

c Optical Disk Optical disk terbuat dari bahan optik seperti resin (Polycaronate) dan dilapisi permukaan yang sangat reflektif seperti aluminium contoh CD dan DVD

d Magnetik TapeSedangkan magnetik tape terbuat dari bahan yang bersifat magnetik tetapi berbentuk pita seperti halnya pita kaset tape recorder

91 Bus amp Sistem Bus

Dalam Arsitektur komputer sebuah Bus adalah sebuah subsistem yang mentransfer data

atau listrik antar komponen komputer didalam sebuah komputer atau antar komputer

Bus komputer awal merupakan bus listrik paralel dengan banyak hubungan tetapi istilah

ini sekarang digunakan untuk pengaturan fisik yang menyediakan fungsi logika yang

sama dengan sebuah bus listrik paralel dan dapat dihubungkan dengan kabel dalam

sebuah topologi multidrop atau daisy chain atau dihubungkan dengan switch seperti

dalam kasus bus USB

System bus atau bus System dalam Arsitektur komputer merujuk pada bus yang

digunakan oleh sistem komputer untuk menghubungkan semua komponennya dalam

menjalankan tugas sebuah bus adalah sebutan untuk jalur dimana data dapat mengalir

dalam komputer jalur-jalur ini digunakan untuk komunikasi dan dapat dibuat antara dua

elemen atau lebih Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan

dieksekusi oleh CPU melalui perantara sistem bus

911 Transfer informasi pada bus

Suatu mendukung bermacam-macam transfer data Semua bus mendukung transfer baca

(master slave) dan transfer tulis( slave ke master) Pada semua multiplexed addressdata

bus pertama-tama bus digunakan untuk menspesifikasikan alamat dan kemudian untuk

melakukan transfer data Untuk operasi baca biasanya terdapat waktu tunggu pada saat

data sedang diambil dari slave untuk ditaruh pada bus Baik bagi operasi baca maupun

tulis mungkin juga terdapat delay bila hal itu diperlukan untuk melalui arbitrasi agar

mendapatkan kontrol bus untuk sisa operasi (yaitu mengambil alih bus untuk melakukan

request baca atau tulis kemudian mengambil alih lagi bus untuk membentuk operasi baca

atau tulis

Pada alamat dedicate dan bus-bus alamat ditaruh ada bus alamat dan tetap berada disana

selama data tersimpan pada bus data Bagi operasi tulis master menaruh data pada bus

data begitu alamat telah stabil dan slave telah mempunyai kesempatan untuk mengetahui

alamatnya bagi operasi baca slave menaruh data pada bus dan begitu slae mengetahui

alamatnya dan telah mengembil data

912 Sistem Bus dengan Jalur Data Alamat dan Kontrol

Jalur bus yang digunakan untuk mentransfer data dapat dikelompokkanrnenjadi tiga tipe jalur data alamat dan kontrol

Data bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi data dan instruksi

Address bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi untuk alamat di

main memory untuk data atau instruksi yang akan diambil atau direkam

Control bus yaitu bus yang digunakan untuk mengirimkan signal sebagai

pemberitahuan akan dikirimkan suatu informasi atau telah diterimanya informasi

yang akan dikirimkan dari suatu alat ke alat lainnya

913 Hirarki Bus

Bus merupakan lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih perangkat

computer Karakteristik penting sebuah bus adalah bahwa bus merupakan media

transmisi yang dapat digunakan bersama Sejumlah perangkat yang terhubung ke bus dan

suatu sinyal yang ditransmisikan oleh salah satu perangkat ini data diterimaoleh salah

satu perangkat yang terhubung ke bus

Umumnya sebuah bus terdiri dari sejumlah lintasan komunikasi atau saluran Masing-

masing saluran dapat mentransmisi sinyal yang menunjukan biner 1 dan biner 0

serangkaian digit biner dapat ditransmisi melalui saluran tunggal

914 Bus Data dan Bus Alamat

1 Bus data

Jalur data yang dilalui informasi ke dan dari microprocessor bahan data keterangan

catatan fakta fakta atau bagian dari fakta yang mengandung arti yang dihubungkan

dengan kenyataan simbol-simbol gambar kata-kata angka huruf yang menunjukan ide

objek kondisi dan lainnya

Data itu sendiri merupakan bentuk jamak dari datum yang berarti informasi jelasnya data

itu dapat berupa apa saja dan dapat ditemui dimana saja

2 Bus Alamat

Bus alamat pengalamatan transformasi data bus Pengalamatan bus ini berisi 16 2024

jalur sinyal paralel atau lebih CPU mengirim alamat lokasi memori atau port yang ingin

ditulis atau dibaca di bus ini jumlah lokasi memori yang dapat dialamati ditentukan

jumlah jalur alamat Jika CPU mempunyai N jalur alamat maka dapat mengalamati 2

pangkat N lokasi memori dan atau port secara langsung

101 Unit Input amp Output

Salah satu fitur dasar komputer adalah kemampuannya untuk mempertukarkandata dengan perangkat lain Kemampuan komunikasi ini memungkinkan operatormanusia misalnya untuk menggunakan keyboard dan layer display untuk mengolahteks dan grafik

1011 Dasar Unit Input Output

Unit IO memberi CPU kemampuan untuk berkomunikasi dengan peripheral Merupakan

entity dalam komputer yang bertanggung jawab atas pengontrol sebuah perangkat

eksternal atau lebih dan untuk pertukaran data antara alat-alat tersebut dengan memory

utama dan atau register-register dalam CPU

Alasan- alasan dipertukarkannya unit IO

Adanya aneka ragam peripheral yang memiliki macam-macam metode operasi

Perbedaan kecepatan transfer data antara sistem BUS dengan piranti IO BUS= 20

nano detik sedang IO lebih dari 100 nano detik

Peripheral seringkali menggunakan format data dan panjang word yang berlainan

dengan komputer

Perbedaan besar tegangan dan arus data yang diperlukan untuk transfer informasi

dari dan ke peripheral dengan sistem bus

Tujuan Unit IO

Melakukan kompensasi perbedaan kecepatan dan perwaktuan antara CPU dan

peripheral

Melakukan penyesuaian tegangan dan arus satu aras ke aras lain

Menyesuaikan panjang data antara sistem BUS dan BUS IO

1012 Antarmuka IO

Gambar 122 mengilustrasikan hardware yang diperlukan untukmenghubungkan perangkat IO ke bus Dekoder alamat mengenableperangkattersebut untuk mengenali alamatnya pada saat alamat ini muncul pada jalur alamatRegister data menyimpan data yang ditransfer ked an dari prosessor Register statusberisi informasi yang relevan dengan operasi perangkat IO Register data dan statusdihubungkan dengan bus data dan ditetapkan dengan alamatalamatunik Dekoderalamat register data dan status dan sirkuit control yang diperlukan untukmengkoordinasikan transfer IO membentuk sirkuit antar muka perangkatGambar 122 Antarmuka IO untuk perangkat input

Perangkat IO beroperasi pada kecepatan yang sangat berbeda denganprosessor Pada saat operator manusia memasukkan karakter pada keyboardprosessor mampu mengeksekusi jutaan instruksi antarentrikarakter yang berurutanSuatu instruksi yang membaca karakter dari keyboard sebaiknya hanya dieksekusipada saat karakter tersebut tersedia dalam input buffer antarmuka keyboard Juga kitaharus memastikan bahwa karakter input tersebut hanya dibaca sekali

1013 Transfer data pada IO

Transfer dataFormat transfer

- Paralel semua bit pada karakter (word denganpanjang tertentu) dikirim secara bersamaan dalambatas waktu yang diberikan

- Serial Data dikirim secara berurutan dalam satu saluran

Transfer data secara paralel lebih cepat daripada secaraserial karena saluran transmisinya banyak kelemahannyakalau terlalu panjang akan terjadi interferensi antarsaluran

Mode transfer data

1 Synchronous modeBaris kendali digunakan untuk mengsinkronkan waktupada semua kejadian yang terjadi selama periodewaktu tertentuKelemahanbull Tiap piranti IO berbeda-beda kecepatan operasinyasehingga harus diturunkan pada kecepatan yangpaling rendah

2 Asynchronous mode

Menggunakan teknik jabat tangan (hand shaking) untukmenyakinkan transfer data antara pengirim danpenerima tidak ada kesalahan (data valid)

111 Interupsi

Interupsi merupakan bagian penting dari sistem arsitektur komputer Setiap sistem

komputer memiliki mekanisme yang berbeda Interupsi bisa terjadi apabila perangkat

keras (hardware) atau perangkat lunak minta ldquo dilayanirdquo oleh processor apabila terjadi

interupsi maka processor menghentikan proses yang sedang dikerjakannya kemudian

beralih mengerjakan service rutin untuk melayani intrupsi tersebut Setelah selesai

mengerjakan service rutin maka prosesor kembali melanjutkan proses yang tertunda

1111 Kelas Sinyal Interupsi

Program yaitu Interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi

pada hasil eksekusi program Contioh Aritmatika overflow pembagian nol

operasi ilegal

Timer adalah Interupsi yang dibangkitkan pewaktuan dalam prosesor Sinyal ini

memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsi tertentu secara reguler

I O sinyal Interupsi yang di bangkitkan oleh Modul IO sehubngan pemberitahuan

kondisi Error dan penyelesaian suatu operasi

Hardware Failure adalah Interupsi yang dibangkitkan oleh kegagalan daya atau

kesalahan paritas memori

1112 Proses Interupsi

Dengan adanya mekanisme Interupsi prossesor dapat digunakan untuk

mengeksekusi intsruksi- instruksi lain

Saat suatu modul telah selesai menjalankan tugasnya dan siap menerima tugas

berikutnya maka modul ini akan mengirimkan permintaan interupsi ke prosesor

Kemudian prosesor akan menghentikan eksekusi yang dijalankannya untuk

menghandle routine interupsi

Setelah program interupsi selesai maka processor akan melanjutkan eksekusi

programnya kembali

Saat sinyal Interupsi diterima processor ada dua kemungkinan tindakan yaitu

Interupsi diterima ditangguhkan dan Interupsi ditolak

1113 Interupsi Ditangguhkan

Apa yang dilakukan Processor

Processor menangguhkan eksekusi program yang dijalankan dan menyimpan

konteksnya tindakan ini adalah menyimpan alamat instruksi berikutnya yang akan

dieksekusi dan data lain yang relevan

Processor menyetel program Counter (PC) ke alamat awal routine intterupt handler

1114 Sistem Operasi Kompleks

Interupsi ganda (Multiple interupt)

Misalnya suatu komputer akan menerima permintaan interupsi saat proses

pencetakan dengan printer selesai disamping itu dimungkinkan dari saluran

komunikasi akan mengirimkan permintaan interupsi setiap kali data tiba

Dapat diambil dua buah pendekatan untuk menangani interupsi ganda ini

121 Arsitektur dan Klasifikasi Sistem Komputer

Sebuah sistem operasi atau dalam bahasa asingnya Operating System adalah sebuah

program yang mengatur hardware komputer Sistem operasi juga menyediakan fondasi

untuk aplikasi diatasnya dan bertindak sebagai penghubung antara user dengan

hardwaresetiap sistem operasi memiliki caranya masing-masing untuk menyelesaikan

tugasnya Hal ini menimbulkan aneka ragam sistem operasi yang sangat menakjubkan

Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu 1 Klasifikasi Flynn

Didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data dalam sistem komputer

2 Klasifikasi Feng Didasarkan pada pemrosesan paralel dan serial

3 Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1211 Klasifikasi Fylnn

KLASIFIKASI FLYNN 1048790 Klasifikasi sistem komputer yang didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data diperkenalkan oleh Michael J Flynn 1048790 Alur instruksi (instruction stream) adalah urutan instruksi yang dilaksanakan oleh mesin 1048790 Alur data adalah urutan data yang dipanggil oleh alur instruksi 1048790 Baik instruksi maupun data diambil dari modul memori 1048790 Instruksi didecode (diartikan) oleh Control Unit 1048790 Alur data mengalir dua arah antara prosesor dan memori

Ada 4 kategori sistem komputer dalam klasifikasi Flynn 1 Single Instruction stream ndash Single Data stream (SISD) 2 Single Instruction stream ndash Multiple Data stream (SIMD) 3 Multiple Instruction stream ndash Single Data stream (MISD) 4 Multiple Instruction stream ndash Multiple Data stream (MIMD)

1212 Klasifikasi Feng

KLASIFIKASI FENG 1048790 Tse Yun Feng mengusulkan pembagian klasifikasi arsitektur komputer berdasarkan derajat keparalelan (degree of parallelism) 1048790 Jumlah bit maksimum yang dapat diproses dalam satu satuan waktu oleh sistem komputer disebut derajat keparalelan maksimum P 1048790 Bila Pi adalah jumlah bit yang dapat diproses dalam siklus prosesor ke ndash i (atau periode clock ke ndash i) 1048790 Siklus prosesor T dinyatakan oleh i = 123 T 1048790 Maka derajat keparalelan rata-rataa adalah

Ada 4 tipe Metode Pemrosesan

1048790 Word Serial and Bit Serial (WSBS) 1048790 Word Paralel and Bit Setial (WPBS) 1048790 Word Serial and Bit Paralel (WSBP) 1048790 Word Paralel and Bit Paralel (WPBP)

1213 Klasifikasi Handler

Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1214 Menjelaskan Multi Komputer amp Multi Processor

1048790 Multiprosesor MIMD dengan memori yang dapat digunakan bersama semua prosesornya memiliki akses ke pool memori utama

1048790 Multikomputer MIMD dengan memori terdistribusi setiap prosesornya memiliki memori khusus sendiri

1048790 Motivasi pembuatan organisasi multikomputer adalah untuk mengatasi keterbatasan skala multiprosesor

1048790 Karena prosesor-prosesor multikomputer harus berkomunikasi maka elemen penting perancangan multikomputer adalah jaringan interkoneksi yang harus dapat beroperasi seefisien mungkin

1048790 Ada beberapa topologi interkoneksi untuk memberikan kinerja yang efisien

1048790 Terdapat trade-off antara lintasan terpanjang dan jumlah koneksi fisik yang diperlukan

Selesai

BAB III PENUTUP

31 Kesimpulan

32 Saran

Daftar Pustaka

• Definisi
• • Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu

DAFTAR ISIJUDUL

KATA PENGANTAR

DAFTAR ISI

BAB I PENDAHULUAN

11 Latar Belakang

12 Tujuan Penulisan

13 Ruang Lingkup Penulisan

14 Metode Penulisan

BAB II PEMBAHASAN

21Pengenalan Arsitektur Komputer

211 Pengertian komputer

212 Variasi tipe komputer dalam beberapa hal

Ukuran

Biaya

Daya Komputasi

Tujuan Pengguna

213 Unit Fungsional komputer terdiri dari lima bagian utama

Unit Input

Memori

Aritmatika amp Logika

Unit Output

Unit Kontrol

214 Pengertian Software

215 Meningkatkan Performa komputer

31 Keterkaitan Data dengan komputer

311 Pengolahan data terbagi 2

Analog

Digital

312 Kode ASCII

313 Pengiriman Data Menurut Permodulasian AM berikut Contoh

314 Sistem Bilangan pada computer

315 Sandi yang terdapat pada computer

316 Boolean dan logika biner

41 Rangkaian Logika Kombinasional amp Sekuensial helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

411 Rangkaian Logika Kombinasional

Rangkaian Adder Half Adder

Rangkaian Adder Full Adder

Enkoder

Dekoder

412 Rangkaian Logika Sekuensial (Flip-Flop)

FF-RS

FF-RS (berdetak)

FF-D

FF-JK

51 Aritmatika Logika Unit

511 Macam- macam operasi ALU

Adder (Penjumlahan) Half Adder Full Adder Paralel Adder

Pengurangan (Substraktor)

Perkalian (Multiplexer)

Pembagian bila hasilnya 0 amp 1

61 Floating Point

611 Bentuk bilangan Floating Point

612 Konversi bil Floating point deka amp biner

613 Floating Point Standart IEEE

614 Konversi bilangan ke format Floating point Standar IEEE

71 Control Unit

711 Model unit kontrol

712 Macam-macam unit kontrol

713 Fungsi unit kontrol

714 Input Unit Kontrol

715 Output Unit Kontrol

716 Implementasi Unit Kontrol

81 Memori amp Piranti Penyimpanan

811 Jenis-jenis memori

812 Hirarki Memori

813 Memori Internal

814 Memori Eksternal

91 Bus amp Sistem Bus

911 Transfer informasi pada Bus

912 Sistem Bus dengan Jalur Data Alamat dan Kontrol

913 Hirarki Bus

914 Bus Data dan Bus Alamat

101 Unit Input amp Output

1011 Dasar Unit Input Output

1012 Antarmuka IO

1013 Transfer data pada IO

111 Interupsi

1111 Kelas Sinyal Interupsi

1112 Proses Interupsi

1113 Interupsi Ditangguhkan

1114 Sistem Operasi Kompleks

121 Arsitektur dan Klasifikasi Sistem Komputer

1211 Klasifikasi Fylnn

1212 Klasifikasi Feng

1213 Klasifikasi Handler

1214 Menjelaskan Multi Komputer amp Multi Processor

BAB III PENUTUP

31 Kesimpulan

32 Saran

Daftar Pustaka

BAB I PENDAHULUAN

11 Latar Belakang

Adapun Latar belakang dari penulisan Modul ini yaitu Agar Tercapainya Proses

Belajar Mengajar yang merupakan tuntutan dari Satuan Acara Perkuliahan Arsitektur

Komputer dan Mahasiswa dapat mengetahui bagaimana sebuah System komputer bekerja

serta bagaimana proses yang terjadi pada sebuah komputer dan menghasilkan informasi

yang berguna bagi Pengguna pada Khususnya

12 Tujuan Penulisan

Modul ini ditujukan untuk memenuhi kebutuhan-kebutuhan tentang pengetahuan

komputer pada umumnya

1 Dapat memahami Spesifikasi sekumpulan Instruksi dan Unit yang melaksanakan

Instruksi serta pengertian dari Arsitektur Komputer dan sejarah perkembangan

Arsitektur Komputer

2 Mahasiswa Manajemen Informatika

Pengantar komputer merupakan mata pelajaran yang diberikan pada tahun-tahun

pertama Jurusan Manajemen Informatika Dengan demikian Modul ini dapat

dijadikan sebagai bahan bacaan oleh para Mahasiswa yang sedang mengambil

mata kuliah ini

3 Mahasiswa Non Manajemen Informatika

Karena komputer sudah mulai merdquowabahrdquo dan menjamah ke segala bidang maka

Jurusan non komputer juga sudah mulai memberikan pelajaran-pelajaran

pengantar komputer di kurikulumnya

4 Mereka yang akan belajar sendiri

Sebagai bahan untuk mempelajari sendiri Modul ini dapat diandalkan karena

telah mewakili apa yang perlu diketahui oleh mereka yang ingin mengetahui

tentang pengetahuan komputer

13 Ruang Lingkup Penelitian

Didalam perumusan masalah yang dibahas diatas agar tercapainya proses belajar

mengajar yang merupakan tuntutan Satuan Acara Perkuliahan Maka dalam penulisan

Modul ini dibatasi terhadap masalah yang akan dibahas Adapun batasan tersebut adalah

Unit input proses dan Output yaitu komponen-komponen pada saat data dimasukan

kemudian diproses sehingga menghasilkan suatu Informasi yang dapat disajikan kedalam

bentuk media tampilan Layout

14 Metode Penelitian

Untuk mencapai tujuan penulisan Modul maka dilakukan kajian atau Sumber

sebagai berikut

1 Kajian Perpustakaan (Library Research)

Merupakan referensi atau sumber yang dijadikan bahan bagi penulis dalam

menyelesaikan Modul

2 Sumber Internet

Merupakan fasilitas atau layanan yang disediakan provider untuk mendapatkan

informasi penting yang akan menambah nilai guna dalam pembuatan Modul ini

BAB II PEMBAHASAN

21 Pengenalan Arsitektur Komputer

211 Pengertian Komputer

Komputer adalah alat yang dipakai untuk mengolah informasi menurut prosedur yang telah dirumuskan Kata computer semula dipergunakan untuk menggambarkan orang yang perkerjaannya melakukan perhitungan aritmatika dengan atau tanpa alat bantu tetapi arti kata ini kemudian dipindahkan kepada mesin itu sendiri Asal mulanya pengolahan informasi hampir eksklusif berhubungan dengan masalah aritmatika tetapi komputer modern dipakai untuk banyak tugas yang tidak berhubungan dengan matematika

Dalam definisi seperti itu terdapat alat seperti slide rule jenis kalkulator mekanik mulai dari abakus dan seterusnya sampai semua komputer elektronik yang kontemporer Istilah lebih baik yang cocok untuk arti luas seperti komputer adalah pemroses informasi atau sistem pengolah informasi

Definisi

Sekalipun demikian definisi di atas mencakup banyak alat khusus yang hanya bisa memperhitungkan satu atau beberapa fungsi Ketika mempertimbangkan komputer modern sifat mereka yang paling penting yang membedakan mereka dari alat menghitung yang lebih awal ialah bahwa dengan pemrograman yang benar semua komputer dapat mengemulasi sifat apa pun (meskipun barangkali dibatasi oleh kapasitas penyimpanan dan kecepatan yang berbeda) dan memang dipercaya bahwa mesin sekarang bisa meniru alat perkomputeran yang akan kita ciptakan di masa depan (meskipun niscaya lebih lambat) Dalam suatu pengertian batas kemampuan ini adalah tes yang berguna karena mengenali komputer maksud umum dari alat maksud istimewa yang lebih awal Definisi dari maksud umum bisa diformulasikan ke dalam syarat bahwa suatu mesin harus dapat meniru Mesin Turing universal Mesin yang mendapat definisi ini dikenal sebagai Turing-lengkap dan yang pertama mereka muncul pada tahun 1940 di tengah kesibukan perkembangan di seluruh dunia Lihat artikel sejarah perkomputeran untuk lebih banyak detail periode ini

212 Variasi tipe komputer dalam beberapa hal

PENGGOLONGAN KOMPUTER

Berdasarkan Data yang Diolah

1 Analog Computer diams Digunakan untuk data yang sifatnya kontinyu dan bukan data yang berbentuk angka

tetapi dalam bentuk fisik misalnya arus listrik temperatur kecepatan tekanandsb

diams Output dari komputer analog umumnya adalah untuk pengaturan atau pengontrolan suatu mesin misalnya untuk mengatur temperature di dalam suatu alat pembakaran

diams Keuntungan komputer analog adalah kemampuannya untuk menerima data dalam besaran fisik dan langsung mengukur data tertentu tanpa harus dikonversikan terlebih dahulu seperti pd komputer digital sehingga proses komputer analog lebih cepat dibandingkan dengan komputer digital

diams Kelemahan komputer analog adalah terletak pada faktor ketepatannya Komputer digital lebih tepat dibandingkan dengan komputer analog

2 Digital Computer diams Digunakan untuk data yang berbentuk angka atau hurup diams Biasanya dipakai untuk aplikasi bisnis dan aplikasi teknik diams Keunggulan komputer digital adalah

o Memproses data lebih tepat dibanding komputer analog o Dapat menyimpan data selama masih dibutuhkan untuk diproses o Dapat melakukan operasi logika o Data yang telah dimasukkan dapat dikoreksi atau dihapus o Output dari komputer digital dapat berupa angka hurup grafik maupun gambar

3 Hybrid Computer diams Merupakan komputer kombinasi dari komputer analog dan digital diams Mampu memproses data lebih cepat dari komputer digital dan lebih tepat dari

komputer analog diams Biasanya dipakai untuk aplikasi khusus

Berdasarkan Penggunaannya

1 Special Purpose Computer diams Komputer yang dirancang untuk menyelesaikan masalah yang khusus yg biasanya

hanya berupa satu masalah saja diams Program komputer sudah tertentu dan sudah tersimpan di dalam komputernya diams Komputer ini dapat berupa komputer digital maupun komputer analog dan

umumnya komputer analog adalah special purpose computer

diams Spesial purpose computer banyak dikembangkan untuk pengontrolan yang otomatis pada proses-proses industri seperti misalnya pabrik kimia penyulingan minyak pabrik baja serta untuk tujuan militer

2 General Purpose Computer diams Komputer yang dirancang untuk menyelesaikan bermacam-macam masalah dengan

program-program yang bermacam-macam pula diams Dibandingkan dengan special-purpose computer kecepatannya lebih rendah diams Dipakai untuk berbagai keperluan untuk aplikasi bisnis teknik pendidikan

pengolahan kata permainan dsb diams Komputer ini dapat berupa komputer digital maupun komputer analog dan

umumnya komputer digital adalah general purpose computer

Berdasarkan Ukurannya

diams Ukuran dari komputer ditunjukkan oleh kemampuannya dalam mengolah data ditentukan oleh o Kapasitas main memory (simpanan dalam) yg dinyatakan dalam satuan byte

( dengan kapasitas 4 KB 32 KB 64 KB 128 KB 256 KB bahkan dapat dikembangkan sampai 2 MB)

o Konfigurasi dari operand register (operand register digunakan untuk menampung data yang sedang dioperasikan) bisa dengan ukuran 8 bit 16 bit 32 bit dan 64 bit

o Kecepatan pengolahan data o Jumlah dan macam alat-alat input dan outputnya o Ukuran fisik komputer dan ruangan yang dibutuhkan

diams Berdasarkan ukuran komputer dapat digolongkan ke dalam komputer mikro(micro computer) komputer mini (mini computer) komputer kecil (small computer) komputer menengah (medium computer) komputer besar (large computer) dan komputer super (super computer)

1 Micro Computer diams Disebut juga dengan personal computer atau desktop computer diams Ukuran main memory berkisar 16 KB sampai lebih dari 1 MB diams Konfigurasi operand register 8 bit 16 bit 32 bit atau 64 bit diams Umumnya single user ( pemakainya tunggal) diams Ruangan yang dibutuhkan kecil dan dapat diletakkan di atas meja diams Harganya relative murah diams Perkembangan lebih lanjut dari komputer mikro adalah komputer super-mikro

(super micro computer) dimana komputer super mikro sudah multiuser system

2 Mini Computer diams Dapat digolongkan lagi menjadi mini-mini komputer midi-mini computer maxi-

mini computer dan super mini komputer tergantung dari kemampuannya diams Ukuran main memory berkisar 4 MB sampai lebih dari 128 MB diams Konfigurasi operand register 8 bit 16 bit 32 bit atau 64 bit diams Umumnya multi user ( pemakainya banyak)

diams Bentuk dari komputer mini cukup kecil dapat dipindah-pindah dan dapat diletakkan di rumah kecil

diams Harganya relative lebih mahal daripada komputer mikro tergantung dari banyaknya terminal dan alat input serta ouputnya harganya mulai dari Rp 15 juta

diams Mulai digunakan thn 1960 sebanyak 5000 komputer dan tahun 1970 jumlah ini telah meningkat sampai dengan 10000 komputer

diams Diterapkan terhadap aplikasi pengendalian produksi riset laborotarium dan komunikasi data

3 Small Computer diams Disebut juga dengan nama small-scale mainframe computer diams Ukuran main memory berkisar 64 KB dan dapat dikembangkan sampai lebih dari 8

MB diams Konfigurasi operand register 8 bit 16 bit 32 bit atau 64 bit diams Kebanyakan menggunakan system multi programming multi processing dan virtual

storage serta bersifat multi user diams Harganya relative lebih mahal daripada komputer mini tergantung dari banyaknya

terminal dan alat input serta ouputnya mulai dari Rp 50 juta

4 Medium Computer diams Disebut juga dengan nama medium-scale mainframe computer diams Ukuran main memory berkisar 512 KB dan dapat dikembangkan sampai lebih dari 8

MB diams Medium computer dapat mempunyai sejumlah besar dan bermacam-macam alat

input atau output diams Digunakan untuk komunikasi data dengan ratusan terminal yang terpisah dari pusat

komputernya dimana pusat komputernya biasanya menggu8nakan medium computer dan terminal dapat menggunakan micro atau mini computer

diams Kebanyakan menggunakan system multi programming multi processing dan virtual storage serta bersifat multi user

diams Harganya relative lebih mahal daripada small computer mulai dari Rp 150 juta 5 Large Computer

diams Disebut juga dengan nama mainframe computer atau large scale mainframe computer karena bentuk fisiknya besar seperti lemari

diams Ukuran main memory berkisar 512 KB dan dapat dikembangkan sampai lebih dari 8 MB

diams Digunakan oleh perusahaan-perusahaan besar misalnya perusahaan penerbangan yg mempunyai ratusan kantor cabang tersebear di selruh dunia yg tiap-tiap kantor mempunyai terminal yg dihubungkan dengan pusat komputernya

diams Mempunyai kecepatan dalam proses data dan efektif dlm penerapan system time sharing sehingga dapat dipakai banyak pemakai secara bersamaan

diams Harganya relative lebih mahal daripada small computer mulai dari Rp 300 juta

6 Super Computer diams Dikembangkan oleh perusahaan-perusahaan Amerika Serikat dan Jepang diams IBM sebagai salah satu perusahaan yg mengembangkan super computer diams Penelitian juga dilakukan oleh Cray Research dengan hasil Cray-1 computer diams Penerapan system time-sharing yang lebih efektif dengan menggunakan ribuan

terminal yg dapat dihubungkan dengan super computer dan ribuan pemakai dapat menggunakannya secara bersamaan

diams Harga super computer mulai dari 7 juta US $ sampai dengan 17 juta US $

213 Unit Fungsional komputer terdiri dari lima bagian utama

1 Unit Input

KeyboardKeyboards memungkinkan seorang user untuk memasukkan perintah dandata ke dalam system komputerContoh gambar sebuah keyboard

MouseMouse adalah peralatan input yang mempunyai sejumlah tombolPerpindahan dengan tangan sepanjang permukaan mouse akan merubahposisi tampilan pada layar yang merefleksikan perpindahan tersebutTombol pada mouse digunakan untuk memilih item dan membuat pilihanpada layarMouse secara significant dapat mereduksi input yangdimasukkan oleh pemakai melalui serangkaian pengetikanperintah pada keyboard dengan mengklik pada tombol mouseatau item yang tampil pada layar monitor

Trackball Joystick dan Touchpad

Mouse mengenableoperator untuk memindahkan kursor pada layercomputer Sekumpulan perangkat input inovatif telah dikembangkan untukmelakukan fungsi serupa untuk memenuhi berbagai lingkungan aplikasi danpreferensi userPrinsip operasi trackball sangat mirip dengan mouse mekanik Suatu bola

dipasang pada shallow well pada keyboard User memutar bola tersebut untukmengindikasikan pergerakan kursor yang diinginkan di layar

Joystick

adalah stick pendek berputar yang dapat digerakkan dengan tanganuntuk menunjuk ke tiap arah dalam bidang XYPada saat informasi ini dikirim kecomputer software menggerakkan kursor pada layar dengan arah yang sama

2Memori

Fungsi utama dari mainstoragememori adalah menyediakan tempat bagi data

dan instruksi Bagian ini terdiri dari internal memory yaitu berupa RAM (Random

Acces Memory) dan ROM (Read Only Memory) serta eksternal memory yaitu

berbagai macam disk seperti harddisk floppy disk dan optical disk

RAM mempunyai kemampuan untuk melakukan pengecekan data

disimpanan yang disebut dengan parity check Bila data hilang atau rusak dapat

diketahui dari sebuah bit tambahan yang disebut dengan parity bit ROM adalah

memori yang hanya dapat dibaca saja pemakai tidak dapat mengisi sesuatu ke dalam

ROM Isi ROM telah diisi oleh pabrik pembuatnya berupa system operasi yang

terdiri dari program-program pokok yang diperlukan oleh sistem komputer

Perintah-perintah yang ada pada ROM sebagian akan dipindahkan pada

RAM RAM (Random Acces Memori) adalah memori komputer yang dapat diisi

dengan program data selama ada aliran listrik bila aliran listrik mati isi RAM akan

terhapus semuanya Pada waktu program komputer dijalankan sebagian program

yang telah kita masukkan atau kita ketik akan diletakkan di RAM

3 Aritmatika amp Logika

ALU adalah yang melaksanakan pengolahan data secara fisik termasuk

penjumlahan pengurangan pembagian juga logical operasi seperti manyatukan

data menurutkan data memilih data dan lain-lain

4 Unit Output

1 Monitor

Monitor adalah peralatan yang memungkinkan komputer untukmenampilkan informasi balik ke pemakaiuser dalam bentuk teks maupungrafik Monitors mempunyai ukuran yang bervariasi 14 15 17 dan lainnya Semakin besar ukurannya (dalam inch) maka semakin mahal dansemakin luas gambar yang dapat ditampilkan pada monitor Monitor memiliki beberapa variasi bentuk resolusiscreen yang berbeda yang merujuk pada jumlah titikyang bisa ditampung dalam koordinat X dan Y (640 x480 atau 800 x 600) dan refresh rate yangmenunjukkan berapa kali per detik suatu gambar dapatditampilkan pada screen (60Hz berarti 60 kali perdetik) Monitor dengan resolusi screen yang lebih tinggi semisal 1024x768membutuhkan ukuran monitor yang lebih lebar missal 21 (jika tidakmaka akan kelihatan kecil sekali gambarnya jika ditampilkan dalammonitor berukuran 14) dan juga membutuhkan refresh rate yanglebih tinggi semisal 72Hz untuk mencegah tampilan gambar padascreen terlihat berkedip-kedip (flickering)

2 Printer

Printer digunakan untuk mencetak pada kertas apa yang ditampilkan padascreen atau untuk mencetak data yang dioleh oleh komputerPrinter ada yang berwarna (color) dan ada yanghitam putih (black and white) Printer berwarnalebih lambat dan lebih mahal daripada printer hitamputih Juga teknologi yang digunakan untukmencetak informasi pada kertas bervariasitergantung tipe printer

5Unit Kontrol

Unit kontrol atau yang sering dikenal dengan control unit akan menyimpan perintah sekarang yang dilakukan oleh komputer memerintahkan ALU untuk melaksanaan dan mendapat kembali informasi (dari memori) yang diperlukan untuk melaksanakan perintah itu dan memindahkan kembali hasil ke lokasi memori yang sesuai Sekali yang terjadi unit kontrol pergi ke perintah berikutnya (biasanya ditempatkan di slot berikutnya kecuali kalau perintah itu adalah perintah lompatan yang memberitahukan kepada komputer bahwa perintah berikutnya ditempatkan di lokasi lain)

Bagian CPU yang menyebabkan fungsi komputer tercapai ini mengeluarkan sinyal-sinyal kontrol yang bersifat internal bagi CPU untuk memindahkan data antar Register agar ALU melakukan fungsinya untuk mengatur operasi-operasi internal lainnya Register yang merupakan bagian dari unit kontrol adalah tempat penyimpan data sementara dalam CPU selama proses eksekusi Apabila terjadi proses eksekusi data dalam register dikirim ke ALU untuk diproses hasil eksekusi nantinya diletakkan ke register kembali Unit kontrol akan menghasilkan sinyal yang akan mengontrol operasi ALU dan pemindahan data ke dan dari ALU Unit kontrol juga mengeluarkan sinyal kontrol eksternal bagi pertukaran data memori dan modul-modul IO

214 Pengertian Software

Piranti lunak atau perangkat lunak adalah program komputer yang berfungsi sebagai sarana interaksi antara pengguna dan perangkat keras Perangkat lunak dapat juga dikatakan sebagai penterjemah perintah-perintah yang dijalankan pengguna komputer untuk diteruskan ke atau diproses oleh perangkat keras

Perangkat lunak adalah program komputer yang isinya dapat diubah dengan mudah Perangkat lunak umumnya digunakan untuk mengontrol perangkat keras melakukan perhitungan berinteraksi dengan perangkat lunak lainnya dan lain-lain

Contoh dari perangkat lunak

1Sistem operasi

215 Meningkatkan Performa komputer

Untuk Meningkatkan Performa kinerja komputer pertama sekali yang harus

diperhatikan adalah mengukur kapabilitas dan kompatibilitas sistem yang ada pada suatu

perangkat IO sehingga antar terjadi hubungan yang dinamis pada masing-masing

perangkat

31 Keterkaitan Data dengan komputer

311 Pengolahan data terbagi 2

Analog

Digital

Dilihat dari fungsi komputer merupakan suatu perangkat digunakan untuk memproses data kemudian hasil prosesnya diselesaikan secara elektronis didalam CPU Menurut pengolahan data komputer diklasifikasikan menjadi 2 yaitu Analog amp Digital

Analog Suatu sinyal yang dikirimkan dari suatu pemancar (transmitter) ke penerima (receiver) untuk berkomunikasi data tersebut dikirim dalam bentuk suara huruf angka dan karakter lain (tulisan tangan dicetak) foto gambar film dll

Digital Sistem yang memproses nilai diskrit (langkah demi langkah )

Permodulasian Suatu teknik untuk merubah signal Digital ke dalam bentuk signal Analog sehingga data kumpulan jajaran digit dari komputer dapat dihantar melalui kabel telfon yang menghantar informasi secara Analog

Ex AM FM PM

Permodulasian dilakukan oleh alat MODEM (Modulation Demodulation) Signal Analog Signal Digital sebaliknya

312 ASCII

ASCII singkatan dari American Standard Code for Information Interchange Standardyang digunakan pada industri untuk mengkodekan huruf angka dan karakterkarakterlain pada 256 kode (8 bit biner) yang bisa ditampung

Ex Huruf A=65 B=66 C=67 dst

313 Contoh soal Permodulasian AM

Sebuah Host mengirim data rdquo IYA rdquo dengan menggunakan permodulasian AM dengan kecepatan 1 Baud= 2 Bps Amplitudo +- 12 Volt +- 9 Volt +- 6 Volt +- 3 Volt Gbrkan bentuk signal Analog untuk menghantarkan huruf rdquoIYArdquo

Jawab 1 Baud = 2 Bps (dengan Melihat Kode ASCI ) 00 = +- 12 Volt 01 = +- 9 Volt10 = +- 6 Volt 11 = +- 3 Volt

I = 01001001Y = 01011001A = 01000001

314 Sistem Bilangan pada computer

1 BitsSetiap angka 0 dan 1 biasa disebut Bit Bit adalah singkatan dari Binary Digit Kata

Binary diambil dari nama Binary Number System (Sistem Bilangan Biner) Tabel 21berikut menunjukkan tentang bit

2 Sistem Bilangan Biner

Sistem bilangan biner disusun dari angkaangkasama seperti sistem bilangan desimal(sistem bilangan 10) yang sering digunakan saat ini Tetapi untuk desimalmenggunakan angka 0 sampai 9 sistem bilangan biner hanya menggunakan angka 0dan 1Berikut adalah tabel contoh sistem bilangan biner

3 Sistem Bilangan Desimal

Sebelum mempelajari tentang bilangan biner ada baiknya mengetahui tentang sistembilangan yang umum dipakai yaitu desimal (bilangan basis 10) Perhatikan table

Contoh

1243 = (1 X 10 3 ) + (2 X 10 2 ) + (4 X 10 1 ) + (3 X 10 0 )= 1000 + 200 + 40 + 3

4 Sistem Bilangan Biner

Untuk bilangan biner (bilangan basis 2) perhatikan tabel

Contoh

101102 = (1 X 2 4 ) + (0 X 2 3 ) + (1 X 2 2 ) + (1 X 2 1 ) + (0 X 2 0 ) = (16 + 0 + 4 + 2 +0) = 2216810 = 101010002

Cara II

168 2 = 84 sisa 084 2 = 42 sisa 042 2 = 21 sisa 021 2 = 10 sisa 110 2 = 5 sisa 05 2 = 2 sisa 12 2 = 1 sisa 01 2 = 0 sisa 1Bit biner terbesar dimulai dari bawah sehingga 16810 = 101010002

5 Sistem Bilangan Heksadesimal

Bilangan heksadesimal biasa disebut bilangan basis 16 artinya ada 16 simbol yangmewakili bilangan ini Tabel 18 berikut menunjukkan konversi bilanganheksadesimal

Untuk konversi bilangan biner ke heksadesimal perhatikan contoh berikut 101101010100100102 = 0001 0110 1010 1001 0010 = 1 6 A 9 2Jadi bil biner 10110101010010010 sama dengan bil heksadesimal 16A92

6 Sistem Bilangan Oktal

Bilangan oktal disebut bilangan basis 8 artinya ada 8 simbol yang mewakili bilanganini Tabel 19 berikut menunjukkan konversi bilangan oktal

Untuk konversi bilangan biner ke oktal perhatikan contoh berikut 101101010100100102 = 010 110 101 010 010 010 = 2 6 5 2 2 2 8

Jadi bil biner 10110101010010010 sama dengan bil oktal 265222Untuk konversi dari oktal ke heksadesimal ubah terlebih dahulu bilangan oktal yangakan dikonversi menjadi biner Hal ini berlaku juga untuk konversi dari heksadesimalke oktal Perhatikan contoh berikut 7258 = 111 010 1012

= 0001 1101 0101 = 1 D 5 16

FE16 = 1111 11102

= 011 111 110 = 3 7 6 8

315 Sandi yang terdapat pada komputer

1 Sandi 8421 BCD (Binary Coded Decimal)

Sandi 8421 BCD adalah sandi yang mengkonversi bilangan desimal langsung kebilangan binernya sehingga jumlah sandi BCD adalah 10 sesuai dengan jumlahsimbol pada desimal Perhatikan tabel 210 berikut

Contoh

19710 sandi BCDnyaadalah 0001 1001 0111

2 Sandi 2421

Sandi 2421 hampir sama dengan sandi 8421 terutama untuk bilangan desimal 0sampai dengan 4 Tetapi sandi berikutnya merupakan pencerminan yang diinversiPerhatikan tabel

Perhatikan sandi desimal 5 Sandi tersebut merupakan cermin dari sandi 4 desimaltetapi logikanya diinversi Begitu pula pada sandi desimal 6 yang merupakan cermindari sandi desimal 3 yang diinversi dstContoh

37810 sandi 2421nyaadalah 0011 1101 1110

316 Boolean atau Logika Biner

Logika memberi batasan yang pasti dari suatu keadaan Sehingga keadaan tersebuttidak dapat berada dalam dua ketentuan sekaligus Karena itu dalam logika dikenalaturanaturansebagai berikut Suatukeadaan tidak dapat benar dan salah sekaligusMasingmasingadalah hanya benar atau salah (salah satu)Suatukeadaan disebut BENAR bila TIDAK SALAHDua keadaan itu dalam aljabar boole ditunjukkan dengan dua konstanta yaitu logikaldquo1rdquo dan logika ldquo0rdquo

Misal Logika ldquo1rdquo Logika ldquo0rdquoBenar SalahHidup MatiSiang MalamContoh diatas dapat dituliskan Tidak Benar atau Benar = SalahTidak Hidup atau Hidup = MatiTidak Siang atau Siang = MalamTanda garis atas dipakai untuk menunjukkan pertentangan atau lawan dari keadaanitu Sehingga tanda garis tersebut merupakan pertentangan logika (Logical Inversion)yang mempunyai fungsi untuk menyatakan ldquoTidakrdquo (Not)Ā = Tidak A atau Ā = NOT AHimpunan adalah kumpulan dari elemen yang setidaknya memiliki sifat yang samadan bisa memiliki kelompok yang terbatas atau tidak terbatas jumlahnya Misalnyahimpunan mahasiswa politeknik Himpunan tersebut tentu saja terdiri dari bermacammacamkelompok Jika dapat diambil tiga kelompok Kelompokyang berasal dari luar jawa JKelompokyang sedang kuliah KKelompokyang mengerjakan laporan akhir LSehingga seseorang setidaknya masuk dalam satu kelompok tersebut bahkan dapatterjadi masuk dalam dua kelompok sekaligus Misalnya mahasiswa luar jawa yangsedang mengerjakan laporan akhir berarti masuk kelompok J dan L (J AND L) JAND L dituliskan juga dengan J LGabungan antara mahasiswa luar jawa dan mahasiswa yang mengerjakan laporanakhir memiliki pengertian mahasiswa luar jawa atau mahasiswa mengerjakanlaporan akhir J atau L (J OR L) J OR L dituliskan juga dengan J + LLogika Biner (gerbang Boolean) adalah rangkaian digital yang menerima satu ataulebih masukan tegangan untuk memperoleh keluaran tertentu sesuai dengan aturanboole yang berlakuJika membicarakan komputer maka perbedaan tegangan yang digunakan sebagaionoff atau nilai biner 10 nilai 1 ekivalen dengan tegangan +5 volt dan nilai 0ekivalen dengan tegangan 0 volt

41 Rangkaian Logika Kombinasional amp Sekuensial

Rangkaian yang termasuk rangkaian logika kombinasional yaitu Dekoder Enkoder Multiplekser Demultiplekser Pada rangkaian-rangkaian itu terlihat bahwa kondisi keluaran hanya dipengaruhi oleh kondisi masukan pada saat itu

Rangkaian Adder Half Adder

Rangkaian Adder Full Adder

Enkoder

Dekoder

DECIMAL TO BCD ENCODER

Encoder yang sudah umum yaitu decimal to BCD encoder Switch dengan

penekan tombol mirip dengan tombol kalkulator dihubungkan dengan tegangan

Vcc Jika tombol 3 ditekan maka gerbang-gerbang OR pada jalur C dan D

akan mempunyai input bernilai 1 Oleh karena itu maka outputnya menjadi

ABCD = 0011

Dan selengkapnya dapat dilihat pada tabel dibawah ini

INPUT OUTPUT0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 10 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 00 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 10 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 00 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 10 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 00 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 10 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1

2 DECODER

Rangkaian dekoder mempunyai sifat yang berkebalikan dengan enkoder yaitu

merubah kode biner menjadi sinyal diskrit Syarat perancangan sebuah dekoder adalah m

lt= 2n dimana m adalah kombinasi keluaran dan n adalah jumlah bit masukan Sehingga

dapat disimplkan bahwa variabel keluaran bebas tapi harus tetap memperhatikan unsur

efisiensi rangkaian Misal dekoder 3 bit memiliki 8 atau kurang kombinasi keluaran tetapi

bisa memiliki jumlah saluran keluaran lebih dari 8 (10 atau 55 atau 100 dan sebagainya)

Contoh rangkaian dekoder adalah rangkaian dekoder dot matrik dan dekoder seven

segmen

Bila semua segmen menyala maka dapat dibaca sebagai angka decimal 8 Angka

decimal 0 dan 3 terlihat pada menyalanya segmen ndash segmen sesuai gambar Untuk

penampilan huruf hanya beberapa huruf saja yang dapat dibaca dari tujuh segmen

Tabel Kebenaran dekoder seven segmen

INPUT OUTPUTA B C D a b c d e f g0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 00 0 0 1 0 1 1 0 0 0 00 0 1 0 1 1 0 1 1 0 10 0 1 1 1 1 1 1 0 0 10 1 0 0 0 1 1 0 0 1 10 1 0 1 1 0 1 1 0 1 10 1 1 0 1 0 1 1 1 1 10 1 1 1 1 1 1 0 0 0 01 0 0 0 1 1 1 1 1 1 11 0 0 1 1 1 1 1 0 1 11 0 1 0 1 1 1 0 1 1 11 0 1 1 0 0 1 1 1 1 11 1 0 0 1 0 0 1 1 1 01 1 0 1 0 1 1 1 1 0 11 1 1 0 1 0 0 1 1 1 11 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1

a = sum (m0m2m3m5m6m7m8m9m10m12m14m15)

b = sum (m0m1m2m3m4m7m8m9m10m13)

c = sum (m0m1m3m4m5m6m7m8m9m10m11m13)

d = sum (m0m2m3m5m6m8m9m11m12m13m14)

e = sum (m0m2m6m8m10m11m12m13m14m15)

f = sum (m0m4m5m6m8m9m10m11m12m14m15)

g = sum (m2m3m4m5m6m8m9m10m11m13m14m15)

42 Rangkaian Logika Sekuensial (Flip-Flop)

1 Flip-Flop R-SFlip-flop R-S adalah rangkaian dasar dari semua jenis flip-flop yang ada Terdapat berbagai

macam rangkaian flip-flop R-S pada percobaan ini flip-flop R-S disusun dari empat buah gerbang NAND 2 masukan Dua masukan flip-flop ini adalah S (set) dan R (reset) serta dua keluarannya adalah Q dan Qrsquo

Kondisi keluaran akan tetap ketika kedua masukan R dan S berlogika 0 Sedangkan pada kondisi masukan R dan S berlogika 1 maka kedua keluaran akan berlogika 1 hal ini sangat dihindari karena bila kondisi masukan diubah menjadi berlogika 0 kondisi kelurannya tidak dapat diprediksi (bisa 1 atau 0) Keadaan ini disebut kondisi terlarang Selanjutnya kondisi terlarang pacu dan tak tentu akan dijelaskan melalui Tabel 31

Gambar 33 Rangkaian Percobaan Flip-Flop R-S

Tabel 32a Kondisi terlarang pacu dan tak tentu karena perubahan clockNo S R Clock Keterangan1 1 1 Aktif (1) Kondisi terlarang2 1 1 Tepi turun (Berubah dari

1 ke 0)Kondisi pacu

3 1 1 Tidak aktif (0) Kondisi tak tentu

Tabel 32b Kondisi terlarang pacu dan tak tentu karena perubahan clock dan masukan yang serempakNo S R Clock Keterangan1 1 1 Aktif (1) Kondisi terlarang2 0 0 Tepi turun Kondisi pacu3 0 0 Tidak aktif (0) Kondisi tak tentu

2 Flip-flop D

Flip-flop D dapat disusun dari flip-flop S-R atau flip-flop J-K yang masukannya saling berkebalikan Hal ini dimungkinkan dengan menambahkan salah satu masukannya dengan inverter agar kedua masukan flip-flop selalu dalam kondisi berlawanan Flip-flop ini dinamakan dengan flip-flop data karena keluarannya selalu sama dengan masukan yang diberikan Saat flip-flop pada keadaan aktif masukan akan diteruskan ke saluran keluaran

2 Flip-flop J-KFlip-flop J-K merupakan penyempurnaan dari flip-flop R-S terutama untuk mengatasi masalah

osilasi yaitu dengan adanya umpan balik serta masalah kondisi terlarang seperti yang telah dijelaskan di atas yaitu pada kondisi masukan J dan K berlogika 1 yang akan membuat kondisi keluaran menjadi berlawanan dengan kondisi keluaran sebelumnya atau dikenal dengan istilah toggle Sementara untuk keluaran berdasarkan kondisi-kondisi masukan yang lain semua sama dengan flip-flop R-S

Gambar 35 Flip-flop J-K

51 Aritmatika Logika Unit

Macam- macam operasi ALU

Adder (Penjumlahan) Half Adder Full Adder Paralel Adder

Pengurangan (Substraktor)

Perkalian (Multiplexer)

Pembagian bila hasilnya 0 amp 1

Adder

Rangkaian ALU (Arithmetic and Logic Unit) yang digunakan untuk menjumlahkanbilangan dinamakan dengan Adder Karena Adder digunakan untuk memprosesoperasi aritmetika maka Adder juga sering disebut rangkaian kombinasionalaritmetika ALU akan dijelaskan lebih detail pada bab 3 Ada 2 jenis Adder

1 Rangkaian Adder yang hanya menjumlahkan dua bit disebut Half Adder2 Rangkaian Adder yang menjumlahkan tiga bit disebut Full Adder3 Rangkaian Adder yang menjumlahkan banyak bit disebut paralel Adder

Half Adder

Rangkaian half adder merupakan dasar penjumlahan bilangan biner yang masingmasinghanya terdiri dari satu bit oleh karena itu dinamakan penjumlah tak lengkap

1 Jika A=0 dan B=0 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 02 Jika A=0 dan B=1 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 13 Jika A=1 dan B=1 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 0 dengan nilai pindahanCy(Carry Out) = 1

Dengan demikian half adder memiliki 2 masukan (A dan B) dan dua keluaran (S dan Cy)

Dari tabel diatas terlihat bahwa nilai logika dari Sum sama dengan nilai logika darigerbang XOR sedangkan nilai logika Cy sama dengan nilai dari gerbang logikaAND Dari tabel tersebut dapat dibuat rangkaian half adder seperti pada gambar

Full Adder

Full adder mengolah penjumlahan untuk 3 bit bilangan atau lebih (bit tidak terbatas)oleh karena itu dinamakan rangkaian penjumlah lengkap Perhatikan tabel kebenarandari Full adder berikut

Parallel Adder

Parallel Adder adalah rangkaian Full Adder yang disusun secara parallel danberfungsi untuk menjumlah bilangan biner berapapun bitnya tergantung jumlah FullAdder yang diparallelkan Gambar berikut menunjukkan Parallel Adder yang terdiridari 4 buah Full Adder yang tersusun parallel sehingga membentuk sebuah penjumlah 4 bit

Penjumlahan

Komputer hanya dapat melakukan proses aritmetika menggunakan bilangan binerSemua sistem bilangan harus diubah terlebih dahulu ke biner agar dapat diprosesProses yang biasa dilakukan oleh komputer untuk menjumlahkan sistem bilangandesimal biasanya adalah menyandikan ke 8421BCD terlebih dahulu sebelumdijumlahkan Sebelum mempelajari tentang penjumlahan pada 8421BCD ada baiknyamengetahui cara menjumlahkan bilangan biner

Penjumlahan Biner

Ada 4 kondisi yang terjadi pada penjumlahan biner yaitu apabila 0 + 0 0 + 1 1 + 0dan 1 + 1 Jika yang terjadi adalah 1 + 1 kita tidak dapat menyatakan hasil jumlahdalam satu digit Tetapi kita harus melakukan penyimpanan (Carry Out) kedalamkolom yang lebih tinggi Ini berlaku untuk seluruh sistem bilangan Sebagai contohpada bilangan desimal 2 + 5 = 7 dengan carry out = 0 9 + 9 = 8 dengan carry out = 1Contoh

Penjumlahan 8421BCD

Sandi 8421BCD hanya menggunakan bilangan biner untuk 0 sampai 9 karena yangdisandikan hanya 1 digit angka desimal Dalam penjumlahan yang perlu diperhatikanadalah jika hasilnya lebih dari 9 sehingga akan dihasilkan auxillary carry (Carry daribilangan keempat LSB) maupun carry dari MSBBerikut adalah aturan penjumlahan sandi 8421BCDJikajumlah biner dan jumlah BCD sama yaitu AC (Auxillary Carry) = 0 dan Carry= 0 maka tidak diperlukan aturan tambahan

Jikajumlah biner tidak sama dengan jumlah desimal maka memerlukan pengaturantambahan Jika Auxillary Carry (AC) = 0 atau AC = 1 dan Carry (Cy) = 0 dimana hasilpenjumlahan binernya lebih dari 9 desimal maka perlu ditambahkan 6 pada niblerendah tersebut dan tambahkan 1 pada nible yang lebih tinggi

Pengurangan

Pengurangan pada dasarnya merupakan penjumlahan yaitu penjumlahan denganbilangan negatif

500 ndash 255 = 245 (Pengurangan)500 + ()255 = 245 (Penjumlahan)Komputer hanya bekerja pada bilangan ldquo0rdquo dan ldquo1rdquo dan tidak mengenal bilangannegatif Untuk menunjukkan bilangan negatif komputer menggunakan tanda modulus(Modulus Sign) Pada penjumlahan desimal tanda modulus yang digunakan adalahldquo0rdquo untuk bilangan positif dan ldquo9rdquo untuk bilangan negatif Untuk bilangan negatifpada operasi penjumlahannya harus dikomplemen Komplemen yang digunakan padabilangan desimal adalah komplemen10dan komplemen9

Perkalian

Perkalian antara bilangan biner adalah perkalian yang paling mudah diantara sistembilangan lainnya

Pada Teknik Komputer perkalian dilakukan menggunakan register geser kanan (ShiftRight Register) Perhatikan contoh berikut

Register A untuk menyimpan data yang akan dikalikan (Multiplicand)Register B untuk menyimpan data pengali (Multiplier)Register P untuk menyimpan hasil perkalian

Pembagian

Kebalikan dari perkalian pembagian (Division) adalah suatu bentuk dari penguranganyang dilakukan berulangulangDan proses ini juga dapat dilakukan pada rangkaianlogika dengan cara pengurangan dan penggeseran ke kiri (menggunakan shiftleftregister) Berikut adalah aturan dari pembagianKurangkan bilangan pembagi (Divisor) dari MSB bilangan yang akan dibagi(Dividend) lihat hasil pengurangan

Bila hasilnya 1 atau positif Berarti hasil pembagian (Product) adalah 1 Setelah itu hasil pengurangan digeserkekiri satu bit dan dimulai lagi pengurangan oleh bilangan pembagi (Divisor)

Bila hasilnya 0 atau negatif Berarti hasil pembagian (Product) adalah 0 Dalam hal ini sebelum digeser ke kiriharus ditambah dulu dengan bilangan pembagi (Divisor) Setelah digeser ke kiri satubit dimulai lagi proses pengurangan oleh bilangan pembagi Pengurangan olehbilangan pembagi dilakukan dengan penjumlahan komplemen2Bila dalam

penjumlahan tersebut terdapat pindahan (Carry) maka carry tersebut diabaikanPerhatikan contoh berikut 1010 410 = 10102 1004

Karena ada hasil pengurangan yang negatif maka digit yang dihasilkansetelah itu adalah digit pecahan sehingga hasil yang benar 1012 atau 2510

61 Floating Point

71 Control Unit

CONTROL UNIT (CU)

711 Model Control Unit

Unit kontrol atau yang sering dikenal dengan control unit akan menyimpan perintah sekarang yang dilakukan oleh komputer memerintahkan ALU untuk melaksanaan dan mendapat kembali informasi (dari memori) yang diperlukan untuk melaksanakan perintah itu dan memindahkan kembali hasil ke lokasi memori yang sesuai Sekali yang terjadi unit kontrol pergi ke perintah berikutnya (biasanya ditempatkan di slot berikutnya kecuali kalau perintah itu adalah perintah lompatan yang memberitahukan kepada komputer bahwa perintah berikutnya ditempatkan di lokasi lain)

Bagian CPU yang menyebabkan fungsi komputer tercapai ini mengeluarkan sinyal-sinyal kontrol yang bersifat internal bagi CPU untuk memindahkan data antar Register agar ALU melakukan fungsinya untuk mengatur operasi-operasi internal lainnya Register yang merupakan bagian dari unit kontrol adalah tempat penyimpan data sementara dalam CPU selama proses eksekusi Apabila terjadi proses eksekusi data dalam register dikirim ke ALU untuk diproses hasil eksekusi nantinya diletakkan ke register kembali Unit kontrol akan menghasilkan sinyal yang akan mengontrol operasi ALU dan pemindahan data ke dan dari ALU Unit kontrol juga mengeluarkan sinyal kontrol eksternal bagi pertukaran data memori dan modul-modul IO

Model dari unit kontrol

712 Macam-macam unit kontrol

Macam-macam Unit Kontrol1 Unit Kontrol Single-Cycle

Proses di unit kontrol ini hanya terjadi dalam satu clock cycle artinya setiap instruksi (fetch decode execute) ada pada satu cycle maka dari itu tidak memerlukan state Dengan demikian fungsi boolean masing-masing control line hanya merupakan fungsi dari opcode saja Clock cycle harus mempunyai panjang yang sama untuk setiap jenis instruksi

Ada dua bagian pada unit kontrol ini yaitu proses men-decode opcode untuk mengelompokkannya menjadi 4 macam instruksi (yaitu di gerbang AND) dan pemberian sinyal kontrol berdasarkan jenis instruksinya (yaitu gerbang OR) Keempat jenis instruksi adalah ldquoR-formatrdquo (berhubungan dengan register) ldquolwrdquo (membaca memori) ldquoswrdquo (menulis ke memori) dan ldquobeqrdquo (branching)

Sinyal kontrol yang dihasilkan bergantung pada jenis instruksinya Misalnya jika melibatkan memori rdquoR-formatrdquo atau rdquolwrdquo maka akan sinyal rdquoRegwriterdquo akan aktif Hal lain jika melibatkan memori ldquolwrdquo atau ldquoswrdquo maka akan diberi sinyal kontrol ke ALU yaitu ldquoALUSrcrdquo

Desain single-cycle ini lebih dapat bekerja dengan baik dan benar tetapi cycle ini tidak efisien

2 Unit Kontrol Multi-CycleGambar disamping menunjukkan diagram blok dari unit kontrol multi-cycle

Berbeda dengan unit kontrol yang single-cycle unit kontrol yang multi-cycle lebih memiliki banyak fungsi

Dengan memperhatikan state dan opcode fungsi boolean dari masing-masing control line output dapat ditentukan Masing-masingnya akan menjadi fungsi dari 10 buah input logic Jadi akan terdapat banyak fungsi boolean dan masing-masingnya tidak sederhana

Pada cycle ini sinyal kontrol tidak lagi ditentukan dengan melihat pada bit-bit instruksinya Bit-bit opcode memberitahukan operasi apa yang selanjutnya akan di-execute CPU bukan instruksi cycle selanjutnya

713 Fungsi unit kontrol

Fungsi Unit Kontrol1 Pengurutan (sequencing) unit kontrol bertugas mengontrol sejumlah operasi

mikro dalam urutan yang benar

2 Eksekusi (execution) unit kontrol menyebabkan setiap operasi mikro dilakukan

state register overhead

Cycle 1Cycle 2

Cycle 3Cycle 4

Cycle 5

Fetch

Decode

Exec

Mem

WB

lw

Single cycle Implementation

Multiple Cycle Implementation

714 Input Unit Kontrol

Input Unit Kontrol

Unit kontrol mempunyai beberapa input diantaranya1 Clock berfungsi untuk sinkronisasi operasi antar komponen 2 Flag flag-flag ini diperlukan unit kontrol untuk mengetahui status CPU Flag

diset ALU sebagai hasil dari suatu operasi misalnya overflow flag diset 1 bila hasil komputasi melampaui panjang register tempat flag disimpan

3 Instruction register menggunakan opcode untuk menentukan operasi mikro yang akan dilakukan selama siklus eksekusi

4 Sinyal kontrol dari rdquobus controlrdquo memberi jalur ke unit kontrol untuk sinyal-sinyal tertentu seperti sinyal interrupt dan sinyal acknowledgment

715 Output Unit Kontrol

Sinyal kontrol di dalam CPU (control signals within CPU) output unit kontrol terdiri dari dua macam sinyal yaitu

1 sinyal-sinyal yang menyebabkan perpindahan data antar register 2 sinyal-sinyal yang dapat mengaktifkan fungsi ALU yang spesifik

Sinyal kontrol ke rdquobus controlrdquo juga terdiri atas 2 sinyal yaitu1 sinyal kontrol ke memori 2 sinyal kontrol ke modul-modul IO

716 Implementasi Unit Kontrol

1 Implementasi hardwired Unit kontrol merupakan rangkaian kombinatorial Sinyal-sinyal logika

inputnya akan didekodekan menjadi sinyal-sinyal logika output yang merupakan sinyal-sinyal kontrol ke sistem komputer Sinyal-sinyal input tersebut seperti clock flag register instruction dan sinyal kontrol merupakan input bagi unit kontrol untuk mengetahui status komputer Sinyal keluaran yang dihasilkan akan mengendalikan sistem kerja komputer

N buah input biner akan menghasilkan 2N output biner Setiap instruksi memiliki opcode yang yang berbeda-bedaOpcode yang berbeda dalam instruksi akan menghasilkan sinyal kontrol yang berbeda pula Pewaktu unit kontrol mengeluarkan rangkaian pulsa yang periodik

Pulsa waktu ini digunakan untuk mengukur durasi setiap operasi mikro yang dijalankan CPU intinya digunakan untuk sinkronisasi kerja masing-masing bagian

Masalah dalam Merancang Implementasi Hardwired Memiliki kompleksitas dalam pengurutan dan operasi mikronya Sulit didesain dan dilakukan pengetesan Tidak fleksibel Sulit untuk menambahkan instruksi baru

2 Implementasi microprogrammed Implementasi yang paling reliabel saat ini adalah implementasi

microprogrammed Unit kontrol memerlukan sebuah memori untuk menyimpan program kontrolnya

Fungsindashfungsi pengontrolan dilakukan berdasarkan program kontrol yang tersimpan pada unit kontrol Selain itu fungsindashfungsi pengontrolan tidak berdasarkan dekode dari input unit kontrol lagi

Teknik ini dapat menjawab kesulitanndashkesulitan yang ditemui dalam implementasi hardwired

81 Memori amp Piranti Penyimpanan

811 Jenis-Jenis memori

Berdasarkan komponen yang digunakan terbagi atas

1 Vacuum Tubes

Komputer generasi pertama ENIAC tahun 1946 menggunakan komponentabung hampa udara untuk main memory Memori ini relatif berukuran besardan tiap-tiap tabung hampa udara mewakili 1 bit

2 Magnetic Core Storage

Digunakan sekitar tahun 1960 ndash 1970 Terdiri dari ribuan cincin magnetikkecil berukuran 18 mm dengan lubang berdiameter 10 mm Tiap-tiap coredihubungkan dengan kabel kawat membentuk suatu bidang core (core plane)dan ditumpuk membentuk suatu core stackMasing-masing core dapat menyimpan 1 bit bila dimagnetasi dengan suatuarus listrik dari dua arah jurusan yang masing-masing bermuatan frac12 arus

3 Planar Thin-Film Storage

Terbuat dari lempengan tipis keramik atau metal tembus pandang yang berisi

kumpulan besi nikel berbentuk empat persegi panjang kecil dihubungkandengan kabel-kabel

4 Semiconductor Storage

Mulai banyak digunakan sejak tahun 1970-an hingga sekarangTerbuat dariVLSI (Very Large Scale Integration) yaitu meletakkan sejumlah besar circuitke dalam suatu chip Teknologi yang digunakan adalah MOS (Metal OxideSemiconductor) dan bersifat volatileKomputer IBM 704 pada GeneralElectric Computer facility diArizona State University 1956Sebuah mesin vacuum tubedengan magnetic core storageSingle layer thin film dengan Ta2N resistors

5 Josephson Junction

Diciptakan oleh Brian Josephson dari Inggris Merupakan memori yang dapatmelakukan switch dari bit 1 ke bit 0 atau sebaliknya dengan kecepatan yangtinggi yaitu kurang dari sepertriliun detik Menggunakan suatu tempat

tertutup yang berisi helium cair dengan suhu sekitar -200 derajat celcius

6 Charged-Coupled Device (CCD)

Merupakan memori yang terdiri dari ribuan metal bujur sangkar berukurankecil yang masing-masing dapat menyimpan informasi digit binari dalambentuk beban elektronik (electric charge)

812 Hirarki Memori

Sebagian besar komputer memiliki hirarki memori yang terdiri atas tiga level yaitu

1 Physical Register di CPU berada di Level teratas Informasi yang berada

di Register dapat diakses dalam satu Clock cycle CPU

2 Primary Memory (Executable memory ) berada dilevel tengah

Contohnya RAM Primary Memory diukur dengan satu byte dalam satu

waktu secara relatif dapat diakses dengan cepat bersifat volatil (informasi

bisa hilang ketika komputer dimatikan) CPU mengakses memori ini

dengan instruksi single load dan store dalam beberapa clock cycle

3 Secondary Memory berada dilevel bawah Contohnya disk atau tape

Secondary memory diukur sebagai kumpulan dari bytes(block of bytes)

waktu aksesnya lambat bersifat non-volatil (informasi tetap tersimpan

ketika komputer dimatikan) Memori ini diterapkan di storage device jadi

akses meliputi aksi oleh driver dan device

813 Memori Internal

Memori internal o Berada di luar CPU tetapi bersifat internal terhadap sistem komputero Diperlukan oleh CPU untuk proses eksekusi (operasi) program sehingga

dapat diakses secara langsung oleh prosesor (CPU) tanpa modul perantarao Memori internal sering juga disebut sebagai memori primer atau memori

utama o Memori internal biasanya menggunakan media RAM

Random Access Memori (RAM)

Ram adalah suatu memori baca tulis artinya data dapat dibaca dari atau ditulis ke RAM dan dapat dilakukan secara berulang-ulang dengan data yang berbeda-beda Jenis memori ini merupakan jenis volatile (mudah menguap) yaitu data yang tersimpan akan hilang jika catu dayanya dimatikan Karena alasan tersebut maka program utama tidak pernah disimpan di RAM Random artinya data yang disimpan pada RAM dapat diakses secara acak RAM dibagi lagi menjadi dua jenis yaitu jenis statik dan jenis dinamik RAM statik menyimpan satu bit informasi dalam sebuah flip-flop Jenis RAM ini asyncronous dan tidak memerlukan sinyal clock RAM statik biasanya digunakan untuk aplikasi-aplikasi yang tidak memerlukan kapasitas memori RAM yang besar RAM dinamik menyimpan satu bit informasi data sebagai muatan RAM dinamik menggunakan kapasitansi gerbang substrat sebuah transistor MOS sebagai sel memori elementer Untuk menjaga agar data yang tersimpan RAM dinamik tetap utuh data tersebut harus disegarkan kembali dengan cara membaca dan menulis ulang data tersebut kememori RAM dinamik ini digunakan untuk aplikasi ynag memerlukan RAM dengan kapasitas besar misalnya dalam sebuah komputer pribadi (PC)

Read Only Memory (ROM)

Jenis memori ini datanya hanya bisa dibaca dan tidak bisa ditulis secara berulang-ulang Memori ini berjenis non-volatile artinya data yang disimpan tidak mudah menguap (hilang) walaupun catu dayanya dimatikan Karena itu memori ini biasa digunakan untuk menyimpan program utama dari suatu sistem Jenis ROM yang dikenal dipasaran ada lima jenis yaitu

- ROM (Read Only Memory) yang diprogram dalam proses pembuatannya Jenis ini tidak dapat diprogram ulang

- PROM (Programmable ROM) yang diprogram dengan cara memutuskan hubungan sekering internal PROM hanya dapat diprogram satu kali dan tidak dapat diprogram ulang

- EPROM (Erasable PROM) yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat dari piranti Dihapus dengan cara pemberian sinar ultra violet melalui jendela pada bagian atas IC Setelah dihapus dapat diprogram ulang

- EEPROM (Electrically EPROM) sama saja dengan EPROM hanya cara penghapusannya dilakukan secara listrik

- Flash EPROM yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat pada piranti Memori ini dapat diisi ulang

Dari semua jenis memori diatas yang sering digunakan adalah memori jenis EPROM dan

EEPROM karena harganya paling murah dan mudah didapat dipasaran

814 Memori Eksternal

Memori eksternal o Bersifat eksternal terhadap sistem komputer dan tentu saja berada di luar

CPUo Diperlukan untuk menyimpan data atau instruksi secara permaneno Tidak diperlukan di dalam proses eksekusi sehingga tidak dapat diakses secara

langsung oleh prosesor (CPU) Untuk akses memori eksternal ini oleh CPU harus melalui pengontrolmodul IO

o Memori eksternal sering juga disebut sebagai memori sekunder o Memori ini terdiri atas perangkat storage peripheral seperti disk pita

magnetik dll berbagai jenis memory Eksternal

1 Berdasarkan jenis akses data

Berdasarkan jenis aksesnya memori eksternal dikelompokkan menjadi 2 jenis yaitu

a DASD (Direct Access Storage Device) dimana ia mempunyai akses langsung

terhadap data Contoh Magnetik(Floppy disk hard disk) Removable hard

disk(Zip disk Flash disk) Optical Disk

b SASD (Sequential Access Storage Device) Akses data secara tidak langsung

(berurutan) seperti Pita Magnetik

2Berdasarkan Karakteristik Bahan

Berdasarkan karakteristik bahan pembuatanya memori eksternal digolongkan

menjadi beberapa kelompok

a Punched Card atau kartu berlobang

a merupakan kartu kecil berisi lubang-lubang yang menggambarkan berbagai instruksi atau data Kartu ini dibaca melalui puch card reader yang sudah tidak digunakan lagi sejak tahun 1979

b Magnetik Disk Magnetik disk merupakan disk yang terbuat dari bahan yang bersifat magnetik contoh Floppy dan hardsik

c Optical Disk Optical disk terbuat dari bahan optik seperti resin (Polycaronate) dan dilapisi permukaan yang sangat reflektif seperti aluminium contoh CD dan DVD

d Magnetik TapeSedangkan magnetik tape terbuat dari bahan yang bersifat magnetik tetapi berbentuk pita seperti halnya pita kaset tape recorder

91 Bus amp Sistem Bus

Dalam Arsitektur komputer sebuah Bus adalah sebuah subsistem yang mentransfer data

atau listrik antar komponen komputer didalam sebuah komputer atau antar komputer

Bus komputer awal merupakan bus listrik paralel dengan banyak hubungan tetapi istilah

ini sekarang digunakan untuk pengaturan fisik yang menyediakan fungsi logika yang

sama dengan sebuah bus listrik paralel dan dapat dihubungkan dengan kabel dalam

sebuah topologi multidrop atau daisy chain atau dihubungkan dengan switch seperti

dalam kasus bus USB

System bus atau bus System dalam Arsitektur komputer merujuk pada bus yang

digunakan oleh sistem komputer untuk menghubungkan semua komponennya dalam

menjalankan tugas sebuah bus adalah sebutan untuk jalur dimana data dapat mengalir

dalam komputer jalur-jalur ini digunakan untuk komunikasi dan dapat dibuat antara dua

elemen atau lebih Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan

dieksekusi oleh CPU melalui perantara sistem bus

911 Transfer informasi pada bus

Suatu mendukung bermacam-macam transfer data Semua bus mendukung transfer baca

(master slave) dan transfer tulis( slave ke master) Pada semua multiplexed addressdata

bus pertama-tama bus digunakan untuk menspesifikasikan alamat dan kemudian untuk

melakukan transfer data Untuk operasi baca biasanya terdapat waktu tunggu pada saat

data sedang diambil dari slave untuk ditaruh pada bus Baik bagi operasi baca maupun

tulis mungkin juga terdapat delay bila hal itu diperlukan untuk melalui arbitrasi agar

mendapatkan kontrol bus untuk sisa operasi (yaitu mengambil alih bus untuk melakukan

request baca atau tulis kemudian mengambil alih lagi bus untuk membentuk operasi baca

atau tulis

Pada alamat dedicate dan bus-bus alamat ditaruh ada bus alamat dan tetap berada disana

selama data tersimpan pada bus data Bagi operasi tulis master menaruh data pada bus

data begitu alamat telah stabil dan slave telah mempunyai kesempatan untuk mengetahui

alamatnya bagi operasi baca slave menaruh data pada bus dan begitu slae mengetahui

alamatnya dan telah mengembil data

912 Sistem Bus dengan Jalur Data Alamat dan Kontrol

Jalur bus yang digunakan untuk mentransfer data dapat dikelompokkanrnenjadi tiga tipe jalur data alamat dan kontrol

Data bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi data dan instruksi

Address bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi untuk alamat di

main memory untuk data atau instruksi yang akan diambil atau direkam

Control bus yaitu bus yang digunakan untuk mengirimkan signal sebagai

pemberitahuan akan dikirimkan suatu informasi atau telah diterimanya informasi

yang akan dikirimkan dari suatu alat ke alat lainnya

913 Hirarki Bus

Bus merupakan lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih perangkat

computer Karakteristik penting sebuah bus adalah bahwa bus merupakan media

transmisi yang dapat digunakan bersama Sejumlah perangkat yang terhubung ke bus dan

suatu sinyal yang ditransmisikan oleh salah satu perangkat ini data diterimaoleh salah

satu perangkat yang terhubung ke bus

Umumnya sebuah bus terdiri dari sejumlah lintasan komunikasi atau saluran Masing-

masing saluran dapat mentransmisi sinyal yang menunjukan biner 1 dan biner 0

serangkaian digit biner dapat ditransmisi melalui saluran tunggal

914 Bus Data dan Bus Alamat

1 Bus data

Jalur data yang dilalui informasi ke dan dari microprocessor bahan data keterangan

catatan fakta fakta atau bagian dari fakta yang mengandung arti yang dihubungkan

dengan kenyataan simbol-simbol gambar kata-kata angka huruf yang menunjukan ide

objek kondisi dan lainnya

Data itu sendiri merupakan bentuk jamak dari datum yang berarti informasi jelasnya data

itu dapat berupa apa saja dan dapat ditemui dimana saja

2 Bus Alamat

Bus alamat pengalamatan transformasi data bus Pengalamatan bus ini berisi 16 2024

jalur sinyal paralel atau lebih CPU mengirim alamat lokasi memori atau port yang ingin

ditulis atau dibaca di bus ini jumlah lokasi memori yang dapat dialamati ditentukan

jumlah jalur alamat Jika CPU mempunyai N jalur alamat maka dapat mengalamati 2

pangkat N lokasi memori dan atau port secara langsung

101 Unit Input amp Output

Salah satu fitur dasar komputer adalah kemampuannya untuk mempertukarkandata dengan perangkat lain Kemampuan komunikasi ini memungkinkan operatormanusia misalnya untuk menggunakan keyboard dan layer display untuk mengolahteks dan grafik

1011 Dasar Unit Input Output

Unit IO memberi CPU kemampuan untuk berkomunikasi dengan peripheral Merupakan

entity dalam komputer yang bertanggung jawab atas pengontrol sebuah perangkat

eksternal atau lebih dan untuk pertukaran data antara alat-alat tersebut dengan memory

utama dan atau register-register dalam CPU

Alasan- alasan dipertukarkannya unit IO

Adanya aneka ragam peripheral yang memiliki macam-macam metode operasi

Perbedaan kecepatan transfer data antara sistem BUS dengan piranti IO BUS= 20

nano detik sedang IO lebih dari 100 nano detik

Peripheral seringkali menggunakan format data dan panjang word yang berlainan

dengan komputer

Perbedaan besar tegangan dan arus data yang diperlukan untuk transfer informasi

dari dan ke peripheral dengan sistem bus

Tujuan Unit IO

Melakukan kompensasi perbedaan kecepatan dan perwaktuan antara CPU dan

peripheral

Melakukan penyesuaian tegangan dan arus satu aras ke aras lain

Menyesuaikan panjang data antara sistem BUS dan BUS IO

1012 Antarmuka IO

Gambar 122 mengilustrasikan hardware yang diperlukan untukmenghubungkan perangkat IO ke bus Dekoder alamat mengenableperangkattersebut untuk mengenali alamatnya pada saat alamat ini muncul pada jalur alamatRegister data menyimpan data yang ditransfer ked an dari prosessor Register statusberisi informasi yang relevan dengan operasi perangkat IO Register data dan statusdihubungkan dengan bus data dan ditetapkan dengan alamatalamatunik Dekoderalamat register data dan status dan sirkuit control yang diperlukan untukmengkoordinasikan transfer IO membentuk sirkuit antar muka perangkatGambar 122 Antarmuka IO untuk perangkat input

Perangkat IO beroperasi pada kecepatan yang sangat berbeda denganprosessor Pada saat operator manusia memasukkan karakter pada keyboardprosessor mampu mengeksekusi jutaan instruksi antarentrikarakter yang berurutanSuatu instruksi yang membaca karakter dari keyboard sebaiknya hanya dieksekusipada saat karakter tersebut tersedia dalam input buffer antarmuka keyboard Juga kitaharus memastikan bahwa karakter input tersebut hanya dibaca sekali

1013 Transfer data pada IO

Transfer dataFormat transfer

- Paralel semua bit pada karakter (word denganpanjang tertentu) dikirim secara bersamaan dalambatas waktu yang diberikan

- Serial Data dikirim secara berurutan dalam satu saluran

Transfer data secara paralel lebih cepat daripada secaraserial karena saluran transmisinya banyak kelemahannyakalau terlalu panjang akan terjadi interferensi antarsaluran

Mode transfer data

1 Synchronous modeBaris kendali digunakan untuk mengsinkronkan waktupada semua kejadian yang terjadi selama periodewaktu tertentuKelemahanbull Tiap piranti IO berbeda-beda kecepatan operasinyasehingga harus diturunkan pada kecepatan yangpaling rendah

2 Asynchronous mode

Menggunakan teknik jabat tangan (hand shaking) untukmenyakinkan transfer data antara pengirim danpenerima tidak ada kesalahan (data valid)

111 Interupsi

Interupsi merupakan bagian penting dari sistem arsitektur komputer Setiap sistem

komputer memiliki mekanisme yang berbeda Interupsi bisa terjadi apabila perangkat

keras (hardware) atau perangkat lunak minta ldquo dilayanirdquo oleh processor apabila terjadi

interupsi maka processor menghentikan proses yang sedang dikerjakannya kemudian

beralih mengerjakan service rutin untuk melayani intrupsi tersebut Setelah selesai

mengerjakan service rutin maka prosesor kembali melanjutkan proses yang tertunda

1111 Kelas Sinyal Interupsi

Program yaitu Interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi

pada hasil eksekusi program Contioh Aritmatika overflow pembagian nol

operasi ilegal

Timer adalah Interupsi yang dibangkitkan pewaktuan dalam prosesor Sinyal ini

memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsi tertentu secara reguler

I O sinyal Interupsi yang di bangkitkan oleh Modul IO sehubngan pemberitahuan

kondisi Error dan penyelesaian suatu operasi

Hardware Failure adalah Interupsi yang dibangkitkan oleh kegagalan daya atau

kesalahan paritas memori

1112 Proses Interupsi

Dengan adanya mekanisme Interupsi prossesor dapat digunakan untuk

mengeksekusi intsruksi- instruksi lain

Saat suatu modul telah selesai menjalankan tugasnya dan siap menerima tugas

berikutnya maka modul ini akan mengirimkan permintaan interupsi ke prosesor

Kemudian prosesor akan menghentikan eksekusi yang dijalankannya untuk

menghandle routine interupsi

Setelah program interupsi selesai maka processor akan melanjutkan eksekusi

programnya kembali

Saat sinyal Interupsi diterima processor ada dua kemungkinan tindakan yaitu

Interupsi diterima ditangguhkan dan Interupsi ditolak

1113 Interupsi Ditangguhkan

Apa yang dilakukan Processor

Processor menangguhkan eksekusi program yang dijalankan dan menyimpan

konteksnya tindakan ini adalah menyimpan alamat instruksi berikutnya yang akan

dieksekusi dan data lain yang relevan

Processor menyetel program Counter (PC) ke alamat awal routine intterupt handler

1114 Sistem Operasi Kompleks

Interupsi ganda (Multiple interupt)

Misalnya suatu komputer akan menerima permintaan interupsi saat proses

pencetakan dengan printer selesai disamping itu dimungkinkan dari saluran

komunikasi akan mengirimkan permintaan interupsi setiap kali data tiba

Dapat diambil dua buah pendekatan untuk menangani interupsi ganda ini

121 Arsitektur dan Klasifikasi Sistem Komputer

Sebuah sistem operasi atau dalam bahasa asingnya Operating System adalah sebuah

program yang mengatur hardware komputer Sistem operasi juga menyediakan fondasi

untuk aplikasi diatasnya dan bertindak sebagai penghubung antara user dengan

hardwaresetiap sistem operasi memiliki caranya masing-masing untuk menyelesaikan

tugasnya Hal ini menimbulkan aneka ragam sistem operasi yang sangat menakjubkan

Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu 1 Klasifikasi Flynn

Didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data dalam sistem komputer

2 Klasifikasi Feng Didasarkan pada pemrosesan paralel dan serial

3 Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1211 Klasifikasi Fylnn

KLASIFIKASI FLYNN 1048790 Klasifikasi sistem komputer yang didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data diperkenalkan oleh Michael J Flynn 1048790 Alur instruksi (instruction stream) adalah urutan instruksi yang dilaksanakan oleh mesin 1048790 Alur data adalah urutan data yang dipanggil oleh alur instruksi 1048790 Baik instruksi maupun data diambil dari modul memori 1048790 Instruksi didecode (diartikan) oleh Control Unit 1048790 Alur data mengalir dua arah antara prosesor dan memori

Ada 4 kategori sistem komputer dalam klasifikasi Flynn 1 Single Instruction stream ndash Single Data stream (SISD) 2 Single Instruction stream ndash Multiple Data stream (SIMD) 3 Multiple Instruction stream ndash Single Data stream (MISD) 4 Multiple Instruction stream ndash Multiple Data stream (MIMD)

1212 Klasifikasi Feng

KLASIFIKASI FENG 1048790 Tse Yun Feng mengusulkan pembagian klasifikasi arsitektur komputer berdasarkan derajat keparalelan (degree of parallelism) 1048790 Jumlah bit maksimum yang dapat diproses dalam satu satuan waktu oleh sistem komputer disebut derajat keparalelan maksimum P 1048790 Bila Pi adalah jumlah bit yang dapat diproses dalam siklus prosesor ke ndash i (atau periode clock ke ndash i) 1048790 Siklus prosesor T dinyatakan oleh i = 123 T 1048790 Maka derajat keparalelan rata-rataa adalah

Ada 4 tipe Metode Pemrosesan

1048790 Word Serial and Bit Serial (WSBS) 1048790 Word Paralel and Bit Setial (WPBS) 1048790 Word Serial and Bit Paralel (WSBP) 1048790 Word Paralel and Bit Paralel (WPBP)

1213 Klasifikasi Handler

Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1214 Menjelaskan Multi Komputer amp Multi Processor

1048790 Multiprosesor MIMD dengan memori yang dapat digunakan bersama semua prosesornya memiliki akses ke pool memori utama

1048790 Multikomputer MIMD dengan memori terdistribusi setiap prosesornya memiliki memori khusus sendiri

1048790 Motivasi pembuatan organisasi multikomputer adalah untuk mengatasi keterbatasan skala multiprosesor

1048790 Karena prosesor-prosesor multikomputer harus berkomunikasi maka elemen penting perancangan multikomputer adalah jaringan interkoneksi yang harus dapat beroperasi seefisien mungkin

1048790 Ada beberapa topologi interkoneksi untuk memberikan kinerja yang efisien

1048790 Terdapat trade-off antara lintasan terpanjang dan jumlah koneksi fisik yang diperlukan

Selesai

BAB III PENUTUP

31 Kesimpulan

32 Saran

Daftar Pustaka

• Definisi
• • Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu

312 Kode ASCII

313 Pengiriman Data Menurut Permodulasian AM berikut Contoh

314 Sistem Bilangan pada computer

315 Sandi yang terdapat pada computer

316 Boolean dan logika biner

41 Rangkaian Logika Kombinasional amp Sekuensial helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

411 Rangkaian Logika Kombinasional

Rangkaian Adder Half Adder

Rangkaian Adder Full Adder

Enkoder

Dekoder

412 Rangkaian Logika Sekuensial (Flip-Flop)

FF-RS

FF-RS (berdetak)

FF-D

FF-JK

51 Aritmatika Logika Unit

511 Macam- macam operasi ALU

Adder (Penjumlahan) Half Adder Full Adder Paralel Adder

Pengurangan (Substraktor)

Perkalian (Multiplexer)

Pembagian bila hasilnya 0 amp 1

61 Floating Point

611 Bentuk bilangan Floating Point

612 Konversi bil Floating point deka amp biner

613 Floating Point Standart IEEE

614 Konversi bilangan ke format Floating point Standar IEEE

71 Control Unit

711 Model unit kontrol

712 Macam-macam unit kontrol

713 Fungsi unit kontrol

714 Input Unit Kontrol

715 Output Unit Kontrol

716 Implementasi Unit Kontrol

81 Memori amp Piranti Penyimpanan

811 Jenis-jenis memori

812 Hirarki Memori

813 Memori Internal

814 Memori Eksternal

91 Bus amp Sistem Bus

911 Transfer informasi pada Bus

912 Sistem Bus dengan Jalur Data Alamat dan Kontrol

913 Hirarki Bus

914 Bus Data dan Bus Alamat

101 Unit Input amp Output

1011 Dasar Unit Input Output

1012 Antarmuka IO

1013 Transfer data pada IO

111 Interupsi

1111 Kelas Sinyal Interupsi

1112 Proses Interupsi

1113 Interupsi Ditangguhkan

1114 Sistem Operasi Kompleks

121 Arsitektur dan Klasifikasi Sistem Komputer

1211 Klasifikasi Fylnn

1212 Klasifikasi Feng

1213 Klasifikasi Handler

1214 Menjelaskan Multi Komputer amp Multi Processor

BAB III PENUTUP

31 Kesimpulan

32 Saran

Daftar Pustaka

BAB I PENDAHULUAN

11 Latar Belakang

Adapun Latar belakang dari penulisan Modul ini yaitu Agar Tercapainya Proses

Belajar Mengajar yang merupakan tuntutan dari Satuan Acara Perkuliahan Arsitektur

Komputer dan Mahasiswa dapat mengetahui bagaimana sebuah System komputer bekerja

serta bagaimana proses yang terjadi pada sebuah komputer dan menghasilkan informasi

yang berguna bagi Pengguna pada Khususnya

12 Tujuan Penulisan

Modul ini ditujukan untuk memenuhi kebutuhan-kebutuhan tentang pengetahuan

komputer pada umumnya

1 Dapat memahami Spesifikasi sekumpulan Instruksi dan Unit yang melaksanakan

Instruksi serta pengertian dari Arsitektur Komputer dan sejarah perkembangan

Arsitektur Komputer

2 Mahasiswa Manajemen Informatika

Pengantar komputer merupakan mata pelajaran yang diberikan pada tahun-tahun

pertama Jurusan Manajemen Informatika Dengan demikian Modul ini dapat

dijadikan sebagai bahan bacaan oleh para Mahasiswa yang sedang mengambil

mata kuliah ini

3 Mahasiswa Non Manajemen Informatika

Karena komputer sudah mulai merdquowabahrdquo dan menjamah ke segala bidang maka

Jurusan non komputer juga sudah mulai memberikan pelajaran-pelajaran

pengantar komputer di kurikulumnya

4 Mereka yang akan belajar sendiri

Sebagai bahan untuk mempelajari sendiri Modul ini dapat diandalkan karena

telah mewakili apa yang perlu diketahui oleh mereka yang ingin mengetahui

tentang pengetahuan komputer

13 Ruang Lingkup Penelitian

Didalam perumusan masalah yang dibahas diatas agar tercapainya proses belajar

mengajar yang merupakan tuntutan Satuan Acara Perkuliahan Maka dalam penulisan

Modul ini dibatasi terhadap masalah yang akan dibahas Adapun batasan tersebut adalah

Unit input proses dan Output yaitu komponen-komponen pada saat data dimasukan

kemudian diproses sehingga menghasilkan suatu Informasi yang dapat disajikan kedalam

bentuk media tampilan Layout

14 Metode Penelitian

Untuk mencapai tujuan penulisan Modul maka dilakukan kajian atau Sumber

sebagai berikut

1 Kajian Perpustakaan (Library Research)

Merupakan referensi atau sumber yang dijadikan bahan bagi penulis dalam

menyelesaikan Modul

2 Sumber Internet

Merupakan fasilitas atau layanan yang disediakan provider untuk mendapatkan

informasi penting yang akan menambah nilai guna dalam pembuatan Modul ini

BAB II PEMBAHASAN

21 Pengenalan Arsitektur Komputer

211 Pengertian Komputer

Komputer adalah alat yang dipakai untuk mengolah informasi menurut prosedur yang telah dirumuskan Kata computer semula dipergunakan untuk menggambarkan orang yang perkerjaannya melakukan perhitungan aritmatika dengan atau tanpa alat bantu tetapi arti kata ini kemudian dipindahkan kepada mesin itu sendiri Asal mulanya pengolahan informasi hampir eksklusif berhubungan dengan masalah aritmatika tetapi komputer modern dipakai untuk banyak tugas yang tidak berhubungan dengan matematika

Dalam definisi seperti itu terdapat alat seperti slide rule jenis kalkulator mekanik mulai dari abakus dan seterusnya sampai semua komputer elektronik yang kontemporer Istilah lebih baik yang cocok untuk arti luas seperti komputer adalah pemroses informasi atau sistem pengolah informasi

Definisi

Sekalipun demikian definisi di atas mencakup banyak alat khusus yang hanya bisa memperhitungkan satu atau beberapa fungsi Ketika mempertimbangkan komputer modern sifat mereka yang paling penting yang membedakan mereka dari alat menghitung yang lebih awal ialah bahwa dengan pemrograman yang benar semua komputer dapat mengemulasi sifat apa pun (meskipun barangkali dibatasi oleh kapasitas penyimpanan dan kecepatan yang berbeda) dan memang dipercaya bahwa mesin sekarang bisa meniru alat perkomputeran yang akan kita ciptakan di masa depan (meskipun niscaya lebih lambat) Dalam suatu pengertian batas kemampuan ini adalah tes yang berguna karena mengenali komputer maksud umum dari alat maksud istimewa yang lebih awal Definisi dari maksud umum bisa diformulasikan ke dalam syarat bahwa suatu mesin harus dapat meniru Mesin Turing universal Mesin yang mendapat definisi ini dikenal sebagai Turing-lengkap dan yang pertama mereka muncul pada tahun 1940 di tengah kesibukan perkembangan di seluruh dunia Lihat artikel sejarah perkomputeran untuk lebih banyak detail periode ini

212 Variasi tipe komputer dalam beberapa hal

PENGGOLONGAN KOMPUTER

Berdasarkan Data yang Diolah

1 Analog Computer diams Digunakan untuk data yang sifatnya kontinyu dan bukan data yang berbentuk angka

tetapi dalam bentuk fisik misalnya arus listrik temperatur kecepatan tekanandsb

diams Output dari komputer analog umumnya adalah untuk pengaturan atau pengontrolan suatu mesin misalnya untuk mengatur temperature di dalam suatu alat pembakaran

diams Keuntungan komputer analog adalah kemampuannya untuk menerima data dalam besaran fisik dan langsung mengukur data tertentu tanpa harus dikonversikan terlebih dahulu seperti pd komputer digital sehingga proses komputer analog lebih cepat dibandingkan dengan komputer digital

diams Kelemahan komputer analog adalah terletak pada faktor ketepatannya Komputer digital lebih tepat dibandingkan dengan komputer analog

2 Digital Computer diams Digunakan untuk data yang berbentuk angka atau hurup diams Biasanya dipakai untuk aplikasi bisnis dan aplikasi teknik diams Keunggulan komputer digital adalah

o Memproses data lebih tepat dibanding komputer analog o Dapat menyimpan data selama masih dibutuhkan untuk diproses o Dapat melakukan operasi logika o Data yang telah dimasukkan dapat dikoreksi atau dihapus o Output dari komputer digital dapat berupa angka hurup grafik maupun gambar

3 Hybrid Computer diams Merupakan komputer kombinasi dari komputer analog dan digital diams Mampu memproses data lebih cepat dari komputer digital dan lebih tepat dari

komputer analog diams Biasanya dipakai untuk aplikasi khusus

Berdasarkan Penggunaannya

1 Special Purpose Computer diams Komputer yang dirancang untuk menyelesaikan masalah yang khusus yg biasanya

hanya berupa satu masalah saja diams Program komputer sudah tertentu dan sudah tersimpan di dalam komputernya diams Komputer ini dapat berupa komputer digital maupun komputer analog dan

umumnya komputer analog adalah special purpose computer

diams Spesial purpose computer banyak dikembangkan untuk pengontrolan yang otomatis pada proses-proses industri seperti misalnya pabrik kimia penyulingan minyak pabrik baja serta untuk tujuan militer

2 General Purpose Computer diams Komputer yang dirancang untuk menyelesaikan bermacam-macam masalah dengan

program-program yang bermacam-macam pula diams Dibandingkan dengan special-purpose computer kecepatannya lebih rendah diams Dipakai untuk berbagai keperluan untuk aplikasi bisnis teknik pendidikan

pengolahan kata permainan dsb diams Komputer ini dapat berupa komputer digital maupun komputer analog dan

umumnya komputer digital adalah general purpose computer

Berdasarkan Ukurannya

diams Ukuran dari komputer ditunjukkan oleh kemampuannya dalam mengolah data ditentukan oleh o Kapasitas main memory (simpanan dalam) yg dinyatakan dalam satuan byte

( dengan kapasitas 4 KB 32 KB 64 KB 128 KB 256 KB bahkan dapat dikembangkan sampai 2 MB)

o Konfigurasi dari operand register (operand register digunakan untuk menampung data yang sedang dioperasikan) bisa dengan ukuran 8 bit 16 bit 32 bit dan 64 bit

o Kecepatan pengolahan data o Jumlah dan macam alat-alat input dan outputnya o Ukuran fisik komputer dan ruangan yang dibutuhkan

diams Berdasarkan ukuran komputer dapat digolongkan ke dalam komputer mikro(micro computer) komputer mini (mini computer) komputer kecil (small computer) komputer menengah (medium computer) komputer besar (large computer) dan komputer super (super computer)

1 Micro Computer diams Disebut juga dengan personal computer atau desktop computer diams Ukuran main memory berkisar 16 KB sampai lebih dari 1 MB diams Konfigurasi operand register 8 bit 16 bit 32 bit atau 64 bit diams Umumnya single user ( pemakainya tunggal) diams Ruangan yang dibutuhkan kecil dan dapat diletakkan di atas meja diams Harganya relative murah diams Perkembangan lebih lanjut dari komputer mikro adalah komputer super-mikro

(super micro computer) dimana komputer super mikro sudah multiuser system

2 Mini Computer diams Dapat digolongkan lagi menjadi mini-mini komputer midi-mini computer maxi-

mini computer dan super mini komputer tergantung dari kemampuannya diams Ukuran main memory berkisar 4 MB sampai lebih dari 128 MB diams Konfigurasi operand register 8 bit 16 bit 32 bit atau 64 bit diams Umumnya multi user ( pemakainya banyak)

diams Bentuk dari komputer mini cukup kecil dapat dipindah-pindah dan dapat diletakkan di rumah kecil

diams Harganya relative lebih mahal daripada komputer mikro tergantung dari banyaknya terminal dan alat input serta ouputnya harganya mulai dari Rp 15 juta

diams Mulai digunakan thn 1960 sebanyak 5000 komputer dan tahun 1970 jumlah ini telah meningkat sampai dengan 10000 komputer

diams Diterapkan terhadap aplikasi pengendalian produksi riset laborotarium dan komunikasi data

3 Small Computer diams Disebut juga dengan nama small-scale mainframe computer diams Ukuran main memory berkisar 64 KB dan dapat dikembangkan sampai lebih dari 8

MB diams Konfigurasi operand register 8 bit 16 bit 32 bit atau 64 bit diams Kebanyakan menggunakan system multi programming multi processing dan virtual

storage serta bersifat multi user diams Harganya relative lebih mahal daripada komputer mini tergantung dari banyaknya

terminal dan alat input serta ouputnya mulai dari Rp 50 juta

4 Medium Computer diams Disebut juga dengan nama medium-scale mainframe computer diams Ukuran main memory berkisar 512 KB dan dapat dikembangkan sampai lebih dari 8

MB diams Medium computer dapat mempunyai sejumlah besar dan bermacam-macam alat

input atau output diams Digunakan untuk komunikasi data dengan ratusan terminal yang terpisah dari pusat

komputernya dimana pusat komputernya biasanya menggu8nakan medium computer dan terminal dapat menggunakan micro atau mini computer

diams Kebanyakan menggunakan system multi programming multi processing dan virtual storage serta bersifat multi user

diams Harganya relative lebih mahal daripada small computer mulai dari Rp 150 juta 5 Large Computer

diams Disebut juga dengan nama mainframe computer atau large scale mainframe computer karena bentuk fisiknya besar seperti lemari

diams Ukuran main memory berkisar 512 KB dan dapat dikembangkan sampai lebih dari 8 MB

diams Digunakan oleh perusahaan-perusahaan besar misalnya perusahaan penerbangan yg mempunyai ratusan kantor cabang tersebear di selruh dunia yg tiap-tiap kantor mempunyai terminal yg dihubungkan dengan pusat komputernya

diams Mempunyai kecepatan dalam proses data dan efektif dlm penerapan system time sharing sehingga dapat dipakai banyak pemakai secara bersamaan

diams Harganya relative lebih mahal daripada small computer mulai dari Rp 300 juta

6 Super Computer diams Dikembangkan oleh perusahaan-perusahaan Amerika Serikat dan Jepang diams IBM sebagai salah satu perusahaan yg mengembangkan super computer diams Penelitian juga dilakukan oleh Cray Research dengan hasil Cray-1 computer diams Penerapan system time-sharing yang lebih efektif dengan menggunakan ribuan

terminal yg dapat dihubungkan dengan super computer dan ribuan pemakai dapat menggunakannya secara bersamaan

diams Harga super computer mulai dari 7 juta US $ sampai dengan 17 juta US $

213 Unit Fungsional komputer terdiri dari lima bagian utama

1 Unit Input

KeyboardKeyboards memungkinkan seorang user untuk memasukkan perintah dandata ke dalam system komputerContoh gambar sebuah keyboard

MouseMouse adalah peralatan input yang mempunyai sejumlah tombolPerpindahan dengan tangan sepanjang permukaan mouse akan merubahposisi tampilan pada layar yang merefleksikan perpindahan tersebutTombol pada mouse digunakan untuk memilih item dan membuat pilihanpada layarMouse secara significant dapat mereduksi input yangdimasukkan oleh pemakai melalui serangkaian pengetikanperintah pada keyboard dengan mengklik pada tombol mouseatau item yang tampil pada layar monitor

Trackball Joystick dan Touchpad

Mouse mengenableoperator untuk memindahkan kursor pada layercomputer Sekumpulan perangkat input inovatif telah dikembangkan untukmelakukan fungsi serupa untuk memenuhi berbagai lingkungan aplikasi danpreferensi userPrinsip operasi trackball sangat mirip dengan mouse mekanik Suatu bola

dipasang pada shallow well pada keyboard User memutar bola tersebut untukmengindikasikan pergerakan kursor yang diinginkan di layar

Joystick

adalah stick pendek berputar yang dapat digerakkan dengan tanganuntuk menunjuk ke tiap arah dalam bidang XYPada saat informasi ini dikirim kecomputer software menggerakkan kursor pada layar dengan arah yang sama

2Memori

Fungsi utama dari mainstoragememori adalah menyediakan tempat bagi data

dan instruksi Bagian ini terdiri dari internal memory yaitu berupa RAM (Random

Acces Memory) dan ROM (Read Only Memory) serta eksternal memory yaitu

berbagai macam disk seperti harddisk floppy disk dan optical disk

RAM mempunyai kemampuan untuk melakukan pengecekan data

disimpanan yang disebut dengan parity check Bila data hilang atau rusak dapat

diketahui dari sebuah bit tambahan yang disebut dengan parity bit ROM adalah

memori yang hanya dapat dibaca saja pemakai tidak dapat mengisi sesuatu ke dalam

ROM Isi ROM telah diisi oleh pabrik pembuatnya berupa system operasi yang

terdiri dari program-program pokok yang diperlukan oleh sistem komputer

Perintah-perintah yang ada pada ROM sebagian akan dipindahkan pada

RAM RAM (Random Acces Memori) adalah memori komputer yang dapat diisi

dengan program data selama ada aliran listrik bila aliran listrik mati isi RAM akan

terhapus semuanya Pada waktu program komputer dijalankan sebagian program

yang telah kita masukkan atau kita ketik akan diletakkan di RAM

3 Aritmatika amp Logika

ALU adalah yang melaksanakan pengolahan data secara fisik termasuk

penjumlahan pengurangan pembagian juga logical operasi seperti manyatukan

data menurutkan data memilih data dan lain-lain

4 Unit Output

1 Monitor

Monitor adalah peralatan yang memungkinkan komputer untukmenampilkan informasi balik ke pemakaiuser dalam bentuk teks maupungrafik Monitors mempunyai ukuran yang bervariasi 14 15 17 dan lainnya Semakin besar ukurannya (dalam inch) maka semakin mahal dansemakin luas gambar yang dapat ditampilkan pada monitor Monitor memiliki beberapa variasi bentuk resolusiscreen yang berbeda yang merujuk pada jumlah titikyang bisa ditampung dalam koordinat X dan Y (640 x480 atau 800 x 600) dan refresh rate yangmenunjukkan berapa kali per detik suatu gambar dapatditampilkan pada screen (60Hz berarti 60 kali perdetik) Monitor dengan resolusi screen yang lebih tinggi semisal 1024x768membutuhkan ukuran monitor yang lebih lebar missal 21 (jika tidakmaka akan kelihatan kecil sekali gambarnya jika ditampilkan dalammonitor berukuran 14) dan juga membutuhkan refresh rate yanglebih tinggi semisal 72Hz untuk mencegah tampilan gambar padascreen terlihat berkedip-kedip (flickering)

2 Printer

Printer digunakan untuk mencetak pada kertas apa yang ditampilkan padascreen atau untuk mencetak data yang dioleh oleh komputerPrinter ada yang berwarna (color) dan ada yanghitam putih (black and white) Printer berwarnalebih lambat dan lebih mahal daripada printer hitamputih Juga teknologi yang digunakan untukmencetak informasi pada kertas bervariasitergantung tipe printer

5Unit Kontrol

Unit kontrol atau yang sering dikenal dengan control unit akan menyimpan perintah sekarang yang dilakukan oleh komputer memerintahkan ALU untuk melaksanaan dan mendapat kembali informasi (dari memori) yang diperlukan untuk melaksanakan perintah itu dan memindahkan kembali hasil ke lokasi memori yang sesuai Sekali yang terjadi unit kontrol pergi ke perintah berikutnya (biasanya ditempatkan di slot berikutnya kecuali kalau perintah itu adalah perintah lompatan yang memberitahukan kepada komputer bahwa perintah berikutnya ditempatkan di lokasi lain)

Bagian CPU yang menyebabkan fungsi komputer tercapai ini mengeluarkan sinyal-sinyal kontrol yang bersifat internal bagi CPU untuk memindahkan data antar Register agar ALU melakukan fungsinya untuk mengatur operasi-operasi internal lainnya Register yang merupakan bagian dari unit kontrol adalah tempat penyimpan data sementara dalam CPU selama proses eksekusi Apabila terjadi proses eksekusi data dalam register dikirim ke ALU untuk diproses hasil eksekusi nantinya diletakkan ke register kembali Unit kontrol akan menghasilkan sinyal yang akan mengontrol operasi ALU dan pemindahan data ke dan dari ALU Unit kontrol juga mengeluarkan sinyal kontrol eksternal bagi pertukaran data memori dan modul-modul IO

214 Pengertian Software

Piranti lunak atau perangkat lunak adalah program komputer yang berfungsi sebagai sarana interaksi antara pengguna dan perangkat keras Perangkat lunak dapat juga dikatakan sebagai penterjemah perintah-perintah yang dijalankan pengguna komputer untuk diteruskan ke atau diproses oleh perangkat keras

Perangkat lunak adalah program komputer yang isinya dapat diubah dengan mudah Perangkat lunak umumnya digunakan untuk mengontrol perangkat keras melakukan perhitungan berinteraksi dengan perangkat lunak lainnya dan lain-lain

Contoh dari perangkat lunak

1Sistem operasi

215 Meningkatkan Performa komputer

Untuk Meningkatkan Performa kinerja komputer pertama sekali yang harus

diperhatikan adalah mengukur kapabilitas dan kompatibilitas sistem yang ada pada suatu

perangkat IO sehingga antar terjadi hubungan yang dinamis pada masing-masing

perangkat

31 Keterkaitan Data dengan komputer

311 Pengolahan data terbagi 2

Analog

Digital

Dilihat dari fungsi komputer merupakan suatu perangkat digunakan untuk memproses data kemudian hasil prosesnya diselesaikan secara elektronis didalam CPU Menurut pengolahan data komputer diklasifikasikan menjadi 2 yaitu Analog amp Digital

Analog Suatu sinyal yang dikirimkan dari suatu pemancar (transmitter) ke penerima (receiver) untuk berkomunikasi data tersebut dikirim dalam bentuk suara huruf angka dan karakter lain (tulisan tangan dicetak) foto gambar film dll

Digital Sistem yang memproses nilai diskrit (langkah demi langkah )

Permodulasian Suatu teknik untuk merubah signal Digital ke dalam bentuk signal Analog sehingga data kumpulan jajaran digit dari komputer dapat dihantar melalui kabel telfon yang menghantar informasi secara Analog

Ex AM FM PM

Permodulasian dilakukan oleh alat MODEM (Modulation Demodulation) Signal Analog Signal Digital sebaliknya

312 ASCII

ASCII singkatan dari American Standard Code for Information Interchange Standardyang digunakan pada industri untuk mengkodekan huruf angka dan karakterkarakterlain pada 256 kode (8 bit biner) yang bisa ditampung

Ex Huruf A=65 B=66 C=67 dst

313 Contoh soal Permodulasian AM

Sebuah Host mengirim data rdquo IYA rdquo dengan menggunakan permodulasian AM dengan kecepatan 1 Baud= 2 Bps Amplitudo +- 12 Volt +- 9 Volt +- 6 Volt +- 3 Volt Gbrkan bentuk signal Analog untuk menghantarkan huruf rdquoIYArdquo

Jawab 1 Baud = 2 Bps (dengan Melihat Kode ASCI ) 00 = +- 12 Volt 01 = +- 9 Volt10 = +- 6 Volt 11 = +- 3 Volt

I = 01001001Y = 01011001A = 01000001

314 Sistem Bilangan pada computer

1 BitsSetiap angka 0 dan 1 biasa disebut Bit Bit adalah singkatan dari Binary Digit Kata

Binary diambil dari nama Binary Number System (Sistem Bilangan Biner) Tabel 21berikut menunjukkan tentang bit

2 Sistem Bilangan Biner

Sistem bilangan biner disusun dari angkaangkasama seperti sistem bilangan desimal(sistem bilangan 10) yang sering digunakan saat ini Tetapi untuk desimalmenggunakan angka 0 sampai 9 sistem bilangan biner hanya menggunakan angka 0dan 1Berikut adalah tabel contoh sistem bilangan biner

3 Sistem Bilangan Desimal

Sebelum mempelajari tentang bilangan biner ada baiknya mengetahui tentang sistembilangan yang umum dipakai yaitu desimal (bilangan basis 10) Perhatikan table

Contoh

1243 = (1 X 10 3 ) + (2 X 10 2 ) + (4 X 10 1 ) + (3 X 10 0 )= 1000 + 200 + 40 + 3

4 Sistem Bilangan Biner

Untuk bilangan biner (bilangan basis 2) perhatikan tabel

Contoh

101102 = (1 X 2 4 ) + (0 X 2 3 ) + (1 X 2 2 ) + (1 X 2 1 ) + (0 X 2 0 ) = (16 + 0 + 4 + 2 +0) = 2216810 = 101010002

Cara II

168 2 = 84 sisa 084 2 = 42 sisa 042 2 = 21 sisa 021 2 = 10 sisa 110 2 = 5 sisa 05 2 = 2 sisa 12 2 = 1 sisa 01 2 = 0 sisa 1Bit biner terbesar dimulai dari bawah sehingga 16810 = 101010002

5 Sistem Bilangan Heksadesimal

Bilangan heksadesimal biasa disebut bilangan basis 16 artinya ada 16 simbol yangmewakili bilangan ini Tabel 18 berikut menunjukkan konversi bilanganheksadesimal

Untuk konversi bilangan biner ke heksadesimal perhatikan contoh berikut 101101010100100102 = 0001 0110 1010 1001 0010 = 1 6 A 9 2Jadi bil biner 10110101010010010 sama dengan bil heksadesimal 16A92

6 Sistem Bilangan Oktal

Bilangan oktal disebut bilangan basis 8 artinya ada 8 simbol yang mewakili bilanganini Tabel 19 berikut menunjukkan konversi bilangan oktal

Untuk konversi bilangan biner ke oktal perhatikan contoh berikut 101101010100100102 = 010 110 101 010 010 010 = 2 6 5 2 2 2 8

Jadi bil biner 10110101010010010 sama dengan bil oktal 265222Untuk konversi dari oktal ke heksadesimal ubah terlebih dahulu bilangan oktal yangakan dikonversi menjadi biner Hal ini berlaku juga untuk konversi dari heksadesimalke oktal Perhatikan contoh berikut 7258 = 111 010 1012

= 0001 1101 0101 = 1 D 5 16

FE16 = 1111 11102

= 011 111 110 = 3 7 6 8

315 Sandi yang terdapat pada komputer

1 Sandi 8421 BCD (Binary Coded Decimal)

Sandi 8421 BCD adalah sandi yang mengkonversi bilangan desimal langsung kebilangan binernya sehingga jumlah sandi BCD adalah 10 sesuai dengan jumlahsimbol pada desimal Perhatikan tabel 210 berikut

Contoh

19710 sandi BCDnyaadalah 0001 1001 0111

2 Sandi 2421

Sandi 2421 hampir sama dengan sandi 8421 terutama untuk bilangan desimal 0sampai dengan 4 Tetapi sandi berikutnya merupakan pencerminan yang diinversiPerhatikan tabel

Perhatikan sandi desimal 5 Sandi tersebut merupakan cermin dari sandi 4 desimaltetapi logikanya diinversi Begitu pula pada sandi desimal 6 yang merupakan cermindari sandi desimal 3 yang diinversi dstContoh

37810 sandi 2421nyaadalah 0011 1101 1110

316 Boolean atau Logika Biner

Logika memberi batasan yang pasti dari suatu keadaan Sehingga keadaan tersebuttidak dapat berada dalam dua ketentuan sekaligus Karena itu dalam logika dikenalaturanaturansebagai berikut Suatukeadaan tidak dapat benar dan salah sekaligusMasingmasingadalah hanya benar atau salah (salah satu)Suatukeadaan disebut BENAR bila TIDAK SALAHDua keadaan itu dalam aljabar boole ditunjukkan dengan dua konstanta yaitu logikaldquo1rdquo dan logika ldquo0rdquo

Misal Logika ldquo1rdquo Logika ldquo0rdquoBenar SalahHidup MatiSiang MalamContoh diatas dapat dituliskan Tidak Benar atau Benar = SalahTidak Hidup atau Hidup = MatiTidak Siang atau Siang = MalamTanda garis atas dipakai untuk menunjukkan pertentangan atau lawan dari keadaanitu Sehingga tanda garis tersebut merupakan pertentangan logika (Logical Inversion)yang mempunyai fungsi untuk menyatakan ldquoTidakrdquo (Not)Ā = Tidak A atau Ā = NOT AHimpunan adalah kumpulan dari elemen yang setidaknya memiliki sifat yang samadan bisa memiliki kelompok yang terbatas atau tidak terbatas jumlahnya Misalnyahimpunan mahasiswa politeknik Himpunan tersebut tentu saja terdiri dari bermacammacamkelompok Jika dapat diambil tiga kelompok Kelompokyang berasal dari luar jawa JKelompokyang sedang kuliah KKelompokyang mengerjakan laporan akhir LSehingga seseorang setidaknya masuk dalam satu kelompok tersebut bahkan dapatterjadi masuk dalam dua kelompok sekaligus Misalnya mahasiswa luar jawa yangsedang mengerjakan laporan akhir berarti masuk kelompok J dan L (J AND L) JAND L dituliskan juga dengan J LGabungan antara mahasiswa luar jawa dan mahasiswa yang mengerjakan laporanakhir memiliki pengertian mahasiswa luar jawa atau mahasiswa mengerjakanlaporan akhir J atau L (J OR L) J OR L dituliskan juga dengan J + LLogika Biner (gerbang Boolean) adalah rangkaian digital yang menerima satu ataulebih masukan tegangan untuk memperoleh keluaran tertentu sesuai dengan aturanboole yang berlakuJika membicarakan komputer maka perbedaan tegangan yang digunakan sebagaionoff atau nilai biner 10 nilai 1 ekivalen dengan tegangan +5 volt dan nilai 0ekivalen dengan tegangan 0 volt

41 Rangkaian Logika Kombinasional amp Sekuensial

Rangkaian yang termasuk rangkaian logika kombinasional yaitu Dekoder Enkoder Multiplekser Demultiplekser Pada rangkaian-rangkaian itu terlihat bahwa kondisi keluaran hanya dipengaruhi oleh kondisi masukan pada saat itu

Rangkaian Adder Half Adder

Rangkaian Adder Full Adder

Enkoder

Dekoder

DECIMAL TO BCD ENCODER

Encoder yang sudah umum yaitu decimal to BCD encoder Switch dengan

penekan tombol mirip dengan tombol kalkulator dihubungkan dengan tegangan

Vcc Jika tombol 3 ditekan maka gerbang-gerbang OR pada jalur C dan D

akan mempunyai input bernilai 1 Oleh karena itu maka outputnya menjadi

ABCD = 0011

Dan selengkapnya dapat dilihat pada tabel dibawah ini

INPUT OUTPUT0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 10 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 00 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 10 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 00 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 10 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 00 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 10 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1

2 DECODER

Rangkaian dekoder mempunyai sifat yang berkebalikan dengan enkoder yaitu

merubah kode biner menjadi sinyal diskrit Syarat perancangan sebuah dekoder adalah m

lt= 2n dimana m adalah kombinasi keluaran dan n adalah jumlah bit masukan Sehingga

dapat disimplkan bahwa variabel keluaran bebas tapi harus tetap memperhatikan unsur

efisiensi rangkaian Misal dekoder 3 bit memiliki 8 atau kurang kombinasi keluaran tetapi

bisa memiliki jumlah saluran keluaran lebih dari 8 (10 atau 55 atau 100 dan sebagainya)

Contoh rangkaian dekoder adalah rangkaian dekoder dot matrik dan dekoder seven

segmen

Bila semua segmen menyala maka dapat dibaca sebagai angka decimal 8 Angka

decimal 0 dan 3 terlihat pada menyalanya segmen ndash segmen sesuai gambar Untuk

penampilan huruf hanya beberapa huruf saja yang dapat dibaca dari tujuh segmen

Tabel Kebenaran dekoder seven segmen

INPUT OUTPUTA B C D a b c d e f g0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 00 0 0 1 0 1 1 0 0 0 00 0 1 0 1 1 0 1 1 0 10 0 1 1 1 1 1 1 0 0 10 1 0 0 0 1 1 0 0 1 10 1 0 1 1 0 1 1 0 1 10 1 1 0 1 0 1 1 1 1 10 1 1 1 1 1 1 0 0 0 01 0 0 0 1 1 1 1 1 1 11 0 0 1 1 1 1 1 0 1 11 0 1 0 1 1 1 0 1 1 11 0 1 1 0 0 1 1 1 1 11 1 0 0 1 0 0 1 1 1 01 1 0 1 0 1 1 1 1 0 11 1 1 0 1 0 0 1 1 1 11 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1

a = sum (m0m2m3m5m6m7m8m9m10m12m14m15)

b = sum (m0m1m2m3m4m7m8m9m10m13)

c = sum (m0m1m3m4m5m6m7m8m9m10m11m13)

d = sum (m0m2m3m5m6m8m9m11m12m13m14)

e = sum (m0m2m6m8m10m11m12m13m14m15)

f = sum (m0m4m5m6m8m9m10m11m12m14m15)

g = sum (m2m3m4m5m6m8m9m10m11m13m14m15)

42 Rangkaian Logika Sekuensial (Flip-Flop)

1 Flip-Flop R-SFlip-flop R-S adalah rangkaian dasar dari semua jenis flip-flop yang ada Terdapat berbagai

macam rangkaian flip-flop R-S pada percobaan ini flip-flop R-S disusun dari empat buah gerbang NAND 2 masukan Dua masukan flip-flop ini adalah S (set) dan R (reset) serta dua keluarannya adalah Q dan Qrsquo

Kondisi keluaran akan tetap ketika kedua masukan R dan S berlogika 0 Sedangkan pada kondisi masukan R dan S berlogika 1 maka kedua keluaran akan berlogika 1 hal ini sangat dihindari karena bila kondisi masukan diubah menjadi berlogika 0 kondisi kelurannya tidak dapat diprediksi (bisa 1 atau 0) Keadaan ini disebut kondisi terlarang Selanjutnya kondisi terlarang pacu dan tak tentu akan dijelaskan melalui Tabel 31

Gambar 33 Rangkaian Percobaan Flip-Flop R-S

Tabel 32a Kondisi terlarang pacu dan tak tentu karena perubahan clockNo S R Clock Keterangan1 1 1 Aktif (1) Kondisi terlarang2 1 1 Tepi turun (Berubah dari

1 ke 0)Kondisi pacu

3 1 1 Tidak aktif (0) Kondisi tak tentu

Tabel 32b Kondisi terlarang pacu dan tak tentu karena perubahan clock dan masukan yang serempakNo S R Clock Keterangan1 1 1 Aktif (1) Kondisi terlarang2 0 0 Tepi turun Kondisi pacu3 0 0 Tidak aktif (0) Kondisi tak tentu

2 Flip-flop D

Flip-flop D dapat disusun dari flip-flop S-R atau flip-flop J-K yang masukannya saling berkebalikan Hal ini dimungkinkan dengan menambahkan salah satu masukannya dengan inverter agar kedua masukan flip-flop selalu dalam kondisi berlawanan Flip-flop ini dinamakan dengan flip-flop data karena keluarannya selalu sama dengan masukan yang diberikan Saat flip-flop pada keadaan aktif masukan akan diteruskan ke saluran keluaran

2 Flip-flop J-KFlip-flop J-K merupakan penyempurnaan dari flip-flop R-S terutama untuk mengatasi masalah

osilasi yaitu dengan adanya umpan balik serta masalah kondisi terlarang seperti yang telah dijelaskan di atas yaitu pada kondisi masukan J dan K berlogika 1 yang akan membuat kondisi keluaran menjadi berlawanan dengan kondisi keluaran sebelumnya atau dikenal dengan istilah toggle Sementara untuk keluaran berdasarkan kondisi-kondisi masukan yang lain semua sama dengan flip-flop R-S

Gambar 35 Flip-flop J-K

51 Aritmatika Logika Unit

Macam- macam operasi ALU

Adder (Penjumlahan) Half Adder Full Adder Paralel Adder

Pengurangan (Substraktor)

Perkalian (Multiplexer)

Pembagian bila hasilnya 0 amp 1

Adder

Rangkaian ALU (Arithmetic and Logic Unit) yang digunakan untuk menjumlahkanbilangan dinamakan dengan Adder Karena Adder digunakan untuk memprosesoperasi aritmetika maka Adder juga sering disebut rangkaian kombinasionalaritmetika ALU akan dijelaskan lebih detail pada bab 3 Ada 2 jenis Adder

1 Rangkaian Adder yang hanya menjumlahkan dua bit disebut Half Adder2 Rangkaian Adder yang menjumlahkan tiga bit disebut Full Adder3 Rangkaian Adder yang menjumlahkan banyak bit disebut paralel Adder

Half Adder

Rangkaian half adder merupakan dasar penjumlahan bilangan biner yang masingmasinghanya terdiri dari satu bit oleh karena itu dinamakan penjumlah tak lengkap

1 Jika A=0 dan B=0 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 02 Jika A=0 dan B=1 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 13 Jika A=1 dan B=1 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 0 dengan nilai pindahanCy(Carry Out) = 1

Dengan demikian half adder memiliki 2 masukan (A dan B) dan dua keluaran (S dan Cy)

Dari tabel diatas terlihat bahwa nilai logika dari Sum sama dengan nilai logika darigerbang XOR sedangkan nilai logika Cy sama dengan nilai dari gerbang logikaAND Dari tabel tersebut dapat dibuat rangkaian half adder seperti pada gambar

Full Adder

Full adder mengolah penjumlahan untuk 3 bit bilangan atau lebih (bit tidak terbatas)oleh karena itu dinamakan rangkaian penjumlah lengkap Perhatikan tabel kebenarandari Full adder berikut

Parallel Adder

Parallel Adder adalah rangkaian Full Adder yang disusun secara parallel danberfungsi untuk menjumlah bilangan biner berapapun bitnya tergantung jumlah FullAdder yang diparallelkan Gambar berikut menunjukkan Parallel Adder yang terdiridari 4 buah Full Adder yang tersusun parallel sehingga membentuk sebuah penjumlah 4 bit

Penjumlahan

Komputer hanya dapat melakukan proses aritmetika menggunakan bilangan binerSemua sistem bilangan harus diubah terlebih dahulu ke biner agar dapat diprosesProses yang biasa dilakukan oleh komputer untuk menjumlahkan sistem bilangandesimal biasanya adalah menyandikan ke 8421BCD terlebih dahulu sebelumdijumlahkan Sebelum mempelajari tentang penjumlahan pada 8421BCD ada baiknyamengetahui cara menjumlahkan bilangan biner

Penjumlahan Biner

Ada 4 kondisi yang terjadi pada penjumlahan biner yaitu apabila 0 + 0 0 + 1 1 + 0dan 1 + 1 Jika yang terjadi adalah 1 + 1 kita tidak dapat menyatakan hasil jumlahdalam satu digit Tetapi kita harus melakukan penyimpanan (Carry Out) kedalamkolom yang lebih tinggi Ini berlaku untuk seluruh sistem bilangan Sebagai contohpada bilangan desimal 2 + 5 = 7 dengan carry out = 0 9 + 9 = 8 dengan carry out = 1Contoh

Penjumlahan 8421BCD

Sandi 8421BCD hanya menggunakan bilangan biner untuk 0 sampai 9 karena yangdisandikan hanya 1 digit angka desimal Dalam penjumlahan yang perlu diperhatikanadalah jika hasilnya lebih dari 9 sehingga akan dihasilkan auxillary carry (Carry daribilangan keempat LSB) maupun carry dari MSBBerikut adalah aturan penjumlahan sandi 8421BCDJikajumlah biner dan jumlah BCD sama yaitu AC (Auxillary Carry) = 0 dan Carry= 0 maka tidak diperlukan aturan tambahan

Jikajumlah biner tidak sama dengan jumlah desimal maka memerlukan pengaturantambahan Jika Auxillary Carry (AC) = 0 atau AC = 1 dan Carry (Cy) = 0 dimana hasilpenjumlahan binernya lebih dari 9 desimal maka perlu ditambahkan 6 pada niblerendah tersebut dan tambahkan 1 pada nible yang lebih tinggi

Pengurangan

Pengurangan pada dasarnya merupakan penjumlahan yaitu penjumlahan denganbilangan negatif

500 ndash 255 = 245 (Pengurangan)500 + ()255 = 245 (Penjumlahan)Komputer hanya bekerja pada bilangan ldquo0rdquo dan ldquo1rdquo dan tidak mengenal bilangannegatif Untuk menunjukkan bilangan negatif komputer menggunakan tanda modulus(Modulus Sign) Pada penjumlahan desimal tanda modulus yang digunakan adalahldquo0rdquo untuk bilangan positif dan ldquo9rdquo untuk bilangan negatif Untuk bilangan negatifpada operasi penjumlahannya harus dikomplemen Komplemen yang digunakan padabilangan desimal adalah komplemen10dan komplemen9

Perkalian

Perkalian antara bilangan biner adalah perkalian yang paling mudah diantara sistembilangan lainnya

Pada Teknik Komputer perkalian dilakukan menggunakan register geser kanan (ShiftRight Register) Perhatikan contoh berikut

Register A untuk menyimpan data yang akan dikalikan (Multiplicand)Register B untuk menyimpan data pengali (Multiplier)Register P untuk menyimpan hasil perkalian

Pembagian

Kebalikan dari perkalian pembagian (Division) adalah suatu bentuk dari penguranganyang dilakukan berulangulangDan proses ini juga dapat dilakukan pada rangkaianlogika dengan cara pengurangan dan penggeseran ke kiri (menggunakan shiftleftregister) Berikut adalah aturan dari pembagianKurangkan bilangan pembagi (Divisor) dari MSB bilangan yang akan dibagi(Dividend) lihat hasil pengurangan

Bila hasilnya 1 atau positif Berarti hasil pembagian (Product) adalah 1 Setelah itu hasil pengurangan digeserkekiri satu bit dan dimulai lagi pengurangan oleh bilangan pembagi (Divisor)

Bila hasilnya 0 atau negatif Berarti hasil pembagian (Product) adalah 0 Dalam hal ini sebelum digeser ke kiriharus ditambah dulu dengan bilangan pembagi (Divisor) Setelah digeser ke kiri satubit dimulai lagi proses pengurangan oleh bilangan pembagi Pengurangan olehbilangan pembagi dilakukan dengan penjumlahan komplemen2Bila dalam

penjumlahan tersebut terdapat pindahan (Carry) maka carry tersebut diabaikanPerhatikan contoh berikut 1010 410 = 10102 1004

Karena ada hasil pengurangan yang negatif maka digit yang dihasilkansetelah itu adalah digit pecahan sehingga hasil yang benar 1012 atau 2510

61 Floating Point

71 Control Unit

CONTROL UNIT (CU)

711 Model Control Unit

Unit kontrol atau yang sering dikenal dengan control unit akan menyimpan perintah sekarang yang dilakukan oleh komputer memerintahkan ALU untuk melaksanaan dan mendapat kembali informasi (dari memori) yang diperlukan untuk melaksanakan perintah itu dan memindahkan kembali hasil ke lokasi memori yang sesuai Sekali yang terjadi unit kontrol pergi ke perintah berikutnya (biasanya ditempatkan di slot berikutnya kecuali kalau perintah itu adalah perintah lompatan yang memberitahukan kepada komputer bahwa perintah berikutnya ditempatkan di lokasi lain)

Bagian CPU yang menyebabkan fungsi komputer tercapai ini mengeluarkan sinyal-sinyal kontrol yang bersifat internal bagi CPU untuk memindahkan data antar Register agar ALU melakukan fungsinya untuk mengatur operasi-operasi internal lainnya Register yang merupakan bagian dari unit kontrol adalah tempat penyimpan data sementara dalam CPU selama proses eksekusi Apabila terjadi proses eksekusi data dalam register dikirim ke ALU untuk diproses hasil eksekusi nantinya diletakkan ke register kembali Unit kontrol akan menghasilkan sinyal yang akan mengontrol operasi ALU dan pemindahan data ke dan dari ALU Unit kontrol juga mengeluarkan sinyal kontrol eksternal bagi pertukaran data memori dan modul-modul IO

Model dari unit kontrol

712 Macam-macam unit kontrol

Macam-macam Unit Kontrol1 Unit Kontrol Single-Cycle

Proses di unit kontrol ini hanya terjadi dalam satu clock cycle artinya setiap instruksi (fetch decode execute) ada pada satu cycle maka dari itu tidak memerlukan state Dengan demikian fungsi boolean masing-masing control line hanya merupakan fungsi dari opcode saja Clock cycle harus mempunyai panjang yang sama untuk setiap jenis instruksi

Ada dua bagian pada unit kontrol ini yaitu proses men-decode opcode untuk mengelompokkannya menjadi 4 macam instruksi (yaitu di gerbang AND) dan pemberian sinyal kontrol berdasarkan jenis instruksinya (yaitu gerbang OR) Keempat jenis instruksi adalah ldquoR-formatrdquo (berhubungan dengan register) ldquolwrdquo (membaca memori) ldquoswrdquo (menulis ke memori) dan ldquobeqrdquo (branching)

Sinyal kontrol yang dihasilkan bergantung pada jenis instruksinya Misalnya jika melibatkan memori rdquoR-formatrdquo atau rdquolwrdquo maka akan sinyal rdquoRegwriterdquo akan aktif Hal lain jika melibatkan memori ldquolwrdquo atau ldquoswrdquo maka akan diberi sinyal kontrol ke ALU yaitu ldquoALUSrcrdquo

Desain single-cycle ini lebih dapat bekerja dengan baik dan benar tetapi cycle ini tidak efisien

2 Unit Kontrol Multi-CycleGambar disamping menunjukkan diagram blok dari unit kontrol multi-cycle

Berbeda dengan unit kontrol yang single-cycle unit kontrol yang multi-cycle lebih memiliki banyak fungsi

Dengan memperhatikan state dan opcode fungsi boolean dari masing-masing control line output dapat ditentukan Masing-masingnya akan menjadi fungsi dari 10 buah input logic Jadi akan terdapat banyak fungsi boolean dan masing-masingnya tidak sederhana

Pada cycle ini sinyal kontrol tidak lagi ditentukan dengan melihat pada bit-bit instruksinya Bit-bit opcode memberitahukan operasi apa yang selanjutnya akan di-execute CPU bukan instruksi cycle selanjutnya

713 Fungsi unit kontrol

Fungsi Unit Kontrol1 Pengurutan (sequencing) unit kontrol bertugas mengontrol sejumlah operasi

mikro dalam urutan yang benar

2 Eksekusi (execution) unit kontrol menyebabkan setiap operasi mikro dilakukan

state register overhead

Cycle 1Cycle 2

Cycle 3Cycle 4

Cycle 5

Fetch

Decode

Exec

Mem

WB

lw

Single cycle Implementation

Multiple Cycle Implementation

714 Input Unit Kontrol

Input Unit Kontrol

Unit kontrol mempunyai beberapa input diantaranya1 Clock berfungsi untuk sinkronisasi operasi antar komponen 2 Flag flag-flag ini diperlukan unit kontrol untuk mengetahui status CPU Flag

diset ALU sebagai hasil dari suatu operasi misalnya overflow flag diset 1 bila hasil komputasi melampaui panjang register tempat flag disimpan

3 Instruction register menggunakan opcode untuk menentukan operasi mikro yang akan dilakukan selama siklus eksekusi

4 Sinyal kontrol dari rdquobus controlrdquo memberi jalur ke unit kontrol untuk sinyal-sinyal tertentu seperti sinyal interrupt dan sinyal acknowledgment

715 Output Unit Kontrol

Sinyal kontrol di dalam CPU (control signals within CPU) output unit kontrol terdiri dari dua macam sinyal yaitu

1 sinyal-sinyal yang menyebabkan perpindahan data antar register 2 sinyal-sinyal yang dapat mengaktifkan fungsi ALU yang spesifik

Sinyal kontrol ke rdquobus controlrdquo juga terdiri atas 2 sinyal yaitu1 sinyal kontrol ke memori 2 sinyal kontrol ke modul-modul IO

716 Implementasi Unit Kontrol

1 Implementasi hardwired Unit kontrol merupakan rangkaian kombinatorial Sinyal-sinyal logika

inputnya akan didekodekan menjadi sinyal-sinyal logika output yang merupakan sinyal-sinyal kontrol ke sistem komputer Sinyal-sinyal input tersebut seperti clock flag register instruction dan sinyal kontrol merupakan input bagi unit kontrol untuk mengetahui status komputer Sinyal keluaran yang dihasilkan akan mengendalikan sistem kerja komputer

N buah input biner akan menghasilkan 2N output biner Setiap instruksi memiliki opcode yang yang berbeda-bedaOpcode yang berbeda dalam instruksi akan menghasilkan sinyal kontrol yang berbeda pula Pewaktu unit kontrol mengeluarkan rangkaian pulsa yang periodik

Pulsa waktu ini digunakan untuk mengukur durasi setiap operasi mikro yang dijalankan CPU intinya digunakan untuk sinkronisasi kerja masing-masing bagian

Masalah dalam Merancang Implementasi Hardwired Memiliki kompleksitas dalam pengurutan dan operasi mikronya Sulit didesain dan dilakukan pengetesan Tidak fleksibel Sulit untuk menambahkan instruksi baru

2 Implementasi microprogrammed Implementasi yang paling reliabel saat ini adalah implementasi

microprogrammed Unit kontrol memerlukan sebuah memori untuk menyimpan program kontrolnya

Fungsindashfungsi pengontrolan dilakukan berdasarkan program kontrol yang tersimpan pada unit kontrol Selain itu fungsindashfungsi pengontrolan tidak berdasarkan dekode dari input unit kontrol lagi

Teknik ini dapat menjawab kesulitanndashkesulitan yang ditemui dalam implementasi hardwired

81 Memori amp Piranti Penyimpanan

811 Jenis-Jenis memori

Berdasarkan komponen yang digunakan terbagi atas

1 Vacuum Tubes

Komputer generasi pertama ENIAC tahun 1946 menggunakan komponentabung hampa udara untuk main memory Memori ini relatif berukuran besardan tiap-tiap tabung hampa udara mewakili 1 bit

2 Magnetic Core Storage

Digunakan sekitar tahun 1960 ndash 1970 Terdiri dari ribuan cincin magnetikkecil berukuran 18 mm dengan lubang berdiameter 10 mm Tiap-tiap coredihubungkan dengan kabel kawat membentuk suatu bidang core (core plane)dan ditumpuk membentuk suatu core stackMasing-masing core dapat menyimpan 1 bit bila dimagnetasi dengan suatuarus listrik dari dua arah jurusan yang masing-masing bermuatan frac12 arus

3 Planar Thin-Film Storage

Terbuat dari lempengan tipis keramik atau metal tembus pandang yang berisi

kumpulan besi nikel berbentuk empat persegi panjang kecil dihubungkandengan kabel-kabel

4 Semiconductor Storage

Mulai banyak digunakan sejak tahun 1970-an hingga sekarangTerbuat dariVLSI (Very Large Scale Integration) yaitu meletakkan sejumlah besar circuitke dalam suatu chip Teknologi yang digunakan adalah MOS (Metal OxideSemiconductor) dan bersifat volatileKomputer IBM 704 pada GeneralElectric Computer facility diArizona State University 1956Sebuah mesin vacuum tubedengan magnetic core storageSingle layer thin film dengan Ta2N resistors

5 Josephson Junction

Diciptakan oleh Brian Josephson dari Inggris Merupakan memori yang dapatmelakukan switch dari bit 1 ke bit 0 atau sebaliknya dengan kecepatan yangtinggi yaitu kurang dari sepertriliun detik Menggunakan suatu tempat

tertutup yang berisi helium cair dengan suhu sekitar -200 derajat celcius

6 Charged-Coupled Device (CCD)

Merupakan memori yang terdiri dari ribuan metal bujur sangkar berukurankecil yang masing-masing dapat menyimpan informasi digit binari dalambentuk beban elektronik (electric charge)

812 Hirarki Memori

Sebagian besar komputer memiliki hirarki memori yang terdiri atas tiga level yaitu

1 Physical Register di CPU berada di Level teratas Informasi yang berada

di Register dapat diakses dalam satu Clock cycle CPU

2 Primary Memory (Executable memory ) berada dilevel tengah

Contohnya RAM Primary Memory diukur dengan satu byte dalam satu

waktu secara relatif dapat diakses dengan cepat bersifat volatil (informasi

bisa hilang ketika komputer dimatikan) CPU mengakses memori ini

dengan instruksi single load dan store dalam beberapa clock cycle

3 Secondary Memory berada dilevel bawah Contohnya disk atau tape

Secondary memory diukur sebagai kumpulan dari bytes(block of bytes)

waktu aksesnya lambat bersifat non-volatil (informasi tetap tersimpan

ketika komputer dimatikan) Memori ini diterapkan di storage device jadi

akses meliputi aksi oleh driver dan device

813 Memori Internal

Memori internal o Berada di luar CPU tetapi bersifat internal terhadap sistem komputero Diperlukan oleh CPU untuk proses eksekusi (operasi) program sehingga

dapat diakses secara langsung oleh prosesor (CPU) tanpa modul perantarao Memori internal sering juga disebut sebagai memori primer atau memori

utama o Memori internal biasanya menggunakan media RAM

Random Access Memori (RAM)

Ram adalah suatu memori baca tulis artinya data dapat dibaca dari atau ditulis ke RAM dan dapat dilakukan secara berulang-ulang dengan data yang berbeda-beda Jenis memori ini merupakan jenis volatile (mudah menguap) yaitu data yang tersimpan akan hilang jika catu dayanya dimatikan Karena alasan tersebut maka program utama tidak pernah disimpan di RAM Random artinya data yang disimpan pada RAM dapat diakses secara acak RAM dibagi lagi menjadi dua jenis yaitu jenis statik dan jenis dinamik RAM statik menyimpan satu bit informasi dalam sebuah flip-flop Jenis RAM ini asyncronous dan tidak memerlukan sinyal clock RAM statik biasanya digunakan untuk aplikasi-aplikasi yang tidak memerlukan kapasitas memori RAM yang besar RAM dinamik menyimpan satu bit informasi data sebagai muatan RAM dinamik menggunakan kapasitansi gerbang substrat sebuah transistor MOS sebagai sel memori elementer Untuk menjaga agar data yang tersimpan RAM dinamik tetap utuh data tersebut harus disegarkan kembali dengan cara membaca dan menulis ulang data tersebut kememori RAM dinamik ini digunakan untuk aplikasi ynag memerlukan RAM dengan kapasitas besar misalnya dalam sebuah komputer pribadi (PC)

Read Only Memory (ROM)

Jenis memori ini datanya hanya bisa dibaca dan tidak bisa ditulis secara berulang-ulang Memori ini berjenis non-volatile artinya data yang disimpan tidak mudah menguap (hilang) walaupun catu dayanya dimatikan Karena itu memori ini biasa digunakan untuk menyimpan program utama dari suatu sistem Jenis ROM yang dikenal dipasaran ada lima jenis yaitu

- ROM (Read Only Memory) yang diprogram dalam proses pembuatannya Jenis ini tidak dapat diprogram ulang

- PROM (Programmable ROM) yang diprogram dengan cara memutuskan hubungan sekering internal PROM hanya dapat diprogram satu kali dan tidak dapat diprogram ulang

- EPROM (Erasable PROM) yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat dari piranti Dihapus dengan cara pemberian sinar ultra violet melalui jendela pada bagian atas IC Setelah dihapus dapat diprogram ulang

- EEPROM (Electrically EPROM) sama saja dengan EPROM hanya cara penghapusannya dilakukan secara listrik

- Flash EPROM yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat pada piranti Memori ini dapat diisi ulang

Dari semua jenis memori diatas yang sering digunakan adalah memori jenis EPROM dan

EEPROM karena harganya paling murah dan mudah didapat dipasaran

814 Memori Eksternal

Memori eksternal o Bersifat eksternal terhadap sistem komputer dan tentu saja berada di luar

CPUo Diperlukan untuk menyimpan data atau instruksi secara permaneno Tidak diperlukan di dalam proses eksekusi sehingga tidak dapat diakses secara

langsung oleh prosesor (CPU) Untuk akses memori eksternal ini oleh CPU harus melalui pengontrolmodul IO

o Memori eksternal sering juga disebut sebagai memori sekunder o Memori ini terdiri atas perangkat storage peripheral seperti disk pita

magnetik dll berbagai jenis memory Eksternal

1 Berdasarkan jenis akses data

Berdasarkan jenis aksesnya memori eksternal dikelompokkan menjadi 2 jenis yaitu

a DASD (Direct Access Storage Device) dimana ia mempunyai akses langsung

terhadap data Contoh Magnetik(Floppy disk hard disk) Removable hard

disk(Zip disk Flash disk) Optical Disk

b SASD (Sequential Access Storage Device) Akses data secara tidak langsung

(berurutan) seperti Pita Magnetik

2Berdasarkan Karakteristik Bahan

Berdasarkan karakteristik bahan pembuatanya memori eksternal digolongkan

menjadi beberapa kelompok

a Punched Card atau kartu berlobang

a merupakan kartu kecil berisi lubang-lubang yang menggambarkan berbagai instruksi atau data Kartu ini dibaca melalui puch card reader yang sudah tidak digunakan lagi sejak tahun 1979

b Magnetik Disk Magnetik disk merupakan disk yang terbuat dari bahan yang bersifat magnetik contoh Floppy dan hardsik

c Optical Disk Optical disk terbuat dari bahan optik seperti resin (Polycaronate) dan dilapisi permukaan yang sangat reflektif seperti aluminium contoh CD dan DVD

d Magnetik TapeSedangkan magnetik tape terbuat dari bahan yang bersifat magnetik tetapi berbentuk pita seperti halnya pita kaset tape recorder

91 Bus amp Sistem Bus

Dalam Arsitektur komputer sebuah Bus adalah sebuah subsistem yang mentransfer data

atau listrik antar komponen komputer didalam sebuah komputer atau antar komputer

Bus komputer awal merupakan bus listrik paralel dengan banyak hubungan tetapi istilah

ini sekarang digunakan untuk pengaturan fisik yang menyediakan fungsi logika yang

sama dengan sebuah bus listrik paralel dan dapat dihubungkan dengan kabel dalam

sebuah topologi multidrop atau daisy chain atau dihubungkan dengan switch seperti

dalam kasus bus USB

System bus atau bus System dalam Arsitektur komputer merujuk pada bus yang

digunakan oleh sistem komputer untuk menghubungkan semua komponennya dalam

menjalankan tugas sebuah bus adalah sebutan untuk jalur dimana data dapat mengalir

dalam komputer jalur-jalur ini digunakan untuk komunikasi dan dapat dibuat antara dua

elemen atau lebih Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan

dieksekusi oleh CPU melalui perantara sistem bus

911 Transfer informasi pada bus

Suatu mendukung bermacam-macam transfer data Semua bus mendukung transfer baca

(master slave) dan transfer tulis( slave ke master) Pada semua multiplexed addressdata

bus pertama-tama bus digunakan untuk menspesifikasikan alamat dan kemudian untuk

melakukan transfer data Untuk operasi baca biasanya terdapat waktu tunggu pada saat

data sedang diambil dari slave untuk ditaruh pada bus Baik bagi operasi baca maupun

tulis mungkin juga terdapat delay bila hal itu diperlukan untuk melalui arbitrasi agar

mendapatkan kontrol bus untuk sisa operasi (yaitu mengambil alih bus untuk melakukan

request baca atau tulis kemudian mengambil alih lagi bus untuk membentuk operasi baca

atau tulis

Pada alamat dedicate dan bus-bus alamat ditaruh ada bus alamat dan tetap berada disana

selama data tersimpan pada bus data Bagi operasi tulis master menaruh data pada bus

data begitu alamat telah stabil dan slave telah mempunyai kesempatan untuk mengetahui

alamatnya bagi operasi baca slave menaruh data pada bus dan begitu slae mengetahui

alamatnya dan telah mengembil data

912 Sistem Bus dengan Jalur Data Alamat dan Kontrol

Jalur bus yang digunakan untuk mentransfer data dapat dikelompokkanrnenjadi tiga tipe jalur data alamat dan kontrol

Data bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi data dan instruksi

Address bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi untuk alamat di

main memory untuk data atau instruksi yang akan diambil atau direkam

Control bus yaitu bus yang digunakan untuk mengirimkan signal sebagai

pemberitahuan akan dikirimkan suatu informasi atau telah diterimanya informasi

yang akan dikirimkan dari suatu alat ke alat lainnya

913 Hirarki Bus

Bus merupakan lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih perangkat

computer Karakteristik penting sebuah bus adalah bahwa bus merupakan media

transmisi yang dapat digunakan bersama Sejumlah perangkat yang terhubung ke bus dan

suatu sinyal yang ditransmisikan oleh salah satu perangkat ini data diterimaoleh salah

satu perangkat yang terhubung ke bus

Umumnya sebuah bus terdiri dari sejumlah lintasan komunikasi atau saluran Masing-

masing saluran dapat mentransmisi sinyal yang menunjukan biner 1 dan biner 0

serangkaian digit biner dapat ditransmisi melalui saluran tunggal

914 Bus Data dan Bus Alamat

1 Bus data

Jalur data yang dilalui informasi ke dan dari microprocessor bahan data keterangan

catatan fakta fakta atau bagian dari fakta yang mengandung arti yang dihubungkan

dengan kenyataan simbol-simbol gambar kata-kata angka huruf yang menunjukan ide

objek kondisi dan lainnya

Data itu sendiri merupakan bentuk jamak dari datum yang berarti informasi jelasnya data

itu dapat berupa apa saja dan dapat ditemui dimana saja

2 Bus Alamat

Bus alamat pengalamatan transformasi data bus Pengalamatan bus ini berisi 16 2024

jalur sinyal paralel atau lebih CPU mengirim alamat lokasi memori atau port yang ingin

ditulis atau dibaca di bus ini jumlah lokasi memori yang dapat dialamati ditentukan

jumlah jalur alamat Jika CPU mempunyai N jalur alamat maka dapat mengalamati 2

pangkat N lokasi memori dan atau port secara langsung

101 Unit Input amp Output

Salah satu fitur dasar komputer adalah kemampuannya untuk mempertukarkandata dengan perangkat lain Kemampuan komunikasi ini memungkinkan operatormanusia misalnya untuk menggunakan keyboard dan layer display untuk mengolahteks dan grafik

1011 Dasar Unit Input Output

Unit IO memberi CPU kemampuan untuk berkomunikasi dengan peripheral Merupakan

entity dalam komputer yang bertanggung jawab atas pengontrol sebuah perangkat

eksternal atau lebih dan untuk pertukaran data antara alat-alat tersebut dengan memory

utama dan atau register-register dalam CPU

Alasan- alasan dipertukarkannya unit IO

Adanya aneka ragam peripheral yang memiliki macam-macam metode operasi

Perbedaan kecepatan transfer data antara sistem BUS dengan piranti IO BUS= 20

nano detik sedang IO lebih dari 100 nano detik

Peripheral seringkali menggunakan format data dan panjang word yang berlainan

dengan komputer

Perbedaan besar tegangan dan arus data yang diperlukan untuk transfer informasi

dari dan ke peripheral dengan sistem bus

Tujuan Unit IO

Melakukan kompensasi perbedaan kecepatan dan perwaktuan antara CPU dan

peripheral

Melakukan penyesuaian tegangan dan arus satu aras ke aras lain

Menyesuaikan panjang data antara sistem BUS dan BUS IO

1012 Antarmuka IO

Gambar 122 mengilustrasikan hardware yang diperlukan untukmenghubungkan perangkat IO ke bus Dekoder alamat mengenableperangkattersebut untuk mengenali alamatnya pada saat alamat ini muncul pada jalur alamatRegister data menyimpan data yang ditransfer ked an dari prosessor Register statusberisi informasi yang relevan dengan operasi perangkat IO Register data dan statusdihubungkan dengan bus data dan ditetapkan dengan alamatalamatunik Dekoderalamat register data dan status dan sirkuit control yang diperlukan untukmengkoordinasikan transfer IO membentuk sirkuit antar muka perangkatGambar 122 Antarmuka IO untuk perangkat input

Perangkat IO beroperasi pada kecepatan yang sangat berbeda denganprosessor Pada saat operator manusia memasukkan karakter pada keyboardprosessor mampu mengeksekusi jutaan instruksi antarentrikarakter yang berurutanSuatu instruksi yang membaca karakter dari keyboard sebaiknya hanya dieksekusipada saat karakter tersebut tersedia dalam input buffer antarmuka keyboard Juga kitaharus memastikan bahwa karakter input tersebut hanya dibaca sekali

1013 Transfer data pada IO

Transfer dataFormat transfer

- Paralel semua bit pada karakter (word denganpanjang tertentu) dikirim secara bersamaan dalambatas waktu yang diberikan

- Serial Data dikirim secara berurutan dalam satu saluran

Transfer data secara paralel lebih cepat daripada secaraserial karena saluran transmisinya banyak kelemahannyakalau terlalu panjang akan terjadi interferensi antarsaluran

Mode transfer data

1 Synchronous modeBaris kendali digunakan untuk mengsinkronkan waktupada semua kejadian yang terjadi selama periodewaktu tertentuKelemahanbull Tiap piranti IO berbeda-beda kecepatan operasinyasehingga harus diturunkan pada kecepatan yangpaling rendah

2 Asynchronous mode

Menggunakan teknik jabat tangan (hand shaking) untukmenyakinkan transfer data antara pengirim danpenerima tidak ada kesalahan (data valid)

111 Interupsi

Interupsi merupakan bagian penting dari sistem arsitektur komputer Setiap sistem

komputer memiliki mekanisme yang berbeda Interupsi bisa terjadi apabila perangkat

keras (hardware) atau perangkat lunak minta ldquo dilayanirdquo oleh processor apabila terjadi

interupsi maka processor menghentikan proses yang sedang dikerjakannya kemudian

beralih mengerjakan service rutin untuk melayani intrupsi tersebut Setelah selesai

mengerjakan service rutin maka prosesor kembali melanjutkan proses yang tertunda

1111 Kelas Sinyal Interupsi

Program yaitu Interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi

pada hasil eksekusi program Contioh Aritmatika overflow pembagian nol

operasi ilegal

Timer adalah Interupsi yang dibangkitkan pewaktuan dalam prosesor Sinyal ini

memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsi tertentu secara reguler

I O sinyal Interupsi yang di bangkitkan oleh Modul IO sehubngan pemberitahuan

kondisi Error dan penyelesaian suatu operasi

Hardware Failure adalah Interupsi yang dibangkitkan oleh kegagalan daya atau

kesalahan paritas memori

1112 Proses Interupsi

Dengan adanya mekanisme Interupsi prossesor dapat digunakan untuk

mengeksekusi intsruksi- instruksi lain

Saat suatu modul telah selesai menjalankan tugasnya dan siap menerima tugas

berikutnya maka modul ini akan mengirimkan permintaan interupsi ke prosesor

Kemudian prosesor akan menghentikan eksekusi yang dijalankannya untuk

menghandle routine interupsi

Setelah program interupsi selesai maka processor akan melanjutkan eksekusi

programnya kembali

Saat sinyal Interupsi diterima processor ada dua kemungkinan tindakan yaitu

Interupsi diterima ditangguhkan dan Interupsi ditolak

1113 Interupsi Ditangguhkan

Apa yang dilakukan Processor

Processor menangguhkan eksekusi program yang dijalankan dan menyimpan

konteksnya tindakan ini adalah menyimpan alamat instruksi berikutnya yang akan

dieksekusi dan data lain yang relevan

Processor menyetel program Counter (PC) ke alamat awal routine intterupt handler

1114 Sistem Operasi Kompleks

Interupsi ganda (Multiple interupt)

Misalnya suatu komputer akan menerima permintaan interupsi saat proses

pencetakan dengan printer selesai disamping itu dimungkinkan dari saluran

komunikasi akan mengirimkan permintaan interupsi setiap kali data tiba

Dapat diambil dua buah pendekatan untuk menangani interupsi ganda ini

121 Arsitektur dan Klasifikasi Sistem Komputer

Sebuah sistem operasi atau dalam bahasa asingnya Operating System adalah sebuah

program yang mengatur hardware komputer Sistem operasi juga menyediakan fondasi

untuk aplikasi diatasnya dan bertindak sebagai penghubung antara user dengan

hardwaresetiap sistem operasi memiliki caranya masing-masing untuk menyelesaikan

tugasnya Hal ini menimbulkan aneka ragam sistem operasi yang sangat menakjubkan

Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu 1 Klasifikasi Flynn

Didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data dalam sistem komputer

2 Klasifikasi Feng Didasarkan pada pemrosesan paralel dan serial

3 Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1211 Klasifikasi Fylnn

KLASIFIKASI FLYNN 1048790 Klasifikasi sistem komputer yang didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data diperkenalkan oleh Michael J Flynn 1048790 Alur instruksi (instruction stream) adalah urutan instruksi yang dilaksanakan oleh mesin 1048790 Alur data adalah urutan data yang dipanggil oleh alur instruksi 1048790 Baik instruksi maupun data diambil dari modul memori 1048790 Instruksi didecode (diartikan) oleh Control Unit 1048790 Alur data mengalir dua arah antara prosesor dan memori

Ada 4 kategori sistem komputer dalam klasifikasi Flynn 1 Single Instruction stream ndash Single Data stream (SISD) 2 Single Instruction stream ndash Multiple Data stream (SIMD) 3 Multiple Instruction stream ndash Single Data stream (MISD) 4 Multiple Instruction stream ndash Multiple Data stream (MIMD)

1212 Klasifikasi Feng

KLASIFIKASI FENG 1048790 Tse Yun Feng mengusulkan pembagian klasifikasi arsitektur komputer berdasarkan derajat keparalelan (degree of parallelism) 1048790 Jumlah bit maksimum yang dapat diproses dalam satu satuan waktu oleh sistem komputer disebut derajat keparalelan maksimum P 1048790 Bila Pi adalah jumlah bit yang dapat diproses dalam siklus prosesor ke ndash i (atau periode clock ke ndash i) 1048790 Siklus prosesor T dinyatakan oleh i = 123 T 1048790 Maka derajat keparalelan rata-rataa adalah

Ada 4 tipe Metode Pemrosesan

1048790 Word Serial and Bit Serial (WSBS) 1048790 Word Paralel and Bit Setial (WPBS) 1048790 Word Serial and Bit Paralel (WSBP) 1048790 Word Paralel and Bit Paralel (WPBP)

1213 Klasifikasi Handler

Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1214 Menjelaskan Multi Komputer amp Multi Processor

1048790 Multiprosesor MIMD dengan memori yang dapat digunakan bersama semua prosesornya memiliki akses ke pool memori utama

1048790 Multikomputer MIMD dengan memori terdistribusi setiap prosesornya memiliki memori khusus sendiri

1048790 Motivasi pembuatan organisasi multikomputer adalah untuk mengatasi keterbatasan skala multiprosesor

1048790 Karena prosesor-prosesor multikomputer harus berkomunikasi maka elemen penting perancangan multikomputer adalah jaringan interkoneksi yang harus dapat beroperasi seefisien mungkin

1048790 Ada beberapa topologi interkoneksi untuk memberikan kinerja yang efisien

1048790 Terdapat trade-off antara lintasan terpanjang dan jumlah koneksi fisik yang diperlukan

Selesai

BAB III PENUTUP

31 Kesimpulan

32 Saran

Daftar Pustaka

• Definisi
• • Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu

71 Control Unit

711 Model unit kontrol

712 Macam-macam unit kontrol

713 Fungsi unit kontrol

714 Input Unit Kontrol

715 Output Unit Kontrol

716 Implementasi Unit Kontrol

81 Memori amp Piranti Penyimpanan

811 Jenis-jenis memori

812 Hirarki Memori

813 Memori Internal

814 Memori Eksternal

91 Bus amp Sistem Bus

911 Transfer informasi pada Bus

912 Sistem Bus dengan Jalur Data Alamat dan Kontrol

913 Hirarki Bus

914 Bus Data dan Bus Alamat

101 Unit Input amp Output

1011 Dasar Unit Input Output

1012 Antarmuka IO

1013 Transfer data pada IO

111 Interupsi

1111 Kelas Sinyal Interupsi

1112 Proses Interupsi

1113 Interupsi Ditangguhkan

1114 Sistem Operasi Kompleks

121 Arsitektur dan Klasifikasi Sistem Komputer

1211 Klasifikasi Fylnn

1212 Klasifikasi Feng

1213 Klasifikasi Handler

1214 Menjelaskan Multi Komputer amp Multi Processor

BAB III PENUTUP

31 Kesimpulan

32 Saran

Daftar Pustaka

BAB I PENDAHULUAN

11 Latar Belakang

Adapun Latar belakang dari penulisan Modul ini yaitu Agar Tercapainya Proses

Belajar Mengajar yang merupakan tuntutan dari Satuan Acara Perkuliahan Arsitektur

Komputer dan Mahasiswa dapat mengetahui bagaimana sebuah System komputer bekerja

serta bagaimana proses yang terjadi pada sebuah komputer dan menghasilkan informasi

yang berguna bagi Pengguna pada Khususnya

12 Tujuan Penulisan

Modul ini ditujukan untuk memenuhi kebutuhan-kebutuhan tentang pengetahuan

komputer pada umumnya

1 Dapat memahami Spesifikasi sekumpulan Instruksi dan Unit yang melaksanakan

Instruksi serta pengertian dari Arsitektur Komputer dan sejarah perkembangan

Arsitektur Komputer

2 Mahasiswa Manajemen Informatika

Pengantar komputer merupakan mata pelajaran yang diberikan pada tahun-tahun

pertama Jurusan Manajemen Informatika Dengan demikian Modul ini dapat

dijadikan sebagai bahan bacaan oleh para Mahasiswa yang sedang mengambil

mata kuliah ini

3 Mahasiswa Non Manajemen Informatika

Karena komputer sudah mulai merdquowabahrdquo dan menjamah ke segala bidang maka

Jurusan non komputer juga sudah mulai memberikan pelajaran-pelajaran

pengantar komputer di kurikulumnya

4 Mereka yang akan belajar sendiri

Sebagai bahan untuk mempelajari sendiri Modul ini dapat diandalkan karena

telah mewakili apa yang perlu diketahui oleh mereka yang ingin mengetahui

tentang pengetahuan komputer

13 Ruang Lingkup Penelitian

Didalam perumusan masalah yang dibahas diatas agar tercapainya proses belajar

mengajar yang merupakan tuntutan Satuan Acara Perkuliahan Maka dalam penulisan

Modul ini dibatasi terhadap masalah yang akan dibahas Adapun batasan tersebut adalah

Unit input proses dan Output yaitu komponen-komponen pada saat data dimasukan

kemudian diproses sehingga menghasilkan suatu Informasi yang dapat disajikan kedalam

bentuk media tampilan Layout

14 Metode Penelitian

Untuk mencapai tujuan penulisan Modul maka dilakukan kajian atau Sumber

sebagai berikut

1 Kajian Perpustakaan (Library Research)

Merupakan referensi atau sumber yang dijadikan bahan bagi penulis dalam

menyelesaikan Modul

2 Sumber Internet

Merupakan fasilitas atau layanan yang disediakan provider untuk mendapatkan

informasi penting yang akan menambah nilai guna dalam pembuatan Modul ini

BAB II PEMBAHASAN

21 Pengenalan Arsitektur Komputer

211 Pengertian Komputer

Komputer adalah alat yang dipakai untuk mengolah informasi menurut prosedur yang telah dirumuskan Kata computer semula dipergunakan untuk menggambarkan orang yang perkerjaannya melakukan perhitungan aritmatika dengan atau tanpa alat bantu tetapi arti kata ini kemudian dipindahkan kepada mesin itu sendiri Asal mulanya pengolahan informasi hampir eksklusif berhubungan dengan masalah aritmatika tetapi komputer modern dipakai untuk banyak tugas yang tidak berhubungan dengan matematika

Dalam definisi seperti itu terdapat alat seperti slide rule jenis kalkulator mekanik mulai dari abakus dan seterusnya sampai semua komputer elektronik yang kontemporer Istilah lebih baik yang cocok untuk arti luas seperti komputer adalah pemroses informasi atau sistem pengolah informasi

Definisi

Sekalipun demikian definisi di atas mencakup banyak alat khusus yang hanya bisa memperhitungkan satu atau beberapa fungsi Ketika mempertimbangkan komputer modern sifat mereka yang paling penting yang membedakan mereka dari alat menghitung yang lebih awal ialah bahwa dengan pemrograman yang benar semua komputer dapat mengemulasi sifat apa pun (meskipun barangkali dibatasi oleh kapasitas penyimpanan dan kecepatan yang berbeda) dan memang dipercaya bahwa mesin sekarang bisa meniru alat perkomputeran yang akan kita ciptakan di masa depan (meskipun niscaya lebih lambat) Dalam suatu pengertian batas kemampuan ini adalah tes yang berguna karena mengenali komputer maksud umum dari alat maksud istimewa yang lebih awal Definisi dari maksud umum bisa diformulasikan ke dalam syarat bahwa suatu mesin harus dapat meniru Mesin Turing universal Mesin yang mendapat definisi ini dikenal sebagai Turing-lengkap dan yang pertama mereka muncul pada tahun 1940 di tengah kesibukan perkembangan di seluruh dunia Lihat artikel sejarah perkomputeran untuk lebih banyak detail periode ini

212 Variasi tipe komputer dalam beberapa hal

PENGGOLONGAN KOMPUTER

Berdasarkan Data yang Diolah

1 Analog Computer diams Digunakan untuk data yang sifatnya kontinyu dan bukan data yang berbentuk angka

tetapi dalam bentuk fisik misalnya arus listrik temperatur kecepatan tekanandsb

diams Output dari komputer analog umumnya adalah untuk pengaturan atau pengontrolan suatu mesin misalnya untuk mengatur temperature di dalam suatu alat pembakaran

diams Keuntungan komputer analog adalah kemampuannya untuk menerima data dalam besaran fisik dan langsung mengukur data tertentu tanpa harus dikonversikan terlebih dahulu seperti pd komputer digital sehingga proses komputer analog lebih cepat dibandingkan dengan komputer digital

diams Kelemahan komputer analog adalah terletak pada faktor ketepatannya Komputer digital lebih tepat dibandingkan dengan komputer analog

2 Digital Computer diams Digunakan untuk data yang berbentuk angka atau hurup diams Biasanya dipakai untuk aplikasi bisnis dan aplikasi teknik diams Keunggulan komputer digital adalah

o Memproses data lebih tepat dibanding komputer analog o Dapat menyimpan data selama masih dibutuhkan untuk diproses o Dapat melakukan operasi logika o Data yang telah dimasukkan dapat dikoreksi atau dihapus o Output dari komputer digital dapat berupa angka hurup grafik maupun gambar

3 Hybrid Computer diams Merupakan komputer kombinasi dari komputer analog dan digital diams Mampu memproses data lebih cepat dari komputer digital dan lebih tepat dari

komputer analog diams Biasanya dipakai untuk aplikasi khusus

Berdasarkan Penggunaannya

1 Special Purpose Computer diams Komputer yang dirancang untuk menyelesaikan masalah yang khusus yg biasanya

hanya berupa satu masalah saja diams Program komputer sudah tertentu dan sudah tersimpan di dalam komputernya diams Komputer ini dapat berupa komputer digital maupun komputer analog dan

umumnya komputer analog adalah special purpose computer

diams Spesial purpose computer banyak dikembangkan untuk pengontrolan yang otomatis pada proses-proses industri seperti misalnya pabrik kimia penyulingan minyak pabrik baja serta untuk tujuan militer

2 General Purpose Computer diams Komputer yang dirancang untuk menyelesaikan bermacam-macam masalah dengan

program-program yang bermacam-macam pula diams Dibandingkan dengan special-purpose computer kecepatannya lebih rendah diams Dipakai untuk berbagai keperluan untuk aplikasi bisnis teknik pendidikan

pengolahan kata permainan dsb diams Komputer ini dapat berupa komputer digital maupun komputer analog dan

umumnya komputer digital adalah general purpose computer

Berdasarkan Ukurannya

diams Ukuran dari komputer ditunjukkan oleh kemampuannya dalam mengolah data ditentukan oleh o Kapasitas main memory (simpanan dalam) yg dinyatakan dalam satuan byte

( dengan kapasitas 4 KB 32 KB 64 KB 128 KB 256 KB bahkan dapat dikembangkan sampai 2 MB)

o Konfigurasi dari operand register (operand register digunakan untuk menampung data yang sedang dioperasikan) bisa dengan ukuran 8 bit 16 bit 32 bit dan 64 bit

o Kecepatan pengolahan data o Jumlah dan macam alat-alat input dan outputnya o Ukuran fisik komputer dan ruangan yang dibutuhkan

diams Berdasarkan ukuran komputer dapat digolongkan ke dalam komputer mikro(micro computer) komputer mini (mini computer) komputer kecil (small computer) komputer menengah (medium computer) komputer besar (large computer) dan komputer super (super computer)

1 Micro Computer diams Disebut juga dengan personal computer atau desktop computer diams Ukuran main memory berkisar 16 KB sampai lebih dari 1 MB diams Konfigurasi operand register 8 bit 16 bit 32 bit atau 64 bit diams Umumnya single user ( pemakainya tunggal) diams Ruangan yang dibutuhkan kecil dan dapat diletakkan di atas meja diams Harganya relative murah diams Perkembangan lebih lanjut dari komputer mikro adalah komputer super-mikro

(super micro computer) dimana komputer super mikro sudah multiuser system

2 Mini Computer diams Dapat digolongkan lagi menjadi mini-mini komputer midi-mini computer maxi-

mini computer dan super mini komputer tergantung dari kemampuannya diams Ukuran main memory berkisar 4 MB sampai lebih dari 128 MB diams Konfigurasi operand register 8 bit 16 bit 32 bit atau 64 bit diams Umumnya multi user ( pemakainya banyak)

diams Bentuk dari komputer mini cukup kecil dapat dipindah-pindah dan dapat diletakkan di rumah kecil

diams Harganya relative lebih mahal daripada komputer mikro tergantung dari banyaknya terminal dan alat input serta ouputnya harganya mulai dari Rp 15 juta

diams Mulai digunakan thn 1960 sebanyak 5000 komputer dan tahun 1970 jumlah ini telah meningkat sampai dengan 10000 komputer

diams Diterapkan terhadap aplikasi pengendalian produksi riset laborotarium dan komunikasi data

3 Small Computer diams Disebut juga dengan nama small-scale mainframe computer diams Ukuran main memory berkisar 64 KB dan dapat dikembangkan sampai lebih dari 8

MB diams Konfigurasi operand register 8 bit 16 bit 32 bit atau 64 bit diams Kebanyakan menggunakan system multi programming multi processing dan virtual

storage serta bersifat multi user diams Harganya relative lebih mahal daripada komputer mini tergantung dari banyaknya

terminal dan alat input serta ouputnya mulai dari Rp 50 juta

4 Medium Computer diams Disebut juga dengan nama medium-scale mainframe computer diams Ukuran main memory berkisar 512 KB dan dapat dikembangkan sampai lebih dari 8

MB diams Medium computer dapat mempunyai sejumlah besar dan bermacam-macam alat

input atau output diams Digunakan untuk komunikasi data dengan ratusan terminal yang terpisah dari pusat

komputernya dimana pusat komputernya biasanya menggu8nakan medium computer dan terminal dapat menggunakan micro atau mini computer

diams Kebanyakan menggunakan system multi programming multi processing dan virtual storage serta bersifat multi user

diams Harganya relative lebih mahal daripada small computer mulai dari Rp 150 juta 5 Large Computer

diams Disebut juga dengan nama mainframe computer atau large scale mainframe computer karena bentuk fisiknya besar seperti lemari

diams Ukuran main memory berkisar 512 KB dan dapat dikembangkan sampai lebih dari 8 MB

diams Digunakan oleh perusahaan-perusahaan besar misalnya perusahaan penerbangan yg mempunyai ratusan kantor cabang tersebear di selruh dunia yg tiap-tiap kantor mempunyai terminal yg dihubungkan dengan pusat komputernya

diams Mempunyai kecepatan dalam proses data dan efektif dlm penerapan system time sharing sehingga dapat dipakai banyak pemakai secara bersamaan

diams Harganya relative lebih mahal daripada small computer mulai dari Rp 300 juta

6 Super Computer diams Dikembangkan oleh perusahaan-perusahaan Amerika Serikat dan Jepang diams IBM sebagai salah satu perusahaan yg mengembangkan super computer diams Penelitian juga dilakukan oleh Cray Research dengan hasil Cray-1 computer diams Penerapan system time-sharing yang lebih efektif dengan menggunakan ribuan

terminal yg dapat dihubungkan dengan super computer dan ribuan pemakai dapat menggunakannya secara bersamaan

diams Harga super computer mulai dari 7 juta US $ sampai dengan 17 juta US $

213 Unit Fungsional komputer terdiri dari lima bagian utama

1 Unit Input

KeyboardKeyboards memungkinkan seorang user untuk memasukkan perintah dandata ke dalam system komputerContoh gambar sebuah keyboard

MouseMouse adalah peralatan input yang mempunyai sejumlah tombolPerpindahan dengan tangan sepanjang permukaan mouse akan merubahposisi tampilan pada layar yang merefleksikan perpindahan tersebutTombol pada mouse digunakan untuk memilih item dan membuat pilihanpada layarMouse secara significant dapat mereduksi input yangdimasukkan oleh pemakai melalui serangkaian pengetikanperintah pada keyboard dengan mengklik pada tombol mouseatau item yang tampil pada layar monitor

Trackball Joystick dan Touchpad

Mouse mengenableoperator untuk memindahkan kursor pada layercomputer Sekumpulan perangkat input inovatif telah dikembangkan untukmelakukan fungsi serupa untuk memenuhi berbagai lingkungan aplikasi danpreferensi userPrinsip operasi trackball sangat mirip dengan mouse mekanik Suatu bola

dipasang pada shallow well pada keyboard User memutar bola tersebut untukmengindikasikan pergerakan kursor yang diinginkan di layar

Joystick

adalah stick pendek berputar yang dapat digerakkan dengan tanganuntuk menunjuk ke tiap arah dalam bidang XYPada saat informasi ini dikirim kecomputer software menggerakkan kursor pada layar dengan arah yang sama

2Memori

Fungsi utama dari mainstoragememori adalah menyediakan tempat bagi data

dan instruksi Bagian ini terdiri dari internal memory yaitu berupa RAM (Random

Acces Memory) dan ROM (Read Only Memory) serta eksternal memory yaitu

berbagai macam disk seperti harddisk floppy disk dan optical disk

RAM mempunyai kemampuan untuk melakukan pengecekan data

disimpanan yang disebut dengan parity check Bila data hilang atau rusak dapat

diketahui dari sebuah bit tambahan yang disebut dengan parity bit ROM adalah

memori yang hanya dapat dibaca saja pemakai tidak dapat mengisi sesuatu ke dalam

ROM Isi ROM telah diisi oleh pabrik pembuatnya berupa system operasi yang

terdiri dari program-program pokok yang diperlukan oleh sistem komputer

Perintah-perintah yang ada pada ROM sebagian akan dipindahkan pada

RAM RAM (Random Acces Memori) adalah memori komputer yang dapat diisi

dengan program data selama ada aliran listrik bila aliran listrik mati isi RAM akan

terhapus semuanya Pada waktu program komputer dijalankan sebagian program

yang telah kita masukkan atau kita ketik akan diletakkan di RAM

3 Aritmatika amp Logika

ALU adalah yang melaksanakan pengolahan data secara fisik termasuk

penjumlahan pengurangan pembagian juga logical operasi seperti manyatukan

data menurutkan data memilih data dan lain-lain

4 Unit Output

1 Monitor

Monitor adalah peralatan yang memungkinkan komputer untukmenampilkan informasi balik ke pemakaiuser dalam bentuk teks maupungrafik Monitors mempunyai ukuran yang bervariasi 14 15 17 dan lainnya Semakin besar ukurannya (dalam inch) maka semakin mahal dansemakin luas gambar yang dapat ditampilkan pada monitor Monitor memiliki beberapa variasi bentuk resolusiscreen yang berbeda yang merujuk pada jumlah titikyang bisa ditampung dalam koordinat X dan Y (640 x480 atau 800 x 600) dan refresh rate yangmenunjukkan berapa kali per detik suatu gambar dapatditampilkan pada screen (60Hz berarti 60 kali perdetik) Monitor dengan resolusi screen yang lebih tinggi semisal 1024x768membutuhkan ukuran monitor yang lebih lebar missal 21 (jika tidakmaka akan kelihatan kecil sekali gambarnya jika ditampilkan dalammonitor berukuran 14) dan juga membutuhkan refresh rate yanglebih tinggi semisal 72Hz untuk mencegah tampilan gambar padascreen terlihat berkedip-kedip (flickering)

2 Printer

Printer digunakan untuk mencetak pada kertas apa yang ditampilkan padascreen atau untuk mencetak data yang dioleh oleh komputerPrinter ada yang berwarna (color) dan ada yanghitam putih (black and white) Printer berwarnalebih lambat dan lebih mahal daripada printer hitamputih Juga teknologi yang digunakan untukmencetak informasi pada kertas bervariasitergantung tipe printer

5Unit Kontrol

Unit kontrol atau yang sering dikenal dengan control unit akan menyimpan perintah sekarang yang dilakukan oleh komputer memerintahkan ALU untuk melaksanaan dan mendapat kembali informasi (dari memori) yang diperlukan untuk melaksanakan perintah itu dan memindahkan kembali hasil ke lokasi memori yang sesuai Sekali yang terjadi unit kontrol pergi ke perintah berikutnya (biasanya ditempatkan di slot berikutnya kecuali kalau perintah itu adalah perintah lompatan yang memberitahukan kepada komputer bahwa perintah berikutnya ditempatkan di lokasi lain)

Bagian CPU yang menyebabkan fungsi komputer tercapai ini mengeluarkan sinyal-sinyal kontrol yang bersifat internal bagi CPU untuk memindahkan data antar Register agar ALU melakukan fungsinya untuk mengatur operasi-operasi internal lainnya Register yang merupakan bagian dari unit kontrol adalah tempat penyimpan data sementara dalam CPU selama proses eksekusi Apabila terjadi proses eksekusi data dalam register dikirim ke ALU untuk diproses hasil eksekusi nantinya diletakkan ke register kembali Unit kontrol akan menghasilkan sinyal yang akan mengontrol operasi ALU dan pemindahan data ke dan dari ALU Unit kontrol juga mengeluarkan sinyal kontrol eksternal bagi pertukaran data memori dan modul-modul IO

214 Pengertian Software

Piranti lunak atau perangkat lunak adalah program komputer yang berfungsi sebagai sarana interaksi antara pengguna dan perangkat keras Perangkat lunak dapat juga dikatakan sebagai penterjemah perintah-perintah yang dijalankan pengguna komputer untuk diteruskan ke atau diproses oleh perangkat keras

Perangkat lunak adalah program komputer yang isinya dapat diubah dengan mudah Perangkat lunak umumnya digunakan untuk mengontrol perangkat keras melakukan perhitungan berinteraksi dengan perangkat lunak lainnya dan lain-lain

Contoh dari perangkat lunak

1Sistem operasi

215 Meningkatkan Performa komputer

Untuk Meningkatkan Performa kinerja komputer pertama sekali yang harus

diperhatikan adalah mengukur kapabilitas dan kompatibilitas sistem yang ada pada suatu

perangkat IO sehingga antar terjadi hubungan yang dinamis pada masing-masing

perangkat

31 Keterkaitan Data dengan komputer

311 Pengolahan data terbagi 2

Analog

Digital

Dilihat dari fungsi komputer merupakan suatu perangkat digunakan untuk memproses data kemudian hasil prosesnya diselesaikan secara elektronis didalam CPU Menurut pengolahan data komputer diklasifikasikan menjadi 2 yaitu Analog amp Digital

Analog Suatu sinyal yang dikirimkan dari suatu pemancar (transmitter) ke penerima (receiver) untuk berkomunikasi data tersebut dikirim dalam bentuk suara huruf angka dan karakter lain (tulisan tangan dicetak) foto gambar film dll

Digital Sistem yang memproses nilai diskrit (langkah demi langkah )

Permodulasian Suatu teknik untuk merubah signal Digital ke dalam bentuk signal Analog sehingga data kumpulan jajaran digit dari komputer dapat dihantar melalui kabel telfon yang menghantar informasi secara Analog

Ex AM FM PM

Permodulasian dilakukan oleh alat MODEM (Modulation Demodulation) Signal Analog Signal Digital sebaliknya

312 ASCII

ASCII singkatan dari American Standard Code for Information Interchange Standardyang digunakan pada industri untuk mengkodekan huruf angka dan karakterkarakterlain pada 256 kode (8 bit biner) yang bisa ditampung

Ex Huruf A=65 B=66 C=67 dst

313 Contoh soal Permodulasian AM

Sebuah Host mengirim data rdquo IYA rdquo dengan menggunakan permodulasian AM dengan kecepatan 1 Baud= 2 Bps Amplitudo +- 12 Volt +- 9 Volt +- 6 Volt +- 3 Volt Gbrkan bentuk signal Analog untuk menghantarkan huruf rdquoIYArdquo

Jawab 1 Baud = 2 Bps (dengan Melihat Kode ASCI ) 00 = +- 12 Volt 01 = +- 9 Volt10 = +- 6 Volt 11 = +- 3 Volt

I = 01001001Y = 01011001A = 01000001

314 Sistem Bilangan pada computer

1 BitsSetiap angka 0 dan 1 biasa disebut Bit Bit adalah singkatan dari Binary Digit Kata

Binary diambil dari nama Binary Number System (Sistem Bilangan Biner) Tabel 21berikut menunjukkan tentang bit

2 Sistem Bilangan Biner

Sistem bilangan biner disusun dari angkaangkasama seperti sistem bilangan desimal(sistem bilangan 10) yang sering digunakan saat ini Tetapi untuk desimalmenggunakan angka 0 sampai 9 sistem bilangan biner hanya menggunakan angka 0dan 1Berikut adalah tabel contoh sistem bilangan biner

3 Sistem Bilangan Desimal

Sebelum mempelajari tentang bilangan biner ada baiknya mengetahui tentang sistembilangan yang umum dipakai yaitu desimal (bilangan basis 10) Perhatikan table

Contoh

1243 = (1 X 10 3 ) + (2 X 10 2 ) + (4 X 10 1 ) + (3 X 10 0 )= 1000 + 200 + 40 + 3

4 Sistem Bilangan Biner

Untuk bilangan biner (bilangan basis 2) perhatikan tabel

Contoh

101102 = (1 X 2 4 ) + (0 X 2 3 ) + (1 X 2 2 ) + (1 X 2 1 ) + (0 X 2 0 ) = (16 + 0 + 4 + 2 +0) = 2216810 = 101010002

Cara II

168 2 = 84 sisa 084 2 = 42 sisa 042 2 = 21 sisa 021 2 = 10 sisa 110 2 = 5 sisa 05 2 = 2 sisa 12 2 = 1 sisa 01 2 = 0 sisa 1Bit biner terbesar dimulai dari bawah sehingga 16810 = 101010002

5 Sistem Bilangan Heksadesimal

Bilangan heksadesimal biasa disebut bilangan basis 16 artinya ada 16 simbol yangmewakili bilangan ini Tabel 18 berikut menunjukkan konversi bilanganheksadesimal

Untuk konversi bilangan biner ke heksadesimal perhatikan contoh berikut 101101010100100102 = 0001 0110 1010 1001 0010 = 1 6 A 9 2Jadi bil biner 10110101010010010 sama dengan bil heksadesimal 16A92

6 Sistem Bilangan Oktal

Bilangan oktal disebut bilangan basis 8 artinya ada 8 simbol yang mewakili bilanganini Tabel 19 berikut menunjukkan konversi bilangan oktal

Untuk konversi bilangan biner ke oktal perhatikan contoh berikut 101101010100100102 = 010 110 101 010 010 010 = 2 6 5 2 2 2 8

Jadi bil biner 10110101010010010 sama dengan bil oktal 265222Untuk konversi dari oktal ke heksadesimal ubah terlebih dahulu bilangan oktal yangakan dikonversi menjadi biner Hal ini berlaku juga untuk konversi dari heksadesimalke oktal Perhatikan contoh berikut 7258 = 111 010 1012

= 0001 1101 0101 = 1 D 5 16

FE16 = 1111 11102

= 011 111 110 = 3 7 6 8

315 Sandi yang terdapat pada komputer

1 Sandi 8421 BCD (Binary Coded Decimal)

Sandi 8421 BCD adalah sandi yang mengkonversi bilangan desimal langsung kebilangan binernya sehingga jumlah sandi BCD adalah 10 sesuai dengan jumlahsimbol pada desimal Perhatikan tabel 210 berikut

Contoh

19710 sandi BCDnyaadalah 0001 1001 0111

2 Sandi 2421

Sandi 2421 hampir sama dengan sandi 8421 terutama untuk bilangan desimal 0sampai dengan 4 Tetapi sandi berikutnya merupakan pencerminan yang diinversiPerhatikan tabel

Perhatikan sandi desimal 5 Sandi tersebut merupakan cermin dari sandi 4 desimaltetapi logikanya diinversi Begitu pula pada sandi desimal 6 yang merupakan cermindari sandi desimal 3 yang diinversi dstContoh

37810 sandi 2421nyaadalah 0011 1101 1110

316 Boolean atau Logika Biner

Logika memberi batasan yang pasti dari suatu keadaan Sehingga keadaan tersebuttidak dapat berada dalam dua ketentuan sekaligus Karena itu dalam logika dikenalaturanaturansebagai berikut Suatukeadaan tidak dapat benar dan salah sekaligusMasingmasingadalah hanya benar atau salah (salah satu)Suatukeadaan disebut BENAR bila TIDAK SALAHDua keadaan itu dalam aljabar boole ditunjukkan dengan dua konstanta yaitu logikaldquo1rdquo dan logika ldquo0rdquo

Misal Logika ldquo1rdquo Logika ldquo0rdquoBenar SalahHidup MatiSiang MalamContoh diatas dapat dituliskan Tidak Benar atau Benar = SalahTidak Hidup atau Hidup = MatiTidak Siang atau Siang = MalamTanda garis atas dipakai untuk menunjukkan pertentangan atau lawan dari keadaanitu Sehingga tanda garis tersebut merupakan pertentangan logika (Logical Inversion)yang mempunyai fungsi untuk menyatakan ldquoTidakrdquo (Not)Ā = Tidak A atau Ā = NOT AHimpunan adalah kumpulan dari elemen yang setidaknya memiliki sifat yang samadan bisa memiliki kelompok yang terbatas atau tidak terbatas jumlahnya Misalnyahimpunan mahasiswa politeknik Himpunan tersebut tentu saja terdiri dari bermacammacamkelompok Jika dapat diambil tiga kelompok Kelompokyang berasal dari luar jawa JKelompokyang sedang kuliah KKelompokyang mengerjakan laporan akhir LSehingga seseorang setidaknya masuk dalam satu kelompok tersebut bahkan dapatterjadi masuk dalam dua kelompok sekaligus Misalnya mahasiswa luar jawa yangsedang mengerjakan laporan akhir berarti masuk kelompok J dan L (J AND L) JAND L dituliskan juga dengan J LGabungan antara mahasiswa luar jawa dan mahasiswa yang mengerjakan laporanakhir memiliki pengertian mahasiswa luar jawa atau mahasiswa mengerjakanlaporan akhir J atau L (J OR L) J OR L dituliskan juga dengan J + LLogika Biner (gerbang Boolean) adalah rangkaian digital yang menerima satu ataulebih masukan tegangan untuk memperoleh keluaran tertentu sesuai dengan aturanboole yang berlakuJika membicarakan komputer maka perbedaan tegangan yang digunakan sebagaionoff atau nilai biner 10 nilai 1 ekivalen dengan tegangan +5 volt dan nilai 0ekivalen dengan tegangan 0 volt

41 Rangkaian Logika Kombinasional amp Sekuensial

Rangkaian yang termasuk rangkaian logika kombinasional yaitu Dekoder Enkoder Multiplekser Demultiplekser Pada rangkaian-rangkaian itu terlihat bahwa kondisi keluaran hanya dipengaruhi oleh kondisi masukan pada saat itu

Rangkaian Adder Half Adder

Rangkaian Adder Full Adder

Enkoder

Dekoder

DECIMAL TO BCD ENCODER

Encoder yang sudah umum yaitu decimal to BCD encoder Switch dengan

penekan tombol mirip dengan tombol kalkulator dihubungkan dengan tegangan

Vcc Jika tombol 3 ditekan maka gerbang-gerbang OR pada jalur C dan D

akan mempunyai input bernilai 1 Oleh karena itu maka outputnya menjadi

ABCD = 0011

Dan selengkapnya dapat dilihat pada tabel dibawah ini

INPUT OUTPUT0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 10 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 00 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 10 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 00 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 10 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 00 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 10 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1

2 DECODER

Rangkaian dekoder mempunyai sifat yang berkebalikan dengan enkoder yaitu

merubah kode biner menjadi sinyal diskrit Syarat perancangan sebuah dekoder adalah m

lt= 2n dimana m adalah kombinasi keluaran dan n adalah jumlah bit masukan Sehingga

dapat disimplkan bahwa variabel keluaran bebas tapi harus tetap memperhatikan unsur

efisiensi rangkaian Misal dekoder 3 bit memiliki 8 atau kurang kombinasi keluaran tetapi

bisa memiliki jumlah saluran keluaran lebih dari 8 (10 atau 55 atau 100 dan sebagainya)

Contoh rangkaian dekoder adalah rangkaian dekoder dot matrik dan dekoder seven

segmen

Bila semua segmen menyala maka dapat dibaca sebagai angka decimal 8 Angka

decimal 0 dan 3 terlihat pada menyalanya segmen ndash segmen sesuai gambar Untuk

penampilan huruf hanya beberapa huruf saja yang dapat dibaca dari tujuh segmen

Tabel Kebenaran dekoder seven segmen

INPUT OUTPUTA B C D a b c d e f g0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 00 0 0 1 0 1 1 0 0 0 00 0 1 0 1 1 0 1 1 0 10 0 1 1 1 1 1 1 0 0 10 1 0 0 0 1 1 0 0 1 10 1 0 1 1 0 1 1 0 1 10 1 1 0 1 0 1 1 1 1 10 1 1 1 1 1 1 0 0 0 01 0 0 0 1 1 1 1 1 1 11 0 0 1 1 1 1 1 0 1 11 0 1 0 1 1 1 0 1 1 11 0 1 1 0 0 1 1 1 1 11 1 0 0 1 0 0 1 1 1 01 1 0 1 0 1 1 1 1 0 11 1 1 0 1 0 0 1 1 1 11 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1

a = sum (m0m2m3m5m6m7m8m9m10m12m14m15)

b = sum (m0m1m2m3m4m7m8m9m10m13)

c = sum (m0m1m3m4m5m6m7m8m9m10m11m13)

d = sum (m0m2m3m5m6m8m9m11m12m13m14)

e = sum (m0m2m6m8m10m11m12m13m14m15)

f = sum (m0m4m5m6m8m9m10m11m12m14m15)

g = sum (m2m3m4m5m6m8m9m10m11m13m14m15)

42 Rangkaian Logika Sekuensial (Flip-Flop)

1 Flip-Flop R-SFlip-flop R-S adalah rangkaian dasar dari semua jenis flip-flop yang ada Terdapat berbagai

macam rangkaian flip-flop R-S pada percobaan ini flip-flop R-S disusun dari empat buah gerbang NAND 2 masukan Dua masukan flip-flop ini adalah S (set) dan R (reset) serta dua keluarannya adalah Q dan Qrsquo

Kondisi keluaran akan tetap ketika kedua masukan R dan S berlogika 0 Sedangkan pada kondisi masukan R dan S berlogika 1 maka kedua keluaran akan berlogika 1 hal ini sangat dihindari karena bila kondisi masukan diubah menjadi berlogika 0 kondisi kelurannya tidak dapat diprediksi (bisa 1 atau 0) Keadaan ini disebut kondisi terlarang Selanjutnya kondisi terlarang pacu dan tak tentu akan dijelaskan melalui Tabel 31

Gambar 33 Rangkaian Percobaan Flip-Flop R-S

Tabel 32a Kondisi terlarang pacu dan tak tentu karena perubahan clockNo S R Clock Keterangan1 1 1 Aktif (1) Kondisi terlarang2 1 1 Tepi turun (Berubah dari

1 ke 0)Kondisi pacu

3 1 1 Tidak aktif (0) Kondisi tak tentu

Tabel 32b Kondisi terlarang pacu dan tak tentu karena perubahan clock dan masukan yang serempakNo S R Clock Keterangan1 1 1 Aktif (1) Kondisi terlarang2 0 0 Tepi turun Kondisi pacu3 0 0 Tidak aktif (0) Kondisi tak tentu

2 Flip-flop D

Flip-flop D dapat disusun dari flip-flop S-R atau flip-flop J-K yang masukannya saling berkebalikan Hal ini dimungkinkan dengan menambahkan salah satu masukannya dengan inverter agar kedua masukan flip-flop selalu dalam kondisi berlawanan Flip-flop ini dinamakan dengan flip-flop data karena keluarannya selalu sama dengan masukan yang diberikan Saat flip-flop pada keadaan aktif masukan akan diteruskan ke saluran keluaran

2 Flip-flop J-KFlip-flop J-K merupakan penyempurnaan dari flip-flop R-S terutama untuk mengatasi masalah

osilasi yaitu dengan adanya umpan balik serta masalah kondisi terlarang seperti yang telah dijelaskan di atas yaitu pada kondisi masukan J dan K berlogika 1 yang akan membuat kondisi keluaran menjadi berlawanan dengan kondisi keluaran sebelumnya atau dikenal dengan istilah toggle Sementara untuk keluaran berdasarkan kondisi-kondisi masukan yang lain semua sama dengan flip-flop R-S

Gambar 35 Flip-flop J-K

51 Aritmatika Logika Unit

Macam- macam operasi ALU

Adder (Penjumlahan) Half Adder Full Adder Paralel Adder

Pengurangan (Substraktor)

Perkalian (Multiplexer)

Pembagian bila hasilnya 0 amp 1

Adder

Rangkaian ALU (Arithmetic and Logic Unit) yang digunakan untuk menjumlahkanbilangan dinamakan dengan Adder Karena Adder digunakan untuk memprosesoperasi aritmetika maka Adder juga sering disebut rangkaian kombinasionalaritmetika ALU akan dijelaskan lebih detail pada bab 3 Ada 2 jenis Adder

1 Rangkaian Adder yang hanya menjumlahkan dua bit disebut Half Adder2 Rangkaian Adder yang menjumlahkan tiga bit disebut Full Adder3 Rangkaian Adder yang menjumlahkan banyak bit disebut paralel Adder

Half Adder

Rangkaian half adder merupakan dasar penjumlahan bilangan biner yang masingmasinghanya terdiri dari satu bit oleh karena itu dinamakan penjumlah tak lengkap

1 Jika A=0 dan B=0 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 02 Jika A=0 dan B=1 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 13 Jika A=1 dan B=1 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 0 dengan nilai pindahanCy(Carry Out) = 1

Dengan demikian half adder memiliki 2 masukan (A dan B) dan dua keluaran (S dan Cy)

Dari tabel diatas terlihat bahwa nilai logika dari Sum sama dengan nilai logika darigerbang XOR sedangkan nilai logika Cy sama dengan nilai dari gerbang logikaAND Dari tabel tersebut dapat dibuat rangkaian half adder seperti pada gambar

Full Adder

Full adder mengolah penjumlahan untuk 3 bit bilangan atau lebih (bit tidak terbatas)oleh karena itu dinamakan rangkaian penjumlah lengkap Perhatikan tabel kebenarandari Full adder berikut

Parallel Adder

Parallel Adder adalah rangkaian Full Adder yang disusun secara parallel danberfungsi untuk menjumlah bilangan biner berapapun bitnya tergantung jumlah FullAdder yang diparallelkan Gambar berikut menunjukkan Parallel Adder yang terdiridari 4 buah Full Adder yang tersusun parallel sehingga membentuk sebuah penjumlah 4 bit

Penjumlahan

Komputer hanya dapat melakukan proses aritmetika menggunakan bilangan binerSemua sistem bilangan harus diubah terlebih dahulu ke biner agar dapat diprosesProses yang biasa dilakukan oleh komputer untuk menjumlahkan sistem bilangandesimal biasanya adalah menyandikan ke 8421BCD terlebih dahulu sebelumdijumlahkan Sebelum mempelajari tentang penjumlahan pada 8421BCD ada baiknyamengetahui cara menjumlahkan bilangan biner

Penjumlahan Biner

Ada 4 kondisi yang terjadi pada penjumlahan biner yaitu apabila 0 + 0 0 + 1 1 + 0dan 1 + 1 Jika yang terjadi adalah 1 + 1 kita tidak dapat menyatakan hasil jumlahdalam satu digit Tetapi kita harus melakukan penyimpanan (Carry Out) kedalamkolom yang lebih tinggi Ini berlaku untuk seluruh sistem bilangan Sebagai contohpada bilangan desimal 2 + 5 = 7 dengan carry out = 0 9 + 9 = 8 dengan carry out = 1Contoh

Penjumlahan 8421BCD

Sandi 8421BCD hanya menggunakan bilangan biner untuk 0 sampai 9 karena yangdisandikan hanya 1 digit angka desimal Dalam penjumlahan yang perlu diperhatikanadalah jika hasilnya lebih dari 9 sehingga akan dihasilkan auxillary carry (Carry daribilangan keempat LSB) maupun carry dari MSBBerikut adalah aturan penjumlahan sandi 8421BCDJikajumlah biner dan jumlah BCD sama yaitu AC (Auxillary Carry) = 0 dan Carry= 0 maka tidak diperlukan aturan tambahan

Jikajumlah biner tidak sama dengan jumlah desimal maka memerlukan pengaturantambahan Jika Auxillary Carry (AC) = 0 atau AC = 1 dan Carry (Cy) = 0 dimana hasilpenjumlahan binernya lebih dari 9 desimal maka perlu ditambahkan 6 pada niblerendah tersebut dan tambahkan 1 pada nible yang lebih tinggi

Pengurangan

Pengurangan pada dasarnya merupakan penjumlahan yaitu penjumlahan denganbilangan negatif

500 ndash 255 = 245 (Pengurangan)500 + ()255 = 245 (Penjumlahan)Komputer hanya bekerja pada bilangan ldquo0rdquo dan ldquo1rdquo dan tidak mengenal bilangannegatif Untuk menunjukkan bilangan negatif komputer menggunakan tanda modulus(Modulus Sign) Pada penjumlahan desimal tanda modulus yang digunakan adalahldquo0rdquo untuk bilangan positif dan ldquo9rdquo untuk bilangan negatif Untuk bilangan negatifpada operasi penjumlahannya harus dikomplemen Komplemen yang digunakan padabilangan desimal adalah komplemen10dan komplemen9

Perkalian

Perkalian antara bilangan biner adalah perkalian yang paling mudah diantara sistembilangan lainnya

Pada Teknik Komputer perkalian dilakukan menggunakan register geser kanan (ShiftRight Register) Perhatikan contoh berikut

Register A untuk menyimpan data yang akan dikalikan (Multiplicand)Register B untuk menyimpan data pengali (Multiplier)Register P untuk menyimpan hasil perkalian

Pembagian

Kebalikan dari perkalian pembagian (Division) adalah suatu bentuk dari penguranganyang dilakukan berulangulangDan proses ini juga dapat dilakukan pada rangkaianlogika dengan cara pengurangan dan penggeseran ke kiri (menggunakan shiftleftregister) Berikut adalah aturan dari pembagianKurangkan bilangan pembagi (Divisor) dari MSB bilangan yang akan dibagi(Dividend) lihat hasil pengurangan

Bila hasilnya 1 atau positif Berarti hasil pembagian (Product) adalah 1 Setelah itu hasil pengurangan digeserkekiri satu bit dan dimulai lagi pengurangan oleh bilangan pembagi (Divisor)

Bila hasilnya 0 atau negatif Berarti hasil pembagian (Product) adalah 0 Dalam hal ini sebelum digeser ke kiriharus ditambah dulu dengan bilangan pembagi (Divisor) Setelah digeser ke kiri satubit dimulai lagi proses pengurangan oleh bilangan pembagi Pengurangan olehbilangan pembagi dilakukan dengan penjumlahan komplemen2Bila dalam

penjumlahan tersebut terdapat pindahan (Carry) maka carry tersebut diabaikanPerhatikan contoh berikut 1010 410 = 10102 1004

Karena ada hasil pengurangan yang negatif maka digit yang dihasilkansetelah itu adalah digit pecahan sehingga hasil yang benar 1012 atau 2510

61 Floating Point

71 Control Unit

CONTROL UNIT (CU)

711 Model Control Unit

Unit kontrol atau yang sering dikenal dengan control unit akan menyimpan perintah sekarang yang dilakukan oleh komputer memerintahkan ALU untuk melaksanaan dan mendapat kembali informasi (dari memori) yang diperlukan untuk melaksanakan perintah itu dan memindahkan kembali hasil ke lokasi memori yang sesuai Sekali yang terjadi unit kontrol pergi ke perintah berikutnya (biasanya ditempatkan di slot berikutnya kecuali kalau perintah itu adalah perintah lompatan yang memberitahukan kepada komputer bahwa perintah berikutnya ditempatkan di lokasi lain)

Bagian CPU yang menyebabkan fungsi komputer tercapai ini mengeluarkan sinyal-sinyal kontrol yang bersifat internal bagi CPU untuk memindahkan data antar Register agar ALU melakukan fungsinya untuk mengatur operasi-operasi internal lainnya Register yang merupakan bagian dari unit kontrol adalah tempat penyimpan data sementara dalam CPU selama proses eksekusi Apabila terjadi proses eksekusi data dalam register dikirim ke ALU untuk diproses hasil eksekusi nantinya diletakkan ke register kembali Unit kontrol akan menghasilkan sinyal yang akan mengontrol operasi ALU dan pemindahan data ke dan dari ALU Unit kontrol juga mengeluarkan sinyal kontrol eksternal bagi pertukaran data memori dan modul-modul IO

Model dari unit kontrol

712 Macam-macam unit kontrol

Macam-macam Unit Kontrol1 Unit Kontrol Single-Cycle

Proses di unit kontrol ini hanya terjadi dalam satu clock cycle artinya setiap instruksi (fetch decode execute) ada pada satu cycle maka dari itu tidak memerlukan state Dengan demikian fungsi boolean masing-masing control line hanya merupakan fungsi dari opcode saja Clock cycle harus mempunyai panjang yang sama untuk setiap jenis instruksi

Ada dua bagian pada unit kontrol ini yaitu proses men-decode opcode untuk mengelompokkannya menjadi 4 macam instruksi (yaitu di gerbang AND) dan pemberian sinyal kontrol berdasarkan jenis instruksinya (yaitu gerbang OR) Keempat jenis instruksi adalah ldquoR-formatrdquo (berhubungan dengan register) ldquolwrdquo (membaca memori) ldquoswrdquo (menulis ke memori) dan ldquobeqrdquo (branching)

Sinyal kontrol yang dihasilkan bergantung pada jenis instruksinya Misalnya jika melibatkan memori rdquoR-formatrdquo atau rdquolwrdquo maka akan sinyal rdquoRegwriterdquo akan aktif Hal lain jika melibatkan memori ldquolwrdquo atau ldquoswrdquo maka akan diberi sinyal kontrol ke ALU yaitu ldquoALUSrcrdquo

Desain single-cycle ini lebih dapat bekerja dengan baik dan benar tetapi cycle ini tidak efisien

2 Unit Kontrol Multi-CycleGambar disamping menunjukkan diagram blok dari unit kontrol multi-cycle

Berbeda dengan unit kontrol yang single-cycle unit kontrol yang multi-cycle lebih memiliki banyak fungsi

Dengan memperhatikan state dan opcode fungsi boolean dari masing-masing control line output dapat ditentukan Masing-masingnya akan menjadi fungsi dari 10 buah input logic Jadi akan terdapat banyak fungsi boolean dan masing-masingnya tidak sederhana

Pada cycle ini sinyal kontrol tidak lagi ditentukan dengan melihat pada bit-bit instruksinya Bit-bit opcode memberitahukan operasi apa yang selanjutnya akan di-execute CPU bukan instruksi cycle selanjutnya

713 Fungsi unit kontrol

Fungsi Unit Kontrol1 Pengurutan (sequencing) unit kontrol bertugas mengontrol sejumlah operasi

mikro dalam urutan yang benar

2 Eksekusi (execution) unit kontrol menyebabkan setiap operasi mikro dilakukan

state register overhead

Cycle 1Cycle 2

Cycle 3Cycle 4

Cycle 5

Fetch

Decode

Exec

Mem

WB

lw

Single cycle Implementation

Multiple Cycle Implementation

714 Input Unit Kontrol

Input Unit Kontrol

Unit kontrol mempunyai beberapa input diantaranya1 Clock berfungsi untuk sinkronisasi operasi antar komponen 2 Flag flag-flag ini diperlukan unit kontrol untuk mengetahui status CPU Flag

diset ALU sebagai hasil dari suatu operasi misalnya overflow flag diset 1 bila hasil komputasi melampaui panjang register tempat flag disimpan

3 Instruction register menggunakan opcode untuk menentukan operasi mikro yang akan dilakukan selama siklus eksekusi

4 Sinyal kontrol dari rdquobus controlrdquo memberi jalur ke unit kontrol untuk sinyal-sinyal tertentu seperti sinyal interrupt dan sinyal acknowledgment

715 Output Unit Kontrol

Sinyal kontrol di dalam CPU (control signals within CPU) output unit kontrol terdiri dari dua macam sinyal yaitu

1 sinyal-sinyal yang menyebabkan perpindahan data antar register 2 sinyal-sinyal yang dapat mengaktifkan fungsi ALU yang spesifik

Sinyal kontrol ke rdquobus controlrdquo juga terdiri atas 2 sinyal yaitu1 sinyal kontrol ke memori 2 sinyal kontrol ke modul-modul IO

716 Implementasi Unit Kontrol

1 Implementasi hardwired Unit kontrol merupakan rangkaian kombinatorial Sinyal-sinyal logika

inputnya akan didekodekan menjadi sinyal-sinyal logika output yang merupakan sinyal-sinyal kontrol ke sistem komputer Sinyal-sinyal input tersebut seperti clock flag register instruction dan sinyal kontrol merupakan input bagi unit kontrol untuk mengetahui status komputer Sinyal keluaran yang dihasilkan akan mengendalikan sistem kerja komputer

N buah input biner akan menghasilkan 2N output biner Setiap instruksi memiliki opcode yang yang berbeda-bedaOpcode yang berbeda dalam instruksi akan menghasilkan sinyal kontrol yang berbeda pula Pewaktu unit kontrol mengeluarkan rangkaian pulsa yang periodik

Pulsa waktu ini digunakan untuk mengukur durasi setiap operasi mikro yang dijalankan CPU intinya digunakan untuk sinkronisasi kerja masing-masing bagian

Masalah dalam Merancang Implementasi Hardwired Memiliki kompleksitas dalam pengurutan dan operasi mikronya Sulit didesain dan dilakukan pengetesan Tidak fleksibel Sulit untuk menambahkan instruksi baru

2 Implementasi microprogrammed Implementasi yang paling reliabel saat ini adalah implementasi

microprogrammed Unit kontrol memerlukan sebuah memori untuk menyimpan program kontrolnya

Fungsindashfungsi pengontrolan dilakukan berdasarkan program kontrol yang tersimpan pada unit kontrol Selain itu fungsindashfungsi pengontrolan tidak berdasarkan dekode dari input unit kontrol lagi

Teknik ini dapat menjawab kesulitanndashkesulitan yang ditemui dalam implementasi hardwired

81 Memori amp Piranti Penyimpanan

811 Jenis-Jenis memori

Berdasarkan komponen yang digunakan terbagi atas

1 Vacuum Tubes

Komputer generasi pertama ENIAC tahun 1946 menggunakan komponentabung hampa udara untuk main memory Memori ini relatif berukuran besardan tiap-tiap tabung hampa udara mewakili 1 bit

2 Magnetic Core Storage

Digunakan sekitar tahun 1960 ndash 1970 Terdiri dari ribuan cincin magnetikkecil berukuran 18 mm dengan lubang berdiameter 10 mm Tiap-tiap coredihubungkan dengan kabel kawat membentuk suatu bidang core (core plane)dan ditumpuk membentuk suatu core stackMasing-masing core dapat menyimpan 1 bit bila dimagnetasi dengan suatuarus listrik dari dua arah jurusan yang masing-masing bermuatan frac12 arus

3 Planar Thin-Film Storage

Terbuat dari lempengan tipis keramik atau metal tembus pandang yang berisi

kumpulan besi nikel berbentuk empat persegi panjang kecil dihubungkandengan kabel-kabel

4 Semiconductor Storage

Mulai banyak digunakan sejak tahun 1970-an hingga sekarangTerbuat dariVLSI (Very Large Scale Integration) yaitu meletakkan sejumlah besar circuitke dalam suatu chip Teknologi yang digunakan adalah MOS (Metal OxideSemiconductor) dan bersifat volatileKomputer IBM 704 pada GeneralElectric Computer facility diArizona State University 1956Sebuah mesin vacuum tubedengan magnetic core storageSingle layer thin film dengan Ta2N resistors

5 Josephson Junction

Diciptakan oleh Brian Josephson dari Inggris Merupakan memori yang dapatmelakukan switch dari bit 1 ke bit 0 atau sebaliknya dengan kecepatan yangtinggi yaitu kurang dari sepertriliun detik Menggunakan suatu tempat

tertutup yang berisi helium cair dengan suhu sekitar -200 derajat celcius

6 Charged-Coupled Device (CCD)

Merupakan memori yang terdiri dari ribuan metal bujur sangkar berukurankecil yang masing-masing dapat menyimpan informasi digit binari dalambentuk beban elektronik (electric charge)

812 Hirarki Memori

Sebagian besar komputer memiliki hirarki memori yang terdiri atas tiga level yaitu

1 Physical Register di CPU berada di Level teratas Informasi yang berada

di Register dapat diakses dalam satu Clock cycle CPU

2 Primary Memory (Executable memory ) berada dilevel tengah

Contohnya RAM Primary Memory diukur dengan satu byte dalam satu

waktu secara relatif dapat diakses dengan cepat bersifat volatil (informasi

bisa hilang ketika komputer dimatikan) CPU mengakses memori ini

dengan instruksi single load dan store dalam beberapa clock cycle

3 Secondary Memory berada dilevel bawah Contohnya disk atau tape

Secondary memory diukur sebagai kumpulan dari bytes(block of bytes)

waktu aksesnya lambat bersifat non-volatil (informasi tetap tersimpan

ketika komputer dimatikan) Memori ini diterapkan di storage device jadi

akses meliputi aksi oleh driver dan device

813 Memori Internal

Memori internal o Berada di luar CPU tetapi bersifat internal terhadap sistem komputero Diperlukan oleh CPU untuk proses eksekusi (operasi) program sehingga

dapat diakses secara langsung oleh prosesor (CPU) tanpa modul perantarao Memori internal sering juga disebut sebagai memori primer atau memori

utama o Memori internal biasanya menggunakan media RAM

Random Access Memori (RAM)

Ram adalah suatu memori baca tulis artinya data dapat dibaca dari atau ditulis ke RAM dan dapat dilakukan secara berulang-ulang dengan data yang berbeda-beda Jenis memori ini merupakan jenis volatile (mudah menguap) yaitu data yang tersimpan akan hilang jika catu dayanya dimatikan Karena alasan tersebut maka program utama tidak pernah disimpan di RAM Random artinya data yang disimpan pada RAM dapat diakses secara acak RAM dibagi lagi menjadi dua jenis yaitu jenis statik dan jenis dinamik RAM statik menyimpan satu bit informasi dalam sebuah flip-flop Jenis RAM ini asyncronous dan tidak memerlukan sinyal clock RAM statik biasanya digunakan untuk aplikasi-aplikasi yang tidak memerlukan kapasitas memori RAM yang besar RAM dinamik menyimpan satu bit informasi data sebagai muatan RAM dinamik menggunakan kapasitansi gerbang substrat sebuah transistor MOS sebagai sel memori elementer Untuk menjaga agar data yang tersimpan RAM dinamik tetap utuh data tersebut harus disegarkan kembali dengan cara membaca dan menulis ulang data tersebut kememori RAM dinamik ini digunakan untuk aplikasi ynag memerlukan RAM dengan kapasitas besar misalnya dalam sebuah komputer pribadi (PC)

Read Only Memory (ROM)

Jenis memori ini datanya hanya bisa dibaca dan tidak bisa ditulis secara berulang-ulang Memori ini berjenis non-volatile artinya data yang disimpan tidak mudah menguap (hilang) walaupun catu dayanya dimatikan Karena itu memori ini biasa digunakan untuk menyimpan program utama dari suatu sistem Jenis ROM yang dikenal dipasaran ada lima jenis yaitu

- ROM (Read Only Memory) yang diprogram dalam proses pembuatannya Jenis ini tidak dapat diprogram ulang

- PROM (Programmable ROM) yang diprogram dengan cara memutuskan hubungan sekering internal PROM hanya dapat diprogram satu kali dan tidak dapat diprogram ulang

- EPROM (Erasable PROM) yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat dari piranti Dihapus dengan cara pemberian sinar ultra violet melalui jendela pada bagian atas IC Setelah dihapus dapat diprogram ulang

- EEPROM (Electrically EPROM) sama saja dengan EPROM hanya cara penghapusannya dilakukan secara listrik

- Flash EPROM yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat pada piranti Memori ini dapat diisi ulang

Dari semua jenis memori diatas yang sering digunakan adalah memori jenis EPROM dan

EEPROM karena harganya paling murah dan mudah didapat dipasaran

814 Memori Eksternal

Memori eksternal o Bersifat eksternal terhadap sistem komputer dan tentu saja berada di luar

CPUo Diperlukan untuk menyimpan data atau instruksi secara permaneno Tidak diperlukan di dalam proses eksekusi sehingga tidak dapat diakses secara

langsung oleh prosesor (CPU) Untuk akses memori eksternal ini oleh CPU harus melalui pengontrolmodul IO

o Memori eksternal sering juga disebut sebagai memori sekunder o Memori ini terdiri atas perangkat storage peripheral seperti disk pita

magnetik dll berbagai jenis memory Eksternal

1 Berdasarkan jenis akses data

Berdasarkan jenis aksesnya memori eksternal dikelompokkan menjadi 2 jenis yaitu

a DASD (Direct Access Storage Device) dimana ia mempunyai akses langsung

terhadap data Contoh Magnetik(Floppy disk hard disk) Removable hard

disk(Zip disk Flash disk) Optical Disk

b SASD (Sequential Access Storage Device) Akses data secara tidak langsung

(berurutan) seperti Pita Magnetik

2Berdasarkan Karakteristik Bahan

Berdasarkan karakteristik bahan pembuatanya memori eksternal digolongkan

menjadi beberapa kelompok

a Punched Card atau kartu berlobang

a merupakan kartu kecil berisi lubang-lubang yang menggambarkan berbagai instruksi atau data Kartu ini dibaca melalui puch card reader yang sudah tidak digunakan lagi sejak tahun 1979

b Magnetik Disk Magnetik disk merupakan disk yang terbuat dari bahan yang bersifat magnetik contoh Floppy dan hardsik

c Optical Disk Optical disk terbuat dari bahan optik seperti resin (Polycaronate) dan dilapisi permukaan yang sangat reflektif seperti aluminium contoh CD dan DVD

d Magnetik TapeSedangkan magnetik tape terbuat dari bahan yang bersifat magnetik tetapi berbentuk pita seperti halnya pita kaset tape recorder

91 Bus amp Sistem Bus

Dalam Arsitektur komputer sebuah Bus adalah sebuah subsistem yang mentransfer data

atau listrik antar komponen komputer didalam sebuah komputer atau antar komputer

Bus komputer awal merupakan bus listrik paralel dengan banyak hubungan tetapi istilah

ini sekarang digunakan untuk pengaturan fisik yang menyediakan fungsi logika yang

sama dengan sebuah bus listrik paralel dan dapat dihubungkan dengan kabel dalam

sebuah topologi multidrop atau daisy chain atau dihubungkan dengan switch seperti

dalam kasus bus USB

System bus atau bus System dalam Arsitektur komputer merujuk pada bus yang

digunakan oleh sistem komputer untuk menghubungkan semua komponennya dalam

menjalankan tugas sebuah bus adalah sebutan untuk jalur dimana data dapat mengalir

dalam komputer jalur-jalur ini digunakan untuk komunikasi dan dapat dibuat antara dua

elemen atau lebih Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan

dieksekusi oleh CPU melalui perantara sistem bus

911 Transfer informasi pada bus

Suatu mendukung bermacam-macam transfer data Semua bus mendukung transfer baca

(master slave) dan transfer tulis( slave ke master) Pada semua multiplexed addressdata

bus pertama-tama bus digunakan untuk menspesifikasikan alamat dan kemudian untuk

melakukan transfer data Untuk operasi baca biasanya terdapat waktu tunggu pada saat

data sedang diambil dari slave untuk ditaruh pada bus Baik bagi operasi baca maupun

tulis mungkin juga terdapat delay bila hal itu diperlukan untuk melalui arbitrasi agar

mendapatkan kontrol bus untuk sisa operasi (yaitu mengambil alih bus untuk melakukan

request baca atau tulis kemudian mengambil alih lagi bus untuk membentuk operasi baca

atau tulis

Pada alamat dedicate dan bus-bus alamat ditaruh ada bus alamat dan tetap berada disana

selama data tersimpan pada bus data Bagi operasi tulis master menaruh data pada bus

data begitu alamat telah stabil dan slave telah mempunyai kesempatan untuk mengetahui

alamatnya bagi operasi baca slave menaruh data pada bus dan begitu slae mengetahui

alamatnya dan telah mengembil data

912 Sistem Bus dengan Jalur Data Alamat dan Kontrol

Jalur bus yang digunakan untuk mentransfer data dapat dikelompokkanrnenjadi tiga tipe jalur data alamat dan kontrol

Data bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi data dan instruksi

Address bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi untuk alamat di

main memory untuk data atau instruksi yang akan diambil atau direkam

Control bus yaitu bus yang digunakan untuk mengirimkan signal sebagai

pemberitahuan akan dikirimkan suatu informasi atau telah diterimanya informasi

yang akan dikirimkan dari suatu alat ke alat lainnya

913 Hirarki Bus

Bus merupakan lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih perangkat

computer Karakteristik penting sebuah bus adalah bahwa bus merupakan media

transmisi yang dapat digunakan bersama Sejumlah perangkat yang terhubung ke bus dan

suatu sinyal yang ditransmisikan oleh salah satu perangkat ini data diterimaoleh salah

satu perangkat yang terhubung ke bus

Umumnya sebuah bus terdiri dari sejumlah lintasan komunikasi atau saluran Masing-

masing saluran dapat mentransmisi sinyal yang menunjukan biner 1 dan biner 0

serangkaian digit biner dapat ditransmisi melalui saluran tunggal

914 Bus Data dan Bus Alamat

1 Bus data

Jalur data yang dilalui informasi ke dan dari microprocessor bahan data keterangan

catatan fakta fakta atau bagian dari fakta yang mengandung arti yang dihubungkan

dengan kenyataan simbol-simbol gambar kata-kata angka huruf yang menunjukan ide

objek kondisi dan lainnya

Data itu sendiri merupakan bentuk jamak dari datum yang berarti informasi jelasnya data

itu dapat berupa apa saja dan dapat ditemui dimana saja

2 Bus Alamat

Bus alamat pengalamatan transformasi data bus Pengalamatan bus ini berisi 16 2024

jalur sinyal paralel atau lebih CPU mengirim alamat lokasi memori atau port yang ingin

ditulis atau dibaca di bus ini jumlah lokasi memori yang dapat dialamati ditentukan

jumlah jalur alamat Jika CPU mempunyai N jalur alamat maka dapat mengalamati 2

pangkat N lokasi memori dan atau port secara langsung

101 Unit Input amp Output

Salah satu fitur dasar komputer adalah kemampuannya untuk mempertukarkandata dengan perangkat lain Kemampuan komunikasi ini memungkinkan operatormanusia misalnya untuk menggunakan keyboard dan layer display untuk mengolahteks dan grafik

1011 Dasar Unit Input Output

Unit IO memberi CPU kemampuan untuk berkomunikasi dengan peripheral Merupakan

entity dalam komputer yang bertanggung jawab atas pengontrol sebuah perangkat

eksternal atau lebih dan untuk pertukaran data antara alat-alat tersebut dengan memory

utama dan atau register-register dalam CPU

Alasan- alasan dipertukarkannya unit IO

Adanya aneka ragam peripheral yang memiliki macam-macam metode operasi

Perbedaan kecepatan transfer data antara sistem BUS dengan piranti IO BUS= 20

nano detik sedang IO lebih dari 100 nano detik

Peripheral seringkali menggunakan format data dan panjang word yang berlainan

dengan komputer

Perbedaan besar tegangan dan arus data yang diperlukan untuk transfer informasi

dari dan ke peripheral dengan sistem bus

Tujuan Unit IO

Melakukan kompensasi perbedaan kecepatan dan perwaktuan antara CPU dan

peripheral

Melakukan penyesuaian tegangan dan arus satu aras ke aras lain

Menyesuaikan panjang data antara sistem BUS dan BUS IO

1012 Antarmuka IO

Gambar 122 mengilustrasikan hardware yang diperlukan untukmenghubungkan perangkat IO ke bus Dekoder alamat mengenableperangkattersebut untuk mengenali alamatnya pada saat alamat ini muncul pada jalur alamatRegister data menyimpan data yang ditransfer ked an dari prosessor Register statusberisi informasi yang relevan dengan operasi perangkat IO Register data dan statusdihubungkan dengan bus data dan ditetapkan dengan alamatalamatunik Dekoderalamat register data dan status dan sirkuit control yang diperlukan untukmengkoordinasikan transfer IO membentuk sirkuit antar muka perangkatGambar 122 Antarmuka IO untuk perangkat input

Perangkat IO beroperasi pada kecepatan yang sangat berbeda denganprosessor Pada saat operator manusia memasukkan karakter pada keyboardprosessor mampu mengeksekusi jutaan instruksi antarentrikarakter yang berurutanSuatu instruksi yang membaca karakter dari keyboard sebaiknya hanya dieksekusipada saat karakter tersebut tersedia dalam input buffer antarmuka keyboard Juga kitaharus memastikan bahwa karakter input tersebut hanya dibaca sekali

1013 Transfer data pada IO

Transfer dataFormat transfer

- Paralel semua bit pada karakter (word denganpanjang tertentu) dikirim secara bersamaan dalambatas waktu yang diberikan

- Serial Data dikirim secara berurutan dalam satu saluran

Transfer data secara paralel lebih cepat daripada secaraserial karena saluran transmisinya banyak kelemahannyakalau terlalu panjang akan terjadi interferensi antarsaluran

Mode transfer data

1 Synchronous modeBaris kendali digunakan untuk mengsinkronkan waktupada semua kejadian yang terjadi selama periodewaktu tertentuKelemahanbull Tiap piranti IO berbeda-beda kecepatan operasinyasehingga harus diturunkan pada kecepatan yangpaling rendah

2 Asynchronous mode

Menggunakan teknik jabat tangan (hand shaking) untukmenyakinkan transfer data antara pengirim danpenerima tidak ada kesalahan (data valid)

111 Interupsi

Interupsi merupakan bagian penting dari sistem arsitektur komputer Setiap sistem

komputer memiliki mekanisme yang berbeda Interupsi bisa terjadi apabila perangkat

keras (hardware) atau perangkat lunak minta ldquo dilayanirdquo oleh processor apabila terjadi

interupsi maka processor menghentikan proses yang sedang dikerjakannya kemudian

beralih mengerjakan service rutin untuk melayani intrupsi tersebut Setelah selesai

mengerjakan service rutin maka prosesor kembali melanjutkan proses yang tertunda

1111 Kelas Sinyal Interupsi

Program yaitu Interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi

pada hasil eksekusi program Contioh Aritmatika overflow pembagian nol

operasi ilegal

Timer adalah Interupsi yang dibangkitkan pewaktuan dalam prosesor Sinyal ini

memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsi tertentu secara reguler

I O sinyal Interupsi yang di bangkitkan oleh Modul IO sehubngan pemberitahuan

kondisi Error dan penyelesaian suatu operasi

Hardware Failure adalah Interupsi yang dibangkitkan oleh kegagalan daya atau

kesalahan paritas memori

1112 Proses Interupsi

Dengan adanya mekanisme Interupsi prossesor dapat digunakan untuk

mengeksekusi intsruksi- instruksi lain

Saat suatu modul telah selesai menjalankan tugasnya dan siap menerima tugas

berikutnya maka modul ini akan mengirimkan permintaan interupsi ke prosesor

Kemudian prosesor akan menghentikan eksekusi yang dijalankannya untuk

menghandle routine interupsi

Setelah program interupsi selesai maka processor akan melanjutkan eksekusi

programnya kembali

Saat sinyal Interupsi diterima processor ada dua kemungkinan tindakan yaitu

Interupsi diterima ditangguhkan dan Interupsi ditolak

1113 Interupsi Ditangguhkan

Apa yang dilakukan Processor

Processor menangguhkan eksekusi program yang dijalankan dan menyimpan

konteksnya tindakan ini adalah menyimpan alamat instruksi berikutnya yang akan

dieksekusi dan data lain yang relevan

Processor menyetel program Counter (PC) ke alamat awal routine intterupt handler

1114 Sistem Operasi Kompleks

Interupsi ganda (Multiple interupt)

Misalnya suatu komputer akan menerima permintaan interupsi saat proses

pencetakan dengan printer selesai disamping itu dimungkinkan dari saluran

komunikasi akan mengirimkan permintaan interupsi setiap kali data tiba

Dapat diambil dua buah pendekatan untuk menangani interupsi ganda ini

121 Arsitektur dan Klasifikasi Sistem Komputer

Sebuah sistem operasi atau dalam bahasa asingnya Operating System adalah sebuah

program yang mengatur hardware komputer Sistem operasi juga menyediakan fondasi

untuk aplikasi diatasnya dan bertindak sebagai penghubung antara user dengan

hardwaresetiap sistem operasi memiliki caranya masing-masing untuk menyelesaikan

tugasnya Hal ini menimbulkan aneka ragam sistem operasi yang sangat menakjubkan

Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu 1 Klasifikasi Flynn

Didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data dalam sistem komputer

2 Klasifikasi Feng Didasarkan pada pemrosesan paralel dan serial

3 Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1211 Klasifikasi Fylnn

KLASIFIKASI FLYNN 1048790 Klasifikasi sistem komputer yang didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data diperkenalkan oleh Michael J Flynn 1048790 Alur instruksi (instruction stream) adalah urutan instruksi yang dilaksanakan oleh mesin 1048790 Alur data adalah urutan data yang dipanggil oleh alur instruksi 1048790 Baik instruksi maupun data diambil dari modul memori 1048790 Instruksi didecode (diartikan) oleh Control Unit 1048790 Alur data mengalir dua arah antara prosesor dan memori

Ada 4 kategori sistem komputer dalam klasifikasi Flynn 1 Single Instruction stream ndash Single Data stream (SISD) 2 Single Instruction stream ndash Multiple Data stream (SIMD) 3 Multiple Instruction stream ndash Single Data stream (MISD) 4 Multiple Instruction stream ndash Multiple Data stream (MIMD)

1212 Klasifikasi Feng

KLASIFIKASI FENG 1048790 Tse Yun Feng mengusulkan pembagian klasifikasi arsitektur komputer berdasarkan derajat keparalelan (degree of parallelism) 1048790 Jumlah bit maksimum yang dapat diproses dalam satu satuan waktu oleh sistem komputer disebut derajat keparalelan maksimum P 1048790 Bila Pi adalah jumlah bit yang dapat diproses dalam siklus prosesor ke ndash i (atau periode clock ke ndash i) 1048790 Siklus prosesor T dinyatakan oleh i = 123 T 1048790 Maka derajat keparalelan rata-rataa adalah

Ada 4 tipe Metode Pemrosesan

1048790 Word Serial and Bit Serial (WSBS) 1048790 Word Paralel and Bit Setial (WPBS) 1048790 Word Serial and Bit Paralel (WSBP) 1048790 Word Paralel and Bit Paralel (WPBP)

1213 Klasifikasi Handler

Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1214 Menjelaskan Multi Komputer amp Multi Processor

1048790 Multiprosesor MIMD dengan memori yang dapat digunakan bersama semua prosesornya memiliki akses ke pool memori utama

1048790 Multikomputer MIMD dengan memori terdistribusi setiap prosesornya memiliki memori khusus sendiri

1048790 Motivasi pembuatan organisasi multikomputer adalah untuk mengatasi keterbatasan skala multiprosesor

1048790 Karena prosesor-prosesor multikomputer harus berkomunikasi maka elemen penting perancangan multikomputer adalah jaringan interkoneksi yang harus dapat beroperasi seefisien mungkin

1048790 Ada beberapa topologi interkoneksi untuk memberikan kinerja yang efisien

1048790 Terdapat trade-off antara lintasan terpanjang dan jumlah koneksi fisik yang diperlukan

Selesai

BAB III PENUTUP

31 Kesimpulan

32 Saran

Daftar Pustaka

• Definisi
• • Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu

121 Arsitektur dan Klasifikasi Sistem Komputer

1211 Klasifikasi Fylnn

1212 Klasifikasi Feng

1213 Klasifikasi Handler

1214 Menjelaskan Multi Komputer amp Multi Processor

BAB III PENUTUP

31 Kesimpulan

32 Saran

Daftar Pustaka

BAB I PENDAHULUAN

11 Latar Belakang

Adapun Latar belakang dari penulisan Modul ini yaitu Agar Tercapainya Proses

Belajar Mengajar yang merupakan tuntutan dari Satuan Acara Perkuliahan Arsitektur

Komputer dan Mahasiswa dapat mengetahui bagaimana sebuah System komputer bekerja

serta bagaimana proses yang terjadi pada sebuah komputer dan menghasilkan informasi

yang berguna bagi Pengguna pada Khususnya

12 Tujuan Penulisan

Modul ini ditujukan untuk memenuhi kebutuhan-kebutuhan tentang pengetahuan

komputer pada umumnya

1 Dapat memahami Spesifikasi sekumpulan Instruksi dan Unit yang melaksanakan

Instruksi serta pengertian dari Arsitektur Komputer dan sejarah perkembangan

Arsitektur Komputer

2 Mahasiswa Manajemen Informatika

Pengantar komputer merupakan mata pelajaran yang diberikan pada tahun-tahun

pertama Jurusan Manajemen Informatika Dengan demikian Modul ini dapat

dijadikan sebagai bahan bacaan oleh para Mahasiswa yang sedang mengambil

mata kuliah ini

3 Mahasiswa Non Manajemen Informatika

Karena komputer sudah mulai merdquowabahrdquo dan menjamah ke segala bidang maka

Jurusan non komputer juga sudah mulai memberikan pelajaran-pelajaran

pengantar komputer di kurikulumnya

4 Mereka yang akan belajar sendiri

Sebagai bahan untuk mempelajari sendiri Modul ini dapat diandalkan karena

telah mewakili apa yang perlu diketahui oleh mereka yang ingin mengetahui

tentang pengetahuan komputer

13 Ruang Lingkup Penelitian

Didalam perumusan masalah yang dibahas diatas agar tercapainya proses belajar

mengajar yang merupakan tuntutan Satuan Acara Perkuliahan Maka dalam penulisan

Modul ini dibatasi terhadap masalah yang akan dibahas Adapun batasan tersebut adalah

Unit input proses dan Output yaitu komponen-komponen pada saat data dimasukan

kemudian diproses sehingga menghasilkan suatu Informasi yang dapat disajikan kedalam

bentuk media tampilan Layout

14 Metode Penelitian

Untuk mencapai tujuan penulisan Modul maka dilakukan kajian atau Sumber

sebagai berikut

1 Kajian Perpustakaan (Library Research)

Merupakan referensi atau sumber yang dijadikan bahan bagi penulis dalam

menyelesaikan Modul

2 Sumber Internet

Merupakan fasilitas atau layanan yang disediakan provider untuk mendapatkan

informasi penting yang akan menambah nilai guna dalam pembuatan Modul ini

BAB II PEMBAHASAN

21 Pengenalan Arsitektur Komputer

211 Pengertian Komputer

Komputer adalah alat yang dipakai untuk mengolah informasi menurut prosedur yang telah dirumuskan Kata computer semula dipergunakan untuk menggambarkan orang yang perkerjaannya melakukan perhitungan aritmatika dengan atau tanpa alat bantu tetapi arti kata ini kemudian dipindahkan kepada mesin itu sendiri Asal mulanya pengolahan informasi hampir eksklusif berhubungan dengan masalah aritmatika tetapi komputer modern dipakai untuk banyak tugas yang tidak berhubungan dengan matematika

Dalam definisi seperti itu terdapat alat seperti slide rule jenis kalkulator mekanik mulai dari abakus dan seterusnya sampai semua komputer elektronik yang kontemporer Istilah lebih baik yang cocok untuk arti luas seperti komputer adalah pemroses informasi atau sistem pengolah informasi

Definisi

Sekalipun demikian definisi di atas mencakup banyak alat khusus yang hanya bisa memperhitungkan satu atau beberapa fungsi Ketika mempertimbangkan komputer modern sifat mereka yang paling penting yang membedakan mereka dari alat menghitung yang lebih awal ialah bahwa dengan pemrograman yang benar semua komputer dapat mengemulasi sifat apa pun (meskipun barangkali dibatasi oleh kapasitas penyimpanan dan kecepatan yang berbeda) dan memang dipercaya bahwa mesin sekarang bisa meniru alat perkomputeran yang akan kita ciptakan di masa depan (meskipun niscaya lebih lambat) Dalam suatu pengertian batas kemampuan ini adalah tes yang berguna karena mengenali komputer maksud umum dari alat maksud istimewa yang lebih awal Definisi dari maksud umum bisa diformulasikan ke dalam syarat bahwa suatu mesin harus dapat meniru Mesin Turing universal Mesin yang mendapat definisi ini dikenal sebagai Turing-lengkap dan yang pertama mereka muncul pada tahun 1940 di tengah kesibukan perkembangan di seluruh dunia Lihat artikel sejarah perkomputeran untuk lebih banyak detail periode ini

212 Variasi tipe komputer dalam beberapa hal

PENGGOLONGAN KOMPUTER

Berdasarkan Data yang Diolah

1 Analog Computer diams Digunakan untuk data yang sifatnya kontinyu dan bukan data yang berbentuk angka

tetapi dalam bentuk fisik misalnya arus listrik temperatur kecepatan tekanandsb

diams Output dari komputer analog umumnya adalah untuk pengaturan atau pengontrolan suatu mesin misalnya untuk mengatur temperature di dalam suatu alat pembakaran

diams Keuntungan komputer analog adalah kemampuannya untuk menerima data dalam besaran fisik dan langsung mengukur data tertentu tanpa harus dikonversikan terlebih dahulu seperti pd komputer digital sehingga proses komputer analog lebih cepat dibandingkan dengan komputer digital

diams Kelemahan komputer analog adalah terletak pada faktor ketepatannya Komputer digital lebih tepat dibandingkan dengan komputer analog

2 Digital Computer diams Digunakan untuk data yang berbentuk angka atau hurup diams Biasanya dipakai untuk aplikasi bisnis dan aplikasi teknik diams Keunggulan komputer digital adalah

o Memproses data lebih tepat dibanding komputer analog o Dapat menyimpan data selama masih dibutuhkan untuk diproses o Dapat melakukan operasi logika o Data yang telah dimasukkan dapat dikoreksi atau dihapus o Output dari komputer digital dapat berupa angka hurup grafik maupun gambar

3 Hybrid Computer diams Merupakan komputer kombinasi dari komputer analog dan digital diams Mampu memproses data lebih cepat dari komputer digital dan lebih tepat dari

komputer analog diams Biasanya dipakai untuk aplikasi khusus

Berdasarkan Penggunaannya

1 Special Purpose Computer diams Komputer yang dirancang untuk menyelesaikan masalah yang khusus yg biasanya

hanya berupa satu masalah saja diams Program komputer sudah tertentu dan sudah tersimpan di dalam komputernya diams Komputer ini dapat berupa komputer digital maupun komputer analog dan

umumnya komputer analog adalah special purpose computer

diams Spesial purpose computer banyak dikembangkan untuk pengontrolan yang otomatis pada proses-proses industri seperti misalnya pabrik kimia penyulingan minyak pabrik baja serta untuk tujuan militer

2 General Purpose Computer diams Komputer yang dirancang untuk menyelesaikan bermacam-macam masalah dengan

program-program yang bermacam-macam pula diams Dibandingkan dengan special-purpose computer kecepatannya lebih rendah diams Dipakai untuk berbagai keperluan untuk aplikasi bisnis teknik pendidikan

pengolahan kata permainan dsb diams Komputer ini dapat berupa komputer digital maupun komputer analog dan

umumnya komputer digital adalah general purpose computer

Berdasarkan Ukurannya

diams Ukuran dari komputer ditunjukkan oleh kemampuannya dalam mengolah data ditentukan oleh o Kapasitas main memory (simpanan dalam) yg dinyatakan dalam satuan byte

( dengan kapasitas 4 KB 32 KB 64 KB 128 KB 256 KB bahkan dapat dikembangkan sampai 2 MB)

o Konfigurasi dari operand register (operand register digunakan untuk menampung data yang sedang dioperasikan) bisa dengan ukuran 8 bit 16 bit 32 bit dan 64 bit

o Kecepatan pengolahan data o Jumlah dan macam alat-alat input dan outputnya o Ukuran fisik komputer dan ruangan yang dibutuhkan

diams Berdasarkan ukuran komputer dapat digolongkan ke dalam komputer mikro(micro computer) komputer mini (mini computer) komputer kecil (small computer) komputer menengah (medium computer) komputer besar (large computer) dan komputer super (super computer)

1 Micro Computer diams Disebut juga dengan personal computer atau desktop computer diams Ukuran main memory berkisar 16 KB sampai lebih dari 1 MB diams Konfigurasi operand register 8 bit 16 bit 32 bit atau 64 bit diams Umumnya single user ( pemakainya tunggal) diams Ruangan yang dibutuhkan kecil dan dapat diletakkan di atas meja diams Harganya relative murah diams Perkembangan lebih lanjut dari komputer mikro adalah komputer super-mikro

(super micro computer) dimana komputer super mikro sudah multiuser system

2 Mini Computer diams Dapat digolongkan lagi menjadi mini-mini komputer midi-mini computer maxi-

mini computer dan super mini komputer tergantung dari kemampuannya diams Ukuran main memory berkisar 4 MB sampai lebih dari 128 MB diams Konfigurasi operand register 8 bit 16 bit 32 bit atau 64 bit diams Umumnya multi user ( pemakainya banyak)

diams Bentuk dari komputer mini cukup kecil dapat dipindah-pindah dan dapat diletakkan di rumah kecil

diams Harganya relative lebih mahal daripada komputer mikro tergantung dari banyaknya terminal dan alat input serta ouputnya harganya mulai dari Rp 15 juta

diams Mulai digunakan thn 1960 sebanyak 5000 komputer dan tahun 1970 jumlah ini telah meningkat sampai dengan 10000 komputer

diams Diterapkan terhadap aplikasi pengendalian produksi riset laborotarium dan komunikasi data

3 Small Computer diams Disebut juga dengan nama small-scale mainframe computer diams Ukuran main memory berkisar 64 KB dan dapat dikembangkan sampai lebih dari 8

MB diams Konfigurasi operand register 8 bit 16 bit 32 bit atau 64 bit diams Kebanyakan menggunakan system multi programming multi processing dan virtual

storage serta bersifat multi user diams Harganya relative lebih mahal daripada komputer mini tergantung dari banyaknya

terminal dan alat input serta ouputnya mulai dari Rp 50 juta

4 Medium Computer diams Disebut juga dengan nama medium-scale mainframe computer diams Ukuran main memory berkisar 512 KB dan dapat dikembangkan sampai lebih dari 8

MB diams Medium computer dapat mempunyai sejumlah besar dan bermacam-macam alat

input atau output diams Digunakan untuk komunikasi data dengan ratusan terminal yang terpisah dari pusat

komputernya dimana pusat komputernya biasanya menggu8nakan medium computer dan terminal dapat menggunakan micro atau mini computer

diams Kebanyakan menggunakan system multi programming multi processing dan virtual storage serta bersifat multi user

diams Harganya relative lebih mahal daripada small computer mulai dari Rp 150 juta 5 Large Computer

diams Disebut juga dengan nama mainframe computer atau large scale mainframe computer karena bentuk fisiknya besar seperti lemari

diams Ukuran main memory berkisar 512 KB dan dapat dikembangkan sampai lebih dari 8 MB

diams Digunakan oleh perusahaan-perusahaan besar misalnya perusahaan penerbangan yg mempunyai ratusan kantor cabang tersebear di selruh dunia yg tiap-tiap kantor mempunyai terminal yg dihubungkan dengan pusat komputernya

diams Mempunyai kecepatan dalam proses data dan efektif dlm penerapan system time sharing sehingga dapat dipakai banyak pemakai secara bersamaan

diams Harganya relative lebih mahal daripada small computer mulai dari Rp 300 juta

6 Super Computer diams Dikembangkan oleh perusahaan-perusahaan Amerika Serikat dan Jepang diams IBM sebagai salah satu perusahaan yg mengembangkan super computer diams Penelitian juga dilakukan oleh Cray Research dengan hasil Cray-1 computer diams Penerapan system time-sharing yang lebih efektif dengan menggunakan ribuan

terminal yg dapat dihubungkan dengan super computer dan ribuan pemakai dapat menggunakannya secara bersamaan

diams Harga super computer mulai dari 7 juta US $ sampai dengan 17 juta US $

213 Unit Fungsional komputer terdiri dari lima bagian utama

1 Unit Input

KeyboardKeyboards memungkinkan seorang user untuk memasukkan perintah dandata ke dalam system komputerContoh gambar sebuah keyboard

MouseMouse adalah peralatan input yang mempunyai sejumlah tombolPerpindahan dengan tangan sepanjang permukaan mouse akan merubahposisi tampilan pada layar yang merefleksikan perpindahan tersebutTombol pada mouse digunakan untuk memilih item dan membuat pilihanpada layarMouse secara significant dapat mereduksi input yangdimasukkan oleh pemakai melalui serangkaian pengetikanperintah pada keyboard dengan mengklik pada tombol mouseatau item yang tampil pada layar monitor

Trackball Joystick dan Touchpad

Mouse mengenableoperator untuk memindahkan kursor pada layercomputer Sekumpulan perangkat input inovatif telah dikembangkan untukmelakukan fungsi serupa untuk memenuhi berbagai lingkungan aplikasi danpreferensi userPrinsip operasi trackball sangat mirip dengan mouse mekanik Suatu bola

dipasang pada shallow well pada keyboard User memutar bola tersebut untukmengindikasikan pergerakan kursor yang diinginkan di layar

Joystick

adalah stick pendek berputar yang dapat digerakkan dengan tanganuntuk menunjuk ke tiap arah dalam bidang XYPada saat informasi ini dikirim kecomputer software menggerakkan kursor pada layar dengan arah yang sama

2Memori

Fungsi utama dari mainstoragememori adalah menyediakan tempat bagi data

dan instruksi Bagian ini terdiri dari internal memory yaitu berupa RAM (Random

Acces Memory) dan ROM (Read Only Memory) serta eksternal memory yaitu

berbagai macam disk seperti harddisk floppy disk dan optical disk

RAM mempunyai kemampuan untuk melakukan pengecekan data

disimpanan yang disebut dengan parity check Bila data hilang atau rusak dapat

diketahui dari sebuah bit tambahan yang disebut dengan parity bit ROM adalah

memori yang hanya dapat dibaca saja pemakai tidak dapat mengisi sesuatu ke dalam

ROM Isi ROM telah diisi oleh pabrik pembuatnya berupa system operasi yang

terdiri dari program-program pokok yang diperlukan oleh sistem komputer

Perintah-perintah yang ada pada ROM sebagian akan dipindahkan pada

RAM RAM (Random Acces Memori) adalah memori komputer yang dapat diisi

dengan program data selama ada aliran listrik bila aliran listrik mati isi RAM akan

terhapus semuanya Pada waktu program komputer dijalankan sebagian program

yang telah kita masukkan atau kita ketik akan diletakkan di RAM

3 Aritmatika amp Logika

ALU adalah yang melaksanakan pengolahan data secara fisik termasuk

penjumlahan pengurangan pembagian juga logical operasi seperti manyatukan

data menurutkan data memilih data dan lain-lain

4 Unit Output

1 Monitor

Monitor adalah peralatan yang memungkinkan komputer untukmenampilkan informasi balik ke pemakaiuser dalam bentuk teks maupungrafik Monitors mempunyai ukuran yang bervariasi 14 15 17 dan lainnya Semakin besar ukurannya (dalam inch) maka semakin mahal dansemakin luas gambar yang dapat ditampilkan pada monitor Monitor memiliki beberapa variasi bentuk resolusiscreen yang berbeda yang merujuk pada jumlah titikyang bisa ditampung dalam koordinat X dan Y (640 x480 atau 800 x 600) dan refresh rate yangmenunjukkan berapa kali per detik suatu gambar dapatditampilkan pada screen (60Hz berarti 60 kali perdetik) Monitor dengan resolusi screen yang lebih tinggi semisal 1024x768membutuhkan ukuran monitor yang lebih lebar missal 21 (jika tidakmaka akan kelihatan kecil sekali gambarnya jika ditampilkan dalammonitor berukuran 14) dan juga membutuhkan refresh rate yanglebih tinggi semisal 72Hz untuk mencegah tampilan gambar padascreen terlihat berkedip-kedip (flickering)

2 Printer

Printer digunakan untuk mencetak pada kertas apa yang ditampilkan padascreen atau untuk mencetak data yang dioleh oleh komputerPrinter ada yang berwarna (color) dan ada yanghitam putih (black and white) Printer berwarnalebih lambat dan lebih mahal daripada printer hitamputih Juga teknologi yang digunakan untukmencetak informasi pada kertas bervariasitergantung tipe printer

5Unit Kontrol

Unit kontrol atau yang sering dikenal dengan control unit akan menyimpan perintah sekarang yang dilakukan oleh komputer memerintahkan ALU untuk melaksanaan dan mendapat kembali informasi (dari memori) yang diperlukan untuk melaksanakan perintah itu dan memindahkan kembali hasil ke lokasi memori yang sesuai Sekali yang terjadi unit kontrol pergi ke perintah berikutnya (biasanya ditempatkan di slot berikutnya kecuali kalau perintah itu adalah perintah lompatan yang memberitahukan kepada komputer bahwa perintah berikutnya ditempatkan di lokasi lain)

Bagian CPU yang menyebabkan fungsi komputer tercapai ini mengeluarkan sinyal-sinyal kontrol yang bersifat internal bagi CPU untuk memindahkan data antar Register agar ALU melakukan fungsinya untuk mengatur operasi-operasi internal lainnya Register yang merupakan bagian dari unit kontrol adalah tempat penyimpan data sementara dalam CPU selama proses eksekusi Apabila terjadi proses eksekusi data dalam register dikirim ke ALU untuk diproses hasil eksekusi nantinya diletakkan ke register kembali Unit kontrol akan menghasilkan sinyal yang akan mengontrol operasi ALU dan pemindahan data ke dan dari ALU Unit kontrol juga mengeluarkan sinyal kontrol eksternal bagi pertukaran data memori dan modul-modul IO

214 Pengertian Software

Piranti lunak atau perangkat lunak adalah program komputer yang berfungsi sebagai sarana interaksi antara pengguna dan perangkat keras Perangkat lunak dapat juga dikatakan sebagai penterjemah perintah-perintah yang dijalankan pengguna komputer untuk diteruskan ke atau diproses oleh perangkat keras

Perangkat lunak adalah program komputer yang isinya dapat diubah dengan mudah Perangkat lunak umumnya digunakan untuk mengontrol perangkat keras melakukan perhitungan berinteraksi dengan perangkat lunak lainnya dan lain-lain

Contoh dari perangkat lunak

1Sistem operasi

215 Meningkatkan Performa komputer

Untuk Meningkatkan Performa kinerja komputer pertama sekali yang harus

diperhatikan adalah mengukur kapabilitas dan kompatibilitas sistem yang ada pada suatu

perangkat IO sehingga antar terjadi hubungan yang dinamis pada masing-masing

perangkat

31 Keterkaitan Data dengan komputer

311 Pengolahan data terbagi 2

Analog

Digital

Dilihat dari fungsi komputer merupakan suatu perangkat digunakan untuk memproses data kemudian hasil prosesnya diselesaikan secara elektronis didalam CPU Menurut pengolahan data komputer diklasifikasikan menjadi 2 yaitu Analog amp Digital

Analog Suatu sinyal yang dikirimkan dari suatu pemancar (transmitter) ke penerima (receiver) untuk berkomunikasi data tersebut dikirim dalam bentuk suara huruf angka dan karakter lain (tulisan tangan dicetak) foto gambar film dll

Digital Sistem yang memproses nilai diskrit (langkah demi langkah )

Permodulasian Suatu teknik untuk merubah signal Digital ke dalam bentuk signal Analog sehingga data kumpulan jajaran digit dari komputer dapat dihantar melalui kabel telfon yang menghantar informasi secara Analog

Ex AM FM PM

Permodulasian dilakukan oleh alat MODEM (Modulation Demodulation) Signal Analog Signal Digital sebaliknya

312 ASCII

ASCII singkatan dari American Standard Code for Information Interchange Standardyang digunakan pada industri untuk mengkodekan huruf angka dan karakterkarakterlain pada 256 kode (8 bit biner) yang bisa ditampung

Ex Huruf A=65 B=66 C=67 dst

313 Contoh soal Permodulasian AM

Sebuah Host mengirim data rdquo IYA rdquo dengan menggunakan permodulasian AM dengan kecepatan 1 Baud= 2 Bps Amplitudo +- 12 Volt +- 9 Volt +- 6 Volt +- 3 Volt Gbrkan bentuk signal Analog untuk menghantarkan huruf rdquoIYArdquo

Jawab 1 Baud = 2 Bps (dengan Melihat Kode ASCI ) 00 = +- 12 Volt 01 = +- 9 Volt10 = +- 6 Volt 11 = +- 3 Volt

I = 01001001Y = 01011001A = 01000001

314 Sistem Bilangan pada computer

1 BitsSetiap angka 0 dan 1 biasa disebut Bit Bit adalah singkatan dari Binary Digit Kata

Binary diambil dari nama Binary Number System (Sistem Bilangan Biner) Tabel 21berikut menunjukkan tentang bit

2 Sistem Bilangan Biner

Sistem bilangan biner disusun dari angkaangkasama seperti sistem bilangan desimal(sistem bilangan 10) yang sering digunakan saat ini Tetapi untuk desimalmenggunakan angka 0 sampai 9 sistem bilangan biner hanya menggunakan angka 0dan 1Berikut adalah tabel contoh sistem bilangan biner

3 Sistem Bilangan Desimal

Sebelum mempelajari tentang bilangan biner ada baiknya mengetahui tentang sistembilangan yang umum dipakai yaitu desimal (bilangan basis 10) Perhatikan table

Contoh

1243 = (1 X 10 3 ) + (2 X 10 2 ) + (4 X 10 1 ) + (3 X 10 0 )= 1000 + 200 + 40 + 3

4 Sistem Bilangan Biner

Untuk bilangan biner (bilangan basis 2) perhatikan tabel

Contoh

101102 = (1 X 2 4 ) + (0 X 2 3 ) + (1 X 2 2 ) + (1 X 2 1 ) + (0 X 2 0 ) = (16 + 0 + 4 + 2 +0) = 2216810 = 101010002

Cara II

168 2 = 84 sisa 084 2 = 42 sisa 042 2 = 21 sisa 021 2 = 10 sisa 110 2 = 5 sisa 05 2 = 2 sisa 12 2 = 1 sisa 01 2 = 0 sisa 1Bit biner terbesar dimulai dari bawah sehingga 16810 = 101010002

5 Sistem Bilangan Heksadesimal

Bilangan heksadesimal biasa disebut bilangan basis 16 artinya ada 16 simbol yangmewakili bilangan ini Tabel 18 berikut menunjukkan konversi bilanganheksadesimal

Untuk konversi bilangan biner ke heksadesimal perhatikan contoh berikut 101101010100100102 = 0001 0110 1010 1001 0010 = 1 6 A 9 2Jadi bil biner 10110101010010010 sama dengan bil heksadesimal 16A92

6 Sistem Bilangan Oktal

Bilangan oktal disebut bilangan basis 8 artinya ada 8 simbol yang mewakili bilanganini Tabel 19 berikut menunjukkan konversi bilangan oktal

Untuk konversi bilangan biner ke oktal perhatikan contoh berikut 101101010100100102 = 010 110 101 010 010 010 = 2 6 5 2 2 2 8

Jadi bil biner 10110101010010010 sama dengan bil oktal 265222Untuk konversi dari oktal ke heksadesimal ubah terlebih dahulu bilangan oktal yangakan dikonversi menjadi biner Hal ini berlaku juga untuk konversi dari heksadesimalke oktal Perhatikan contoh berikut 7258 = 111 010 1012

= 0001 1101 0101 = 1 D 5 16

FE16 = 1111 11102

= 011 111 110 = 3 7 6 8

315 Sandi yang terdapat pada komputer

1 Sandi 8421 BCD (Binary Coded Decimal)

Sandi 8421 BCD adalah sandi yang mengkonversi bilangan desimal langsung kebilangan binernya sehingga jumlah sandi BCD adalah 10 sesuai dengan jumlahsimbol pada desimal Perhatikan tabel 210 berikut

Contoh

19710 sandi BCDnyaadalah 0001 1001 0111

2 Sandi 2421

Sandi 2421 hampir sama dengan sandi 8421 terutama untuk bilangan desimal 0sampai dengan 4 Tetapi sandi berikutnya merupakan pencerminan yang diinversiPerhatikan tabel

Perhatikan sandi desimal 5 Sandi tersebut merupakan cermin dari sandi 4 desimaltetapi logikanya diinversi Begitu pula pada sandi desimal 6 yang merupakan cermindari sandi desimal 3 yang diinversi dstContoh

37810 sandi 2421nyaadalah 0011 1101 1110

316 Boolean atau Logika Biner

Logika memberi batasan yang pasti dari suatu keadaan Sehingga keadaan tersebuttidak dapat berada dalam dua ketentuan sekaligus Karena itu dalam logika dikenalaturanaturansebagai berikut Suatukeadaan tidak dapat benar dan salah sekaligusMasingmasingadalah hanya benar atau salah (salah satu)Suatukeadaan disebut BENAR bila TIDAK SALAHDua keadaan itu dalam aljabar boole ditunjukkan dengan dua konstanta yaitu logikaldquo1rdquo dan logika ldquo0rdquo

Misal Logika ldquo1rdquo Logika ldquo0rdquoBenar SalahHidup MatiSiang MalamContoh diatas dapat dituliskan Tidak Benar atau Benar = SalahTidak Hidup atau Hidup = MatiTidak Siang atau Siang = MalamTanda garis atas dipakai untuk menunjukkan pertentangan atau lawan dari keadaanitu Sehingga tanda garis tersebut merupakan pertentangan logika (Logical Inversion)yang mempunyai fungsi untuk menyatakan ldquoTidakrdquo (Not)Ā = Tidak A atau Ā = NOT AHimpunan adalah kumpulan dari elemen yang setidaknya memiliki sifat yang samadan bisa memiliki kelompok yang terbatas atau tidak terbatas jumlahnya Misalnyahimpunan mahasiswa politeknik Himpunan tersebut tentu saja terdiri dari bermacammacamkelompok Jika dapat diambil tiga kelompok Kelompokyang berasal dari luar jawa JKelompokyang sedang kuliah KKelompokyang mengerjakan laporan akhir LSehingga seseorang setidaknya masuk dalam satu kelompok tersebut bahkan dapatterjadi masuk dalam dua kelompok sekaligus Misalnya mahasiswa luar jawa yangsedang mengerjakan laporan akhir berarti masuk kelompok J dan L (J AND L) JAND L dituliskan juga dengan J LGabungan antara mahasiswa luar jawa dan mahasiswa yang mengerjakan laporanakhir memiliki pengertian mahasiswa luar jawa atau mahasiswa mengerjakanlaporan akhir J atau L (J OR L) J OR L dituliskan juga dengan J + LLogika Biner (gerbang Boolean) adalah rangkaian digital yang menerima satu ataulebih masukan tegangan untuk memperoleh keluaran tertentu sesuai dengan aturanboole yang berlakuJika membicarakan komputer maka perbedaan tegangan yang digunakan sebagaionoff atau nilai biner 10 nilai 1 ekivalen dengan tegangan +5 volt dan nilai 0ekivalen dengan tegangan 0 volt

41 Rangkaian Logika Kombinasional amp Sekuensial

Rangkaian yang termasuk rangkaian logika kombinasional yaitu Dekoder Enkoder Multiplekser Demultiplekser Pada rangkaian-rangkaian itu terlihat bahwa kondisi keluaran hanya dipengaruhi oleh kondisi masukan pada saat itu

Rangkaian Adder Half Adder

Rangkaian Adder Full Adder

Enkoder

Dekoder

DECIMAL TO BCD ENCODER

Encoder yang sudah umum yaitu decimal to BCD encoder Switch dengan

penekan tombol mirip dengan tombol kalkulator dihubungkan dengan tegangan

Vcc Jika tombol 3 ditekan maka gerbang-gerbang OR pada jalur C dan D

akan mempunyai input bernilai 1 Oleh karena itu maka outputnya menjadi

ABCD = 0011

Dan selengkapnya dapat dilihat pada tabel dibawah ini

INPUT OUTPUT0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 10 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 00 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 10 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 00 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 10 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 00 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 10 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1

2 DECODER

Rangkaian dekoder mempunyai sifat yang berkebalikan dengan enkoder yaitu

merubah kode biner menjadi sinyal diskrit Syarat perancangan sebuah dekoder adalah m

lt= 2n dimana m adalah kombinasi keluaran dan n adalah jumlah bit masukan Sehingga

dapat disimplkan bahwa variabel keluaran bebas tapi harus tetap memperhatikan unsur

efisiensi rangkaian Misal dekoder 3 bit memiliki 8 atau kurang kombinasi keluaran tetapi

bisa memiliki jumlah saluran keluaran lebih dari 8 (10 atau 55 atau 100 dan sebagainya)

Contoh rangkaian dekoder adalah rangkaian dekoder dot matrik dan dekoder seven

segmen

Bila semua segmen menyala maka dapat dibaca sebagai angka decimal 8 Angka

decimal 0 dan 3 terlihat pada menyalanya segmen ndash segmen sesuai gambar Untuk

penampilan huruf hanya beberapa huruf saja yang dapat dibaca dari tujuh segmen

Tabel Kebenaran dekoder seven segmen

INPUT OUTPUTA B C D a b c d e f g0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 00 0 0 1 0 1 1 0 0 0 00 0 1 0 1 1 0 1 1 0 10 0 1 1 1 1 1 1 0 0 10 1 0 0 0 1 1 0 0 1 10 1 0 1 1 0 1 1 0 1 10 1 1 0 1 0 1 1 1 1 10 1 1 1 1 1 1 0 0 0 01 0 0 0 1 1 1 1 1 1 11 0 0 1 1 1 1 1 0 1 11 0 1 0 1 1 1 0 1 1 11 0 1 1 0 0 1 1 1 1 11 1 0 0 1 0 0 1 1 1 01 1 0 1 0 1 1 1 1 0 11 1 1 0 1 0 0 1 1 1 11 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1

a = sum (m0m2m3m5m6m7m8m9m10m12m14m15)

b = sum (m0m1m2m3m4m7m8m9m10m13)

c = sum (m0m1m3m4m5m6m7m8m9m10m11m13)

d = sum (m0m2m3m5m6m8m9m11m12m13m14)

e = sum (m0m2m6m8m10m11m12m13m14m15)

f = sum (m0m4m5m6m8m9m10m11m12m14m15)

g = sum (m2m3m4m5m6m8m9m10m11m13m14m15)

42 Rangkaian Logika Sekuensial (Flip-Flop)

1 Flip-Flop R-SFlip-flop R-S adalah rangkaian dasar dari semua jenis flip-flop yang ada Terdapat berbagai

macam rangkaian flip-flop R-S pada percobaan ini flip-flop R-S disusun dari empat buah gerbang NAND 2 masukan Dua masukan flip-flop ini adalah S (set) dan R (reset) serta dua keluarannya adalah Q dan Qrsquo

Kondisi keluaran akan tetap ketika kedua masukan R dan S berlogika 0 Sedangkan pada kondisi masukan R dan S berlogika 1 maka kedua keluaran akan berlogika 1 hal ini sangat dihindari karena bila kondisi masukan diubah menjadi berlogika 0 kondisi kelurannya tidak dapat diprediksi (bisa 1 atau 0) Keadaan ini disebut kondisi terlarang Selanjutnya kondisi terlarang pacu dan tak tentu akan dijelaskan melalui Tabel 31

Gambar 33 Rangkaian Percobaan Flip-Flop R-S

Tabel 32a Kondisi terlarang pacu dan tak tentu karena perubahan clockNo S R Clock Keterangan1 1 1 Aktif (1) Kondisi terlarang2 1 1 Tepi turun (Berubah dari

1 ke 0)Kondisi pacu

3 1 1 Tidak aktif (0) Kondisi tak tentu

Tabel 32b Kondisi terlarang pacu dan tak tentu karena perubahan clock dan masukan yang serempakNo S R Clock Keterangan1 1 1 Aktif (1) Kondisi terlarang2 0 0 Tepi turun Kondisi pacu3 0 0 Tidak aktif (0) Kondisi tak tentu

2 Flip-flop D

Flip-flop D dapat disusun dari flip-flop S-R atau flip-flop J-K yang masukannya saling berkebalikan Hal ini dimungkinkan dengan menambahkan salah satu masukannya dengan inverter agar kedua masukan flip-flop selalu dalam kondisi berlawanan Flip-flop ini dinamakan dengan flip-flop data karena keluarannya selalu sama dengan masukan yang diberikan Saat flip-flop pada keadaan aktif masukan akan diteruskan ke saluran keluaran

2 Flip-flop J-KFlip-flop J-K merupakan penyempurnaan dari flip-flop R-S terutama untuk mengatasi masalah

osilasi yaitu dengan adanya umpan balik serta masalah kondisi terlarang seperti yang telah dijelaskan di atas yaitu pada kondisi masukan J dan K berlogika 1 yang akan membuat kondisi keluaran menjadi berlawanan dengan kondisi keluaran sebelumnya atau dikenal dengan istilah toggle Sementara untuk keluaran berdasarkan kondisi-kondisi masukan yang lain semua sama dengan flip-flop R-S

Gambar 35 Flip-flop J-K

51 Aritmatika Logika Unit

Macam- macam operasi ALU

Adder (Penjumlahan) Half Adder Full Adder Paralel Adder

Pengurangan (Substraktor)

Perkalian (Multiplexer)

Pembagian bila hasilnya 0 amp 1

Adder

Rangkaian ALU (Arithmetic and Logic Unit) yang digunakan untuk menjumlahkanbilangan dinamakan dengan Adder Karena Adder digunakan untuk memprosesoperasi aritmetika maka Adder juga sering disebut rangkaian kombinasionalaritmetika ALU akan dijelaskan lebih detail pada bab 3 Ada 2 jenis Adder

1 Rangkaian Adder yang hanya menjumlahkan dua bit disebut Half Adder2 Rangkaian Adder yang menjumlahkan tiga bit disebut Full Adder3 Rangkaian Adder yang menjumlahkan banyak bit disebut paralel Adder

Half Adder

Rangkaian half adder merupakan dasar penjumlahan bilangan biner yang masingmasinghanya terdiri dari satu bit oleh karena itu dinamakan penjumlah tak lengkap

1 Jika A=0 dan B=0 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 02 Jika A=0 dan B=1 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 13 Jika A=1 dan B=1 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 0 dengan nilai pindahanCy(Carry Out) = 1

Dengan demikian half adder memiliki 2 masukan (A dan B) dan dua keluaran (S dan Cy)

Dari tabel diatas terlihat bahwa nilai logika dari Sum sama dengan nilai logika darigerbang XOR sedangkan nilai logika Cy sama dengan nilai dari gerbang logikaAND Dari tabel tersebut dapat dibuat rangkaian half adder seperti pada gambar

Full Adder

Full adder mengolah penjumlahan untuk 3 bit bilangan atau lebih (bit tidak terbatas)oleh karena itu dinamakan rangkaian penjumlah lengkap Perhatikan tabel kebenarandari Full adder berikut

Parallel Adder

Parallel Adder adalah rangkaian Full Adder yang disusun secara parallel danberfungsi untuk menjumlah bilangan biner berapapun bitnya tergantung jumlah FullAdder yang diparallelkan Gambar berikut menunjukkan Parallel Adder yang terdiridari 4 buah Full Adder yang tersusun parallel sehingga membentuk sebuah penjumlah 4 bit

Penjumlahan

Komputer hanya dapat melakukan proses aritmetika menggunakan bilangan binerSemua sistem bilangan harus diubah terlebih dahulu ke biner agar dapat diprosesProses yang biasa dilakukan oleh komputer untuk menjumlahkan sistem bilangandesimal biasanya adalah menyandikan ke 8421BCD terlebih dahulu sebelumdijumlahkan Sebelum mempelajari tentang penjumlahan pada 8421BCD ada baiknyamengetahui cara menjumlahkan bilangan biner

Penjumlahan Biner

Ada 4 kondisi yang terjadi pada penjumlahan biner yaitu apabila 0 + 0 0 + 1 1 + 0dan 1 + 1 Jika yang terjadi adalah 1 + 1 kita tidak dapat menyatakan hasil jumlahdalam satu digit Tetapi kita harus melakukan penyimpanan (Carry Out) kedalamkolom yang lebih tinggi Ini berlaku untuk seluruh sistem bilangan Sebagai contohpada bilangan desimal 2 + 5 = 7 dengan carry out = 0 9 + 9 = 8 dengan carry out = 1Contoh

Penjumlahan 8421BCD

Sandi 8421BCD hanya menggunakan bilangan biner untuk 0 sampai 9 karena yangdisandikan hanya 1 digit angka desimal Dalam penjumlahan yang perlu diperhatikanadalah jika hasilnya lebih dari 9 sehingga akan dihasilkan auxillary carry (Carry daribilangan keempat LSB) maupun carry dari MSBBerikut adalah aturan penjumlahan sandi 8421BCDJikajumlah biner dan jumlah BCD sama yaitu AC (Auxillary Carry) = 0 dan Carry= 0 maka tidak diperlukan aturan tambahan

Jikajumlah biner tidak sama dengan jumlah desimal maka memerlukan pengaturantambahan Jika Auxillary Carry (AC) = 0 atau AC = 1 dan Carry (Cy) = 0 dimana hasilpenjumlahan binernya lebih dari 9 desimal maka perlu ditambahkan 6 pada niblerendah tersebut dan tambahkan 1 pada nible yang lebih tinggi

Pengurangan

Pengurangan pada dasarnya merupakan penjumlahan yaitu penjumlahan denganbilangan negatif

500 ndash 255 = 245 (Pengurangan)500 + ()255 = 245 (Penjumlahan)Komputer hanya bekerja pada bilangan ldquo0rdquo dan ldquo1rdquo dan tidak mengenal bilangannegatif Untuk menunjukkan bilangan negatif komputer menggunakan tanda modulus(Modulus Sign) Pada penjumlahan desimal tanda modulus yang digunakan adalahldquo0rdquo untuk bilangan positif dan ldquo9rdquo untuk bilangan negatif Untuk bilangan negatifpada operasi penjumlahannya harus dikomplemen Komplemen yang digunakan padabilangan desimal adalah komplemen10dan komplemen9

Perkalian

Perkalian antara bilangan biner adalah perkalian yang paling mudah diantara sistembilangan lainnya

Pada Teknik Komputer perkalian dilakukan menggunakan register geser kanan (ShiftRight Register) Perhatikan contoh berikut

Register A untuk menyimpan data yang akan dikalikan (Multiplicand)Register B untuk menyimpan data pengali (Multiplier)Register P untuk menyimpan hasil perkalian

Pembagian

Kebalikan dari perkalian pembagian (Division) adalah suatu bentuk dari penguranganyang dilakukan berulangulangDan proses ini juga dapat dilakukan pada rangkaianlogika dengan cara pengurangan dan penggeseran ke kiri (menggunakan shiftleftregister) Berikut adalah aturan dari pembagianKurangkan bilangan pembagi (Divisor) dari MSB bilangan yang akan dibagi(Dividend) lihat hasil pengurangan

Bila hasilnya 1 atau positif Berarti hasil pembagian (Product) adalah 1 Setelah itu hasil pengurangan digeserkekiri satu bit dan dimulai lagi pengurangan oleh bilangan pembagi (Divisor)

Bila hasilnya 0 atau negatif Berarti hasil pembagian (Product) adalah 0 Dalam hal ini sebelum digeser ke kiriharus ditambah dulu dengan bilangan pembagi (Divisor) Setelah digeser ke kiri satubit dimulai lagi proses pengurangan oleh bilangan pembagi Pengurangan olehbilangan pembagi dilakukan dengan penjumlahan komplemen2Bila dalam

penjumlahan tersebut terdapat pindahan (Carry) maka carry tersebut diabaikanPerhatikan contoh berikut 1010 410 = 10102 1004

Karena ada hasil pengurangan yang negatif maka digit yang dihasilkansetelah itu adalah digit pecahan sehingga hasil yang benar 1012 atau 2510

61 Floating Point

71 Control Unit

CONTROL UNIT (CU)

711 Model Control Unit

Unit kontrol atau yang sering dikenal dengan control unit akan menyimpan perintah sekarang yang dilakukan oleh komputer memerintahkan ALU untuk melaksanaan dan mendapat kembali informasi (dari memori) yang diperlukan untuk melaksanakan perintah itu dan memindahkan kembali hasil ke lokasi memori yang sesuai Sekali yang terjadi unit kontrol pergi ke perintah berikutnya (biasanya ditempatkan di slot berikutnya kecuali kalau perintah itu adalah perintah lompatan yang memberitahukan kepada komputer bahwa perintah berikutnya ditempatkan di lokasi lain)

Bagian CPU yang menyebabkan fungsi komputer tercapai ini mengeluarkan sinyal-sinyal kontrol yang bersifat internal bagi CPU untuk memindahkan data antar Register agar ALU melakukan fungsinya untuk mengatur operasi-operasi internal lainnya Register yang merupakan bagian dari unit kontrol adalah tempat penyimpan data sementara dalam CPU selama proses eksekusi Apabila terjadi proses eksekusi data dalam register dikirim ke ALU untuk diproses hasil eksekusi nantinya diletakkan ke register kembali Unit kontrol akan menghasilkan sinyal yang akan mengontrol operasi ALU dan pemindahan data ke dan dari ALU Unit kontrol juga mengeluarkan sinyal kontrol eksternal bagi pertukaran data memori dan modul-modul IO

Model dari unit kontrol

712 Macam-macam unit kontrol

Macam-macam Unit Kontrol1 Unit Kontrol Single-Cycle

Proses di unit kontrol ini hanya terjadi dalam satu clock cycle artinya setiap instruksi (fetch decode execute) ada pada satu cycle maka dari itu tidak memerlukan state Dengan demikian fungsi boolean masing-masing control line hanya merupakan fungsi dari opcode saja Clock cycle harus mempunyai panjang yang sama untuk setiap jenis instruksi

Ada dua bagian pada unit kontrol ini yaitu proses men-decode opcode untuk mengelompokkannya menjadi 4 macam instruksi (yaitu di gerbang AND) dan pemberian sinyal kontrol berdasarkan jenis instruksinya (yaitu gerbang OR) Keempat jenis instruksi adalah ldquoR-formatrdquo (berhubungan dengan register) ldquolwrdquo (membaca memori) ldquoswrdquo (menulis ke memori) dan ldquobeqrdquo (branching)

Sinyal kontrol yang dihasilkan bergantung pada jenis instruksinya Misalnya jika melibatkan memori rdquoR-formatrdquo atau rdquolwrdquo maka akan sinyal rdquoRegwriterdquo akan aktif Hal lain jika melibatkan memori ldquolwrdquo atau ldquoswrdquo maka akan diberi sinyal kontrol ke ALU yaitu ldquoALUSrcrdquo

Desain single-cycle ini lebih dapat bekerja dengan baik dan benar tetapi cycle ini tidak efisien

2 Unit Kontrol Multi-CycleGambar disamping menunjukkan diagram blok dari unit kontrol multi-cycle

Berbeda dengan unit kontrol yang single-cycle unit kontrol yang multi-cycle lebih memiliki banyak fungsi

Dengan memperhatikan state dan opcode fungsi boolean dari masing-masing control line output dapat ditentukan Masing-masingnya akan menjadi fungsi dari 10 buah input logic Jadi akan terdapat banyak fungsi boolean dan masing-masingnya tidak sederhana

Pada cycle ini sinyal kontrol tidak lagi ditentukan dengan melihat pada bit-bit instruksinya Bit-bit opcode memberitahukan operasi apa yang selanjutnya akan di-execute CPU bukan instruksi cycle selanjutnya

713 Fungsi unit kontrol

Fungsi Unit Kontrol1 Pengurutan (sequencing) unit kontrol bertugas mengontrol sejumlah operasi

mikro dalam urutan yang benar

2 Eksekusi (execution) unit kontrol menyebabkan setiap operasi mikro dilakukan

state register overhead

Cycle 1Cycle 2

Cycle 3Cycle 4

Cycle 5

Fetch

Decode

Exec

Mem

WB

lw

Single cycle Implementation

Multiple Cycle Implementation

714 Input Unit Kontrol

Input Unit Kontrol

Unit kontrol mempunyai beberapa input diantaranya1 Clock berfungsi untuk sinkronisasi operasi antar komponen 2 Flag flag-flag ini diperlukan unit kontrol untuk mengetahui status CPU Flag

diset ALU sebagai hasil dari suatu operasi misalnya overflow flag diset 1 bila hasil komputasi melampaui panjang register tempat flag disimpan

3 Instruction register menggunakan opcode untuk menentukan operasi mikro yang akan dilakukan selama siklus eksekusi

4 Sinyal kontrol dari rdquobus controlrdquo memberi jalur ke unit kontrol untuk sinyal-sinyal tertentu seperti sinyal interrupt dan sinyal acknowledgment

715 Output Unit Kontrol

Sinyal kontrol di dalam CPU (control signals within CPU) output unit kontrol terdiri dari dua macam sinyal yaitu

1 sinyal-sinyal yang menyebabkan perpindahan data antar register 2 sinyal-sinyal yang dapat mengaktifkan fungsi ALU yang spesifik

Sinyal kontrol ke rdquobus controlrdquo juga terdiri atas 2 sinyal yaitu1 sinyal kontrol ke memori 2 sinyal kontrol ke modul-modul IO

716 Implementasi Unit Kontrol

1 Implementasi hardwired Unit kontrol merupakan rangkaian kombinatorial Sinyal-sinyal logika

inputnya akan didekodekan menjadi sinyal-sinyal logika output yang merupakan sinyal-sinyal kontrol ke sistem komputer Sinyal-sinyal input tersebut seperti clock flag register instruction dan sinyal kontrol merupakan input bagi unit kontrol untuk mengetahui status komputer Sinyal keluaran yang dihasilkan akan mengendalikan sistem kerja komputer

N buah input biner akan menghasilkan 2N output biner Setiap instruksi memiliki opcode yang yang berbeda-bedaOpcode yang berbeda dalam instruksi akan menghasilkan sinyal kontrol yang berbeda pula Pewaktu unit kontrol mengeluarkan rangkaian pulsa yang periodik

Pulsa waktu ini digunakan untuk mengukur durasi setiap operasi mikro yang dijalankan CPU intinya digunakan untuk sinkronisasi kerja masing-masing bagian

Masalah dalam Merancang Implementasi Hardwired Memiliki kompleksitas dalam pengurutan dan operasi mikronya Sulit didesain dan dilakukan pengetesan Tidak fleksibel Sulit untuk menambahkan instruksi baru

2 Implementasi microprogrammed Implementasi yang paling reliabel saat ini adalah implementasi

microprogrammed Unit kontrol memerlukan sebuah memori untuk menyimpan program kontrolnya

Fungsindashfungsi pengontrolan dilakukan berdasarkan program kontrol yang tersimpan pada unit kontrol Selain itu fungsindashfungsi pengontrolan tidak berdasarkan dekode dari input unit kontrol lagi

Teknik ini dapat menjawab kesulitanndashkesulitan yang ditemui dalam implementasi hardwired

81 Memori amp Piranti Penyimpanan

811 Jenis-Jenis memori

Berdasarkan komponen yang digunakan terbagi atas

1 Vacuum Tubes

Komputer generasi pertama ENIAC tahun 1946 menggunakan komponentabung hampa udara untuk main memory Memori ini relatif berukuran besardan tiap-tiap tabung hampa udara mewakili 1 bit

2 Magnetic Core Storage

Digunakan sekitar tahun 1960 ndash 1970 Terdiri dari ribuan cincin magnetikkecil berukuran 18 mm dengan lubang berdiameter 10 mm Tiap-tiap coredihubungkan dengan kabel kawat membentuk suatu bidang core (core plane)dan ditumpuk membentuk suatu core stackMasing-masing core dapat menyimpan 1 bit bila dimagnetasi dengan suatuarus listrik dari dua arah jurusan yang masing-masing bermuatan frac12 arus

3 Planar Thin-Film Storage

Terbuat dari lempengan tipis keramik atau metal tembus pandang yang berisi

kumpulan besi nikel berbentuk empat persegi panjang kecil dihubungkandengan kabel-kabel

4 Semiconductor Storage

Mulai banyak digunakan sejak tahun 1970-an hingga sekarangTerbuat dariVLSI (Very Large Scale Integration) yaitu meletakkan sejumlah besar circuitke dalam suatu chip Teknologi yang digunakan adalah MOS (Metal OxideSemiconductor) dan bersifat volatileKomputer IBM 704 pada GeneralElectric Computer facility diArizona State University 1956Sebuah mesin vacuum tubedengan magnetic core storageSingle layer thin film dengan Ta2N resistors

5 Josephson Junction

Diciptakan oleh Brian Josephson dari Inggris Merupakan memori yang dapatmelakukan switch dari bit 1 ke bit 0 atau sebaliknya dengan kecepatan yangtinggi yaitu kurang dari sepertriliun detik Menggunakan suatu tempat

tertutup yang berisi helium cair dengan suhu sekitar -200 derajat celcius

6 Charged-Coupled Device (CCD)

Merupakan memori yang terdiri dari ribuan metal bujur sangkar berukurankecil yang masing-masing dapat menyimpan informasi digit binari dalambentuk beban elektronik (electric charge)

812 Hirarki Memori

Sebagian besar komputer memiliki hirarki memori yang terdiri atas tiga level yaitu

1 Physical Register di CPU berada di Level teratas Informasi yang berada

di Register dapat diakses dalam satu Clock cycle CPU

2 Primary Memory (Executable memory ) berada dilevel tengah

Contohnya RAM Primary Memory diukur dengan satu byte dalam satu

waktu secara relatif dapat diakses dengan cepat bersifat volatil (informasi

bisa hilang ketika komputer dimatikan) CPU mengakses memori ini

dengan instruksi single load dan store dalam beberapa clock cycle

3 Secondary Memory berada dilevel bawah Contohnya disk atau tape

Secondary memory diukur sebagai kumpulan dari bytes(block of bytes)

waktu aksesnya lambat bersifat non-volatil (informasi tetap tersimpan

ketika komputer dimatikan) Memori ini diterapkan di storage device jadi

akses meliputi aksi oleh driver dan device

813 Memori Internal

Memori internal o Berada di luar CPU tetapi bersifat internal terhadap sistem komputero Diperlukan oleh CPU untuk proses eksekusi (operasi) program sehingga

dapat diakses secara langsung oleh prosesor (CPU) tanpa modul perantarao Memori internal sering juga disebut sebagai memori primer atau memori

utama o Memori internal biasanya menggunakan media RAM

Random Access Memori (RAM)

Ram adalah suatu memori baca tulis artinya data dapat dibaca dari atau ditulis ke RAM dan dapat dilakukan secara berulang-ulang dengan data yang berbeda-beda Jenis memori ini merupakan jenis volatile (mudah menguap) yaitu data yang tersimpan akan hilang jika catu dayanya dimatikan Karena alasan tersebut maka program utama tidak pernah disimpan di RAM Random artinya data yang disimpan pada RAM dapat diakses secara acak RAM dibagi lagi menjadi dua jenis yaitu jenis statik dan jenis dinamik RAM statik menyimpan satu bit informasi dalam sebuah flip-flop Jenis RAM ini asyncronous dan tidak memerlukan sinyal clock RAM statik biasanya digunakan untuk aplikasi-aplikasi yang tidak memerlukan kapasitas memori RAM yang besar RAM dinamik menyimpan satu bit informasi data sebagai muatan RAM dinamik menggunakan kapasitansi gerbang substrat sebuah transistor MOS sebagai sel memori elementer Untuk menjaga agar data yang tersimpan RAM dinamik tetap utuh data tersebut harus disegarkan kembali dengan cara membaca dan menulis ulang data tersebut kememori RAM dinamik ini digunakan untuk aplikasi ynag memerlukan RAM dengan kapasitas besar misalnya dalam sebuah komputer pribadi (PC)

Read Only Memory (ROM)

Jenis memori ini datanya hanya bisa dibaca dan tidak bisa ditulis secara berulang-ulang Memori ini berjenis non-volatile artinya data yang disimpan tidak mudah menguap (hilang) walaupun catu dayanya dimatikan Karena itu memori ini biasa digunakan untuk menyimpan program utama dari suatu sistem Jenis ROM yang dikenal dipasaran ada lima jenis yaitu

- ROM (Read Only Memory) yang diprogram dalam proses pembuatannya Jenis ini tidak dapat diprogram ulang

- PROM (Programmable ROM) yang diprogram dengan cara memutuskan hubungan sekering internal PROM hanya dapat diprogram satu kali dan tidak dapat diprogram ulang

- EPROM (Erasable PROM) yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat dari piranti Dihapus dengan cara pemberian sinar ultra violet melalui jendela pada bagian atas IC Setelah dihapus dapat diprogram ulang

- EEPROM (Electrically EPROM) sama saja dengan EPROM hanya cara penghapusannya dilakukan secara listrik

- Flash EPROM yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat pada piranti Memori ini dapat diisi ulang

Dari semua jenis memori diatas yang sering digunakan adalah memori jenis EPROM dan

EEPROM karena harganya paling murah dan mudah didapat dipasaran

814 Memori Eksternal

Memori eksternal o Bersifat eksternal terhadap sistem komputer dan tentu saja berada di luar

CPUo Diperlukan untuk menyimpan data atau instruksi secara permaneno Tidak diperlukan di dalam proses eksekusi sehingga tidak dapat diakses secara

langsung oleh prosesor (CPU) Untuk akses memori eksternal ini oleh CPU harus melalui pengontrolmodul IO

o Memori eksternal sering juga disebut sebagai memori sekunder o Memori ini terdiri atas perangkat storage peripheral seperti disk pita

magnetik dll berbagai jenis memory Eksternal

1 Berdasarkan jenis akses data

Berdasarkan jenis aksesnya memori eksternal dikelompokkan menjadi 2 jenis yaitu

a DASD (Direct Access Storage Device) dimana ia mempunyai akses langsung

terhadap data Contoh Magnetik(Floppy disk hard disk) Removable hard

disk(Zip disk Flash disk) Optical Disk

b SASD (Sequential Access Storage Device) Akses data secara tidak langsung

(berurutan) seperti Pita Magnetik

2Berdasarkan Karakteristik Bahan

Berdasarkan karakteristik bahan pembuatanya memori eksternal digolongkan

menjadi beberapa kelompok

a Punched Card atau kartu berlobang

a merupakan kartu kecil berisi lubang-lubang yang menggambarkan berbagai instruksi atau data Kartu ini dibaca melalui puch card reader yang sudah tidak digunakan lagi sejak tahun 1979

b Magnetik Disk Magnetik disk merupakan disk yang terbuat dari bahan yang bersifat magnetik contoh Floppy dan hardsik

c Optical Disk Optical disk terbuat dari bahan optik seperti resin (Polycaronate) dan dilapisi permukaan yang sangat reflektif seperti aluminium contoh CD dan DVD

d Magnetik TapeSedangkan magnetik tape terbuat dari bahan yang bersifat magnetik tetapi berbentuk pita seperti halnya pita kaset tape recorder

91 Bus amp Sistem Bus

Dalam Arsitektur komputer sebuah Bus adalah sebuah subsistem yang mentransfer data

atau listrik antar komponen komputer didalam sebuah komputer atau antar komputer

Bus komputer awal merupakan bus listrik paralel dengan banyak hubungan tetapi istilah

ini sekarang digunakan untuk pengaturan fisik yang menyediakan fungsi logika yang

sama dengan sebuah bus listrik paralel dan dapat dihubungkan dengan kabel dalam

sebuah topologi multidrop atau daisy chain atau dihubungkan dengan switch seperti

dalam kasus bus USB

System bus atau bus System dalam Arsitektur komputer merujuk pada bus yang

digunakan oleh sistem komputer untuk menghubungkan semua komponennya dalam

menjalankan tugas sebuah bus adalah sebutan untuk jalur dimana data dapat mengalir

dalam komputer jalur-jalur ini digunakan untuk komunikasi dan dapat dibuat antara dua

elemen atau lebih Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan

dieksekusi oleh CPU melalui perantara sistem bus

911 Transfer informasi pada bus

Suatu mendukung bermacam-macam transfer data Semua bus mendukung transfer baca

(master slave) dan transfer tulis( slave ke master) Pada semua multiplexed addressdata

bus pertama-tama bus digunakan untuk menspesifikasikan alamat dan kemudian untuk

melakukan transfer data Untuk operasi baca biasanya terdapat waktu tunggu pada saat

data sedang diambil dari slave untuk ditaruh pada bus Baik bagi operasi baca maupun

tulis mungkin juga terdapat delay bila hal itu diperlukan untuk melalui arbitrasi agar

mendapatkan kontrol bus untuk sisa operasi (yaitu mengambil alih bus untuk melakukan

request baca atau tulis kemudian mengambil alih lagi bus untuk membentuk operasi baca

atau tulis

Pada alamat dedicate dan bus-bus alamat ditaruh ada bus alamat dan tetap berada disana

selama data tersimpan pada bus data Bagi operasi tulis master menaruh data pada bus

data begitu alamat telah stabil dan slave telah mempunyai kesempatan untuk mengetahui

alamatnya bagi operasi baca slave menaruh data pada bus dan begitu slae mengetahui

alamatnya dan telah mengembil data

912 Sistem Bus dengan Jalur Data Alamat dan Kontrol

Jalur bus yang digunakan untuk mentransfer data dapat dikelompokkanrnenjadi tiga tipe jalur data alamat dan kontrol

Data bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi data dan instruksi

Address bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi untuk alamat di

main memory untuk data atau instruksi yang akan diambil atau direkam

Control bus yaitu bus yang digunakan untuk mengirimkan signal sebagai

pemberitahuan akan dikirimkan suatu informasi atau telah diterimanya informasi

yang akan dikirimkan dari suatu alat ke alat lainnya

913 Hirarki Bus

Bus merupakan lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih perangkat

computer Karakteristik penting sebuah bus adalah bahwa bus merupakan media

transmisi yang dapat digunakan bersama Sejumlah perangkat yang terhubung ke bus dan

suatu sinyal yang ditransmisikan oleh salah satu perangkat ini data diterimaoleh salah

satu perangkat yang terhubung ke bus

Umumnya sebuah bus terdiri dari sejumlah lintasan komunikasi atau saluran Masing-

masing saluran dapat mentransmisi sinyal yang menunjukan biner 1 dan biner 0

serangkaian digit biner dapat ditransmisi melalui saluran tunggal

914 Bus Data dan Bus Alamat

1 Bus data

Jalur data yang dilalui informasi ke dan dari microprocessor bahan data keterangan

catatan fakta fakta atau bagian dari fakta yang mengandung arti yang dihubungkan

dengan kenyataan simbol-simbol gambar kata-kata angka huruf yang menunjukan ide

objek kondisi dan lainnya

Data itu sendiri merupakan bentuk jamak dari datum yang berarti informasi jelasnya data

itu dapat berupa apa saja dan dapat ditemui dimana saja

2 Bus Alamat

Bus alamat pengalamatan transformasi data bus Pengalamatan bus ini berisi 16 2024

jalur sinyal paralel atau lebih CPU mengirim alamat lokasi memori atau port yang ingin

ditulis atau dibaca di bus ini jumlah lokasi memori yang dapat dialamati ditentukan

jumlah jalur alamat Jika CPU mempunyai N jalur alamat maka dapat mengalamati 2

pangkat N lokasi memori dan atau port secara langsung

101 Unit Input amp Output

Salah satu fitur dasar komputer adalah kemampuannya untuk mempertukarkandata dengan perangkat lain Kemampuan komunikasi ini memungkinkan operatormanusia misalnya untuk menggunakan keyboard dan layer display untuk mengolahteks dan grafik

1011 Dasar Unit Input Output

Unit IO memberi CPU kemampuan untuk berkomunikasi dengan peripheral Merupakan

entity dalam komputer yang bertanggung jawab atas pengontrol sebuah perangkat

eksternal atau lebih dan untuk pertukaran data antara alat-alat tersebut dengan memory

utama dan atau register-register dalam CPU

Alasan- alasan dipertukarkannya unit IO

Adanya aneka ragam peripheral yang memiliki macam-macam metode operasi

Perbedaan kecepatan transfer data antara sistem BUS dengan piranti IO BUS= 20

nano detik sedang IO lebih dari 100 nano detik

Peripheral seringkali menggunakan format data dan panjang word yang berlainan

dengan komputer

Perbedaan besar tegangan dan arus data yang diperlukan untuk transfer informasi

dari dan ke peripheral dengan sistem bus

Tujuan Unit IO

Melakukan kompensasi perbedaan kecepatan dan perwaktuan antara CPU dan

peripheral

Melakukan penyesuaian tegangan dan arus satu aras ke aras lain

Menyesuaikan panjang data antara sistem BUS dan BUS IO

1012 Antarmuka IO

Gambar 122 mengilustrasikan hardware yang diperlukan untukmenghubungkan perangkat IO ke bus Dekoder alamat mengenableperangkattersebut untuk mengenali alamatnya pada saat alamat ini muncul pada jalur alamatRegister data menyimpan data yang ditransfer ked an dari prosessor Register statusberisi informasi yang relevan dengan operasi perangkat IO Register data dan statusdihubungkan dengan bus data dan ditetapkan dengan alamatalamatunik Dekoderalamat register data dan status dan sirkuit control yang diperlukan untukmengkoordinasikan transfer IO membentuk sirkuit antar muka perangkatGambar 122 Antarmuka IO untuk perangkat input

Perangkat IO beroperasi pada kecepatan yang sangat berbeda denganprosessor Pada saat operator manusia memasukkan karakter pada keyboardprosessor mampu mengeksekusi jutaan instruksi antarentrikarakter yang berurutanSuatu instruksi yang membaca karakter dari keyboard sebaiknya hanya dieksekusipada saat karakter tersebut tersedia dalam input buffer antarmuka keyboard Juga kitaharus memastikan bahwa karakter input tersebut hanya dibaca sekali

1013 Transfer data pada IO

Transfer dataFormat transfer

- Paralel semua bit pada karakter (word denganpanjang tertentu) dikirim secara bersamaan dalambatas waktu yang diberikan

- Serial Data dikirim secara berurutan dalam satu saluran

Transfer data secara paralel lebih cepat daripada secaraserial karena saluran transmisinya banyak kelemahannyakalau terlalu panjang akan terjadi interferensi antarsaluran

Mode transfer data

1 Synchronous modeBaris kendali digunakan untuk mengsinkronkan waktupada semua kejadian yang terjadi selama periodewaktu tertentuKelemahanbull Tiap piranti IO berbeda-beda kecepatan operasinyasehingga harus diturunkan pada kecepatan yangpaling rendah

2 Asynchronous mode

Menggunakan teknik jabat tangan (hand shaking) untukmenyakinkan transfer data antara pengirim danpenerima tidak ada kesalahan (data valid)

111 Interupsi

Interupsi merupakan bagian penting dari sistem arsitektur komputer Setiap sistem

komputer memiliki mekanisme yang berbeda Interupsi bisa terjadi apabila perangkat

keras (hardware) atau perangkat lunak minta ldquo dilayanirdquo oleh processor apabila terjadi

interupsi maka processor menghentikan proses yang sedang dikerjakannya kemudian

beralih mengerjakan service rutin untuk melayani intrupsi tersebut Setelah selesai

mengerjakan service rutin maka prosesor kembali melanjutkan proses yang tertunda

1111 Kelas Sinyal Interupsi

Program yaitu Interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi

pada hasil eksekusi program Contioh Aritmatika overflow pembagian nol

operasi ilegal

Timer adalah Interupsi yang dibangkitkan pewaktuan dalam prosesor Sinyal ini

memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsi tertentu secara reguler

I O sinyal Interupsi yang di bangkitkan oleh Modul IO sehubngan pemberitahuan

kondisi Error dan penyelesaian suatu operasi

Hardware Failure adalah Interupsi yang dibangkitkan oleh kegagalan daya atau

kesalahan paritas memori

1112 Proses Interupsi

Dengan adanya mekanisme Interupsi prossesor dapat digunakan untuk

mengeksekusi intsruksi- instruksi lain

Saat suatu modul telah selesai menjalankan tugasnya dan siap menerima tugas

berikutnya maka modul ini akan mengirimkan permintaan interupsi ke prosesor

Kemudian prosesor akan menghentikan eksekusi yang dijalankannya untuk

menghandle routine interupsi

Setelah program interupsi selesai maka processor akan melanjutkan eksekusi

programnya kembali

Saat sinyal Interupsi diterima processor ada dua kemungkinan tindakan yaitu

Interupsi diterima ditangguhkan dan Interupsi ditolak

1113 Interupsi Ditangguhkan

Apa yang dilakukan Processor

Processor menangguhkan eksekusi program yang dijalankan dan menyimpan

konteksnya tindakan ini adalah menyimpan alamat instruksi berikutnya yang akan

dieksekusi dan data lain yang relevan

Processor menyetel program Counter (PC) ke alamat awal routine intterupt handler

1114 Sistem Operasi Kompleks

Interupsi ganda (Multiple interupt)

Misalnya suatu komputer akan menerima permintaan interupsi saat proses

pencetakan dengan printer selesai disamping itu dimungkinkan dari saluran

komunikasi akan mengirimkan permintaan interupsi setiap kali data tiba

Dapat diambil dua buah pendekatan untuk menangani interupsi ganda ini

121 Arsitektur dan Klasifikasi Sistem Komputer

Sebuah sistem operasi atau dalam bahasa asingnya Operating System adalah sebuah

program yang mengatur hardware komputer Sistem operasi juga menyediakan fondasi

untuk aplikasi diatasnya dan bertindak sebagai penghubung antara user dengan

hardwaresetiap sistem operasi memiliki caranya masing-masing untuk menyelesaikan

tugasnya Hal ini menimbulkan aneka ragam sistem operasi yang sangat menakjubkan

Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu 1 Klasifikasi Flynn

Didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data dalam sistem komputer

2 Klasifikasi Feng Didasarkan pada pemrosesan paralel dan serial

3 Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1211 Klasifikasi Fylnn

KLASIFIKASI FLYNN 1048790 Klasifikasi sistem komputer yang didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data diperkenalkan oleh Michael J Flynn 1048790 Alur instruksi (instruction stream) adalah urutan instruksi yang dilaksanakan oleh mesin 1048790 Alur data adalah urutan data yang dipanggil oleh alur instruksi 1048790 Baik instruksi maupun data diambil dari modul memori 1048790 Instruksi didecode (diartikan) oleh Control Unit 1048790 Alur data mengalir dua arah antara prosesor dan memori

Ada 4 kategori sistem komputer dalam klasifikasi Flynn 1 Single Instruction stream ndash Single Data stream (SISD) 2 Single Instruction stream ndash Multiple Data stream (SIMD) 3 Multiple Instruction stream ndash Single Data stream (MISD) 4 Multiple Instruction stream ndash Multiple Data stream (MIMD)

1212 Klasifikasi Feng

KLASIFIKASI FENG 1048790 Tse Yun Feng mengusulkan pembagian klasifikasi arsitektur komputer berdasarkan derajat keparalelan (degree of parallelism) 1048790 Jumlah bit maksimum yang dapat diproses dalam satu satuan waktu oleh sistem komputer disebut derajat keparalelan maksimum P 1048790 Bila Pi adalah jumlah bit yang dapat diproses dalam siklus prosesor ke ndash i (atau periode clock ke ndash i) 1048790 Siklus prosesor T dinyatakan oleh i = 123 T 1048790 Maka derajat keparalelan rata-rataa adalah

Ada 4 tipe Metode Pemrosesan

1048790 Word Serial and Bit Serial (WSBS) 1048790 Word Paralel and Bit Setial (WPBS) 1048790 Word Serial and Bit Paralel (WSBP) 1048790 Word Paralel and Bit Paralel (WPBP)

1213 Klasifikasi Handler

Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1214 Menjelaskan Multi Komputer amp Multi Processor

1048790 Multiprosesor MIMD dengan memori yang dapat digunakan bersama semua prosesornya memiliki akses ke pool memori utama

1048790 Multikomputer MIMD dengan memori terdistribusi setiap prosesornya memiliki memori khusus sendiri

1048790 Motivasi pembuatan organisasi multikomputer adalah untuk mengatasi keterbatasan skala multiprosesor

1048790 Karena prosesor-prosesor multikomputer harus berkomunikasi maka elemen penting perancangan multikomputer adalah jaringan interkoneksi yang harus dapat beroperasi seefisien mungkin

1048790 Ada beberapa topologi interkoneksi untuk memberikan kinerja yang efisien

1048790 Terdapat trade-off antara lintasan terpanjang dan jumlah koneksi fisik yang diperlukan

Selesai

BAB III PENUTUP

31 Kesimpulan

32 Saran

Daftar Pustaka

• Definisi
• • Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu

BAB I PENDAHULUAN

11 Latar Belakang

Adapun Latar belakang dari penulisan Modul ini yaitu Agar Tercapainya Proses

Belajar Mengajar yang merupakan tuntutan dari Satuan Acara Perkuliahan Arsitektur

Komputer dan Mahasiswa dapat mengetahui bagaimana sebuah System komputer bekerja

serta bagaimana proses yang terjadi pada sebuah komputer dan menghasilkan informasi

yang berguna bagi Pengguna pada Khususnya

12 Tujuan Penulisan

Modul ini ditujukan untuk memenuhi kebutuhan-kebutuhan tentang pengetahuan

komputer pada umumnya

1 Dapat memahami Spesifikasi sekumpulan Instruksi dan Unit yang melaksanakan

Instruksi serta pengertian dari Arsitektur Komputer dan sejarah perkembangan

Arsitektur Komputer

2 Mahasiswa Manajemen Informatika

Pengantar komputer merupakan mata pelajaran yang diberikan pada tahun-tahun

pertama Jurusan Manajemen Informatika Dengan demikian Modul ini dapat

dijadikan sebagai bahan bacaan oleh para Mahasiswa yang sedang mengambil

mata kuliah ini

3 Mahasiswa Non Manajemen Informatika

Karena komputer sudah mulai merdquowabahrdquo dan menjamah ke segala bidang maka

Jurusan non komputer juga sudah mulai memberikan pelajaran-pelajaran

pengantar komputer di kurikulumnya

4 Mereka yang akan belajar sendiri

Sebagai bahan untuk mempelajari sendiri Modul ini dapat diandalkan karena

telah mewakili apa yang perlu diketahui oleh mereka yang ingin mengetahui

tentang pengetahuan komputer

13 Ruang Lingkup Penelitian

Didalam perumusan masalah yang dibahas diatas agar tercapainya proses belajar

mengajar yang merupakan tuntutan Satuan Acara Perkuliahan Maka dalam penulisan

Modul ini dibatasi terhadap masalah yang akan dibahas Adapun batasan tersebut adalah

Unit input proses dan Output yaitu komponen-komponen pada saat data dimasukan

kemudian diproses sehingga menghasilkan suatu Informasi yang dapat disajikan kedalam

bentuk media tampilan Layout

14 Metode Penelitian

Untuk mencapai tujuan penulisan Modul maka dilakukan kajian atau Sumber

sebagai berikut

1 Kajian Perpustakaan (Library Research)

Merupakan referensi atau sumber yang dijadikan bahan bagi penulis dalam

menyelesaikan Modul

2 Sumber Internet

Merupakan fasilitas atau layanan yang disediakan provider untuk mendapatkan

informasi penting yang akan menambah nilai guna dalam pembuatan Modul ini

BAB II PEMBAHASAN

21 Pengenalan Arsitektur Komputer

211 Pengertian Komputer

Komputer adalah alat yang dipakai untuk mengolah informasi menurut prosedur yang telah dirumuskan Kata computer semula dipergunakan untuk menggambarkan orang yang perkerjaannya melakukan perhitungan aritmatika dengan atau tanpa alat bantu tetapi arti kata ini kemudian dipindahkan kepada mesin itu sendiri Asal mulanya pengolahan informasi hampir eksklusif berhubungan dengan masalah aritmatika tetapi komputer modern dipakai untuk banyak tugas yang tidak berhubungan dengan matematika

Dalam definisi seperti itu terdapat alat seperti slide rule jenis kalkulator mekanik mulai dari abakus dan seterusnya sampai semua komputer elektronik yang kontemporer Istilah lebih baik yang cocok untuk arti luas seperti komputer adalah pemroses informasi atau sistem pengolah informasi

Definisi

Sekalipun demikian definisi di atas mencakup banyak alat khusus yang hanya bisa memperhitungkan satu atau beberapa fungsi Ketika mempertimbangkan komputer modern sifat mereka yang paling penting yang membedakan mereka dari alat menghitung yang lebih awal ialah bahwa dengan pemrograman yang benar semua komputer dapat mengemulasi sifat apa pun (meskipun barangkali dibatasi oleh kapasitas penyimpanan dan kecepatan yang berbeda) dan memang dipercaya bahwa mesin sekarang bisa meniru alat perkomputeran yang akan kita ciptakan di masa depan (meskipun niscaya lebih lambat) Dalam suatu pengertian batas kemampuan ini adalah tes yang berguna karena mengenali komputer maksud umum dari alat maksud istimewa yang lebih awal Definisi dari maksud umum bisa diformulasikan ke dalam syarat bahwa suatu mesin harus dapat meniru Mesin Turing universal Mesin yang mendapat definisi ini dikenal sebagai Turing-lengkap dan yang pertama mereka muncul pada tahun 1940 di tengah kesibukan perkembangan di seluruh dunia Lihat artikel sejarah perkomputeran untuk lebih banyak detail periode ini

212 Variasi tipe komputer dalam beberapa hal

PENGGOLONGAN KOMPUTER

Berdasarkan Data yang Diolah

1 Analog Computer diams Digunakan untuk data yang sifatnya kontinyu dan bukan data yang berbentuk angka

tetapi dalam bentuk fisik misalnya arus listrik temperatur kecepatan tekanandsb

diams Output dari komputer analog umumnya adalah untuk pengaturan atau pengontrolan suatu mesin misalnya untuk mengatur temperature di dalam suatu alat pembakaran

diams Keuntungan komputer analog adalah kemampuannya untuk menerima data dalam besaran fisik dan langsung mengukur data tertentu tanpa harus dikonversikan terlebih dahulu seperti pd komputer digital sehingga proses komputer analog lebih cepat dibandingkan dengan komputer digital

diams Kelemahan komputer analog adalah terletak pada faktor ketepatannya Komputer digital lebih tepat dibandingkan dengan komputer analog

2 Digital Computer diams Digunakan untuk data yang berbentuk angka atau hurup diams Biasanya dipakai untuk aplikasi bisnis dan aplikasi teknik diams Keunggulan komputer digital adalah

o Memproses data lebih tepat dibanding komputer analog o Dapat menyimpan data selama masih dibutuhkan untuk diproses o Dapat melakukan operasi logika o Data yang telah dimasukkan dapat dikoreksi atau dihapus o Output dari komputer digital dapat berupa angka hurup grafik maupun gambar

3 Hybrid Computer diams Merupakan komputer kombinasi dari komputer analog dan digital diams Mampu memproses data lebih cepat dari komputer digital dan lebih tepat dari

komputer analog diams Biasanya dipakai untuk aplikasi khusus

Berdasarkan Penggunaannya

1 Special Purpose Computer diams Komputer yang dirancang untuk menyelesaikan masalah yang khusus yg biasanya

hanya berupa satu masalah saja diams Program komputer sudah tertentu dan sudah tersimpan di dalam komputernya diams Komputer ini dapat berupa komputer digital maupun komputer analog dan

umumnya komputer analog adalah special purpose computer

diams Spesial purpose computer banyak dikembangkan untuk pengontrolan yang otomatis pada proses-proses industri seperti misalnya pabrik kimia penyulingan minyak pabrik baja serta untuk tujuan militer

2 General Purpose Computer diams Komputer yang dirancang untuk menyelesaikan bermacam-macam masalah dengan

program-program yang bermacam-macam pula diams Dibandingkan dengan special-purpose computer kecepatannya lebih rendah diams Dipakai untuk berbagai keperluan untuk aplikasi bisnis teknik pendidikan

pengolahan kata permainan dsb diams Komputer ini dapat berupa komputer digital maupun komputer analog dan

umumnya komputer digital adalah general purpose computer

Berdasarkan Ukurannya

diams Ukuran dari komputer ditunjukkan oleh kemampuannya dalam mengolah data ditentukan oleh o Kapasitas main memory (simpanan dalam) yg dinyatakan dalam satuan byte

( dengan kapasitas 4 KB 32 KB 64 KB 128 KB 256 KB bahkan dapat dikembangkan sampai 2 MB)

o Konfigurasi dari operand register (operand register digunakan untuk menampung data yang sedang dioperasikan) bisa dengan ukuran 8 bit 16 bit 32 bit dan 64 bit

o Kecepatan pengolahan data o Jumlah dan macam alat-alat input dan outputnya o Ukuran fisik komputer dan ruangan yang dibutuhkan

diams Berdasarkan ukuran komputer dapat digolongkan ke dalam komputer mikro(micro computer) komputer mini (mini computer) komputer kecil (small computer) komputer menengah (medium computer) komputer besar (large computer) dan komputer super (super computer)

1 Micro Computer diams Disebut juga dengan personal computer atau desktop computer diams Ukuran main memory berkisar 16 KB sampai lebih dari 1 MB diams Konfigurasi operand register 8 bit 16 bit 32 bit atau 64 bit diams Umumnya single user ( pemakainya tunggal) diams Ruangan yang dibutuhkan kecil dan dapat diletakkan di atas meja diams Harganya relative murah diams Perkembangan lebih lanjut dari komputer mikro adalah komputer super-mikro

(super micro computer) dimana komputer super mikro sudah multiuser system

2 Mini Computer diams Dapat digolongkan lagi menjadi mini-mini komputer midi-mini computer maxi-

mini computer dan super mini komputer tergantung dari kemampuannya diams Ukuran main memory berkisar 4 MB sampai lebih dari 128 MB diams Konfigurasi operand register 8 bit 16 bit 32 bit atau 64 bit diams Umumnya multi user ( pemakainya banyak)

diams Bentuk dari komputer mini cukup kecil dapat dipindah-pindah dan dapat diletakkan di rumah kecil

diams Harganya relative lebih mahal daripada komputer mikro tergantung dari banyaknya terminal dan alat input serta ouputnya harganya mulai dari Rp 15 juta

diams Mulai digunakan thn 1960 sebanyak 5000 komputer dan tahun 1970 jumlah ini telah meningkat sampai dengan 10000 komputer

diams Diterapkan terhadap aplikasi pengendalian produksi riset laborotarium dan komunikasi data

3 Small Computer diams Disebut juga dengan nama small-scale mainframe computer diams Ukuran main memory berkisar 64 KB dan dapat dikembangkan sampai lebih dari 8

MB diams Konfigurasi operand register 8 bit 16 bit 32 bit atau 64 bit diams Kebanyakan menggunakan system multi programming multi processing dan virtual

storage serta bersifat multi user diams Harganya relative lebih mahal daripada komputer mini tergantung dari banyaknya

terminal dan alat input serta ouputnya mulai dari Rp 50 juta

4 Medium Computer diams Disebut juga dengan nama medium-scale mainframe computer diams Ukuran main memory berkisar 512 KB dan dapat dikembangkan sampai lebih dari 8

MB diams Medium computer dapat mempunyai sejumlah besar dan bermacam-macam alat

input atau output diams Digunakan untuk komunikasi data dengan ratusan terminal yang terpisah dari pusat

komputernya dimana pusat komputernya biasanya menggu8nakan medium computer dan terminal dapat menggunakan micro atau mini computer

diams Kebanyakan menggunakan system multi programming multi processing dan virtual storage serta bersifat multi user

diams Harganya relative lebih mahal daripada small computer mulai dari Rp 150 juta 5 Large Computer

diams Disebut juga dengan nama mainframe computer atau large scale mainframe computer karena bentuk fisiknya besar seperti lemari

diams Ukuran main memory berkisar 512 KB dan dapat dikembangkan sampai lebih dari 8 MB

diams Digunakan oleh perusahaan-perusahaan besar misalnya perusahaan penerbangan yg mempunyai ratusan kantor cabang tersebear di selruh dunia yg tiap-tiap kantor mempunyai terminal yg dihubungkan dengan pusat komputernya

diams Mempunyai kecepatan dalam proses data dan efektif dlm penerapan system time sharing sehingga dapat dipakai banyak pemakai secara bersamaan

diams Harganya relative lebih mahal daripada small computer mulai dari Rp 300 juta

6 Super Computer diams Dikembangkan oleh perusahaan-perusahaan Amerika Serikat dan Jepang diams IBM sebagai salah satu perusahaan yg mengembangkan super computer diams Penelitian juga dilakukan oleh Cray Research dengan hasil Cray-1 computer diams Penerapan system time-sharing yang lebih efektif dengan menggunakan ribuan

terminal yg dapat dihubungkan dengan super computer dan ribuan pemakai dapat menggunakannya secara bersamaan

diams Harga super computer mulai dari 7 juta US $ sampai dengan 17 juta US $

213 Unit Fungsional komputer terdiri dari lima bagian utama

1 Unit Input

KeyboardKeyboards memungkinkan seorang user untuk memasukkan perintah dandata ke dalam system komputerContoh gambar sebuah keyboard

MouseMouse adalah peralatan input yang mempunyai sejumlah tombolPerpindahan dengan tangan sepanjang permukaan mouse akan merubahposisi tampilan pada layar yang merefleksikan perpindahan tersebutTombol pada mouse digunakan untuk memilih item dan membuat pilihanpada layarMouse secara significant dapat mereduksi input yangdimasukkan oleh pemakai melalui serangkaian pengetikanperintah pada keyboard dengan mengklik pada tombol mouseatau item yang tampil pada layar monitor

Trackball Joystick dan Touchpad

Mouse mengenableoperator untuk memindahkan kursor pada layercomputer Sekumpulan perangkat input inovatif telah dikembangkan untukmelakukan fungsi serupa untuk memenuhi berbagai lingkungan aplikasi danpreferensi userPrinsip operasi trackball sangat mirip dengan mouse mekanik Suatu bola

dipasang pada shallow well pada keyboard User memutar bola tersebut untukmengindikasikan pergerakan kursor yang diinginkan di layar

Joystick

adalah stick pendek berputar yang dapat digerakkan dengan tanganuntuk menunjuk ke tiap arah dalam bidang XYPada saat informasi ini dikirim kecomputer software menggerakkan kursor pada layar dengan arah yang sama

2Memori

Fungsi utama dari mainstoragememori adalah menyediakan tempat bagi data

dan instruksi Bagian ini terdiri dari internal memory yaitu berupa RAM (Random

Acces Memory) dan ROM (Read Only Memory) serta eksternal memory yaitu

berbagai macam disk seperti harddisk floppy disk dan optical disk

RAM mempunyai kemampuan untuk melakukan pengecekan data

disimpanan yang disebut dengan parity check Bila data hilang atau rusak dapat

diketahui dari sebuah bit tambahan yang disebut dengan parity bit ROM adalah

memori yang hanya dapat dibaca saja pemakai tidak dapat mengisi sesuatu ke dalam

ROM Isi ROM telah diisi oleh pabrik pembuatnya berupa system operasi yang

terdiri dari program-program pokok yang diperlukan oleh sistem komputer

Perintah-perintah yang ada pada ROM sebagian akan dipindahkan pada

RAM RAM (Random Acces Memori) adalah memori komputer yang dapat diisi

dengan program data selama ada aliran listrik bila aliran listrik mati isi RAM akan

terhapus semuanya Pada waktu program komputer dijalankan sebagian program

yang telah kita masukkan atau kita ketik akan diletakkan di RAM

3 Aritmatika amp Logika

ALU adalah yang melaksanakan pengolahan data secara fisik termasuk

penjumlahan pengurangan pembagian juga logical operasi seperti manyatukan

data menurutkan data memilih data dan lain-lain

4 Unit Output

1 Monitor

Monitor adalah peralatan yang memungkinkan komputer untukmenampilkan informasi balik ke pemakaiuser dalam bentuk teks maupungrafik Monitors mempunyai ukuran yang bervariasi 14 15 17 dan lainnya Semakin besar ukurannya (dalam inch) maka semakin mahal dansemakin luas gambar yang dapat ditampilkan pada monitor Monitor memiliki beberapa variasi bentuk resolusiscreen yang berbeda yang merujuk pada jumlah titikyang bisa ditampung dalam koordinat X dan Y (640 x480 atau 800 x 600) dan refresh rate yangmenunjukkan berapa kali per detik suatu gambar dapatditampilkan pada screen (60Hz berarti 60 kali perdetik) Monitor dengan resolusi screen yang lebih tinggi semisal 1024x768membutuhkan ukuran monitor yang lebih lebar missal 21 (jika tidakmaka akan kelihatan kecil sekali gambarnya jika ditampilkan dalammonitor berukuran 14) dan juga membutuhkan refresh rate yanglebih tinggi semisal 72Hz untuk mencegah tampilan gambar padascreen terlihat berkedip-kedip (flickering)

2 Printer

Printer digunakan untuk mencetak pada kertas apa yang ditampilkan padascreen atau untuk mencetak data yang dioleh oleh komputerPrinter ada yang berwarna (color) dan ada yanghitam putih (black and white) Printer berwarnalebih lambat dan lebih mahal daripada printer hitamputih Juga teknologi yang digunakan untukmencetak informasi pada kertas bervariasitergantung tipe printer

5Unit Kontrol

Unit kontrol atau yang sering dikenal dengan control unit akan menyimpan perintah sekarang yang dilakukan oleh komputer memerintahkan ALU untuk melaksanaan dan mendapat kembali informasi (dari memori) yang diperlukan untuk melaksanakan perintah itu dan memindahkan kembali hasil ke lokasi memori yang sesuai Sekali yang terjadi unit kontrol pergi ke perintah berikutnya (biasanya ditempatkan di slot berikutnya kecuali kalau perintah itu adalah perintah lompatan yang memberitahukan kepada komputer bahwa perintah berikutnya ditempatkan di lokasi lain)

Bagian CPU yang menyebabkan fungsi komputer tercapai ini mengeluarkan sinyal-sinyal kontrol yang bersifat internal bagi CPU untuk memindahkan data antar Register agar ALU melakukan fungsinya untuk mengatur operasi-operasi internal lainnya Register yang merupakan bagian dari unit kontrol adalah tempat penyimpan data sementara dalam CPU selama proses eksekusi Apabila terjadi proses eksekusi data dalam register dikirim ke ALU untuk diproses hasil eksekusi nantinya diletakkan ke register kembali Unit kontrol akan menghasilkan sinyal yang akan mengontrol operasi ALU dan pemindahan data ke dan dari ALU Unit kontrol juga mengeluarkan sinyal kontrol eksternal bagi pertukaran data memori dan modul-modul IO

214 Pengertian Software

Piranti lunak atau perangkat lunak adalah program komputer yang berfungsi sebagai sarana interaksi antara pengguna dan perangkat keras Perangkat lunak dapat juga dikatakan sebagai penterjemah perintah-perintah yang dijalankan pengguna komputer untuk diteruskan ke atau diproses oleh perangkat keras

Perangkat lunak adalah program komputer yang isinya dapat diubah dengan mudah Perangkat lunak umumnya digunakan untuk mengontrol perangkat keras melakukan perhitungan berinteraksi dengan perangkat lunak lainnya dan lain-lain

Contoh dari perangkat lunak

1Sistem operasi

215 Meningkatkan Performa komputer

Untuk Meningkatkan Performa kinerja komputer pertama sekali yang harus

diperhatikan adalah mengukur kapabilitas dan kompatibilitas sistem yang ada pada suatu

perangkat IO sehingga antar terjadi hubungan yang dinamis pada masing-masing

perangkat

31 Keterkaitan Data dengan komputer

311 Pengolahan data terbagi 2

Analog

Digital

Dilihat dari fungsi komputer merupakan suatu perangkat digunakan untuk memproses data kemudian hasil prosesnya diselesaikan secara elektronis didalam CPU Menurut pengolahan data komputer diklasifikasikan menjadi 2 yaitu Analog amp Digital

Analog Suatu sinyal yang dikirimkan dari suatu pemancar (transmitter) ke penerima (receiver) untuk berkomunikasi data tersebut dikirim dalam bentuk suara huruf angka dan karakter lain (tulisan tangan dicetak) foto gambar film dll

Digital Sistem yang memproses nilai diskrit (langkah demi langkah )

Permodulasian Suatu teknik untuk merubah signal Digital ke dalam bentuk signal Analog sehingga data kumpulan jajaran digit dari komputer dapat dihantar melalui kabel telfon yang menghantar informasi secara Analog

Ex AM FM PM

Permodulasian dilakukan oleh alat MODEM (Modulation Demodulation) Signal Analog Signal Digital sebaliknya

312 ASCII

ASCII singkatan dari American Standard Code for Information Interchange Standardyang digunakan pada industri untuk mengkodekan huruf angka dan karakterkarakterlain pada 256 kode (8 bit biner) yang bisa ditampung

Ex Huruf A=65 B=66 C=67 dst

313 Contoh soal Permodulasian AM

Sebuah Host mengirim data rdquo IYA rdquo dengan menggunakan permodulasian AM dengan kecepatan 1 Baud= 2 Bps Amplitudo +- 12 Volt +- 9 Volt +- 6 Volt +- 3 Volt Gbrkan bentuk signal Analog untuk menghantarkan huruf rdquoIYArdquo

Jawab 1 Baud = 2 Bps (dengan Melihat Kode ASCI ) 00 = +- 12 Volt 01 = +- 9 Volt10 = +- 6 Volt 11 = +- 3 Volt

I = 01001001Y = 01011001A = 01000001

314 Sistem Bilangan pada computer

1 BitsSetiap angka 0 dan 1 biasa disebut Bit Bit adalah singkatan dari Binary Digit Kata

Binary diambil dari nama Binary Number System (Sistem Bilangan Biner) Tabel 21berikut menunjukkan tentang bit

2 Sistem Bilangan Biner

Sistem bilangan biner disusun dari angkaangkasama seperti sistem bilangan desimal(sistem bilangan 10) yang sering digunakan saat ini Tetapi untuk desimalmenggunakan angka 0 sampai 9 sistem bilangan biner hanya menggunakan angka 0dan 1Berikut adalah tabel contoh sistem bilangan biner

3 Sistem Bilangan Desimal

Sebelum mempelajari tentang bilangan biner ada baiknya mengetahui tentang sistembilangan yang umum dipakai yaitu desimal (bilangan basis 10) Perhatikan table

Contoh

1243 = (1 X 10 3 ) + (2 X 10 2 ) + (4 X 10 1 ) + (3 X 10 0 )= 1000 + 200 + 40 + 3

4 Sistem Bilangan Biner

Untuk bilangan biner (bilangan basis 2) perhatikan tabel

Contoh

101102 = (1 X 2 4 ) + (0 X 2 3 ) + (1 X 2 2 ) + (1 X 2 1 ) + (0 X 2 0 ) = (16 + 0 + 4 + 2 +0) = 2216810 = 101010002

Cara II

168 2 = 84 sisa 084 2 = 42 sisa 042 2 = 21 sisa 021 2 = 10 sisa 110 2 = 5 sisa 05 2 = 2 sisa 12 2 = 1 sisa 01 2 = 0 sisa 1Bit biner terbesar dimulai dari bawah sehingga 16810 = 101010002

5 Sistem Bilangan Heksadesimal

Bilangan heksadesimal biasa disebut bilangan basis 16 artinya ada 16 simbol yangmewakili bilangan ini Tabel 18 berikut menunjukkan konversi bilanganheksadesimal

Untuk konversi bilangan biner ke heksadesimal perhatikan contoh berikut 101101010100100102 = 0001 0110 1010 1001 0010 = 1 6 A 9 2Jadi bil biner 10110101010010010 sama dengan bil heksadesimal 16A92

6 Sistem Bilangan Oktal

Bilangan oktal disebut bilangan basis 8 artinya ada 8 simbol yang mewakili bilanganini Tabel 19 berikut menunjukkan konversi bilangan oktal

Untuk konversi bilangan biner ke oktal perhatikan contoh berikut 101101010100100102 = 010 110 101 010 010 010 = 2 6 5 2 2 2 8

Jadi bil biner 10110101010010010 sama dengan bil oktal 265222Untuk konversi dari oktal ke heksadesimal ubah terlebih dahulu bilangan oktal yangakan dikonversi menjadi biner Hal ini berlaku juga untuk konversi dari heksadesimalke oktal Perhatikan contoh berikut 7258 = 111 010 1012

= 0001 1101 0101 = 1 D 5 16

FE16 = 1111 11102

= 011 111 110 = 3 7 6 8

315 Sandi yang terdapat pada komputer

1 Sandi 8421 BCD (Binary Coded Decimal)

Sandi 8421 BCD adalah sandi yang mengkonversi bilangan desimal langsung kebilangan binernya sehingga jumlah sandi BCD adalah 10 sesuai dengan jumlahsimbol pada desimal Perhatikan tabel 210 berikut

Contoh

19710 sandi BCDnyaadalah 0001 1001 0111

2 Sandi 2421

Sandi 2421 hampir sama dengan sandi 8421 terutama untuk bilangan desimal 0sampai dengan 4 Tetapi sandi berikutnya merupakan pencerminan yang diinversiPerhatikan tabel

Perhatikan sandi desimal 5 Sandi tersebut merupakan cermin dari sandi 4 desimaltetapi logikanya diinversi Begitu pula pada sandi desimal 6 yang merupakan cermindari sandi desimal 3 yang diinversi dstContoh

37810 sandi 2421nyaadalah 0011 1101 1110

316 Boolean atau Logika Biner

Logika memberi batasan yang pasti dari suatu keadaan Sehingga keadaan tersebuttidak dapat berada dalam dua ketentuan sekaligus Karena itu dalam logika dikenalaturanaturansebagai berikut Suatukeadaan tidak dapat benar dan salah sekaligusMasingmasingadalah hanya benar atau salah (salah satu)Suatukeadaan disebut BENAR bila TIDAK SALAHDua keadaan itu dalam aljabar boole ditunjukkan dengan dua konstanta yaitu logikaldquo1rdquo dan logika ldquo0rdquo

Misal Logika ldquo1rdquo Logika ldquo0rdquoBenar SalahHidup MatiSiang MalamContoh diatas dapat dituliskan Tidak Benar atau Benar = SalahTidak Hidup atau Hidup = MatiTidak Siang atau Siang = MalamTanda garis atas dipakai untuk menunjukkan pertentangan atau lawan dari keadaanitu Sehingga tanda garis tersebut merupakan pertentangan logika (Logical Inversion)yang mempunyai fungsi untuk menyatakan ldquoTidakrdquo (Not)Ā = Tidak A atau Ā = NOT AHimpunan adalah kumpulan dari elemen yang setidaknya memiliki sifat yang samadan bisa memiliki kelompok yang terbatas atau tidak terbatas jumlahnya Misalnyahimpunan mahasiswa politeknik Himpunan tersebut tentu saja terdiri dari bermacammacamkelompok Jika dapat diambil tiga kelompok Kelompokyang berasal dari luar jawa JKelompokyang sedang kuliah KKelompokyang mengerjakan laporan akhir LSehingga seseorang setidaknya masuk dalam satu kelompok tersebut bahkan dapatterjadi masuk dalam dua kelompok sekaligus Misalnya mahasiswa luar jawa yangsedang mengerjakan laporan akhir berarti masuk kelompok J dan L (J AND L) JAND L dituliskan juga dengan J LGabungan antara mahasiswa luar jawa dan mahasiswa yang mengerjakan laporanakhir memiliki pengertian mahasiswa luar jawa atau mahasiswa mengerjakanlaporan akhir J atau L (J OR L) J OR L dituliskan juga dengan J + LLogika Biner (gerbang Boolean) adalah rangkaian digital yang menerima satu ataulebih masukan tegangan untuk memperoleh keluaran tertentu sesuai dengan aturanboole yang berlakuJika membicarakan komputer maka perbedaan tegangan yang digunakan sebagaionoff atau nilai biner 10 nilai 1 ekivalen dengan tegangan +5 volt dan nilai 0ekivalen dengan tegangan 0 volt

41 Rangkaian Logika Kombinasional amp Sekuensial

Rangkaian yang termasuk rangkaian logika kombinasional yaitu Dekoder Enkoder Multiplekser Demultiplekser Pada rangkaian-rangkaian itu terlihat bahwa kondisi keluaran hanya dipengaruhi oleh kondisi masukan pada saat itu

Rangkaian Adder Half Adder

Rangkaian Adder Full Adder

Enkoder

Dekoder

DECIMAL TO BCD ENCODER

Encoder yang sudah umum yaitu decimal to BCD encoder Switch dengan

penekan tombol mirip dengan tombol kalkulator dihubungkan dengan tegangan

Vcc Jika tombol 3 ditekan maka gerbang-gerbang OR pada jalur C dan D

akan mempunyai input bernilai 1 Oleh karena itu maka outputnya menjadi

ABCD = 0011

Dan selengkapnya dapat dilihat pada tabel dibawah ini

INPUT OUTPUT0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 10 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 00 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 10 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 00 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 10 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 00 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 10 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1

2 DECODER

Rangkaian dekoder mempunyai sifat yang berkebalikan dengan enkoder yaitu

merubah kode biner menjadi sinyal diskrit Syarat perancangan sebuah dekoder adalah m

lt= 2n dimana m adalah kombinasi keluaran dan n adalah jumlah bit masukan Sehingga

dapat disimplkan bahwa variabel keluaran bebas tapi harus tetap memperhatikan unsur

efisiensi rangkaian Misal dekoder 3 bit memiliki 8 atau kurang kombinasi keluaran tetapi

bisa memiliki jumlah saluran keluaran lebih dari 8 (10 atau 55 atau 100 dan sebagainya)

Contoh rangkaian dekoder adalah rangkaian dekoder dot matrik dan dekoder seven

segmen

Bila semua segmen menyala maka dapat dibaca sebagai angka decimal 8 Angka

decimal 0 dan 3 terlihat pada menyalanya segmen ndash segmen sesuai gambar Untuk

penampilan huruf hanya beberapa huruf saja yang dapat dibaca dari tujuh segmen

Tabel Kebenaran dekoder seven segmen

INPUT OUTPUTA B C D a b c d e f g0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 00 0 0 1 0 1 1 0 0 0 00 0 1 0 1 1 0 1 1 0 10 0 1 1 1 1 1 1 0 0 10 1 0 0 0 1 1 0 0 1 10 1 0 1 1 0 1 1 0 1 10 1 1 0 1 0 1 1 1 1 10 1 1 1 1 1 1 0 0 0 01 0 0 0 1 1 1 1 1 1 11 0 0 1 1 1 1 1 0 1 11 0 1 0 1 1 1 0 1 1 11 0 1 1 0 0 1 1 1 1 11 1 0 0 1 0 0 1 1 1 01 1 0 1 0 1 1 1 1 0 11 1 1 0 1 0 0 1 1 1 11 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1

a = sum (m0m2m3m5m6m7m8m9m10m12m14m15)

b = sum (m0m1m2m3m4m7m8m9m10m13)

c = sum (m0m1m3m4m5m6m7m8m9m10m11m13)

d = sum (m0m2m3m5m6m8m9m11m12m13m14)

e = sum (m0m2m6m8m10m11m12m13m14m15)

f = sum (m0m4m5m6m8m9m10m11m12m14m15)

g = sum (m2m3m4m5m6m8m9m10m11m13m14m15)

42 Rangkaian Logika Sekuensial (Flip-Flop)

1 Flip-Flop R-SFlip-flop R-S adalah rangkaian dasar dari semua jenis flip-flop yang ada Terdapat berbagai

macam rangkaian flip-flop R-S pada percobaan ini flip-flop R-S disusun dari empat buah gerbang NAND 2 masukan Dua masukan flip-flop ini adalah S (set) dan R (reset) serta dua keluarannya adalah Q dan Qrsquo

Kondisi keluaran akan tetap ketika kedua masukan R dan S berlogika 0 Sedangkan pada kondisi masukan R dan S berlogika 1 maka kedua keluaran akan berlogika 1 hal ini sangat dihindari karena bila kondisi masukan diubah menjadi berlogika 0 kondisi kelurannya tidak dapat diprediksi (bisa 1 atau 0) Keadaan ini disebut kondisi terlarang Selanjutnya kondisi terlarang pacu dan tak tentu akan dijelaskan melalui Tabel 31

Gambar 33 Rangkaian Percobaan Flip-Flop R-S

Tabel 32a Kondisi terlarang pacu dan tak tentu karena perubahan clockNo S R Clock Keterangan1 1 1 Aktif (1) Kondisi terlarang2 1 1 Tepi turun (Berubah dari

1 ke 0)Kondisi pacu

3 1 1 Tidak aktif (0) Kondisi tak tentu

Tabel 32b Kondisi terlarang pacu dan tak tentu karena perubahan clock dan masukan yang serempakNo S R Clock Keterangan1 1 1 Aktif (1) Kondisi terlarang2 0 0 Tepi turun Kondisi pacu3 0 0 Tidak aktif (0) Kondisi tak tentu

2 Flip-flop D

Flip-flop D dapat disusun dari flip-flop S-R atau flip-flop J-K yang masukannya saling berkebalikan Hal ini dimungkinkan dengan menambahkan salah satu masukannya dengan inverter agar kedua masukan flip-flop selalu dalam kondisi berlawanan Flip-flop ini dinamakan dengan flip-flop data karena keluarannya selalu sama dengan masukan yang diberikan Saat flip-flop pada keadaan aktif masukan akan diteruskan ke saluran keluaran

2 Flip-flop J-KFlip-flop J-K merupakan penyempurnaan dari flip-flop R-S terutama untuk mengatasi masalah

osilasi yaitu dengan adanya umpan balik serta masalah kondisi terlarang seperti yang telah dijelaskan di atas yaitu pada kondisi masukan J dan K berlogika 1 yang akan membuat kondisi keluaran menjadi berlawanan dengan kondisi keluaran sebelumnya atau dikenal dengan istilah toggle Sementara untuk keluaran berdasarkan kondisi-kondisi masukan yang lain semua sama dengan flip-flop R-S

Gambar 35 Flip-flop J-K

51 Aritmatika Logika Unit

Macam- macam operasi ALU

Adder (Penjumlahan) Half Adder Full Adder Paralel Adder

Pengurangan (Substraktor)

Perkalian (Multiplexer)

Pembagian bila hasilnya 0 amp 1

Adder

Rangkaian ALU (Arithmetic and Logic Unit) yang digunakan untuk menjumlahkanbilangan dinamakan dengan Adder Karena Adder digunakan untuk memprosesoperasi aritmetika maka Adder juga sering disebut rangkaian kombinasionalaritmetika ALU akan dijelaskan lebih detail pada bab 3 Ada 2 jenis Adder

1 Rangkaian Adder yang hanya menjumlahkan dua bit disebut Half Adder2 Rangkaian Adder yang menjumlahkan tiga bit disebut Full Adder3 Rangkaian Adder yang menjumlahkan banyak bit disebut paralel Adder

Half Adder

Rangkaian half adder merupakan dasar penjumlahan bilangan biner yang masingmasinghanya terdiri dari satu bit oleh karena itu dinamakan penjumlah tak lengkap

1 Jika A=0 dan B=0 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 02 Jika A=0 dan B=1 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 13 Jika A=1 dan B=1 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 0 dengan nilai pindahanCy(Carry Out) = 1

Dengan demikian half adder memiliki 2 masukan (A dan B) dan dua keluaran (S dan Cy)

Dari tabel diatas terlihat bahwa nilai logika dari Sum sama dengan nilai logika darigerbang XOR sedangkan nilai logika Cy sama dengan nilai dari gerbang logikaAND Dari tabel tersebut dapat dibuat rangkaian half adder seperti pada gambar

Full Adder

Full adder mengolah penjumlahan untuk 3 bit bilangan atau lebih (bit tidak terbatas)oleh karena itu dinamakan rangkaian penjumlah lengkap Perhatikan tabel kebenarandari Full adder berikut

Parallel Adder

Parallel Adder adalah rangkaian Full Adder yang disusun secara parallel danberfungsi untuk menjumlah bilangan biner berapapun bitnya tergantung jumlah FullAdder yang diparallelkan Gambar berikut menunjukkan Parallel Adder yang terdiridari 4 buah Full Adder yang tersusun parallel sehingga membentuk sebuah penjumlah 4 bit

Penjumlahan

Komputer hanya dapat melakukan proses aritmetika menggunakan bilangan binerSemua sistem bilangan harus diubah terlebih dahulu ke biner agar dapat diprosesProses yang biasa dilakukan oleh komputer untuk menjumlahkan sistem bilangandesimal biasanya adalah menyandikan ke 8421BCD terlebih dahulu sebelumdijumlahkan Sebelum mempelajari tentang penjumlahan pada 8421BCD ada baiknyamengetahui cara menjumlahkan bilangan biner

Penjumlahan Biner

Ada 4 kondisi yang terjadi pada penjumlahan biner yaitu apabila 0 + 0 0 + 1 1 + 0dan 1 + 1 Jika yang terjadi adalah 1 + 1 kita tidak dapat menyatakan hasil jumlahdalam satu digit Tetapi kita harus melakukan penyimpanan (Carry Out) kedalamkolom yang lebih tinggi Ini berlaku untuk seluruh sistem bilangan Sebagai contohpada bilangan desimal 2 + 5 = 7 dengan carry out = 0 9 + 9 = 8 dengan carry out = 1Contoh

Penjumlahan 8421BCD

Sandi 8421BCD hanya menggunakan bilangan biner untuk 0 sampai 9 karena yangdisandikan hanya 1 digit angka desimal Dalam penjumlahan yang perlu diperhatikanadalah jika hasilnya lebih dari 9 sehingga akan dihasilkan auxillary carry (Carry daribilangan keempat LSB) maupun carry dari MSBBerikut adalah aturan penjumlahan sandi 8421BCDJikajumlah biner dan jumlah BCD sama yaitu AC (Auxillary Carry) = 0 dan Carry= 0 maka tidak diperlukan aturan tambahan

Jikajumlah biner tidak sama dengan jumlah desimal maka memerlukan pengaturantambahan Jika Auxillary Carry (AC) = 0 atau AC = 1 dan Carry (Cy) = 0 dimana hasilpenjumlahan binernya lebih dari 9 desimal maka perlu ditambahkan 6 pada niblerendah tersebut dan tambahkan 1 pada nible yang lebih tinggi

Pengurangan

Pengurangan pada dasarnya merupakan penjumlahan yaitu penjumlahan denganbilangan negatif

500 ndash 255 = 245 (Pengurangan)500 + ()255 = 245 (Penjumlahan)Komputer hanya bekerja pada bilangan ldquo0rdquo dan ldquo1rdquo dan tidak mengenal bilangannegatif Untuk menunjukkan bilangan negatif komputer menggunakan tanda modulus(Modulus Sign) Pada penjumlahan desimal tanda modulus yang digunakan adalahldquo0rdquo untuk bilangan positif dan ldquo9rdquo untuk bilangan negatif Untuk bilangan negatifpada operasi penjumlahannya harus dikomplemen Komplemen yang digunakan padabilangan desimal adalah komplemen10dan komplemen9

Perkalian

Perkalian antara bilangan biner adalah perkalian yang paling mudah diantara sistembilangan lainnya

Pada Teknik Komputer perkalian dilakukan menggunakan register geser kanan (ShiftRight Register) Perhatikan contoh berikut

Register A untuk menyimpan data yang akan dikalikan (Multiplicand)Register B untuk menyimpan data pengali (Multiplier)Register P untuk menyimpan hasil perkalian

Pembagian

Kebalikan dari perkalian pembagian (Division) adalah suatu bentuk dari penguranganyang dilakukan berulangulangDan proses ini juga dapat dilakukan pada rangkaianlogika dengan cara pengurangan dan penggeseran ke kiri (menggunakan shiftleftregister) Berikut adalah aturan dari pembagianKurangkan bilangan pembagi (Divisor) dari MSB bilangan yang akan dibagi(Dividend) lihat hasil pengurangan

Bila hasilnya 1 atau positif Berarti hasil pembagian (Product) adalah 1 Setelah itu hasil pengurangan digeserkekiri satu bit dan dimulai lagi pengurangan oleh bilangan pembagi (Divisor)

Bila hasilnya 0 atau negatif Berarti hasil pembagian (Product) adalah 0 Dalam hal ini sebelum digeser ke kiriharus ditambah dulu dengan bilangan pembagi (Divisor) Setelah digeser ke kiri satubit dimulai lagi proses pengurangan oleh bilangan pembagi Pengurangan olehbilangan pembagi dilakukan dengan penjumlahan komplemen2Bila dalam

penjumlahan tersebut terdapat pindahan (Carry) maka carry tersebut diabaikanPerhatikan contoh berikut 1010 410 = 10102 1004

Karena ada hasil pengurangan yang negatif maka digit yang dihasilkansetelah itu adalah digit pecahan sehingga hasil yang benar 1012 atau 2510

61 Floating Point

71 Control Unit

CONTROL UNIT (CU)

711 Model Control Unit

Unit kontrol atau yang sering dikenal dengan control unit akan menyimpan perintah sekarang yang dilakukan oleh komputer memerintahkan ALU untuk melaksanaan dan mendapat kembali informasi (dari memori) yang diperlukan untuk melaksanakan perintah itu dan memindahkan kembali hasil ke lokasi memori yang sesuai Sekali yang terjadi unit kontrol pergi ke perintah berikutnya (biasanya ditempatkan di slot berikutnya kecuali kalau perintah itu adalah perintah lompatan yang memberitahukan kepada komputer bahwa perintah berikutnya ditempatkan di lokasi lain)

Bagian CPU yang menyebabkan fungsi komputer tercapai ini mengeluarkan sinyal-sinyal kontrol yang bersifat internal bagi CPU untuk memindahkan data antar Register agar ALU melakukan fungsinya untuk mengatur operasi-operasi internal lainnya Register yang merupakan bagian dari unit kontrol adalah tempat penyimpan data sementara dalam CPU selama proses eksekusi Apabila terjadi proses eksekusi data dalam register dikirim ke ALU untuk diproses hasil eksekusi nantinya diletakkan ke register kembali Unit kontrol akan menghasilkan sinyal yang akan mengontrol operasi ALU dan pemindahan data ke dan dari ALU Unit kontrol juga mengeluarkan sinyal kontrol eksternal bagi pertukaran data memori dan modul-modul IO

Model dari unit kontrol

712 Macam-macam unit kontrol

Macam-macam Unit Kontrol1 Unit Kontrol Single-Cycle

Proses di unit kontrol ini hanya terjadi dalam satu clock cycle artinya setiap instruksi (fetch decode execute) ada pada satu cycle maka dari itu tidak memerlukan state Dengan demikian fungsi boolean masing-masing control line hanya merupakan fungsi dari opcode saja Clock cycle harus mempunyai panjang yang sama untuk setiap jenis instruksi

Ada dua bagian pada unit kontrol ini yaitu proses men-decode opcode untuk mengelompokkannya menjadi 4 macam instruksi (yaitu di gerbang AND) dan pemberian sinyal kontrol berdasarkan jenis instruksinya (yaitu gerbang OR) Keempat jenis instruksi adalah ldquoR-formatrdquo (berhubungan dengan register) ldquolwrdquo (membaca memori) ldquoswrdquo (menulis ke memori) dan ldquobeqrdquo (branching)

Sinyal kontrol yang dihasilkan bergantung pada jenis instruksinya Misalnya jika melibatkan memori rdquoR-formatrdquo atau rdquolwrdquo maka akan sinyal rdquoRegwriterdquo akan aktif Hal lain jika melibatkan memori ldquolwrdquo atau ldquoswrdquo maka akan diberi sinyal kontrol ke ALU yaitu ldquoALUSrcrdquo

Desain single-cycle ini lebih dapat bekerja dengan baik dan benar tetapi cycle ini tidak efisien

2 Unit Kontrol Multi-CycleGambar disamping menunjukkan diagram blok dari unit kontrol multi-cycle

Berbeda dengan unit kontrol yang single-cycle unit kontrol yang multi-cycle lebih memiliki banyak fungsi

Dengan memperhatikan state dan opcode fungsi boolean dari masing-masing control line output dapat ditentukan Masing-masingnya akan menjadi fungsi dari 10 buah input logic Jadi akan terdapat banyak fungsi boolean dan masing-masingnya tidak sederhana

Pada cycle ini sinyal kontrol tidak lagi ditentukan dengan melihat pada bit-bit instruksinya Bit-bit opcode memberitahukan operasi apa yang selanjutnya akan di-execute CPU bukan instruksi cycle selanjutnya

713 Fungsi unit kontrol

Fungsi Unit Kontrol1 Pengurutan (sequencing) unit kontrol bertugas mengontrol sejumlah operasi

mikro dalam urutan yang benar

2 Eksekusi (execution) unit kontrol menyebabkan setiap operasi mikro dilakukan

state register overhead

Cycle 1Cycle 2

Cycle 3Cycle 4

Cycle 5

Fetch

Decode

Exec

Mem

WB

lw

Single cycle Implementation

Multiple Cycle Implementation

714 Input Unit Kontrol

Input Unit Kontrol

Unit kontrol mempunyai beberapa input diantaranya1 Clock berfungsi untuk sinkronisasi operasi antar komponen 2 Flag flag-flag ini diperlukan unit kontrol untuk mengetahui status CPU Flag

diset ALU sebagai hasil dari suatu operasi misalnya overflow flag diset 1 bila hasil komputasi melampaui panjang register tempat flag disimpan

3 Instruction register menggunakan opcode untuk menentukan operasi mikro yang akan dilakukan selama siklus eksekusi

4 Sinyal kontrol dari rdquobus controlrdquo memberi jalur ke unit kontrol untuk sinyal-sinyal tertentu seperti sinyal interrupt dan sinyal acknowledgment

715 Output Unit Kontrol

Sinyal kontrol di dalam CPU (control signals within CPU) output unit kontrol terdiri dari dua macam sinyal yaitu

1 sinyal-sinyal yang menyebabkan perpindahan data antar register 2 sinyal-sinyal yang dapat mengaktifkan fungsi ALU yang spesifik

Sinyal kontrol ke rdquobus controlrdquo juga terdiri atas 2 sinyal yaitu1 sinyal kontrol ke memori 2 sinyal kontrol ke modul-modul IO

716 Implementasi Unit Kontrol

1 Implementasi hardwired Unit kontrol merupakan rangkaian kombinatorial Sinyal-sinyal logika

inputnya akan didekodekan menjadi sinyal-sinyal logika output yang merupakan sinyal-sinyal kontrol ke sistem komputer Sinyal-sinyal input tersebut seperti clock flag register instruction dan sinyal kontrol merupakan input bagi unit kontrol untuk mengetahui status komputer Sinyal keluaran yang dihasilkan akan mengendalikan sistem kerja komputer

N buah input biner akan menghasilkan 2N output biner Setiap instruksi memiliki opcode yang yang berbeda-bedaOpcode yang berbeda dalam instruksi akan menghasilkan sinyal kontrol yang berbeda pula Pewaktu unit kontrol mengeluarkan rangkaian pulsa yang periodik

Pulsa waktu ini digunakan untuk mengukur durasi setiap operasi mikro yang dijalankan CPU intinya digunakan untuk sinkronisasi kerja masing-masing bagian

Masalah dalam Merancang Implementasi Hardwired Memiliki kompleksitas dalam pengurutan dan operasi mikronya Sulit didesain dan dilakukan pengetesan Tidak fleksibel Sulit untuk menambahkan instruksi baru

2 Implementasi microprogrammed Implementasi yang paling reliabel saat ini adalah implementasi

microprogrammed Unit kontrol memerlukan sebuah memori untuk menyimpan program kontrolnya

Fungsindashfungsi pengontrolan dilakukan berdasarkan program kontrol yang tersimpan pada unit kontrol Selain itu fungsindashfungsi pengontrolan tidak berdasarkan dekode dari input unit kontrol lagi

Teknik ini dapat menjawab kesulitanndashkesulitan yang ditemui dalam implementasi hardwired

81 Memori amp Piranti Penyimpanan

811 Jenis-Jenis memori

Berdasarkan komponen yang digunakan terbagi atas

1 Vacuum Tubes

Komputer generasi pertama ENIAC tahun 1946 menggunakan komponentabung hampa udara untuk main memory Memori ini relatif berukuran besardan tiap-tiap tabung hampa udara mewakili 1 bit

2 Magnetic Core Storage

Digunakan sekitar tahun 1960 ndash 1970 Terdiri dari ribuan cincin magnetikkecil berukuran 18 mm dengan lubang berdiameter 10 mm Tiap-tiap coredihubungkan dengan kabel kawat membentuk suatu bidang core (core plane)dan ditumpuk membentuk suatu core stackMasing-masing core dapat menyimpan 1 bit bila dimagnetasi dengan suatuarus listrik dari dua arah jurusan yang masing-masing bermuatan frac12 arus

3 Planar Thin-Film Storage

Terbuat dari lempengan tipis keramik atau metal tembus pandang yang berisi

kumpulan besi nikel berbentuk empat persegi panjang kecil dihubungkandengan kabel-kabel

4 Semiconductor Storage

Mulai banyak digunakan sejak tahun 1970-an hingga sekarangTerbuat dariVLSI (Very Large Scale Integration) yaitu meletakkan sejumlah besar circuitke dalam suatu chip Teknologi yang digunakan adalah MOS (Metal OxideSemiconductor) dan bersifat volatileKomputer IBM 704 pada GeneralElectric Computer facility diArizona State University 1956Sebuah mesin vacuum tubedengan magnetic core storageSingle layer thin film dengan Ta2N resistors

5 Josephson Junction

Diciptakan oleh Brian Josephson dari Inggris Merupakan memori yang dapatmelakukan switch dari bit 1 ke bit 0 atau sebaliknya dengan kecepatan yangtinggi yaitu kurang dari sepertriliun detik Menggunakan suatu tempat

tertutup yang berisi helium cair dengan suhu sekitar -200 derajat celcius

6 Charged-Coupled Device (CCD)

Merupakan memori yang terdiri dari ribuan metal bujur sangkar berukurankecil yang masing-masing dapat menyimpan informasi digit binari dalambentuk beban elektronik (electric charge)

812 Hirarki Memori

Sebagian besar komputer memiliki hirarki memori yang terdiri atas tiga level yaitu

1 Physical Register di CPU berada di Level teratas Informasi yang berada

di Register dapat diakses dalam satu Clock cycle CPU

2 Primary Memory (Executable memory ) berada dilevel tengah

Contohnya RAM Primary Memory diukur dengan satu byte dalam satu

waktu secara relatif dapat diakses dengan cepat bersifat volatil (informasi

bisa hilang ketika komputer dimatikan) CPU mengakses memori ini

dengan instruksi single load dan store dalam beberapa clock cycle

3 Secondary Memory berada dilevel bawah Contohnya disk atau tape

Secondary memory diukur sebagai kumpulan dari bytes(block of bytes)

waktu aksesnya lambat bersifat non-volatil (informasi tetap tersimpan

ketika komputer dimatikan) Memori ini diterapkan di storage device jadi

akses meliputi aksi oleh driver dan device

813 Memori Internal

Memori internal o Berada di luar CPU tetapi bersifat internal terhadap sistem komputero Diperlukan oleh CPU untuk proses eksekusi (operasi) program sehingga

dapat diakses secara langsung oleh prosesor (CPU) tanpa modul perantarao Memori internal sering juga disebut sebagai memori primer atau memori

utama o Memori internal biasanya menggunakan media RAM

Random Access Memori (RAM)

Ram adalah suatu memori baca tulis artinya data dapat dibaca dari atau ditulis ke RAM dan dapat dilakukan secara berulang-ulang dengan data yang berbeda-beda Jenis memori ini merupakan jenis volatile (mudah menguap) yaitu data yang tersimpan akan hilang jika catu dayanya dimatikan Karena alasan tersebut maka program utama tidak pernah disimpan di RAM Random artinya data yang disimpan pada RAM dapat diakses secara acak RAM dibagi lagi menjadi dua jenis yaitu jenis statik dan jenis dinamik RAM statik menyimpan satu bit informasi dalam sebuah flip-flop Jenis RAM ini asyncronous dan tidak memerlukan sinyal clock RAM statik biasanya digunakan untuk aplikasi-aplikasi yang tidak memerlukan kapasitas memori RAM yang besar RAM dinamik menyimpan satu bit informasi data sebagai muatan RAM dinamik menggunakan kapasitansi gerbang substrat sebuah transistor MOS sebagai sel memori elementer Untuk menjaga agar data yang tersimpan RAM dinamik tetap utuh data tersebut harus disegarkan kembali dengan cara membaca dan menulis ulang data tersebut kememori RAM dinamik ini digunakan untuk aplikasi ynag memerlukan RAM dengan kapasitas besar misalnya dalam sebuah komputer pribadi (PC)

Read Only Memory (ROM)

Jenis memori ini datanya hanya bisa dibaca dan tidak bisa ditulis secara berulang-ulang Memori ini berjenis non-volatile artinya data yang disimpan tidak mudah menguap (hilang) walaupun catu dayanya dimatikan Karena itu memori ini biasa digunakan untuk menyimpan program utama dari suatu sistem Jenis ROM yang dikenal dipasaran ada lima jenis yaitu

- ROM (Read Only Memory) yang diprogram dalam proses pembuatannya Jenis ini tidak dapat diprogram ulang

- PROM (Programmable ROM) yang diprogram dengan cara memutuskan hubungan sekering internal PROM hanya dapat diprogram satu kali dan tidak dapat diprogram ulang

- EPROM (Erasable PROM) yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat dari piranti Dihapus dengan cara pemberian sinar ultra violet melalui jendela pada bagian atas IC Setelah dihapus dapat diprogram ulang

- EEPROM (Electrically EPROM) sama saja dengan EPROM hanya cara penghapusannya dilakukan secara listrik

- Flash EPROM yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat pada piranti Memori ini dapat diisi ulang

Dari semua jenis memori diatas yang sering digunakan adalah memori jenis EPROM dan

EEPROM karena harganya paling murah dan mudah didapat dipasaran

814 Memori Eksternal

Memori eksternal o Bersifat eksternal terhadap sistem komputer dan tentu saja berada di luar

CPUo Diperlukan untuk menyimpan data atau instruksi secara permaneno Tidak diperlukan di dalam proses eksekusi sehingga tidak dapat diakses secara

langsung oleh prosesor (CPU) Untuk akses memori eksternal ini oleh CPU harus melalui pengontrolmodul IO

o Memori eksternal sering juga disebut sebagai memori sekunder o Memori ini terdiri atas perangkat storage peripheral seperti disk pita

magnetik dll berbagai jenis memory Eksternal

1 Berdasarkan jenis akses data

Berdasarkan jenis aksesnya memori eksternal dikelompokkan menjadi 2 jenis yaitu

a DASD (Direct Access Storage Device) dimana ia mempunyai akses langsung

terhadap data Contoh Magnetik(Floppy disk hard disk) Removable hard

disk(Zip disk Flash disk) Optical Disk

b SASD (Sequential Access Storage Device) Akses data secara tidak langsung

(berurutan) seperti Pita Magnetik

2Berdasarkan Karakteristik Bahan

Berdasarkan karakteristik bahan pembuatanya memori eksternal digolongkan

menjadi beberapa kelompok

a Punched Card atau kartu berlobang

a merupakan kartu kecil berisi lubang-lubang yang menggambarkan berbagai instruksi atau data Kartu ini dibaca melalui puch card reader yang sudah tidak digunakan lagi sejak tahun 1979

b Magnetik Disk Magnetik disk merupakan disk yang terbuat dari bahan yang bersifat magnetik contoh Floppy dan hardsik

c Optical Disk Optical disk terbuat dari bahan optik seperti resin (Polycaronate) dan dilapisi permukaan yang sangat reflektif seperti aluminium contoh CD dan DVD

d Magnetik TapeSedangkan magnetik tape terbuat dari bahan yang bersifat magnetik tetapi berbentuk pita seperti halnya pita kaset tape recorder

91 Bus amp Sistem Bus

Dalam Arsitektur komputer sebuah Bus adalah sebuah subsistem yang mentransfer data

atau listrik antar komponen komputer didalam sebuah komputer atau antar komputer

Bus komputer awal merupakan bus listrik paralel dengan banyak hubungan tetapi istilah

ini sekarang digunakan untuk pengaturan fisik yang menyediakan fungsi logika yang

sama dengan sebuah bus listrik paralel dan dapat dihubungkan dengan kabel dalam

sebuah topologi multidrop atau daisy chain atau dihubungkan dengan switch seperti

dalam kasus bus USB

System bus atau bus System dalam Arsitektur komputer merujuk pada bus yang

digunakan oleh sistem komputer untuk menghubungkan semua komponennya dalam

menjalankan tugas sebuah bus adalah sebutan untuk jalur dimana data dapat mengalir

dalam komputer jalur-jalur ini digunakan untuk komunikasi dan dapat dibuat antara dua

elemen atau lebih Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan

dieksekusi oleh CPU melalui perantara sistem bus

911 Transfer informasi pada bus

Suatu mendukung bermacam-macam transfer data Semua bus mendukung transfer baca

(master slave) dan transfer tulis( slave ke master) Pada semua multiplexed addressdata

bus pertama-tama bus digunakan untuk menspesifikasikan alamat dan kemudian untuk

melakukan transfer data Untuk operasi baca biasanya terdapat waktu tunggu pada saat

data sedang diambil dari slave untuk ditaruh pada bus Baik bagi operasi baca maupun

tulis mungkin juga terdapat delay bila hal itu diperlukan untuk melalui arbitrasi agar

mendapatkan kontrol bus untuk sisa operasi (yaitu mengambil alih bus untuk melakukan

request baca atau tulis kemudian mengambil alih lagi bus untuk membentuk operasi baca

atau tulis

Pada alamat dedicate dan bus-bus alamat ditaruh ada bus alamat dan tetap berada disana

selama data tersimpan pada bus data Bagi operasi tulis master menaruh data pada bus

data begitu alamat telah stabil dan slave telah mempunyai kesempatan untuk mengetahui

alamatnya bagi operasi baca slave menaruh data pada bus dan begitu slae mengetahui

alamatnya dan telah mengembil data

912 Sistem Bus dengan Jalur Data Alamat dan Kontrol

Jalur bus yang digunakan untuk mentransfer data dapat dikelompokkanrnenjadi tiga tipe jalur data alamat dan kontrol

Data bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi data dan instruksi

Address bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi untuk alamat di

main memory untuk data atau instruksi yang akan diambil atau direkam

Control bus yaitu bus yang digunakan untuk mengirimkan signal sebagai

pemberitahuan akan dikirimkan suatu informasi atau telah diterimanya informasi

yang akan dikirimkan dari suatu alat ke alat lainnya

913 Hirarki Bus

Bus merupakan lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih perangkat

computer Karakteristik penting sebuah bus adalah bahwa bus merupakan media

transmisi yang dapat digunakan bersama Sejumlah perangkat yang terhubung ke bus dan

suatu sinyal yang ditransmisikan oleh salah satu perangkat ini data diterimaoleh salah

satu perangkat yang terhubung ke bus

Umumnya sebuah bus terdiri dari sejumlah lintasan komunikasi atau saluran Masing-

masing saluran dapat mentransmisi sinyal yang menunjukan biner 1 dan biner 0

serangkaian digit biner dapat ditransmisi melalui saluran tunggal

914 Bus Data dan Bus Alamat

1 Bus data

Jalur data yang dilalui informasi ke dan dari microprocessor bahan data keterangan

catatan fakta fakta atau bagian dari fakta yang mengandung arti yang dihubungkan

dengan kenyataan simbol-simbol gambar kata-kata angka huruf yang menunjukan ide

objek kondisi dan lainnya

Data itu sendiri merupakan bentuk jamak dari datum yang berarti informasi jelasnya data

itu dapat berupa apa saja dan dapat ditemui dimana saja

2 Bus Alamat

Bus alamat pengalamatan transformasi data bus Pengalamatan bus ini berisi 16 2024

jalur sinyal paralel atau lebih CPU mengirim alamat lokasi memori atau port yang ingin

ditulis atau dibaca di bus ini jumlah lokasi memori yang dapat dialamati ditentukan

jumlah jalur alamat Jika CPU mempunyai N jalur alamat maka dapat mengalamati 2

pangkat N lokasi memori dan atau port secara langsung

101 Unit Input amp Output

Salah satu fitur dasar komputer adalah kemampuannya untuk mempertukarkandata dengan perangkat lain Kemampuan komunikasi ini memungkinkan operatormanusia misalnya untuk menggunakan keyboard dan layer display untuk mengolahteks dan grafik

1011 Dasar Unit Input Output

Unit IO memberi CPU kemampuan untuk berkomunikasi dengan peripheral Merupakan

entity dalam komputer yang bertanggung jawab atas pengontrol sebuah perangkat

eksternal atau lebih dan untuk pertukaran data antara alat-alat tersebut dengan memory

utama dan atau register-register dalam CPU

Alasan- alasan dipertukarkannya unit IO

Adanya aneka ragam peripheral yang memiliki macam-macam metode operasi

Perbedaan kecepatan transfer data antara sistem BUS dengan piranti IO BUS= 20

nano detik sedang IO lebih dari 100 nano detik

Peripheral seringkali menggunakan format data dan panjang word yang berlainan

dengan komputer

Perbedaan besar tegangan dan arus data yang diperlukan untuk transfer informasi

dari dan ke peripheral dengan sistem bus

Tujuan Unit IO

Melakukan kompensasi perbedaan kecepatan dan perwaktuan antara CPU dan

peripheral

Melakukan penyesuaian tegangan dan arus satu aras ke aras lain

Menyesuaikan panjang data antara sistem BUS dan BUS IO

1012 Antarmuka IO

Gambar 122 mengilustrasikan hardware yang diperlukan untukmenghubungkan perangkat IO ke bus Dekoder alamat mengenableperangkattersebut untuk mengenali alamatnya pada saat alamat ini muncul pada jalur alamatRegister data menyimpan data yang ditransfer ked an dari prosessor Register statusberisi informasi yang relevan dengan operasi perangkat IO Register data dan statusdihubungkan dengan bus data dan ditetapkan dengan alamatalamatunik Dekoderalamat register data dan status dan sirkuit control yang diperlukan untukmengkoordinasikan transfer IO membentuk sirkuit antar muka perangkatGambar 122 Antarmuka IO untuk perangkat input

Perangkat IO beroperasi pada kecepatan yang sangat berbeda denganprosessor Pada saat operator manusia memasukkan karakter pada keyboardprosessor mampu mengeksekusi jutaan instruksi antarentrikarakter yang berurutanSuatu instruksi yang membaca karakter dari keyboard sebaiknya hanya dieksekusipada saat karakter tersebut tersedia dalam input buffer antarmuka keyboard Juga kitaharus memastikan bahwa karakter input tersebut hanya dibaca sekali

1013 Transfer data pada IO

Transfer dataFormat transfer

- Paralel semua bit pada karakter (word denganpanjang tertentu) dikirim secara bersamaan dalambatas waktu yang diberikan

- Serial Data dikirim secara berurutan dalam satu saluran

Transfer data secara paralel lebih cepat daripada secaraserial karena saluran transmisinya banyak kelemahannyakalau terlalu panjang akan terjadi interferensi antarsaluran

Mode transfer data

1 Synchronous modeBaris kendali digunakan untuk mengsinkronkan waktupada semua kejadian yang terjadi selama periodewaktu tertentuKelemahanbull Tiap piranti IO berbeda-beda kecepatan operasinyasehingga harus diturunkan pada kecepatan yangpaling rendah

2 Asynchronous mode

Menggunakan teknik jabat tangan (hand shaking) untukmenyakinkan transfer data antara pengirim danpenerima tidak ada kesalahan (data valid)

111 Interupsi

Interupsi merupakan bagian penting dari sistem arsitektur komputer Setiap sistem

komputer memiliki mekanisme yang berbeda Interupsi bisa terjadi apabila perangkat

keras (hardware) atau perangkat lunak minta ldquo dilayanirdquo oleh processor apabila terjadi

interupsi maka processor menghentikan proses yang sedang dikerjakannya kemudian

beralih mengerjakan service rutin untuk melayani intrupsi tersebut Setelah selesai

mengerjakan service rutin maka prosesor kembali melanjutkan proses yang tertunda

1111 Kelas Sinyal Interupsi

Program yaitu Interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi

pada hasil eksekusi program Contioh Aritmatika overflow pembagian nol

operasi ilegal

Timer adalah Interupsi yang dibangkitkan pewaktuan dalam prosesor Sinyal ini

memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsi tertentu secara reguler

I O sinyal Interupsi yang di bangkitkan oleh Modul IO sehubngan pemberitahuan

kondisi Error dan penyelesaian suatu operasi

Hardware Failure adalah Interupsi yang dibangkitkan oleh kegagalan daya atau

kesalahan paritas memori

1112 Proses Interupsi

Dengan adanya mekanisme Interupsi prossesor dapat digunakan untuk

mengeksekusi intsruksi- instruksi lain

Saat suatu modul telah selesai menjalankan tugasnya dan siap menerima tugas

berikutnya maka modul ini akan mengirimkan permintaan interupsi ke prosesor

Kemudian prosesor akan menghentikan eksekusi yang dijalankannya untuk

menghandle routine interupsi

Setelah program interupsi selesai maka processor akan melanjutkan eksekusi

programnya kembali

Saat sinyal Interupsi diterima processor ada dua kemungkinan tindakan yaitu

Interupsi diterima ditangguhkan dan Interupsi ditolak

1113 Interupsi Ditangguhkan

Apa yang dilakukan Processor

Processor menangguhkan eksekusi program yang dijalankan dan menyimpan

konteksnya tindakan ini adalah menyimpan alamat instruksi berikutnya yang akan

dieksekusi dan data lain yang relevan

Processor menyetel program Counter (PC) ke alamat awal routine intterupt handler

1114 Sistem Operasi Kompleks

Interupsi ganda (Multiple interupt)

Misalnya suatu komputer akan menerima permintaan interupsi saat proses

pencetakan dengan printer selesai disamping itu dimungkinkan dari saluran

komunikasi akan mengirimkan permintaan interupsi setiap kali data tiba

Dapat diambil dua buah pendekatan untuk menangani interupsi ganda ini

121 Arsitektur dan Klasifikasi Sistem Komputer

Sebuah sistem operasi atau dalam bahasa asingnya Operating System adalah sebuah

program yang mengatur hardware komputer Sistem operasi juga menyediakan fondasi

untuk aplikasi diatasnya dan bertindak sebagai penghubung antara user dengan

hardwaresetiap sistem operasi memiliki caranya masing-masing untuk menyelesaikan

tugasnya Hal ini menimbulkan aneka ragam sistem operasi yang sangat menakjubkan

Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu 1 Klasifikasi Flynn

Didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data dalam sistem komputer

2 Klasifikasi Feng Didasarkan pada pemrosesan paralel dan serial

3 Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1211 Klasifikasi Fylnn

KLASIFIKASI FLYNN 1048790 Klasifikasi sistem komputer yang didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data diperkenalkan oleh Michael J Flynn 1048790 Alur instruksi (instruction stream) adalah urutan instruksi yang dilaksanakan oleh mesin 1048790 Alur data adalah urutan data yang dipanggil oleh alur instruksi 1048790 Baik instruksi maupun data diambil dari modul memori 1048790 Instruksi didecode (diartikan) oleh Control Unit 1048790 Alur data mengalir dua arah antara prosesor dan memori

Ada 4 kategori sistem komputer dalam klasifikasi Flynn 1 Single Instruction stream ndash Single Data stream (SISD) 2 Single Instruction stream ndash Multiple Data stream (SIMD) 3 Multiple Instruction stream ndash Single Data stream (MISD) 4 Multiple Instruction stream ndash Multiple Data stream (MIMD)

1212 Klasifikasi Feng

KLASIFIKASI FENG 1048790 Tse Yun Feng mengusulkan pembagian klasifikasi arsitektur komputer berdasarkan derajat keparalelan (degree of parallelism) 1048790 Jumlah bit maksimum yang dapat diproses dalam satu satuan waktu oleh sistem komputer disebut derajat keparalelan maksimum P 1048790 Bila Pi adalah jumlah bit yang dapat diproses dalam siklus prosesor ke ndash i (atau periode clock ke ndash i) 1048790 Siklus prosesor T dinyatakan oleh i = 123 T 1048790 Maka derajat keparalelan rata-rataa adalah

Ada 4 tipe Metode Pemrosesan

1048790 Word Serial and Bit Serial (WSBS) 1048790 Word Paralel and Bit Setial (WPBS) 1048790 Word Serial and Bit Paralel (WSBP) 1048790 Word Paralel and Bit Paralel (WPBP)

1213 Klasifikasi Handler

Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1214 Menjelaskan Multi Komputer amp Multi Processor

1048790 Multiprosesor MIMD dengan memori yang dapat digunakan bersama semua prosesornya memiliki akses ke pool memori utama

1048790 Multikomputer MIMD dengan memori terdistribusi setiap prosesornya memiliki memori khusus sendiri

1048790 Motivasi pembuatan organisasi multikomputer adalah untuk mengatasi keterbatasan skala multiprosesor

1048790 Karena prosesor-prosesor multikomputer harus berkomunikasi maka elemen penting perancangan multikomputer adalah jaringan interkoneksi yang harus dapat beroperasi seefisien mungkin

1048790 Ada beberapa topologi interkoneksi untuk memberikan kinerja yang efisien

1048790 Terdapat trade-off antara lintasan terpanjang dan jumlah koneksi fisik yang diperlukan

Selesai

BAB III PENUTUP

31 Kesimpulan

32 Saran

Daftar Pustaka

• Definisi
• • Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu

13 Ruang Lingkup Penelitian

Didalam perumusan masalah yang dibahas diatas agar tercapainya proses belajar

mengajar yang merupakan tuntutan Satuan Acara Perkuliahan Maka dalam penulisan

Modul ini dibatasi terhadap masalah yang akan dibahas Adapun batasan tersebut adalah

Unit input proses dan Output yaitu komponen-komponen pada saat data dimasukan

kemudian diproses sehingga menghasilkan suatu Informasi yang dapat disajikan kedalam

bentuk media tampilan Layout

14 Metode Penelitian

Untuk mencapai tujuan penulisan Modul maka dilakukan kajian atau Sumber

sebagai berikut

1 Kajian Perpustakaan (Library Research)

Merupakan referensi atau sumber yang dijadikan bahan bagi penulis dalam

menyelesaikan Modul

2 Sumber Internet

Merupakan fasilitas atau layanan yang disediakan provider untuk mendapatkan

informasi penting yang akan menambah nilai guna dalam pembuatan Modul ini

BAB II PEMBAHASAN

21 Pengenalan Arsitektur Komputer

211 Pengertian Komputer

Komputer adalah alat yang dipakai untuk mengolah informasi menurut prosedur yang telah dirumuskan Kata computer semula dipergunakan untuk menggambarkan orang yang perkerjaannya melakukan perhitungan aritmatika dengan atau tanpa alat bantu tetapi arti kata ini kemudian dipindahkan kepada mesin itu sendiri Asal mulanya pengolahan informasi hampir eksklusif berhubungan dengan masalah aritmatika tetapi komputer modern dipakai untuk banyak tugas yang tidak berhubungan dengan matematika

Dalam definisi seperti itu terdapat alat seperti slide rule jenis kalkulator mekanik mulai dari abakus dan seterusnya sampai semua komputer elektronik yang kontemporer Istilah lebih baik yang cocok untuk arti luas seperti komputer adalah pemroses informasi atau sistem pengolah informasi

Definisi

Sekalipun demikian definisi di atas mencakup banyak alat khusus yang hanya bisa memperhitungkan satu atau beberapa fungsi Ketika mempertimbangkan komputer modern sifat mereka yang paling penting yang membedakan mereka dari alat menghitung yang lebih awal ialah bahwa dengan pemrograman yang benar semua komputer dapat mengemulasi sifat apa pun (meskipun barangkali dibatasi oleh kapasitas penyimpanan dan kecepatan yang berbeda) dan memang dipercaya bahwa mesin sekarang bisa meniru alat perkomputeran yang akan kita ciptakan di masa depan (meskipun niscaya lebih lambat) Dalam suatu pengertian batas kemampuan ini adalah tes yang berguna karena mengenali komputer maksud umum dari alat maksud istimewa yang lebih awal Definisi dari maksud umum bisa diformulasikan ke dalam syarat bahwa suatu mesin harus dapat meniru Mesin Turing universal Mesin yang mendapat definisi ini dikenal sebagai Turing-lengkap dan yang pertama mereka muncul pada tahun 1940 di tengah kesibukan perkembangan di seluruh dunia Lihat artikel sejarah perkomputeran untuk lebih banyak detail periode ini

212 Variasi tipe komputer dalam beberapa hal

PENGGOLONGAN KOMPUTER

Berdasarkan Data yang Diolah

1 Analog Computer diams Digunakan untuk data yang sifatnya kontinyu dan bukan data yang berbentuk angka

tetapi dalam bentuk fisik misalnya arus listrik temperatur kecepatan tekanandsb

diams Output dari komputer analog umumnya adalah untuk pengaturan atau pengontrolan suatu mesin misalnya untuk mengatur temperature di dalam suatu alat pembakaran

diams Keuntungan komputer analog adalah kemampuannya untuk menerima data dalam besaran fisik dan langsung mengukur data tertentu tanpa harus dikonversikan terlebih dahulu seperti pd komputer digital sehingga proses komputer analog lebih cepat dibandingkan dengan komputer digital

diams Kelemahan komputer analog adalah terletak pada faktor ketepatannya Komputer digital lebih tepat dibandingkan dengan komputer analog

2 Digital Computer diams Digunakan untuk data yang berbentuk angka atau hurup diams Biasanya dipakai untuk aplikasi bisnis dan aplikasi teknik diams Keunggulan komputer digital adalah

o Memproses data lebih tepat dibanding komputer analog o Dapat menyimpan data selama masih dibutuhkan untuk diproses o Dapat melakukan operasi logika o Data yang telah dimasukkan dapat dikoreksi atau dihapus o Output dari komputer digital dapat berupa angka hurup grafik maupun gambar

3 Hybrid Computer diams Merupakan komputer kombinasi dari komputer analog dan digital diams Mampu memproses data lebih cepat dari komputer digital dan lebih tepat dari

komputer analog diams Biasanya dipakai untuk aplikasi khusus

Berdasarkan Penggunaannya

1 Special Purpose Computer diams Komputer yang dirancang untuk menyelesaikan masalah yang khusus yg biasanya

hanya berupa satu masalah saja diams Program komputer sudah tertentu dan sudah tersimpan di dalam komputernya diams Komputer ini dapat berupa komputer digital maupun komputer analog dan

umumnya komputer analog adalah special purpose computer

diams Spesial purpose computer banyak dikembangkan untuk pengontrolan yang otomatis pada proses-proses industri seperti misalnya pabrik kimia penyulingan minyak pabrik baja serta untuk tujuan militer

2 General Purpose Computer diams Komputer yang dirancang untuk menyelesaikan bermacam-macam masalah dengan

program-program yang bermacam-macam pula diams Dibandingkan dengan special-purpose computer kecepatannya lebih rendah diams Dipakai untuk berbagai keperluan untuk aplikasi bisnis teknik pendidikan

pengolahan kata permainan dsb diams Komputer ini dapat berupa komputer digital maupun komputer analog dan

umumnya komputer digital adalah general purpose computer

Berdasarkan Ukurannya

diams Ukuran dari komputer ditunjukkan oleh kemampuannya dalam mengolah data ditentukan oleh o Kapasitas main memory (simpanan dalam) yg dinyatakan dalam satuan byte

( dengan kapasitas 4 KB 32 KB 64 KB 128 KB 256 KB bahkan dapat dikembangkan sampai 2 MB)

o Konfigurasi dari operand register (operand register digunakan untuk menampung data yang sedang dioperasikan) bisa dengan ukuran 8 bit 16 bit 32 bit dan 64 bit

o Kecepatan pengolahan data o Jumlah dan macam alat-alat input dan outputnya o Ukuran fisik komputer dan ruangan yang dibutuhkan

diams Berdasarkan ukuran komputer dapat digolongkan ke dalam komputer mikro(micro computer) komputer mini (mini computer) komputer kecil (small computer) komputer menengah (medium computer) komputer besar (large computer) dan komputer super (super computer)

1 Micro Computer diams Disebut juga dengan personal computer atau desktop computer diams Ukuran main memory berkisar 16 KB sampai lebih dari 1 MB diams Konfigurasi operand register 8 bit 16 bit 32 bit atau 64 bit diams Umumnya single user ( pemakainya tunggal) diams Ruangan yang dibutuhkan kecil dan dapat diletakkan di atas meja diams Harganya relative murah diams Perkembangan lebih lanjut dari komputer mikro adalah komputer super-mikro

(super micro computer) dimana komputer super mikro sudah multiuser system

2 Mini Computer diams Dapat digolongkan lagi menjadi mini-mini komputer midi-mini computer maxi-

mini computer dan super mini komputer tergantung dari kemampuannya diams Ukuran main memory berkisar 4 MB sampai lebih dari 128 MB diams Konfigurasi operand register 8 bit 16 bit 32 bit atau 64 bit diams Umumnya multi user ( pemakainya banyak)

diams Bentuk dari komputer mini cukup kecil dapat dipindah-pindah dan dapat diletakkan di rumah kecil

diams Harganya relative lebih mahal daripada komputer mikro tergantung dari banyaknya terminal dan alat input serta ouputnya harganya mulai dari Rp 15 juta

diams Mulai digunakan thn 1960 sebanyak 5000 komputer dan tahun 1970 jumlah ini telah meningkat sampai dengan 10000 komputer

diams Diterapkan terhadap aplikasi pengendalian produksi riset laborotarium dan komunikasi data

3 Small Computer diams Disebut juga dengan nama small-scale mainframe computer diams Ukuran main memory berkisar 64 KB dan dapat dikembangkan sampai lebih dari 8

MB diams Konfigurasi operand register 8 bit 16 bit 32 bit atau 64 bit diams Kebanyakan menggunakan system multi programming multi processing dan virtual

storage serta bersifat multi user diams Harganya relative lebih mahal daripada komputer mini tergantung dari banyaknya

terminal dan alat input serta ouputnya mulai dari Rp 50 juta

4 Medium Computer diams Disebut juga dengan nama medium-scale mainframe computer diams Ukuran main memory berkisar 512 KB dan dapat dikembangkan sampai lebih dari 8

MB diams Medium computer dapat mempunyai sejumlah besar dan bermacam-macam alat

input atau output diams Digunakan untuk komunikasi data dengan ratusan terminal yang terpisah dari pusat

komputernya dimana pusat komputernya biasanya menggu8nakan medium computer dan terminal dapat menggunakan micro atau mini computer

diams Kebanyakan menggunakan system multi programming multi processing dan virtual storage serta bersifat multi user

diams Harganya relative lebih mahal daripada small computer mulai dari Rp 150 juta 5 Large Computer

diams Disebut juga dengan nama mainframe computer atau large scale mainframe computer karena bentuk fisiknya besar seperti lemari

diams Ukuran main memory berkisar 512 KB dan dapat dikembangkan sampai lebih dari 8 MB

diams Digunakan oleh perusahaan-perusahaan besar misalnya perusahaan penerbangan yg mempunyai ratusan kantor cabang tersebear di selruh dunia yg tiap-tiap kantor mempunyai terminal yg dihubungkan dengan pusat komputernya

diams Mempunyai kecepatan dalam proses data dan efektif dlm penerapan system time sharing sehingga dapat dipakai banyak pemakai secara bersamaan

diams Harganya relative lebih mahal daripada small computer mulai dari Rp 300 juta

6 Super Computer diams Dikembangkan oleh perusahaan-perusahaan Amerika Serikat dan Jepang diams IBM sebagai salah satu perusahaan yg mengembangkan super computer diams Penelitian juga dilakukan oleh Cray Research dengan hasil Cray-1 computer diams Penerapan system time-sharing yang lebih efektif dengan menggunakan ribuan

terminal yg dapat dihubungkan dengan super computer dan ribuan pemakai dapat menggunakannya secara bersamaan

diams Harga super computer mulai dari 7 juta US $ sampai dengan 17 juta US $

213 Unit Fungsional komputer terdiri dari lima bagian utama

1 Unit Input

KeyboardKeyboards memungkinkan seorang user untuk memasukkan perintah dandata ke dalam system komputerContoh gambar sebuah keyboard

MouseMouse adalah peralatan input yang mempunyai sejumlah tombolPerpindahan dengan tangan sepanjang permukaan mouse akan merubahposisi tampilan pada layar yang merefleksikan perpindahan tersebutTombol pada mouse digunakan untuk memilih item dan membuat pilihanpada layarMouse secara significant dapat mereduksi input yangdimasukkan oleh pemakai melalui serangkaian pengetikanperintah pada keyboard dengan mengklik pada tombol mouseatau item yang tampil pada layar monitor

Trackball Joystick dan Touchpad

Mouse mengenableoperator untuk memindahkan kursor pada layercomputer Sekumpulan perangkat input inovatif telah dikembangkan untukmelakukan fungsi serupa untuk memenuhi berbagai lingkungan aplikasi danpreferensi userPrinsip operasi trackball sangat mirip dengan mouse mekanik Suatu bola

dipasang pada shallow well pada keyboard User memutar bola tersebut untukmengindikasikan pergerakan kursor yang diinginkan di layar

Joystick

adalah stick pendek berputar yang dapat digerakkan dengan tanganuntuk menunjuk ke tiap arah dalam bidang XYPada saat informasi ini dikirim kecomputer software menggerakkan kursor pada layar dengan arah yang sama

2Memori

Fungsi utama dari mainstoragememori adalah menyediakan tempat bagi data

dan instruksi Bagian ini terdiri dari internal memory yaitu berupa RAM (Random

Acces Memory) dan ROM (Read Only Memory) serta eksternal memory yaitu

berbagai macam disk seperti harddisk floppy disk dan optical disk

RAM mempunyai kemampuan untuk melakukan pengecekan data

disimpanan yang disebut dengan parity check Bila data hilang atau rusak dapat

diketahui dari sebuah bit tambahan yang disebut dengan parity bit ROM adalah

memori yang hanya dapat dibaca saja pemakai tidak dapat mengisi sesuatu ke dalam

ROM Isi ROM telah diisi oleh pabrik pembuatnya berupa system operasi yang

terdiri dari program-program pokok yang diperlukan oleh sistem komputer

Perintah-perintah yang ada pada ROM sebagian akan dipindahkan pada

RAM RAM (Random Acces Memori) adalah memori komputer yang dapat diisi

dengan program data selama ada aliran listrik bila aliran listrik mati isi RAM akan

terhapus semuanya Pada waktu program komputer dijalankan sebagian program

yang telah kita masukkan atau kita ketik akan diletakkan di RAM

3 Aritmatika amp Logika

ALU adalah yang melaksanakan pengolahan data secara fisik termasuk

penjumlahan pengurangan pembagian juga logical operasi seperti manyatukan

data menurutkan data memilih data dan lain-lain

4 Unit Output

1 Monitor

Monitor adalah peralatan yang memungkinkan komputer untukmenampilkan informasi balik ke pemakaiuser dalam bentuk teks maupungrafik Monitors mempunyai ukuran yang bervariasi 14 15 17 dan lainnya Semakin besar ukurannya (dalam inch) maka semakin mahal dansemakin luas gambar yang dapat ditampilkan pada monitor Monitor memiliki beberapa variasi bentuk resolusiscreen yang berbeda yang merujuk pada jumlah titikyang bisa ditampung dalam koordinat X dan Y (640 x480 atau 800 x 600) dan refresh rate yangmenunjukkan berapa kali per detik suatu gambar dapatditampilkan pada screen (60Hz berarti 60 kali perdetik) Monitor dengan resolusi screen yang lebih tinggi semisal 1024x768membutuhkan ukuran monitor yang lebih lebar missal 21 (jika tidakmaka akan kelihatan kecil sekali gambarnya jika ditampilkan dalammonitor berukuran 14) dan juga membutuhkan refresh rate yanglebih tinggi semisal 72Hz untuk mencegah tampilan gambar padascreen terlihat berkedip-kedip (flickering)

2 Printer

Printer digunakan untuk mencetak pada kertas apa yang ditampilkan padascreen atau untuk mencetak data yang dioleh oleh komputerPrinter ada yang berwarna (color) dan ada yanghitam putih (black and white) Printer berwarnalebih lambat dan lebih mahal daripada printer hitamputih Juga teknologi yang digunakan untukmencetak informasi pada kertas bervariasitergantung tipe printer

5Unit Kontrol

Unit kontrol atau yang sering dikenal dengan control unit akan menyimpan perintah sekarang yang dilakukan oleh komputer memerintahkan ALU untuk melaksanaan dan mendapat kembali informasi (dari memori) yang diperlukan untuk melaksanakan perintah itu dan memindahkan kembali hasil ke lokasi memori yang sesuai Sekali yang terjadi unit kontrol pergi ke perintah berikutnya (biasanya ditempatkan di slot berikutnya kecuali kalau perintah itu adalah perintah lompatan yang memberitahukan kepada komputer bahwa perintah berikutnya ditempatkan di lokasi lain)

Bagian CPU yang menyebabkan fungsi komputer tercapai ini mengeluarkan sinyal-sinyal kontrol yang bersifat internal bagi CPU untuk memindahkan data antar Register agar ALU melakukan fungsinya untuk mengatur operasi-operasi internal lainnya Register yang merupakan bagian dari unit kontrol adalah tempat penyimpan data sementara dalam CPU selama proses eksekusi Apabila terjadi proses eksekusi data dalam register dikirim ke ALU untuk diproses hasil eksekusi nantinya diletakkan ke register kembali Unit kontrol akan menghasilkan sinyal yang akan mengontrol operasi ALU dan pemindahan data ke dan dari ALU Unit kontrol juga mengeluarkan sinyal kontrol eksternal bagi pertukaran data memori dan modul-modul IO

214 Pengertian Software

Piranti lunak atau perangkat lunak adalah program komputer yang berfungsi sebagai sarana interaksi antara pengguna dan perangkat keras Perangkat lunak dapat juga dikatakan sebagai penterjemah perintah-perintah yang dijalankan pengguna komputer untuk diteruskan ke atau diproses oleh perangkat keras

Perangkat lunak adalah program komputer yang isinya dapat diubah dengan mudah Perangkat lunak umumnya digunakan untuk mengontrol perangkat keras melakukan perhitungan berinteraksi dengan perangkat lunak lainnya dan lain-lain

Contoh dari perangkat lunak

1Sistem operasi

215 Meningkatkan Performa komputer

Untuk Meningkatkan Performa kinerja komputer pertama sekali yang harus

diperhatikan adalah mengukur kapabilitas dan kompatibilitas sistem yang ada pada suatu

perangkat IO sehingga antar terjadi hubungan yang dinamis pada masing-masing

perangkat

31 Keterkaitan Data dengan komputer

311 Pengolahan data terbagi 2

Analog

Digital

Dilihat dari fungsi komputer merupakan suatu perangkat digunakan untuk memproses data kemudian hasil prosesnya diselesaikan secara elektronis didalam CPU Menurut pengolahan data komputer diklasifikasikan menjadi 2 yaitu Analog amp Digital

Analog Suatu sinyal yang dikirimkan dari suatu pemancar (transmitter) ke penerima (receiver) untuk berkomunikasi data tersebut dikirim dalam bentuk suara huruf angka dan karakter lain (tulisan tangan dicetak) foto gambar film dll

Digital Sistem yang memproses nilai diskrit (langkah demi langkah )

Permodulasian Suatu teknik untuk merubah signal Digital ke dalam bentuk signal Analog sehingga data kumpulan jajaran digit dari komputer dapat dihantar melalui kabel telfon yang menghantar informasi secara Analog

Ex AM FM PM

Permodulasian dilakukan oleh alat MODEM (Modulation Demodulation) Signal Analog Signal Digital sebaliknya

312 ASCII

ASCII singkatan dari American Standard Code for Information Interchange Standardyang digunakan pada industri untuk mengkodekan huruf angka dan karakterkarakterlain pada 256 kode (8 bit biner) yang bisa ditampung

Ex Huruf A=65 B=66 C=67 dst

313 Contoh soal Permodulasian AM

Sebuah Host mengirim data rdquo IYA rdquo dengan menggunakan permodulasian AM dengan kecepatan 1 Baud= 2 Bps Amplitudo +- 12 Volt +- 9 Volt +- 6 Volt +- 3 Volt Gbrkan bentuk signal Analog untuk menghantarkan huruf rdquoIYArdquo

Jawab 1 Baud = 2 Bps (dengan Melihat Kode ASCI ) 00 = +- 12 Volt 01 = +- 9 Volt10 = +- 6 Volt 11 = +- 3 Volt

I = 01001001Y = 01011001A = 01000001

314 Sistem Bilangan pada computer

1 BitsSetiap angka 0 dan 1 biasa disebut Bit Bit adalah singkatan dari Binary Digit Kata

Binary diambil dari nama Binary Number System (Sistem Bilangan Biner) Tabel 21berikut menunjukkan tentang bit

2 Sistem Bilangan Biner

Sistem bilangan biner disusun dari angkaangkasama seperti sistem bilangan desimal(sistem bilangan 10) yang sering digunakan saat ini Tetapi untuk desimalmenggunakan angka 0 sampai 9 sistem bilangan biner hanya menggunakan angka 0dan 1Berikut adalah tabel contoh sistem bilangan biner

3 Sistem Bilangan Desimal

Sebelum mempelajari tentang bilangan biner ada baiknya mengetahui tentang sistembilangan yang umum dipakai yaitu desimal (bilangan basis 10) Perhatikan table

Contoh

1243 = (1 X 10 3 ) + (2 X 10 2 ) + (4 X 10 1 ) + (3 X 10 0 )= 1000 + 200 + 40 + 3

4 Sistem Bilangan Biner

Untuk bilangan biner (bilangan basis 2) perhatikan tabel

Contoh

101102 = (1 X 2 4 ) + (0 X 2 3 ) + (1 X 2 2 ) + (1 X 2 1 ) + (0 X 2 0 ) = (16 + 0 + 4 + 2 +0) = 2216810 = 101010002

Cara II

168 2 = 84 sisa 084 2 = 42 sisa 042 2 = 21 sisa 021 2 = 10 sisa 110 2 = 5 sisa 05 2 = 2 sisa 12 2 = 1 sisa 01 2 = 0 sisa 1Bit biner terbesar dimulai dari bawah sehingga 16810 = 101010002

5 Sistem Bilangan Heksadesimal

Bilangan heksadesimal biasa disebut bilangan basis 16 artinya ada 16 simbol yangmewakili bilangan ini Tabel 18 berikut menunjukkan konversi bilanganheksadesimal

Untuk konversi bilangan biner ke heksadesimal perhatikan contoh berikut 101101010100100102 = 0001 0110 1010 1001 0010 = 1 6 A 9 2Jadi bil biner 10110101010010010 sama dengan bil heksadesimal 16A92

6 Sistem Bilangan Oktal

Bilangan oktal disebut bilangan basis 8 artinya ada 8 simbol yang mewakili bilanganini Tabel 19 berikut menunjukkan konversi bilangan oktal

Untuk konversi bilangan biner ke oktal perhatikan contoh berikut 101101010100100102 = 010 110 101 010 010 010 = 2 6 5 2 2 2 8

Jadi bil biner 10110101010010010 sama dengan bil oktal 265222Untuk konversi dari oktal ke heksadesimal ubah terlebih dahulu bilangan oktal yangakan dikonversi menjadi biner Hal ini berlaku juga untuk konversi dari heksadesimalke oktal Perhatikan contoh berikut 7258 = 111 010 1012

= 0001 1101 0101 = 1 D 5 16

FE16 = 1111 11102

= 011 111 110 = 3 7 6 8

315 Sandi yang terdapat pada komputer

1 Sandi 8421 BCD (Binary Coded Decimal)

Sandi 8421 BCD adalah sandi yang mengkonversi bilangan desimal langsung kebilangan binernya sehingga jumlah sandi BCD adalah 10 sesuai dengan jumlahsimbol pada desimal Perhatikan tabel 210 berikut

Contoh

19710 sandi BCDnyaadalah 0001 1001 0111

2 Sandi 2421

Sandi 2421 hampir sama dengan sandi 8421 terutama untuk bilangan desimal 0sampai dengan 4 Tetapi sandi berikutnya merupakan pencerminan yang diinversiPerhatikan tabel

Perhatikan sandi desimal 5 Sandi tersebut merupakan cermin dari sandi 4 desimaltetapi logikanya diinversi Begitu pula pada sandi desimal 6 yang merupakan cermindari sandi desimal 3 yang diinversi dstContoh

37810 sandi 2421nyaadalah 0011 1101 1110

316 Boolean atau Logika Biner

Logika memberi batasan yang pasti dari suatu keadaan Sehingga keadaan tersebuttidak dapat berada dalam dua ketentuan sekaligus Karena itu dalam logika dikenalaturanaturansebagai berikut Suatukeadaan tidak dapat benar dan salah sekaligusMasingmasingadalah hanya benar atau salah (salah satu)Suatukeadaan disebut BENAR bila TIDAK SALAHDua keadaan itu dalam aljabar boole ditunjukkan dengan dua konstanta yaitu logikaldquo1rdquo dan logika ldquo0rdquo

Misal Logika ldquo1rdquo Logika ldquo0rdquoBenar SalahHidup MatiSiang MalamContoh diatas dapat dituliskan Tidak Benar atau Benar = SalahTidak Hidup atau Hidup = MatiTidak Siang atau Siang = MalamTanda garis atas dipakai untuk menunjukkan pertentangan atau lawan dari keadaanitu Sehingga tanda garis tersebut merupakan pertentangan logika (Logical Inversion)yang mempunyai fungsi untuk menyatakan ldquoTidakrdquo (Not)Ā = Tidak A atau Ā = NOT AHimpunan adalah kumpulan dari elemen yang setidaknya memiliki sifat yang samadan bisa memiliki kelompok yang terbatas atau tidak terbatas jumlahnya Misalnyahimpunan mahasiswa politeknik Himpunan tersebut tentu saja terdiri dari bermacammacamkelompok Jika dapat diambil tiga kelompok Kelompokyang berasal dari luar jawa JKelompokyang sedang kuliah KKelompokyang mengerjakan laporan akhir LSehingga seseorang setidaknya masuk dalam satu kelompok tersebut bahkan dapatterjadi masuk dalam dua kelompok sekaligus Misalnya mahasiswa luar jawa yangsedang mengerjakan laporan akhir berarti masuk kelompok J dan L (J AND L) JAND L dituliskan juga dengan J LGabungan antara mahasiswa luar jawa dan mahasiswa yang mengerjakan laporanakhir memiliki pengertian mahasiswa luar jawa atau mahasiswa mengerjakanlaporan akhir J atau L (J OR L) J OR L dituliskan juga dengan J + LLogika Biner (gerbang Boolean) adalah rangkaian digital yang menerima satu ataulebih masukan tegangan untuk memperoleh keluaran tertentu sesuai dengan aturanboole yang berlakuJika membicarakan komputer maka perbedaan tegangan yang digunakan sebagaionoff atau nilai biner 10 nilai 1 ekivalen dengan tegangan +5 volt dan nilai 0ekivalen dengan tegangan 0 volt

41 Rangkaian Logika Kombinasional amp Sekuensial

Rangkaian yang termasuk rangkaian logika kombinasional yaitu Dekoder Enkoder Multiplekser Demultiplekser Pada rangkaian-rangkaian itu terlihat bahwa kondisi keluaran hanya dipengaruhi oleh kondisi masukan pada saat itu

Rangkaian Adder Half Adder

Rangkaian Adder Full Adder

Enkoder

Dekoder

DECIMAL TO BCD ENCODER

Encoder yang sudah umum yaitu decimal to BCD encoder Switch dengan

penekan tombol mirip dengan tombol kalkulator dihubungkan dengan tegangan

Vcc Jika tombol 3 ditekan maka gerbang-gerbang OR pada jalur C dan D

akan mempunyai input bernilai 1 Oleh karena itu maka outputnya menjadi

ABCD = 0011

Dan selengkapnya dapat dilihat pada tabel dibawah ini

INPUT OUTPUT0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 10 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 00 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 10 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 00 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 10 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 00 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 10 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1

2 DECODER

Rangkaian dekoder mempunyai sifat yang berkebalikan dengan enkoder yaitu

merubah kode biner menjadi sinyal diskrit Syarat perancangan sebuah dekoder adalah m

lt= 2n dimana m adalah kombinasi keluaran dan n adalah jumlah bit masukan Sehingga

dapat disimplkan bahwa variabel keluaran bebas tapi harus tetap memperhatikan unsur

efisiensi rangkaian Misal dekoder 3 bit memiliki 8 atau kurang kombinasi keluaran tetapi

bisa memiliki jumlah saluran keluaran lebih dari 8 (10 atau 55 atau 100 dan sebagainya)

Contoh rangkaian dekoder adalah rangkaian dekoder dot matrik dan dekoder seven

segmen

Bila semua segmen menyala maka dapat dibaca sebagai angka decimal 8 Angka

decimal 0 dan 3 terlihat pada menyalanya segmen ndash segmen sesuai gambar Untuk

penampilan huruf hanya beberapa huruf saja yang dapat dibaca dari tujuh segmen

Tabel Kebenaran dekoder seven segmen

INPUT OUTPUTA B C D a b c d e f g0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 00 0 0 1 0 1 1 0 0 0 00 0 1 0 1 1 0 1 1 0 10 0 1 1 1 1 1 1 0 0 10 1 0 0 0 1 1 0 0 1 10 1 0 1 1 0 1 1 0 1 10 1 1 0 1 0 1 1 1 1 10 1 1 1 1 1 1 0 0 0 01 0 0 0 1 1 1 1 1 1 11 0 0 1 1 1 1 1 0 1 11 0 1 0 1 1 1 0 1 1 11 0 1 1 0 0 1 1 1 1 11 1 0 0 1 0 0 1 1 1 01 1 0 1 0 1 1 1 1 0 11 1 1 0 1 0 0 1 1 1 11 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1

a = sum (m0m2m3m5m6m7m8m9m10m12m14m15)

b = sum (m0m1m2m3m4m7m8m9m10m13)

c = sum (m0m1m3m4m5m6m7m8m9m10m11m13)

d = sum (m0m2m3m5m6m8m9m11m12m13m14)

e = sum (m0m2m6m8m10m11m12m13m14m15)

f = sum (m0m4m5m6m8m9m10m11m12m14m15)

g = sum (m2m3m4m5m6m8m9m10m11m13m14m15)

42 Rangkaian Logika Sekuensial (Flip-Flop)

1 Flip-Flop R-SFlip-flop R-S adalah rangkaian dasar dari semua jenis flip-flop yang ada Terdapat berbagai

macam rangkaian flip-flop R-S pada percobaan ini flip-flop R-S disusun dari empat buah gerbang NAND 2 masukan Dua masukan flip-flop ini adalah S (set) dan R (reset) serta dua keluarannya adalah Q dan Qrsquo

Kondisi keluaran akan tetap ketika kedua masukan R dan S berlogika 0 Sedangkan pada kondisi masukan R dan S berlogika 1 maka kedua keluaran akan berlogika 1 hal ini sangat dihindari karena bila kondisi masukan diubah menjadi berlogika 0 kondisi kelurannya tidak dapat diprediksi (bisa 1 atau 0) Keadaan ini disebut kondisi terlarang Selanjutnya kondisi terlarang pacu dan tak tentu akan dijelaskan melalui Tabel 31

Gambar 33 Rangkaian Percobaan Flip-Flop R-S

Tabel 32a Kondisi terlarang pacu dan tak tentu karena perubahan clockNo S R Clock Keterangan1 1 1 Aktif (1) Kondisi terlarang2 1 1 Tepi turun (Berubah dari

1 ke 0)Kondisi pacu

3 1 1 Tidak aktif (0) Kondisi tak tentu

Tabel 32b Kondisi terlarang pacu dan tak tentu karena perubahan clock dan masukan yang serempakNo S R Clock Keterangan1 1 1 Aktif (1) Kondisi terlarang2 0 0 Tepi turun Kondisi pacu3 0 0 Tidak aktif (0) Kondisi tak tentu

2 Flip-flop D

Flip-flop D dapat disusun dari flip-flop S-R atau flip-flop J-K yang masukannya saling berkebalikan Hal ini dimungkinkan dengan menambahkan salah satu masukannya dengan inverter agar kedua masukan flip-flop selalu dalam kondisi berlawanan Flip-flop ini dinamakan dengan flip-flop data karena keluarannya selalu sama dengan masukan yang diberikan Saat flip-flop pada keadaan aktif masukan akan diteruskan ke saluran keluaran

2 Flip-flop J-KFlip-flop J-K merupakan penyempurnaan dari flip-flop R-S terutama untuk mengatasi masalah

osilasi yaitu dengan adanya umpan balik serta masalah kondisi terlarang seperti yang telah dijelaskan di atas yaitu pada kondisi masukan J dan K berlogika 1 yang akan membuat kondisi keluaran menjadi berlawanan dengan kondisi keluaran sebelumnya atau dikenal dengan istilah toggle Sementara untuk keluaran berdasarkan kondisi-kondisi masukan yang lain semua sama dengan flip-flop R-S

Gambar 35 Flip-flop J-K

51 Aritmatika Logika Unit

Macam- macam operasi ALU

Adder (Penjumlahan) Half Adder Full Adder Paralel Adder

Pengurangan (Substraktor)

Perkalian (Multiplexer)

Pembagian bila hasilnya 0 amp 1

Adder

Rangkaian ALU (Arithmetic and Logic Unit) yang digunakan untuk menjumlahkanbilangan dinamakan dengan Adder Karena Adder digunakan untuk memprosesoperasi aritmetika maka Adder juga sering disebut rangkaian kombinasionalaritmetika ALU akan dijelaskan lebih detail pada bab 3 Ada 2 jenis Adder

1 Rangkaian Adder yang hanya menjumlahkan dua bit disebut Half Adder2 Rangkaian Adder yang menjumlahkan tiga bit disebut Full Adder3 Rangkaian Adder yang menjumlahkan banyak bit disebut paralel Adder

Half Adder

Rangkaian half adder merupakan dasar penjumlahan bilangan biner yang masingmasinghanya terdiri dari satu bit oleh karena itu dinamakan penjumlah tak lengkap

1 Jika A=0 dan B=0 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 02 Jika A=0 dan B=1 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 13 Jika A=1 dan B=1 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 0 dengan nilai pindahanCy(Carry Out) = 1

Dengan demikian half adder memiliki 2 masukan (A dan B) dan dua keluaran (S dan Cy)

Dari tabel diatas terlihat bahwa nilai logika dari Sum sama dengan nilai logika darigerbang XOR sedangkan nilai logika Cy sama dengan nilai dari gerbang logikaAND Dari tabel tersebut dapat dibuat rangkaian half adder seperti pada gambar

Full Adder

Full adder mengolah penjumlahan untuk 3 bit bilangan atau lebih (bit tidak terbatas)oleh karena itu dinamakan rangkaian penjumlah lengkap Perhatikan tabel kebenarandari Full adder berikut

Parallel Adder

Parallel Adder adalah rangkaian Full Adder yang disusun secara parallel danberfungsi untuk menjumlah bilangan biner berapapun bitnya tergantung jumlah FullAdder yang diparallelkan Gambar berikut menunjukkan Parallel Adder yang terdiridari 4 buah Full Adder yang tersusun parallel sehingga membentuk sebuah penjumlah 4 bit

Penjumlahan

Komputer hanya dapat melakukan proses aritmetika menggunakan bilangan binerSemua sistem bilangan harus diubah terlebih dahulu ke biner agar dapat diprosesProses yang biasa dilakukan oleh komputer untuk menjumlahkan sistem bilangandesimal biasanya adalah menyandikan ke 8421BCD terlebih dahulu sebelumdijumlahkan Sebelum mempelajari tentang penjumlahan pada 8421BCD ada baiknyamengetahui cara menjumlahkan bilangan biner

Penjumlahan Biner

Ada 4 kondisi yang terjadi pada penjumlahan biner yaitu apabila 0 + 0 0 + 1 1 + 0dan 1 + 1 Jika yang terjadi adalah 1 + 1 kita tidak dapat menyatakan hasil jumlahdalam satu digit Tetapi kita harus melakukan penyimpanan (Carry Out) kedalamkolom yang lebih tinggi Ini berlaku untuk seluruh sistem bilangan Sebagai contohpada bilangan desimal 2 + 5 = 7 dengan carry out = 0 9 + 9 = 8 dengan carry out = 1Contoh

Penjumlahan 8421BCD

Sandi 8421BCD hanya menggunakan bilangan biner untuk 0 sampai 9 karena yangdisandikan hanya 1 digit angka desimal Dalam penjumlahan yang perlu diperhatikanadalah jika hasilnya lebih dari 9 sehingga akan dihasilkan auxillary carry (Carry daribilangan keempat LSB) maupun carry dari MSBBerikut adalah aturan penjumlahan sandi 8421BCDJikajumlah biner dan jumlah BCD sama yaitu AC (Auxillary Carry) = 0 dan Carry= 0 maka tidak diperlukan aturan tambahan

Jikajumlah biner tidak sama dengan jumlah desimal maka memerlukan pengaturantambahan Jika Auxillary Carry (AC) = 0 atau AC = 1 dan Carry (Cy) = 0 dimana hasilpenjumlahan binernya lebih dari 9 desimal maka perlu ditambahkan 6 pada niblerendah tersebut dan tambahkan 1 pada nible yang lebih tinggi

Pengurangan

Pengurangan pada dasarnya merupakan penjumlahan yaitu penjumlahan denganbilangan negatif

500 ndash 255 = 245 (Pengurangan)500 + ()255 = 245 (Penjumlahan)Komputer hanya bekerja pada bilangan ldquo0rdquo dan ldquo1rdquo dan tidak mengenal bilangannegatif Untuk menunjukkan bilangan negatif komputer menggunakan tanda modulus(Modulus Sign) Pada penjumlahan desimal tanda modulus yang digunakan adalahldquo0rdquo untuk bilangan positif dan ldquo9rdquo untuk bilangan negatif Untuk bilangan negatifpada operasi penjumlahannya harus dikomplemen Komplemen yang digunakan padabilangan desimal adalah komplemen10dan komplemen9

Perkalian

Perkalian antara bilangan biner adalah perkalian yang paling mudah diantara sistembilangan lainnya

Pada Teknik Komputer perkalian dilakukan menggunakan register geser kanan (ShiftRight Register) Perhatikan contoh berikut

Register A untuk menyimpan data yang akan dikalikan (Multiplicand)Register B untuk menyimpan data pengali (Multiplier)Register P untuk menyimpan hasil perkalian

Pembagian

Kebalikan dari perkalian pembagian (Division) adalah suatu bentuk dari penguranganyang dilakukan berulangulangDan proses ini juga dapat dilakukan pada rangkaianlogika dengan cara pengurangan dan penggeseran ke kiri (menggunakan shiftleftregister) Berikut adalah aturan dari pembagianKurangkan bilangan pembagi (Divisor) dari MSB bilangan yang akan dibagi(Dividend) lihat hasil pengurangan

Bila hasilnya 1 atau positif Berarti hasil pembagian (Product) adalah 1 Setelah itu hasil pengurangan digeserkekiri satu bit dan dimulai lagi pengurangan oleh bilangan pembagi (Divisor)

Bila hasilnya 0 atau negatif Berarti hasil pembagian (Product) adalah 0 Dalam hal ini sebelum digeser ke kiriharus ditambah dulu dengan bilangan pembagi (Divisor) Setelah digeser ke kiri satubit dimulai lagi proses pengurangan oleh bilangan pembagi Pengurangan olehbilangan pembagi dilakukan dengan penjumlahan komplemen2Bila dalam

penjumlahan tersebut terdapat pindahan (Carry) maka carry tersebut diabaikanPerhatikan contoh berikut 1010 410 = 10102 1004

Karena ada hasil pengurangan yang negatif maka digit yang dihasilkansetelah itu adalah digit pecahan sehingga hasil yang benar 1012 atau 2510

61 Floating Point

71 Control Unit

CONTROL UNIT (CU)

711 Model Control Unit

Unit kontrol atau yang sering dikenal dengan control unit akan menyimpan perintah sekarang yang dilakukan oleh komputer memerintahkan ALU untuk melaksanaan dan mendapat kembali informasi (dari memori) yang diperlukan untuk melaksanakan perintah itu dan memindahkan kembali hasil ke lokasi memori yang sesuai Sekali yang terjadi unit kontrol pergi ke perintah berikutnya (biasanya ditempatkan di slot berikutnya kecuali kalau perintah itu adalah perintah lompatan yang memberitahukan kepada komputer bahwa perintah berikutnya ditempatkan di lokasi lain)

Bagian CPU yang menyebabkan fungsi komputer tercapai ini mengeluarkan sinyal-sinyal kontrol yang bersifat internal bagi CPU untuk memindahkan data antar Register agar ALU melakukan fungsinya untuk mengatur operasi-operasi internal lainnya Register yang merupakan bagian dari unit kontrol adalah tempat penyimpan data sementara dalam CPU selama proses eksekusi Apabila terjadi proses eksekusi data dalam register dikirim ke ALU untuk diproses hasil eksekusi nantinya diletakkan ke register kembali Unit kontrol akan menghasilkan sinyal yang akan mengontrol operasi ALU dan pemindahan data ke dan dari ALU Unit kontrol juga mengeluarkan sinyal kontrol eksternal bagi pertukaran data memori dan modul-modul IO

Model dari unit kontrol

712 Macam-macam unit kontrol

Macam-macam Unit Kontrol1 Unit Kontrol Single-Cycle

Proses di unit kontrol ini hanya terjadi dalam satu clock cycle artinya setiap instruksi (fetch decode execute) ada pada satu cycle maka dari itu tidak memerlukan state Dengan demikian fungsi boolean masing-masing control line hanya merupakan fungsi dari opcode saja Clock cycle harus mempunyai panjang yang sama untuk setiap jenis instruksi

Ada dua bagian pada unit kontrol ini yaitu proses men-decode opcode untuk mengelompokkannya menjadi 4 macam instruksi (yaitu di gerbang AND) dan pemberian sinyal kontrol berdasarkan jenis instruksinya (yaitu gerbang OR) Keempat jenis instruksi adalah ldquoR-formatrdquo (berhubungan dengan register) ldquolwrdquo (membaca memori) ldquoswrdquo (menulis ke memori) dan ldquobeqrdquo (branching)

Sinyal kontrol yang dihasilkan bergantung pada jenis instruksinya Misalnya jika melibatkan memori rdquoR-formatrdquo atau rdquolwrdquo maka akan sinyal rdquoRegwriterdquo akan aktif Hal lain jika melibatkan memori ldquolwrdquo atau ldquoswrdquo maka akan diberi sinyal kontrol ke ALU yaitu ldquoALUSrcrdquo

Desain single-cycle ini lebih dapat bekerja dengan baik dan benar tetapi cycle ini tidak efisien

2 Unit Kontrol Multi-CycleGambar disamping menunjukkan diagram blok dari unit kontrol multi-cycle

Berbeda dengan unit kontrol yang single-cycle unit kontrol yang multi-cycle lebih memiliki banyak fungsi

Dengan memperhatikan state dan opcode fungsi boolean dari masing-masing control line output dapat ditentukan Masing-masingnya akan menjadi fungsi dari 10 buah input logic Jadi akan terdapat banyak fungsi boolean dan masing-masingnya tidak sederhana

Pada cycle ini sinyal kontrol tidak lagi ditentukan dengan melihat pada bit-bit instruksinya Bit-bit opcode memberitahukan operasi apa yang selanjutnya akan di-execute CPU bukan instruksi cycle selanjutnya

713 Fungsi unit kontrol

Fungsi Unit Kontrol1 Pengurutan (sequencing) unit kontrol bertugas mengontrol sejumlah operasi

mikro dalam urutan yang benar

2 Eksekusi (execution) unit kontrol menyebabkan setiap operasi mikro dilakukan

state register overhead

Cycle 1Cycle 2

Cycle 3Cycle 4

Cycle 5

Fetch

Decode

Exec

Mem

WB

lw

Single cycle Implementation

Multiple Cycle Implementation

714 Input Unit Kontrol

Input Unit Kontrol

Unit kontrol mempunyai beberapa input diantaranya1 Clock berfungsi untuk sinkronisasi operasi antar komponen 2 Flag flag-flag ini diperlukan unit kontrol untuk mengetahui status CPU Flag

diset ALU sebagai hasil dari suatu operasi misalnya overflow flag diset 1 bila hasil komputasi melampaui panjang register tempat flag disimpan

3 Instruction register menggunakan opcode untuk menentukan operasi mikro yang akan dilakukan selama siklus eksekusi

4 Sinyal kontrol dari rdquobus controlrdquo memberi jalur ke unit kontrol untuk sinyal-sinyal tertentu seperti sinyal interrupt dan sinyal acknowledgment

715 Output Unit Kontrol

Sinyal kontrol di dalam CPU (control signals within CPU) output unit kontrol terdiri dari dua macam sinyal yaitu

1 sinyal-sinyal yang menyebabkan perpindahan data antar register 2 sinyal-sinyal yang dapat mengaktifkan fungsi ALU yang spesifik

Sinyal kontrol ke rdquobus controlrdquo juga terdiri atas 2 sinyal yaitu1 sinyal kontrol ke memori 2 sinyal kontrol ke modul-modul IO

716 Implementasi Unit Kontrol

1 Implementasi hardwired Unit kontrol merupakan rangkaian kombinatorial Sinyal-sinyal logika

inputnya akan didekodekan menjadi sinyal-sinyal logika output yang merupakan sinyal-sinyal kontrol ke sistem komputer Sinyal-sinyal input tersebut seperti clock flag register instruction dan sinyal kontrol merupakan input bagi unit kontrol untuk mengetahui status komputer Sinyal keluaran yang dihasilkan akan mengendalikan sistem kerja komputer

N buah input biner akan menghasilkan 2N output biner Setiap instruksi memiliki opcode yang yang berbeda-bedaOpcode yang berbeda dalam instruksi akan menghasilkan sinyal kontrol yang berbeda pula Pewaktu unit kontrol mengeluarkan rangkaian pulsa yang periodik

Pulsa waktu ini digunakan untuk mengukur durasi setiap operasi mikro yang dijalankan CPU intinya digunakan untuk sinkronisasi kerja masing-masing bagian

Masalah dalam Merancang Implementasi Hardwired Memiliki kompleksitas dalam pengurutan dan operasi mikronya Sulit didesain dan dilakukan pengetesan Tidak fleksibel Sulit untuk menambahkan instruksi baru

2 Implementasi microprogrammed Implementasi yang paling reliabel saat ini adalah implementasi

microprogrammed Unit kontrol memerlukan sebuah memori untuk menyimpan program kontrolnya

Fungsindashfungsi pengontrolan dilakukan berdasarkan program kontrol yang tersimpan pada unit kontrol Selain itu fungsindashfungsi pengontrolan tidak berdasarkan dekode dari input unit kontrol lagi

Teknik ini dapat menjawab kesulitanndashkesulitan yang ditemui dalam implementasi hardwired

81 Memori amp Piranti Penyimpanan

811 Jenis-Jenis memori

Berdasarkan komponen yang digunakan terbagi atas

1 Vacuum Tubes

Komputer generasi pertama ENIAC tahun 1946 menggunakan komponentabung hampa udara untuk main memory Memori ini relatif berukuran besardan tiap-tiap tabung hampa udara mewakili 1 bit

2 Magnetic Core Storage

Digunakan sekitar tahun 1960 ndash 1970 Terdiri dari ribuan cincin magnetikkecil berukuran 18 mm dengan lubang berdiameter 10 mm Tiap-tiap coredihubungkan dengan kabel kawat membentuk suatu bidang core (core plane)dan ditumpuk membentuk suatu core stackMasing-masing core dapat menyimpan 1 bit bila dimagnetasi dengan suatuarus listrik dari dua arah jurusan yang masing-masing bermuatan frac12 arus

3 Planar Thin-Film Storage

Terbuat dari lempengan tipis keramik atau metal tembus pandang yang berisi

kumpulan besi nikel berbentuk empat persegi panjang kecil dihubungkandengan kabel-kabel

4 Semiconductor Storage

Mulai banyak digunakan sejak tahun 1970-an hingga sekarangTerbuat dariVLSI (Very Large Scale Integration) yaitu meletakkan sejumlah besar circuitke dalam suatu chip Teknologi yang digunakan adalah MOS (Metal OxideSemiconductor) dan bersifat volatileKomputer IBM 704 pada GeneralElectric Computer facility diArizona State University 1956Sebuah mesin vacuum tubedengan magnetic core storageSingle layer thin film dengan Ta2N resistors

5 Josephson Junction

Diciptakan oleh Brian Josephson dari Inggris Merupakan memori yang dapatmelakukan switch dari bit 1 ke bit 0 atau sebaliknya dengan kecepatan yangtinggi yaitu kurang dari sepertriliun detik Menggunakan suatu tempat

tertutup yang berisi helium cair dengan suhu sekitar -200 derajat celcius

6 Charged-Coupled Device (CCD)

Merupakan memori yang terdiri dari ribuan metal bujur sangkar berukurankecil yang masing-masing dapat menyimpan informasi digit binari dalambentuk beban elektronik (electric charge)

812 Hirarki Memori

Sebagian besar komputer memiliki hirarki memori yang terdiri atas tiga level yaitu

1 Physical Register di CPU berada di Level teratas Informasi yang berada

di Register dapat diakses dalam satu Clock cycle CPU

2 Primary Memory (Executable memory ) berada dilevel tengah

Contohnya RAM Primary Memory diukur dengan satu byte dalam satu

waktu secara relatif dapat diakses dengan cepat bersifat volatil (informasi

bisa hilang ketika komputer dimatikan) CPU mengakses memori ini

dengan instruksi single load dan store dalam beberapa clock cycle

3 Secondary Memory berada dilevel bawah Contohnya disk atau tape

Secondary memory diukur sebagai kumpulan dari bytes(block of bytes)

waktu aksesnya lambat bersifat non-volatil (informasi tetap tersimpan

ketika komputer dimatikan) Memori ini diterapkan di storage device jadi

akses meliputi aksi oleh driver dan device

813 Memori Internal

Memori internal o Berada di luar CPU tetapi bersifat internal terhadap sistem komputero Diperlukan oleh CPU untuk proses eksekusi (operasi) program sehingga

dapat diakses secara langsung oleh prosesor (CPU) tanpa modul perantarao Memori internal sering juga disebut sebagai memori primer atau memori

utama o Memori internal biasanya menggunakan media RAM

Random Access Memori (RAM)

Ram adalah suatu memori baca tulis artinya data dapat dibaca dari atau ditulis ke RAM dan dapat dilakukan secara berulang-ulang dengan data yang berbeda-beda Jenis memori ini merupakan jenis volatile (mudah menguap) yaitu data yang tersimpan akan hilang jika catu dayanya dimatikan Karena alasan tersebut maka program utama tidak pernah disimpan di RAM Random artinya data yang disimpan pada RAM dapat diakses secara acak RAM dibagi lagi menjadi dua jenis yaitu jenis statik dan jenis dinamik RAM statik menyimpan satu bit informasi dalam sebuah flip-flop Jenis RAM ini asyncronous dan tidak memerlukan sinyal clock RAM statik biasanya digunakan untuk aplikasi-aplikasi yang tidak memerlukan kapasitas memori RAM yang besar RAM dinamik menyimpan satu bit informasi data sebagai muatan RAM dinamik menggunakan kapasitansi gerbang substrat sebuah transistor MOS sebagai sel memori elementer Untuk menjaga agar data yang tersimpan RAM dinamik tetap utuh data tersebut harus disegarkan kembali dengan cara membaca dan menulis ulang data tersebut kememori RAM dinamik ini digunakan untuk aplikasi ynag memerlukan RAM dengan kapasitas besar misalnya dalam sebuah komputer pribadi (PC)

Read Only Memory (ROM)

Jenis memori ini datanya hanya bisa dibaca dan tidak bisa ditulis secara berulang-ulang Memori ini berjenis non-volatile artinya data yang disimpan tidak mudah menguap (hilang) walaupun catu dayanya dimatikan Karena itu memori ini biasa digunakan untuk menyimpan program utama dari suatu sistem Jenis ROM yang dikenal dipasaran ada lima jenis yaitu

- ROM (Read Only Memory) yang diprogram dalam proses pembuatannya Jenis ini tidak dapat diprogram ulang

- PROM (Programmable ROM) yang diprogram dengan cara memutuskan hubungan sekering internal PROM hanya dapat diprogram satu kali dan tidak dapat diprogram ulang

- EPROM (Erasable PROM) yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat dari piranti Dihapus dengan cara pemberian sinar ultra violet melalui jendela pada bagian atas IC Setelah dihapus dapat diprogram ulang

- EEPROM (Electrically EPROM) sama saja dengan EPROM hanya cara penghapusannya dilakukan secara listrik

- Flash EPROM yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat pada piranti Memori ini dapat diisi ulang

Dari semua jenis memori diatas yang sering digunakan adalah memori jenis EPROM dan

EEPROM karena harganya paling murah dan mudah didapat dipasaran

814 Memori Eksternal

Memori eksternal o Bersifat eksternal terhadap sistem komputer dan tentu saja berada di luar

CPUo Diperlukan untuk menyimpan data atau instruksi secara permaneno Tidak diperlukan di dalam proses eksekusi sehingga tidak dapat diakses secara

langsung oleh prosesor (CPU) Untuk akses memori eksternal ini oleh CPU harus melalui pengontrolmodul IO

o Memori eksternal sering juga disebut sebagai memori sekunder o Memori ini terdiri atas perangkat storage peripheral seperti disk pita

magnetik dll berbagai jenis memory Eksternal

1 Berdasarkan jenis akses data

Berdasarkan jenis aksesnya memori eksternal dikelompokkan menjadi 2 jenis yaitu

a DASD (Direct Access Storage Device) dimana ia mempunyai akses langsung

terhadap data Contoh Magnetik(Floppy disk hard disk) Removable hard

disk(Zip disk Flash disk) Optical Disk

b SASD (Sequential Access Storage Device) Akses data secara tidak langsung

(berurutan) seperti Pita Magnetik

2Berdasarkan Karakteristik Bahan

Berdasarkan karakteristik bahan pembuatanya memori eksternal digolongkan

menjadi beberapa kelompok

a Punched Card atau kartu berlobang

a merupakan kartu kecil berisi lubang-lubang yang menggambarkan berbagai instruksi atau data Kartu ini dibaca melalui puch card reader yang sudah tidak digunakan lagi sejak tahun 1979

b Magnetik Disk Magnetik disk merupakan disk yang terbuat dari bahan yang bersifat magnetik contoh Floppy dan hardsik

c Optical Disk Optical disk terbuat dari bahan optik seperti resin (Polycaronate) dan dilapisi permukaan yang sangat reflektif seperti aluminium contoh CD dan DVD

d Magnetik TapeSedangkan magnetik tape terbuat dari bahan yang bersifat magnetik tetapi berbentuk pita seperti halnya pita kaset tape recorder

91 Bus amp Sistem Bus

Dalam Arsitektur komputer sebuah Bus adalah sebuah subsistem yang mentransfer data

atau listrik antar komponen komputer didalam sebuah komputer atau antar komputer

Bus komputer awal merupakan bus listrik paralel dengan banyak hubungan tetapi istilah

ini sekarang digunakan untuk pengaturan fisik yang menyediakan fungsi logika yang

sama dengan sebuah bus listrik paralel dan dapat dihubungkan dengan kabel dalam

sebuah topologi multidrop atau daisy chain atau dihubungkan dengan switch seperti

dalam kasus bus USB

System bus atau bus System dalam Arsitektur komputer merujuk pada bus yang

digunakan oleh sistem komputer untuk menghubungkan semua komponennya dalam

menjalankan tugas sebuah bus adalah sebutan untuk jalur dimana data dapat mengalir

dalam komputer jalur-jalur ini digunakan untuk komunikasi dan dapat dibuat antara dua

elemen atau lebih Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan

dieksekusi oleh CPU melalui perantara sistem bus

911 Transfer informasi pada bus

Suatu mendukung bermacam-macam transfer data Semua bus mendukung transfer baca

(master slave) dan transfer tulis( slave ke master) Pada semua multiplexed addressdata

bus pertama-tama bus digunakan untuk menspesifikasikan alamat dan kemudian untuk

melakukan transfer data Untuk operasi baca biasanya terdapat waktu tunggu pada saat

data sedang diambil dari slave untuk ditaruh pada bus Baik bagi operasi baca maupun

tulis mungkin juga terdapat delay bila hal itu diperlukan untuk melalui arbitrasi agar

mendapatkan kontrol bus untuk sisa operasi (yaitu mengambil alih bus untuk melakukan

request baca atau tulis kemudian mengambil alih lagi bus untuk membentuk operasi baca

atau tulis

Pada alamat dedicate dan bus-bus alamat ditaruh ada bus alamat dan tetap berada disana

selama data tersimpan pada bus data Bagi operasi tulis master menaruh data pada bus

data begitu alamat telah stabil dan slave telah mempunyai kesempatan untuk mengetahui

alamatnya bagi operasi baca slave menaruh data pada bus dan begitu slae mengetahui

alamatnya dan telah mengembil data

912 Sistem Bus dengan Jalur Data Alamat dan Kontrol

Jalur bus yang digunakan untuk mentransfer data dapat dikelompokkanrnenjadi tiga tipe jalur data alamat dan kontrol

Data bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi data dan instruksi

Address bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi untuk alamat di

main memory untuk data atau instruksi yang akan diambil atau direkam

Control bus yaitu bus yang digunakan untuk mengirimkan signal sebagai

pemberitahuan akan dikirimkan suatu informasi atau telah diterimanya informasi

yang akan dikirimkan dari suatu alat ke alat lainnya

913 Hirarki Bus

Bus merupakan lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih perangkat

computer Karakteristik penting sebuah bus adalah bahwa bus merupakan media

transmisi yang dapat digunakan bersama Sejumlah perangkat yang terhubung ke bus dan

suatu sinyal yang ditransmisikan oleh salah satu perangkat ini data diterimaoleh salah

satu perangkat yang terhubung ke bus

Umumnya sebuah bus terdiri dari sejumlah lintasan komunikasi atau saluran Masing-

masing saluran dapat mentransmisi sinyal yang menunjukan biner 1 dan biner 0

serangkaian digit biner dapat ditransmisi melalui saluran tunggal

914 Bus Data dan Bus Alamat

1 Bus data

Jalur data yang dilalui informasi ke dan dari microprocessor bahan data keterangan

catatan fakta fakta atau bagian dari fakta yang mengandung arti yang dihubungkan

dengan kenyataan simbol-simbol gambar kata-kata angka huruf yang menunjukan ide

objek kondisi dan lainnya

Data itu sendiri merupakan bentuk jamak dari datum yang berarti informasi jelasnya data

itu dapat berupa apa saja dan dapat ditemui dimana saja

2 Bus Alamat

Bus alamat pengalamatan transformasi data bus Pengalamatan bus ini berisi 16 2024

jalur sinyal paralel atau lebih CPU mengirim alamat lokasi memori atau port yang ingin

ditulis atau dibaca di bus ini jumlah lokasi memori yang dapat dialamati ditentukan

jumlah jalur alamat Jika CPU mempunyai N jalur alamat maka dapat mengalamati 2

pangkat N lokasi memori dan atau port secara langsung

101 Unit Input amp Output

Salah satu fitur dasar komputer adalah kemampuannya untuk mempertukarkandata dengan perangkat lain Kemampuan komunikasi ini memungkinkan operatormanusia misalnya untuk menggunakan keyboard dan layer display untuk mengolahteks dan grafik

1011 Dasar Unit Input Output

Unit IO memberi CPU kemampuan untuk berkomunikasi dengan peripheral Merupakan

entity dalam komputer yang bertanggung jawab atas pengontrol sebuah perangkat

eksternal atau lebih dan untuk pertukaran data antara alat-alat tersebut dengan memory

utama dan atau register-register dalam CPU

Alasan- alasan dipertukarkannya unit IO

Adanya aneka ragam peripheral yang memiliki macam-macam metode operasi

Perbedaan kecepatan transfer data antara sistem BUS dengan piranti IO BUS= 20

nano detik sedang IO lebih dari 100 nano detik

Peripheral seringkali menggunakan format data dan panjang word yang berlainan

dengan komputer

Perbedaan besar tegangan dan arus data yang diperlukan untuk transfer informasi

dari dan ke peripheral dengan sistem bus

Tujuan Unit IO

Melakukan kompensasi perbedaan kecepatan dan perwaktuan antara CPU dan

peripheral

Melakukan penyesuaian tegangan dan arus satu aras ke aras lain

Menyesuaikan panjang data antara sistem BUS dan BUS IO

1012 Antarmuka IO

Gambar 122 mengilustrasikan hardware yang diperlukan untukmenghubungkan perangkat IO ke bus Dekoder alamat mengenableperangkattersebut untuk mengenali alamatnya pada saat alamat ini muncul pada jalur alamatRegister data menyimpan data yang ditransfer ked an dari prosessor Register statusberisi informasi yang relevan dengan operasi perangkat IO Register data dan statusdihubungkan dengan bus data dan ditetapkan dengan alamatalamatunik Dekoderalamat register data dan status dan sirkuit control yang diperlukan untukmengkoordinasikan transfer IO membentuk sirkuit antar muka perangkatGambar 122 Antarmuka IO untuk perangkat input

Perangkat IO beroperasi pada kecepatan yang sangat berbeda denganprosessor Pada saat operator manusia memasukkan karakter pada keyboardprosessor mampu mengeksekusi jutaan instruksi antarentrikarakter yang berurutanSuatu instruksi yang membaca karakter dari keyboard sebaiknya hanya dieksekusipada saat karakter tersebut tersedia dalam input buffer antarmuka keyboard Juga kitaharus memastikan bahwa karakter input tersebut hanya dibaca sekali

1013 Transfer data pada IO

Transfer dataFormat transfer

- Paralel semua bit pada karakter (word denganpanjang tertentu) dikirim secara bersamaan dalambatas waktu yang diberikan

- Serial Data dikirim secara berurutan dalam satu saluran

Transfer data secara paralel lebih cepat daripada secaraserial karena saluran transmisinya banyak kelemahannyakalau terlalu panjang akan terjadi interferensi antarsaluran

Mode transfer data

1 Synchronous modeBaris kendali digunakan untuk mengsinkronkan waktupada semua kejadian yang terjadi selama periodewaktu tertentuKelemahanbull Tiap piranti IO berbeda-beda kecepatan operasinyasehingga harus diturunkan pada kecepatan yangpaling rendah

2 Asynchronous mode

Menggunakan teknik jabat tangan (hand shaking) untukmenyakinkan transfer data antara pengirim danpenerima tidak ada kesalahan (data valid)

111 Interupsi

Interupsi merupakan bagian penting dari sistem arsitektur komputer Setiap sistem

komputer memiliki mekanisme yang berbeda Interupsi bisa terjadi apabila perangkat

keras (hardware) atau perangkat lunak minta ldquo dilayanirdquo oleh processor apabila terjadi

interupsi maka processor menghentikan proses yang sedang dikerjakannya kemudian

beralih mengerjakan service rutin untuk melayani intrupsi tersebut Setelah selesai

mengerjakan service rutin maka prosesor kembali melanjutkan proses yang tertunda

1111 Kelas Sinyal Interupsi

Program yaitu Interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi

pada hasil eksekusi program Contioh Aritmatika overflow pembagian nol

operasi ilegal

Timer adalah Interupsi yang dibangkitkan pewaktuan dalam prosesor Sinyal ini

memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsi tertentu secara reguler

I O sinyal Interupsi yang di bangkitkan oleh Modul IO sehubngan pemberitahuan

kondisi Error dan penyelesaian suatu operasi

Hardware Failure adalah Interupsi yang dibangkitkan oleh kegagalan daya atau

kesalahan paritas memori

1112 Proses Interupsi

Dengan adanya mekanisme Interupsi prossesor dapat digunakan untuk

mengeksekusi intsruksi- instruksi lain

Saat suatu modul telah selesai menjalankan tugasnya dan siap menerima tugas

berikutnya maka modul ini akan mengirimkan permintaan interupsi ke prosesor

Kemudian prosesor akan menghentikan eksekusi yang dijalankannya untuk

menghandle routine interupsi

Setelah program interupsi selesai maka processor akan melanjutkan eksekusi

programnya kembali

Saat sinyal Interupsi diterima processor ada dua kemungkinan tindakan yaitu

Interupsi diterima ditangguhkan dan Interupsi ditolak

1113 Interupsi Ditangguhkan

Apa yang dilakukan Processor

Processor menangguhkan eksekusi program yang dijalankan dan menyimpan

konteksnya tindakan ini adalah menyimpan alamat instruksi berikutnya yang akan

dieksekusi dan data lain yang relevan

Processor menyetel program Counter (PC) ke alamat awal routine intterupt handler

1114 Sistem Operasi Kompleks

Interupsi ganda (Multiple interupt)

Misalnya suatu komputer akan menerima permintaan interupsi saat proses

pencetakan dengan printer selesai disamping itu dimungkinkan dari saluran

komunikasi akan mengirimkan permintaan interupsi setiap kali data tiba

Dapat diambil dua buah pendekatan untuk menangani interupsi ganda ini

121 Arsitektur dan Klasifikasi Sistem Komputer

Sebuah sistem operasi atau dalam bahasa asingnya Operating System adalah sebuah

program yang mengatur hardware komputer Sistem operasi juga menyediakan fondasi

untuk aplikasi diatasnya dan bertindak sebagai penghubung antara user dengan

hardwaresetiap sistem operasi memiliki caranya masing-masing untuk menyelesaikan

tugasnya Hal ini menimbulkan aneka ragam sistem operasi yang sangat menakjubkan

Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu 1 Klasifikasi Flynn

Didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data dalam sistem komputer

2 Klasifikasi Feng Didasarkan pada pemrosesan paralel dan serial

3 Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1211 Klasifikasi Fylnn

KLASIFIKASI FLYNN 1048790 Klasifikasi sistem komputer yang didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data diperkenalkan oleh Michael J Flynn 1048790 Alur instruksi (instruction stream) adalah urutan instruksi yang dilaksanakan oleh mesin 1048790 Alur data adalah urutan data yang dipanggil oleh alur instruksi 1048790 Baik instruksi maupun data diambil dari modul memori 1048790 Instruksi didecode (diartikan) oleh Control Unit 1048790 Alur data mengalir dua arah antara prosesor dan memori

Ada 4 kategori sistem komputer dalam klasifikasi Flynn 1 Single Instruction stream ndash Single Data stream (SISD) 2 Single Instruction stream ndash Multiple Data stream (SIMD) 3 Multiple Instruction stream ndash Single Data stream (MISD) 4 Multiple Instruction stream ndash Multiple Data stream (MIMD)

1212 Klasifikasi Feng

KLASIFIKASI FENG 1048790 Tse Yun Feng mengusulkan pembagian klasifikasi arsitektur komputer berdasarkan derajat keparalelan (degree of parallelism) 1048790 Jumlah bit maksimum yang dapat diproses dalam satu satuan waktu oleh sistem komputer disebut derajat keparalelan maksimum P 1048790 Bila Pi adalah jumlah bit yang dapat diproses dalam siklus prosesor ke ndash i (atau periode clock ke ndash i) 1048790 Siklus prosesor T dinyatakan oleh i = 123 T 1048790 Maka derajat keparalelan rata-rataa adalah

Ada 4 tipe Metode Pemrosesan

1048790 Word Serial and Bit Serial (WSBS) 1048790 Word Paralel and Bit Setial (WPBS) 1048790 Word Serial and Bit Paralel (WSBP) 1048790 Word Paralel and Bit Paralel (WPBP)

1213 Klasifikasi Handler

Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1214 Menjelaskan Multi Komputer amp Multi Processor

1048790 Multiprosesor MIMD dengan memori yang dapat digunakan bersama semua prosesornya memiliki akses ke pool memori utama

1048790 Multikomputer MIMD dengan memori terdistribusi setiap prosesornya memiliki memori khusus sendiri

1048790 Motivasi pembuatan organisasi multikomputer adalah untuk mengatasi keterbatasan skala multiprosesor

1048790 Karena prosesor-prosesor multikomputer harus berkomunikasi maka elemen penting perancangan multikomputer adalah jaringan interkoneksi yang harus dapat beroperasi seefisien mungkin

1048790 Ada beberapa topologi interkoneksi untuk memberikan kinerja yang efisien

1048790 Terdapat trade-off antara lintasan terpanjang dan jumlah koneksi fisik yang diperlukan

Selesai

BAB III PENUTUP

31 Kesimpulan

32 Saran

Daftar Pustaka

• Definisi
• • Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu

BAB II PEMBAHASAN

21 Pengenalan Arsitektur Komputer

211 Pengertian Komputer

Komputer adalah alat yang dipakai untuk mengolah informasi menurut prosedur yang telah dirumuskan Kata computer semula dipergunakan untuk menggambarkan orang yang perkerjaannya melakukan perhitungan aritmatika dengan atau tanpa alat bantu tetapi arti kata ini kemudian dipindahkan kepada mesin itu sendiri Asal mulanya pengolahan informasi hampir eksklusif berhubungan dengan masalah aritmatika tetapi komputer modern dipakai untuk banyak tugas yang tidak berhubungan dengan matematika

Dalam definisi seperti itu terdapat alat seperti slide rule jenis kalkulator mekanik mulai dari abakus dan seterusnya sampai semua komputer elektronik yang kontemporer Istilah lebih baik yang cocok untuk arti luas seperti komputer adalah pemroses informasi atau sistem pengolah informasi

Definisi

Sekalipun demikian definisi di atas mencakup banyak alat khusus yang hanya bisa memperhitungkan satu atau beberapa fungsi Ketika mempertimbangkan komputer modern sifat mereka yang paling penting yang membedakan mereka dari alat menghitung yang lebih awal ialah bahwa dengan pemrograman yang benar semua komputer dapat mengemulasi sifat apa pun (meskipun barangkali dibatasi oleh kapasitas penyimpanan dan kecepatan yang berbeda) dan memang dipercaya bahwa mesin sekarang bisa meniru alat perkomputeran yang akan kita ciptakan di masa depan (meskipun niscaya lebih lambat) Dalam suatu pengertian batas kemampuan ini adalah tes yang berguna karena mengenali komputer maksud umum dari alat maksud istimewa yang lebih awal Definisi dari maksud umum bisa diformulasikan ke dalam syarat bahwa suatu mesin harus dapat meniru Mesin Turing universal Mesin yang mendapat definisi ini dikenal sebagai Turing-lengkap dan yang pertama mereka muncul pada tahun 1940 di tengah kesibukan perkembangan di seluruh dunia Lihat artikel sejarah perkomputeran untuk lebih banyak detail periode ini

212 Variasi tipe komputer dalam beberapa hal

PENGGOLONGAN KOMPUTER

Berdasarkan Data yang Diolah

1 Analog Computer diams Digunakan untuk data yang sifatnya kontinyu dan bukan data yang berbentuk angka

tetapi dalam bentuk fisik misalnya arus listrik temperatur kecepatan tekanandsb

diams Output dari komputer analog umumnya adalah untuk pengaturan atau pengontrolan suatu mesin misalnya untuk mengatur temperature di dalam suatu alat pembakaran

diams Keuntungan komputer analog adalah kemampuannya untuk menerima data dalam besaran fisik dan langsung mengukur data tertentu tanpa harus dikonversikan terlebih dahulu seperti pd komputer digital sehingga proses komputer analog lebih cepat dibandingkan dengan komputer digital

diams Kelemahan komputer analog adalah terletak pada faktor ketepatannya Komputer digital lebih tepat dibandingkan dengan komputer analog

2 Digital Computer diams Digunakan untuk data yang berbentuk angka atau hurup diams Biasanya dipakai untuk aplikasi bisnis dan aplikasi teknik diams Keunggulan komputer digital adalah

o Memproses data lebih tepat dibanding komputer analog o Dapat menyimpan data selama masih dibutuhkan untuk diproses o Dapat melakukan operasi logika o Data yang telah dimasukkan dapat dikoreksi atau dihapus o Output dari komputer digital dapat berupa angka hurup grafik maupun gambar

3 Hybrid Computer diams Merupakan komputer kombinasi dari komputer analog dan digital diams Mampu memproses data lebih cepat dari komputer digital dan lebih tepat dari

komputer analog diams Biasanya dipakai untuk aplikasi khusus

Berdasarkan Penggunaannya

1 Special Purpose Computer diams Komputer yang dirancang untuk menyelesaikan masalah yang khusus yg biasanya

hanya berupa satu masalah saja diams Program komputer sudah tertentu dan sudah tersimpan di dalam komputernya diams Komputer ini dapat berupa komputer digital maupun komputer analog dan

umumnya komputer analog adalah special purpose computer

diams Spesial purpose computer banyak dikembangkan untuk pengontrolan yang otomatis pada proses-proses industri seperti misalnya pabrik kimia penyulingan minyak pabrik baja serta untuk tujuan militer

2 General Purpose Computer diams Komputer yang dirancang untuk menyelesaikan bermacam-macam masalah dengan

program-program yang bermacam-macam pula diams Dibandingkan dengan special-purpose computer kecepatannya lebih rendah diams Dipakai untuk berbagai keperluan untuk aplikasi bisnis teknik pendidikan

pengolahan kata permainan dsb diams Komputer ini dapat berupa komputer digital maupun komputer analog dan

umumnya komputer digital adalah general purpose computer

Berdasarkan Ukurannya

diams Ukuran dari komputer ditunjukkan oleh kemampuannya dalam mengolah data ditentukan oleh o Kapasitas main memory (simpanan dalam) yg dinyatakan dalam satuan byte

( dengan kapasitas 4 KB 32 KB 64 KB 128 KB 256 KB bahkan dapat dikembangkan sampai 2 MB)

o Konfigurasi dari operand register (operand register digunakan untuk menampung data yang sedang dioperasikan) bisa dengan ukuran 8 bit 16 bit 32 bit dan 64 bit

o Kecepatan pengolahan data o Jumlah dan macam alat-alat input dan outputnya o Ukuran fisik komputer dan ruangan yang dibutuhkan

diams Berdasarkan ukuran komputer dapat digolongkan ke dalam komputer mikro(micro computer) komputer mini (mini computer) komputer kecil (small computer) komputer menengah (medium computer) komputer besar (large computer) dan komputer super (super computer)

1 Micro Computer diams Disebut juga dengan personal computer atau desktop computer diams Ukuran main memory berkisar 16 KB sampai lebih dari 1 MB diams Konfigurasi operand register 8 bit 16 bit 32 bit atau 64 bit diams Umumnya single user ( pemakainya tunggal) diams Ruangan yang dibutuhkan kecil dan dapat diletakkan di atas meja diams Harganya relative murah diams Perkembangan lebih lanjut dari komputer mikro adalah komputer super-mikro

(super micro computer) dimana komputer super mikro sudah multiuser system

2 Mini Computer diams Dapat digolongkan lagi menjadi mini-mini komputer midi-mini computer maxi-

mini computer dan super mini komputer tergantung dari kemampuannya diams Ukuran main memory berkisar 4 MB sampai lebih dari 128 MB diams Konfigurasi operand register 8 bit 16 bit 32 bit atau 64 bit diams Umumnya multi user ( pemakainya banyak)

diams Bentuk dari komputer mini cukup kecil dapat dipindah-pindah dan dapat diletakkan di rumah kecil

diams Harganya relative lebih mahal daripada komputer mikro tergantung dari banyaknya terminal dan alat input serta ouputnya harganya mulai dari Rp 15 juta

diams Mulai digunakan thn 1960 sebanyak 5000 komputer dan tahun 1970 jumlah ini telah meningkat sampai dengan 10000 komputer

diams Diterapkan terhadap aplikasi pengendalian produksi riset laborotarium dan komunikasi data

3 Small Computer diams Disebut juga dengan nama small-scale mainframe computer diams Ukuran main memory berkisar 64 KB dan dapat dikembangkan sampai lebih dari 8

MB diams Konfigurasi operand register 8 bit 16 bit 32 bit atau 64 bit diams Kebanyakan menggunakan system multi programming multi processing dan virtual

storage serta bersifat multi user diams Harganya relative lebih mahal daripada komputer mini tergantung dari banyaknya

terminal dan alat input serta ouputnya mulai dari Rp 50 juta

4 Medium Computer diams Disebut juga dengan nama medium-scale mainframe computer diams Ukuran main memory berkisar 512 KB dan dapat dikembangkan sampai lebih dari 8

MB diams Medium computer dapat mempunyai sejumlah besar dan bermacam-macam alat

input atau output diams Digunakan untuk komunikasi data dengan ratusan terminal yang terpisah dari pusat

komputernya dimana pusat komputernya biasanya menggu8nakan medium computer dan terminal dapat menggunakan micro atau mini computer

diams Kebanyakan menggunakan system multi programming multi processing dan virtual storage serta bersifat multi user

diams Harganya relative lebih mahal daripada small computer mulai dari Rp 150 juta 5 Large Computer

diams Disebut juga dengan nama mainframe computer atau large scale mainframe computer karena bentuk fisiknya besar seperti lemari

diams Ukuran main memory berkisar 512 KB dan dapat dikembangkan sampai lebih dari 8 MB

diams Digunakan oleh perusahaan-perusahaan besar misalnya perusahaan penerbangan yg mempunyai ratusan kantor cabang tersebear di selruh dunia yg tiap-tiap kantor mempunyai terminal yg dihubungkan dengan pusat komputernya

diams Mempunyai kecepatan dalam proses data dan efektif dlm penerapan system time sharing sehingga dapat dipakai banyak pemakai secara bersamaan

diams Harganya relative lebih mahal daripada small computer mulai dari Rp 300 juta

6 Super Computer diams Dikembangkan oleh perusahaan-perusahaan Amerika Serikat dan Jepang diams IBM sebagai salah satu perusahaan yg mengembangkan super computer diams Penelitian juga dilakukan oleh Cray Research dengan hasil Cray-1 computer diams Penerapan system time-sharing yang lebih efektif dengan menggunakan ribuan

terminal yg dapat dihubungkan dengan super computer dan ribuan pemakai dapat menggunakannya secara bersamaan

diams Harga super computer mulai dari 7 juta US $ sampai dengan 17 juta US $

213 Unit Fungsional komputer terdiri dari lima bagian utama

1 Unit Input

KeyboardKeyboards memungkinkan seorang user untuk memasukkan perintah dandata ke dalam system komputerContoh gambar sebuah keyboard

MouseMouse adalah peralatan input yang mempunyai sejumlah tombolPerpindahan dengan tangan sepanjang permukaan mouse akan merubahposisi tampilan pada layar yang merefleksikan perpindahan tersebutTombol pada mouse digunakan untuk memilih item dan membuat pilihanpada layarMouse secara significant dapat mereduksi input yangdimasukkan oleh pemakai melalui serangkaian pengetikanperintah pada keyboard dengan mengklik pada tombol mouseatau item yang tampil pada layar monitor

Trackball Joystick dan Touchpad

Mouse mengenableoperator untuk memindahkan kursor pada layercomputer Sekumpulan perangkat input inovatif telah dikembangkan untukmelakukan fungsi serupa untuk memenuhi berbagai lingkungan aplikasi danpreferensi userPrinsip operasi trackball sangat mirip dengan mouse mekanik Suatu bola

dipasang pada shallow well pada keyboard User memutar bola tersebut untukmengindikasikan pergerakan kursor yang diinginkan di layar

Joystick

adalah stick pendek berputar yang dapat digerakkan dengan tanganuntuk menunjuk ke tiap arah dalam bidang XYPada saat informasi ini dikirim kecomputer software menggerakkan kursor pada layar dengan arah yang sama

2Memori

Fungsi utama dari mainstoragememori adalah menyediakan tempat bagi data

dan instruksi Bagian ini terdiri dari internal memory yaitu berupa RAM (Random

Acces Memory) dan ROM (Read Only Memory) serta eksternal memory yaitu

berbagai macam disk seperti harddisk floppy disk dan optical disk

RAM mempunyai kemampuan untuk melakukan pengecekan data

disimpanan yang disebut dengan parity check Bila data hilang atau rusak dapat

diketahui dari sebuah bit tambahan yang disebut dengan parity bit ROM adalah

memori yang hanya dapat dibaca saja pemakai tidak dapat mengisi sesuatu ke dalam

ROM Isi ROM telah diisi oleh pabrik pembuatnya berupa system operasi yang

terdiri dari program-program pokok yang diperlukan oleh sistem komputer

Perintah-perintah yang ada pada ROM sebagian akan dipindahkan pada

RAM RAM (Random Acces Memori) adalah memori komputer yang dapat diisi

dengan program data selama ada aliran listrik bila aliran listrik mati isi RAM akan

terhapus semuanya Pada waktu program komputer dijalankan sebagian program

yang telah kita masukkan atau kita ketik akan diletakkan di RAM

3 Aritmatika amp Logika

ALU adalah yang melaksanakan pengolahan data secara fisik termasuk

penjumlahan pengurangan pembagian juga logical operasi seperti manyatukan

data menurutkan data memilih data dan lain-lain

4 Unit Output

1 Monitor

Monitor adalah peralatan yang memungkinkan komputer untukmenampilkan informasi balik ke pemakaiuser dalam bentuk teks maupungrafik Monitors mempunyai ukuran yang bervariasi 14 15 17 dan lainnya Semakin besar ukurannya (dalam inch) maka semakin mahal dansemakin luas gambar yang dapat ditampilkan pada monitor Monitor memiliki beberapa variasi bentuk resolusiscreen yang berbeda yang merujuk pada jumlah titikyang bisa ditampung dalam koordinat X dan Y (640 x480 atau 800 x 600) dan refresh rate yangmenunjukkan berapa kali per detik suatu gambar dapatditampilkan pada screen (60Hz berarti 60 kali perdetik) Monitor dengan resolusi screen yang lebih tinggi semisal 1024x768membutuhkan ukuran monitor yang lebih lebar missal 21 (jika tidakmaka akan kelihatan kecil sekali gambarnya jika ditampilkan dalammonitor berukuran 14) dan juga membutuhkan refresh rate yanglebih tinggi semisal 72Hz untuk mencegah tampilan gambar padascreen terlihat berkedip-kedip (flickering)

2 Printer

Printer digunakan untuk mencetak pada kertas apa yang ditampilkan padascreen atau untuk mencetak data yang dioleh oleh komputerPrinter ada yang berwarna (color) dan ada yanghitam putih (black and white) Printer berwarnalebih lambat dan lebih mahal daripada printer hitamputih Juga teknologi yang digunakan untukmencetak informasi pada kertas bervariasitergantung tipe printer

5Unit Kontrol

Unit kontrol atau yang sering dikenal dengan control unit akan menyimpan perintah sekarang yang dilakukan oleh komputer memerintahkan ALU untuk melaksanaan dan mendapat kembali informasi (dari memori) yang diperlukan untuk melaksanakan perintah itu dan memindahkan kembali hasil ke lokasi memori yang sesuai Sekali yang terjadi unit kontrol pergi ke perintah berikutnya (biasanya ditempatkan di slot berikutnya kecuali kalau perintah itu adalah perintah lompatan yang memberitahukan kepada komputer bahwa perintah berikutnya ditempatkan di lokasi lain)

Bagian CPU yang menyebabkan fungsi komputer tercapai ini mengeluarkan sinyal-sinyal kontrol yang bersifat internal bagi CPU untuk memindahkan data antar Register agar ALU melakukan fungsinya untuk mengatur operasi-operasi internal lainnya Register yang merupakan bagian dari unit kontrol adalah tempat penyimpan data sementara dalam CPU selama proses eksekusi Apabila terjadi proses eksekusi data dalam register dikirim ke ALU untuk diproses hasil eksekusi nantinya diletakkan ke register kembali Unit kontrol akan menghasilkan sinyal yang akan mengontrol operasi ALU dan pemindahan data ke dan dari ALU Unit kontrol juga mengeluarkan sinyal kontrol eksternal bagi pertukaran data memori dan modul-modul IO

214 Pengertian Software

Piranti lunak atau perangkat lunak adalah program komputer yang berfungsi sebagai sarana interaksi antara pengguna dan perangkat keras Perangkat lunak dapat juga dikatakan sebagai penterjemah perintah-perintah yang dijalankan pengguna komputer untuk diteruskan ke atau diproses oleh perangkat keras

Perangkat lunak adalah program komputer yang isinya dapat diubah dengan mudah Perangkat lunak umumnya digunakan untuk mengontrol perangkat keras melakukan perhitungan berinteraksi dengan perangkat lunak lainnya dan lain-lain

Contoh dari perangkat lunak

1Sistem operasi

215 Meningkatkan Performa komputer

Untuk Meningkatkan Performa kinerja komputer pertama sekali yang harus

diperhatikan adalah mengukur kapabilitas dan kompatibilitas sistem yang ada pada suatu

perangkat IO sehingga antar terjadi hubungan yang dinamis pada masing-masing

perangkat

31 Keterkaitan Data dengan komputer

311 Pengolahan data terbagi 2

Analog

Digital

Dilihat dari fungsi komputer merupakan suatu perangkat digunakan untuk memproses data kemudian hasil prosesnya diselesaikan secara elektronis didalam CPU Menurut pengolahan data komputer diklasifikasikan menjadi 2 yaitu Analog amp Digital

Analog Suatu sinyal yang dikirimkan dari suatu pemancar (transmitter) ke penerima (receiver) untuk berkomunikasi data tersebut dikirim dalam bentuk suara huruf angka dan karakter lain (tulisan tangan dicetak) foto gambar film dll

Digital Sistem yang memproses nilai diskrit (langkah demi langkah )

Permodulasian Suatu teknik untuk merubah signal Digital ke dalam bentuk signal Analog sehingga data kumpulan jajaran digit dari komputer dapat dihantar melalui kabel telfon yang menghantar informasi secara Analog

Ex AM FM PM

Permodulasian dilakukan oleh alat MODEM (Modulation Demodulation) Signal Analog Signal Digital sebaliknya

312 ASCII

ASCII singkatan dari American Standard Code for Information Interchange Standardyang digunakan pada industri untuk mengkodekan huruf angka dan karakterkarakterlain pada 256 kode (8 bit biner) yang bisa ditampung

Ex Huruf A=65 B=66 C=67 dst

313 Contoh soal Permodulasian AM

Sebuah Host mengirim data rdquo IYA rdquo dengan menggunakan permodulasian AM dengan kecepatan 1 Baud= 2 Bps Amplitudo +- 12 Volt +- 9 Volt +- 6 Volt +- 3 Volt Gbrkan bentuk signal Analog untuk menghantarkan huruf rdquoIYArdquo

Jawab 1 Baud = 2 Bps (dengan Melihat Kode ASCI ) 00 = +- 12 Volt 01 = +- 9 Volt10 = +- 6 Volt 11 = +- 3 Volt

I = 01001001Y = 01011001A = 01000001

314 Sistem Bilangan pada computer

1 BitsSetiap angka 0 dan 1 biasa disebut Bit Bit adalah singkatan dari Binary Digit Kata

Binary diambil dari nama Binary Number System (Sistem Bilangan Biner) Tabel 21berikut menunjukkan tentang bit

2 Sistem Bilangan Biner

Sistem bilangan biner disusun dari angkaangkasama seperti sistem bilangan desimal(sistem bilangan 10) yang sering digunakan saat ini Tetapi untuk desimalmenggunakan angka 0 sampai 9 sistem bilangan biner hanya menggunakan angka 0dan 1Berikut adalah tabel contoh sistem bilangan biner

3 Sistem Bilangan Desimal

Sebelum mempelajari tentang bilangan biner ada baiknya mengetahui tentang sistembilangan yang umum dipakai yaitu desimal (bilangan basis 10) Perhatikan table

Contoh

1243 = (1 X 10 3 ) + (2 X 10 2 ) + (4 X 10 1 ) + (3 X 10 0 )= 1000 + 200 + 40 + 3

4 Sistem Bilangan Biner

Untuk bilangan biner (bilangan basis 2) perhatikan tabel

Contoh

101102 = (1 X 2 4 ) + (0 X 2 3 ) + (1 X 2 2 ) + (1 X 2 1 ) + (0 X 2 0 ) = (16 + 0 + 4 + 2 +0) = 2216810 = 101010002

Cara II

168 2 = 84 sisa 084 2 = 42 sisa 042 2 = 21 sisa 021 2 = 10 sisa 110 2 = 5 sisa 05 2 = 2 sisa 12 2 = 1 sisa 01 2 = 0 sisa 1Bit biner terbesar dimulai dari bawah sehingga 16810 = 101010002

5 Sistem Bilangan Heksadesimal

Bilangan heksadesimal biasa disebut bilangan basis 16 artinya ada 16 simbol yangmewakili bilangan ini Tabel 18 berikut menunjukkan konversi bilanganheksadesimal

Untuk konversi bilangan biner ke heksadesimal perhatikan contoh berikut 101101010100100102 = 0001 0110 1010 1001 0010 = 1 6 A 9 2Jadi bil biner 10110101010010010 sama dengan bil heksadesimal 16A92

6 Sistem Bilangan Oktal

Bilangan oktal disebut bilangan basis 8 artinya ada 8 simbol yang mewakili bilanganini Tabel 19 berikut menunjukkan konversi bilangan oktal

Untuk konversi bilangan biner ke oktal perhatikan contoh berikut 101101010100100102 = 010 110 101 010 010 010 = 2 6 5 2 2 2 8

Jadi bil biner 10110101010010010 sama dengan bil oktal 265222Untuk konversi dari oktal ke heksadesimal ubah terlebih dahulu bilangan oktal yangakan dikonversi menjadi biner Hal ini berlaku juga untuk konversi dari heksadesimalke oktal Perhatikan contoh berikut 7258 = 111 010 1012

= 0001 1101 0101 = 1 D 5 16

FE16 = 1111 11102

= 011 111 110 = 3 7 6 8

315 Sandi yang terdapat pada komputer

1 Sandi 8421 BCD (Binary Coded Decimal)

Sandi 8421 BCD adalah sandi yang mengkonversi bilangan desimal langsung kebilangan binernya sehingga jumlah sandi BCD adalah 10 sesuai dengan jumlahsimbol pada desimal Perhatikan tabel 210 berikut

Contoh

19710 sandi BCDnyaadalah 0001 1001 0111

2 Sandi 2421

Sandi 2421 hampir sama dengan sandi 8421 terutama untuk bilangan desimal 0sampai dengan 4 Tetapi sandi berikutnya merupakan pencerminan yang diinversiPerhatikan tabel

Perhatikan sandi desimal 5 Sandi tersebut merupakan cermin dari sandi 4 desimaltetapi logikanya diinversi Begitu pula pada sandi desimal 6 yang merupakan cermindari sandi desimal 3 yang diinversi dstContoh

37810 sandi 2421nyaadalah 0011 1101 1110

316 Boolean atau Logika Biner

Logika memberi batasan yang pasti dari suatu keadaan Sehingga keadaan tersebuttidak dapat berada dalam dua ketentuan sekaligus Karena itu dalam logika dikenalaturanaturansebagai berikut Suatukeadaan tidak dapat benar dan salah sekaligusMasingmasingadalah hanya benar atau salah (salah satu)Suatukeadaan disebut BENAR bila TIDAK SALAHDua keadaan itu dalam aljabar boole ditunjukkan dengan dua konstanta yaitu logikaldquo1rdquo dan logika ldquo0rdquo

Misal Logika ldquo1rdquo Logika ldquo0rdquoBenar SalahHidup MatiSiang MalamContoh diatas dapat dituliskan Tidak Benar atau Benar = SalahTidak Hidup atau Hidup = MatiTidak Siang atau Siang = MalamTanda garis atas dipakai untuk menunjukkan pertentangan atau lawan dari keadaanitu Sehingga tanda garis tersebut merupakan pertentangan logika (Logical Inversion)yang mempunyai fungsi untuk menyatakan ldquoTidakrdquo (Not)Ā = Tidak A atau Ā = NOT AHimpunan adalah kumpulan dari elemen yang setidaknya memiliki sifat yang samadan bisa memiliki kelompok yang terbatas atau tidak terbatas jumlahnya Misalnyahimpunan mahasiswa politeknik Himpunan tersebut tentu saja terdiri dari bermacammacamkelompok Jika dapat diambil tiga kelompok Kelompokyang berasal dari luar jawa JKelompokyang sedang kuliah KKelompokyang mengerjakan laporan akhir LSehingga seseorang setidaknya masuk dalam satu kelompok tersebut bahkan dapatterjadi masuk dalam dua kelompok sekaligus Misalnya mahasiswa luar jawa yangsedang mengerjakan laporan akhir berarti masuk kelompok J dan L (J AND L) JAND L dituliskan juga dengan J LGabungan antara mahasiswa luar jawa dan mahasiswa yang mengerjakan laporanakhir memiliki pengertian mahasiswa luar jawa atau mahasiswa mengerjakanlaporan akhir J atau L (J OR L) J OR L dituliskan juga dengan J + LLogika Biner (gerbang Boolean) adalah rangkaian digital yang menerima satu ataulebih masukan tegangan untuk memperoleh keluaran tertentu sesuai dengan aturanboole yang berlakuJika membicarakan komputer maka perbedaan tegangan yang digunakan sebagaionoff atau nilai biner 10 nilai 1 ekivalen dengan tegangan +5 volt dan nilai 0ekivalen dengan tegangan 0 volt

41 Rangkaian Logika Kombinasional amp Sekuensial

Rangkaian yang termasuk rangkaian logika kombinasional yaitu Dekoder Enkoder Multiplekser Demultiplekser Pada rangkaian-rangkaian itu terlihat bahwa kondisi keluaran hanya dipengaruhi oleh kondisi masukan pada saat itu

Rangkaian Adder Half Adder

Rangkaian Adder Full Adder

Enkoder

Dekoder

DECIMAL TO BCD ENCODER

Encoder yang sudah umum yaitu decimal to BCD encoder Switch dengan

penekan tombol mirip dengan tombol kalkulator dihubungkan dengan tegangan

Vcc Jika tombol 3 ditekan maka gerbang-gerbang OR pada jalur C dan D

akan mempunyai input bernilai 1 Oleh karena itu maka outputnya menjadi

ABCD = 0011

Dan selengkapnya dapat dilihat pada tabel dibawah ini

INPUT OUTPUT0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 10 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 00 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 10 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 00 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 10 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 00 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 10 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1

2 DECODER

Rangkaian dekoder mempunyai sifat yang berkebalikan dengan enkoder yaitu

merubah kode biner menjadi sinyal diskrit Syarat perancangan sebuah dekoder adalah m

lt= 2n dimana m adalah kombinasi keluaran dan n adalah jumlah bit masukan Sehingga

dapat disimplkan bahwa variabel keluaran bebas tapi harus tetap memperhatikan unsur

efisiensi rangkaian Misal dekoder 3 bit memiliki 8 atau kurang kombinasi keluaran tetapi

bisa memiliki jumlah saluran keluaran lebih dari 8 (10 atau 55 atau 100 dan sebagainya)

Contoh rangkaian dekoder adalah rangkaian dekoder dot matrik dan dekoder seven

segmen

Bila semua segmen menyala maka dapat dibaca sebagai angka decimal 8 Angka

decimal 0 dan 3 terlihat pada menyalanya segmen ndash segmen sesuai gambar Untuk

penampilan huruf hanya beberapa huruf saja yang dapat dibaca dari tujuh segmen

Tabel Kebenaran dekoder seven segmen

INPUT OUTPUTA B C D a b c d e f g0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 00 0 0 1 0 1 1 0 0 0 00 0 1 0 1 1 0 1 1 0 10 0 1 1 1 1 1 1 0 0 10 1 0 0 0 1 1 0 0 1 10 1 0 1 1 0 1 1 0 1 10 1 1 0 1 0 1 1 1 1 10 1 1 1 1 1 1 0 0 0 01 0 0 0 1 1 1 1 1 1 11 0 0 1 1 1 1 1 0 1 11 0 1 0 1 1 1 0 1 1 11 0 1 1 0 0 1 1 1 1 11 1 0 0 1 0 0 1 1 1 01 1 0 1 0 1 1 1 1 0 11 1 1 0 1 0 0 1 1 1 11 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1

a = sum (m0m2m3m5m6m7m8m9m10m12m14m15)

b = sum (m0m1m2m3m4m7m8m9m10m13)

c = sum (m0m1m3m4m5m6m7m8m9m10m11m13)

d = sum (m0m2m3m5m6m8m9m11m12m13m14)

e = sum (m0m2m6m8m10m11m12m13m14m15)

f = sum (m0m4m5m6m8m9m10m11m12m14m15)

g = sum (m2m3m4m5m6m8m9m10m11m13m14m15)

42 Rangkaian Logika Sekuensial (Flip-Flop)

1 Flip-Flop R-SFlip-flop R-S adalah rangkaian dasar dari semua jenis flip-flop yang ada Terdapat berbagai

macam rangkaian flip-flop R-S pada percobaan ini flip-flop R-S disusun dari empat buah gerbang NAND 2 masukan Dua masukan flip-flop ini adalah S (set) dan R (reset) serta dua keluarannya adalah Q dan Qrsquo

Kondisi keluaran akan tetap ketika kedua masukan R dan S berlogika 0 Sedangkan pada kondisi masukan R dan S berlogika 1 maka kedua keluaran akan berlogika 1 hal ini sangat dihindari karena bila kondisi masukan diubah menjadi berlogika 0 kondisi kelurannya tidak dapat diprediksi (bisa 1 atau 0) Keadaan ini disebut kondisi terlarang Selanjutnya kondisi terlarang pacu dan tak tentu akan dijelaskan melalui Tabel 31

Gambar 33 Rangkaian Percobaan Flip-Flop R-S

Tabel 32a Kondisi terlarang pacu dan tak tentu karena perubahan clockNo S R Clock Keterangan1 1 1 Aktif (1) Kondisi terlarang2 1 1 Tepi turun (Berubah dari

1 ke 0)Kondisi pacu

3 1 1 Tidak aktif (0) Kondisi tak tentu

Tabel 32b Kondisi terlarang pacu dan tak tentu karena perubahan clock dan masukan yang serempakNo S R Clock Keterangan1 1 1 Aktif (1) Kondisi terlarang2 0 0 Tepi turun Kondisi pacu3 0 0 Tidak aktif (0) Kondisi tak tentu

2 Flip-flop D

Flip-flop D dapat disusun dari flip-flop S-R atau flip-flop J-K yang masukannya saling berkebalikan Hal ini dimungkinkan dengan menambahkan salah satu masukannya dengan inverter agar kedua masukan flip-flop selalu dalam kondisi berlawanan Flip-flop ini dinamakan dengan flip-flop data karena keluarannya selalu sama dengan masukan yang diberikan Saat flip-flop pada keadaan aktif masukan akan diteruskan ke saluran keluaran

2 Flip-flop J-KFlip-flop J-K merupakan penyempurnaan dari flip-flop R-S terutama untuk mengatasi masalah

osilasi yaitu dengan adanya umpan balik serta masalah kondisi terlarang seperti yang telah dijelaskan di atas yaitu pada kondisi masukan J dan K berlogika 1 yang akan membuat kondisi keluaran menjadi berlawanan dengan kondisi keluaran sebelumnya atau dikenal dengan istilah toggle Sementara untuk keluaran berdasarkan kondisi-kondisi masukan yang lain semua sama dengan flip-flop R-S

Gambar 35 Flip-flop J-K

51 Aritmatika Logika Unit

Macam- macam operasi ALU

Adder (Penjumlahan) Half Adder Full Adder Paralel Adder

Pengurangan (Substraktor)

Perkalian (Multiplexer)

Pembagian bila hasilnya 0 amp 1

Adder

Rangkaian ALU (Arithmetic and Logic Unit) yang digunakan untuk menjumlahkanbilangan dinamakan dengan Adder Karena Adder digunakan untuk memprosesoperasi aritmetika maka Adder juga sering disebut rangkaian kombinasionalaritmetika ALU akan dijelaskan lebih detail pada bab 3 Ada 2 jenis Adder

1 Rangkaian Adder yang hanya menjumlahkan dua bit disebut Half Adder2 Rangkaian Adder yang menjumlahkan tiga bit disebut Full Adder3 Rangkaian Adder yang menjumlahkan banyak bit disebut paralel Adder

Half Adder

Rangkaian half adder merupakan dasar penjumlahan bilangan biner yang masingmasinghanya terdiri dari satu bit oleh karena itu dinamakan penjumlah tak lengkap

1 Jika A=0 dan B=0 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 02 Jika A=0 dan B=1 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 13 Jika A=1 dan B=1 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 0 dengan nilai pindahanCy(Carry Out) = 1

Dengan demikian half adder memiliki 2 masukan (A dan B) dan dua keluaran (S dan Cy)

Dari tabel diatas terlihat bahwa nilai logika dari Sum sama dengan nilai logika darigerbang XOR sedangkan nilai logika Cy sama dengan nilai dari gerbang logikaAND Dari tabel tersebut dapat dibuat rangkaian half adder seperti pada gambar

Full Adder

Full adder mengolah penjumlahan untuk 3 bit bilangan atau lebih (bit tidak terbatas)oleh karena itu dinamakan rangkaian penjumlah lengkap Perhatikan tabel kebenarandari Full adder berikut

Parallel Adder

Parallel Adder adalah rangkaian Full Adder yang disusun secara parallel danberfungsi untuk menjumlah bilangan biner berapapun bitnya tergantung jumlah FullAdder yang diparallelkan Gambar berikut menunjukkan Parallel Adder yang terdiridari 4 buah Full Adder yang tersusun parallel sehingga membentuk sebuah penjumlah 4 bit

Penjumlahan

Komputer hanya dapat melakukan proses aritmetika menggunakan bilangan binerSemua sistem bilangan harus diubah terlebih dahulu ke biner agar dapat diprosesProses yang biasa dilakukan oleh komputer untuk menjumlahkan sistem bilangandesimal biasanya adalah menyandikan ke 8421BCD terlebih dahulu sebelumdijumlahkan Sebelum mempelajari tentang penjumlahan pada 8421BCD ada baiknyamengetahui cara menjumlahkan bilangan biner

Penjumlahan Biner

Ada 4 kondisi yang terjadi pada penjumlahan biner yaitu apabila 0 + 0 0 + 1 1 + 0dan 1 + 1 Jika yang terjadi adalah 1 + 1 kita tidak dapat menyatakan hasil jumlahdalam satu digit Tetapi kita harus melakukan penyimpanan (Carry Out) kedalamkolom yang lebih tinggi Ini berlaku untuk seluruh sistem bilangan Sebagai contohpada bilangan desimal 2 + 5 = 7 dengan carry out = 0 9 + 9 = 8 dengan carry out = 1Contoh

Penjumlahan 8421BCD

Sandi 8421BCD hanya menggunakan bilangan biner untuk 0 sampai 9 karena yangdisandikan hanya 1 digit angka desimal Dalam penjumlahan yang perlu diperhatikanadalah jika hasilnya lebih dari 9 sehingga akan dihasilkan auxillary carry (Carry daribilangan keempat LSB) maupun carry dari MSBBerikut adalah aturan penjumlahan sandi 8421BCDJikajumlah biner dan jumlah BCD sama yaitu AC (Auxillary Carry) = 0 dan Carry= 0 maka tidak diperlukan aturan tambahan

Jikajumlah biner tidak sama dengan jumlah desimal maka memerlukan pengaturantambahan Jika Auxillary Carry (AC) = 0 atau AC = 1 dan Carry (Cy) = 0 dimana hasilpenjumlahan binernya lebih dari 9 desimal maka perlu ditambahkan 6 pada niblerendah tersebut dan tambahkan 1 pada nible yang lebih tinggi

Pengurangan

Pengurangan pada dasarnya merupakan penjumlahan yaitu penjumlahan denganbilangan negatif

500 ndash 255 = 245 (Pengurangan)500 + ()255 = 245 (Penjumlahan)Komputer hanya bekerja pada bilangan ldquo0rdquo dan ldquo1rdquo dan tidak mengenal bilangannegatif Untuk menunjukkan bilangan negatif komputer menggunakan tanda modulus(Modulus Sign) Pada penjumlahan desimal tanda modulus yang digunakan adalahldquo0rdquo untuk bilangan positif dan ldquo9rdquo untuk bilangan negatif Untuk bilangan negatifpada operasi penjumlahannya harus dikomplemen Komplemen yang digunakan padabilangan desimal adalah komplemen10dan komplemen9

Perkalian

Perkalian antara bilangan biner adalah perkalian yang paling mudah diantara sistembilangan lainnya

Pada Teknik Komputer perkalian dilakukan menggunakan register geser kanan (ShiftRight Register) Perhatikan contoh berikut

Register A untuk menyimpan data yang akan dikalikan (Multiplicand)Register B untuk menyimpan data pengali (Multiplier)Register P untuk menyimpan hasil perkalian

Pembagian

Kebalikan dari perkalian pembagian (Division) adalah suatu bentuk dari penguranganyang dilakukan berulangulangDan proses ini juga dapat dilakukan pada rangkaianlogika dengan cara pengurangan dan penggeseran ke kiri (menggunakan shiftleftregister) Berikut adalah aturan dari pembagianKurangkan bilangan pembagi (Divisor) dari MSB bilangan yang akan dibagi(Dividend) lihat hasil pengurangan

Bila hasilnya 1 atau positif Berarti hasil pembagian (Product) adalah 1 Setelah itu hasil pengurangan digeserkekiri satu bit dan dimulai lagi pengurangan oleh bilangan pembagi (Divisor)

Bila hasilnya 0 atau negatif Berarti hasil pembagian (Product) adalah 0 Dalam hal ini sebelum digeser ke kiriharus ditambah dulu dengan bilangan pembagi (Divisor) Setelah digeser ke kiri satubit dimulai lagi proses pengurangan oleh bilangan pembagi Pengurangan olehbilangan pembagi dilakukan dengan penjumlahan komplemen2Bila dalam

penjumlahan tersebut terdapat pindahan (Carry) maka carry tersebut diabaikanPerhatikan contoh berikut 1010 410 = 10102 1004

Karena ada hasil pengurangan yang negatif maka digit yang dihasilkansetelah itu adalah digit pecahan sehingga hasil yang benar 1012 atau 2510

61 Floating Point

71 Control Unit

CONTROL UNIT (CU)

711 Model Control Unit

Unit kontrol atau yang sering dikenal dengan control unit akan menyimpan perintah sekarang yang dilakukan oleh komputer memerintahkan ALU untuk melaksanaan dan mendapat kembali informasi (dari memori) yang diperlukan untuk melaksanakan perintah itu dan memindahkan kembali hasil ke lokasi memori yang sesuai Sekali yang terjadi unit kontrol pergi ke perintah berikutnya (biasanya ditempatkan di slot berikutnya kecuali kalau perintah itu adalah perintah lompatan yang memberitahukan kepada komputer bahwa perintah berikutnya ditempatkan di lokasi lain)

Bagian CPU yang menyebabkan fungsi komputer tercapai ini mengeluarkan sinyal-sinyal kontrol yang bersifat internal bagi CPU untuk memindahkan data antar Register agar ALU melakukan fungsinya untuk mengatur operasi-operasi internal lainnya Register yang merupakan bagian dari unit kontrol adalah tempat penyimpan data sementara dalam CPU selama proses eksekusi Apabila terjadi proses eksekusi data dalam register dikirim ke ALU untuk diproses hasil eksekusi nantinya diletakkan ke register kembali Unit kontrol akan menghasilkan sinyal yang akan mengontrol operasi ALU dan pemindahan data ke dan dari ALU Unit kontrol juga mengeluarkan sinyal kontrol eksternal bagi pertukaran data memori dan modul-modul IO

Model dari unit kontrol

712 Macam-macam unit kontrol

Macam-macam Unit Kontrol1 Unit Kontrol Single-Cycle

Proses di unit kontrol ini hanya terjadi dalam satu clock cycle artinya setiap instruksi (fetch decode execute) ada pada satu cycle maka dari itu tidak memerlukan state Dengan demikian fungsi boolean masing-masing control line hanya merupakan fungsi dari opcode saja Clock cycle harus mempunyai panjang yang sama untuk setiap jenis instruksi

Ada dua bagian pada unit kontrol ini yaitu proses men-decode opcode untuk mengelompokkannya menjadi 4 macam instruksi (yaitu di gerbang AND) dan pemberian sinyal kontrol berdasarkan jenis instruksinya (yaitu gerbang OR) Keempat jenis instruksi adalah ldquoR-formatrdquo (berhubungan dengan register) ldquolwrdquo (membaca memori) ldquoswrdquo (menulis ke memori) dan ldquobeqrdquo (branching)

Sinyal kontrol yang dihasilkan bergantung pada jenis instruksinya Misalnya jika melibatkan memori rdquoR-formatrdquo atau rdquolwrdquo maka akan sinyal rdquoRegwriterdquo akan aktif Hal lain jika melibatkan memori ldquolwrdquo atau ldquoswrdquo maka akan diberi sinyal kontrol ke ALU yaitu ldquoALUSrcrdquo

Desain single-cycle ini lebih dapat bekerja dengan baik dan benar tetapi cycle ini tidak efisien

2 Unit Kontrol Multi-CycleGambar disamping menunjukkan diagram blok dari unit kontrol multi-cycle

Berbeda dengan unit kontrol yang single-cycle unit kontrol yang multi-cycle lebih memiliki banyak fungsi

Dengan memperhatikan state dan opcode fungsi boolean dari masing-masing control line output dapat ditentukan Masing-masingnya akan menjadi fungsi dari 10 buah input logic Jadi akan terdapat banyak fungsi boolean dan masing-masingnya tidak sederhana

Pada cycle ini sinyal kontrol tidak lagi ditentukan dengan melihat pada bit-bit instruksinya Bit-bit opcode memberitahukan operasi apa yang selanjutnya akan di-execute CPU bukan instruksi cycle selanjutnya

713 Fungsi unit kontrol

Fungsi Unit Kontrol1 Pengurutan (sequencing) unit kontrol bertugas mengontrol sejumlah operasi

mikro dalam urutan yang benar

2 Eksekusi (execution) unit kontrol menyebabkan setiap operasi mikro dilakukan

state register overhead

Cycle 1Cycle 2

Cycle 3Cycle 4

Cycle 5

Fetch

Decode

Exec

Mem

WB

lw

Single cycle Implementation

Multiple Cycle Implementation

714 Input Unit Kontrol

Input Unit Kontrol

Unit kontrol mempunyai beberapa input diantaranya1 Clock berfungsi untuk sinkronisasi operasi antar komponen 2 Flag flag-flag ini diperlukan unit kontrol untuk mengetahui status CPU Flag

diset ALU sebagai hasil dari suatu operasi misalnya overflow flag diset 1 bila hasil komputasi melampaui panjang register tempat flag disimpan

3 Instruction register menggunakan opcode untuk menentukan operasi mikro yang akan dilakukan selama siklus eksekusi

4 Sinyal kontrol dari rdquobus controlrdquo memberi jalur ke unit kontrol untuk sinyal-sinyal tertentu seperti sinyal interrupt dan sinyal acknowledgment

715 Output Unit Kontrol

Sinyal kontrol di dalam CPU (control signals within CPU) output unit kontrol terdiri dari dua macam sinyal yaitu

1 sinyal-sinyal yang menyebabkan perpindahan data antar register 2 sinyal-sinyal yang dapat mengaktifkan fungsi ALU yang spesifik

Sinyal kontrol ke rdquobus controlrdquo juga terdiri atas 2 sinyal yaitu1 sinyal kontrol ke memori 2 sinyal kontrol ke modul-modul IO

716 Implementasi Unit Kontrol

1 Implementasi hardwired Unit kontrol merupakan rangkaian kombinatorial Sinyal-sinyal logika

inputnya akan didekodekan menjadi sinyal-sinyal logika output yang merupakan sinyal-sinyal kontrol ke sistem komputer Sinyal-sinyal input tersebut seperti clock flag register instruction dan sinyal kontrol merupakan input bagi unit kontrol untuk mengetahui status komputer Sinyal keluaran yang dihasilkan akan mengendalikan sistem kerja komputer

N buah input biner akan menghasilkan 2N output biner Setiap instruksi memiliki opcode yang yang berbeda-bedaOpcode yang berbeda dalam instruksi akan menghasilkan sinyal kontrol yang berbeda pula Pewaktu unit kontrol mengeluarkan rangkaian pulsa yang periodik

Pulsa waktu ini digunakan untuk mengukur durasi setiap operasi mikro yang dijalankan CPU intinya digunakan untuk sinkronisasi kerja masing-masing bagian

Masalah dalam Merancang Implementasi Hardwired Memiliki kompleksitas dalam pengurutan dan operasi mikronya Sulit didesain dan dilakukan pengetesan Tidak fleksibel Sulit untuk menambahkan instruksi baru

2 Implementasi microprogrammed Implementasi yang paling reliabel saat ini adalah implementasi

microprogrammed Unit kontrol memerlukan sebuah memori untuk menyimpan program kontrolnya

Fungsindashfungsi pengontrolan dilakukan berdasarkan program kontrol yang tersimpan pada unit kontrol Selain itu fungsindashfungsi pengontrolan tidak berdasarkan dekode dari input unit kontrol lagi

Teknik ini dapat menjawab kesulitanndashkesulitan yang ditemui dalam implementasi hardwired

81 Memori amp Piranti Penyimpanan

811 Jenis-Jenis memori

Berdasarkan komponen yang digunakan terbagi atas

1 Vacuum Tubes

Komputer generasi pertama ENIAC tahun 1946 menggunakan komponentabung hampa udara untuk main memory Memori ini relatif berukuran besardan tiap-tiap tabung hampa udara mewakili 1 bit

2 Magnetic Core Storage

Digunakan sekitar tahun 1960 ndash 1970 Terdiri dari ribuan cincin magnetikkecil berukuran 18 mm dengan lubang berdiameter 10 mm Tiap-tiap coredihubungkan dengan kabel kawat membentuk suatu bidang core (core plane)dan ditumpuk membentuk suatu core stackMasing-masing core dapat menyimpan 1 bit bila dimagnetasi dengan suatuarus listrik dari dua arah jurusan yang masing-masing bermuatan frac12 arus

3 Planar Thin-Film Storage

Terbuat dari lempengan tipis keramik atau metal tembus pandang yang berisi

kumpulan besi nikel berbentuk empat persegi panjang kecil dihubungkandengan kabel-kabel

4 Semiconductor Storage

Mulai banyak digunakan sejak tahun 1970-an hingga sekarangTerbuat dariVLSI (Very Large Scale Integration) yaitu meletakkan sejumlah besar circuitke dalam suatu chip Teknologi yang digunakan adalah MOS (Metal OxideSemiconductor) dan bersifat volatileKomputer IBM 704 pada GeneralElectric Computer facility diArizona State University 1956Sebuah mesin vacuum tubedengan magnetic core storageSingle layer thin film dengan Ta2N resistors

5 Josephson Junction

Diciptakan oleh Brian Josephson dari Inggris Merupakan memori yang dapatmelakukan switch dari bit 1 ke bit 0 atau sebaliknya dengan kecepatan yangtinggi yaitu kurang dari sepertriliun detik Menggunakan suatu tempat

tertutup yang berisi helium cair dengan suhu sekitar -200 derajat celcius

6 Charged-Coupled Device (CCD)

Merupakan memori yang terdiri dari ribuan metal bujur sangkar berukurankecil yang masing-masing dapat menyimpan informasi digit binari dalambentuk beban elektronik (electric charge)

812 Hirarki Memori

Sebagian besar komputer memiliki hirarki memori yang terdiri atas tiga level yaitu

1 Physical Register di CPU berada di Level teratas Informasi yang berada

di Register dapat diakses dalam satu Clock cycle CPU

2 Primary Memory (Executable memory ) berada dilevel tengah

Contohnya RAM Primary Memory diukur dengan satu byte dalam satu

waktu secara relatif dapat diakses dengan cepat bersifat volatil (informasi

bisa hilang ketika komputer dimatikan) CPU mengakses memori ini

dengan instruksi single load dan store dalam beberapa clock cycle

3 Secondary Memory berada dilevel bawah Contohnya disk atau tape

Secondary memory diukur sebagai kumpulan dari bytes(block of bytes)

waktu aksesnya lambat bersifat non-volatil (informasi tetap tersimpan

ketika komputer dimatikan) Memori ini diterapkan di storage device jadi

akses meliputi aksi oleh driver dan device

813 Memori Internal

Memori internal o Berada di luar CPU tetapi bersifat internal terhadap sistem komputero Diperlukan oleh CPU untuk proses eksekusi (operasi) program sehingga

dapat diakses secara langsung oleh prosesor (CPU) tanpa modul perantarao Memori internal sering juga disebut sebagai memori primer atau memori

utama o Memori internal biasanya menggunakan media RAM

Random Access Memori (RAM)

Ram adalah suatu memori baca tulis artinya data dapat dibaca dari atau ditulis ke RAM dan dapat dilakukan secara berulang-ulang dengan data yang berbeda-beda Jenis memori ini merupakan jenis volatile (mudah menguap) yaitu data yang tersimpan akan hilang jika catu dayanya dimatikan Karena alasan tersebut maka program utama tidak pernah disimpan di RAM Random artinya data yang disimpan pada RAM dapat diakses secara acak RAM dibagi lagi menjadi dua jenis yaitu jenis statik dan jenis dinamik RAM statik menyimpan satu bit informasi dalam sebuah flip-flop Jenis RAM ini asyncronous dan tidak memerlukan sinyal clock RAM statik biasanya digunakan untuk aplikasi-aplikasi yang tidak memerlukan kapasitas memori RAM yang besar RAM dinamik menyimpan satu bit informasi data sebagai muatan RAM dinamik menggunakan kapasitansi gerbang substrat sebuah transistor MOS sebagai sel memori elementer Untuk menjaga agar data yang tersimpan RAM dinamik tetap utuh data tersebut harus disegarkan kembali dengan cara membaca dan menulis ulang data tersebut kememori RAM dinamik ini digunakan untuk aplikasi ynag memerlukan RAM dengan kapasitas besar misalnya dalam sebuah komputer pribadi (PC)

Read Only Memory (ROM)

Jenis memori ini datanya hanya bisa dibaca dan tidak bisa ditulis secara berulang-ulang Memori ini berjenis non-volatile artinya data yang disimpan tidak mudah menguap (hilang) walaupun catu dayanya dimatikan Karena itu memori ini biasa digunakan untuk menyimpan program utama dari suatu sistem Jenis ROM yang dikenal dipasaran ada lima jenis yaitu

- ROM (Read Only Memory) yang diprogram dalam proses pembuatannya Jenis ini tidak dapat diprogram ulang

- PROM (Programmable ROM) yang diprogram dengan cara memutuskan hubungan sekering internal PROM hanya dapat diprogram satu kali dan tidak dapat diprogram ulang

- EPROM (Erasable PROM) yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat dari piranti Dihapus dengan cara pemberian sinar ultra violet melalui jendela pada bagian atas IC Setelah dihapus dapat diprogram ulang

- EEPROM (Electrically EPROM) sama saja dengan EPROM hanya cara penghapusannya dilakukan secara listrik

- Flash EPROM yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat pada piranti Memori ini dapat diisi ulang

Dari semua jenis memori diatas yang sering digunakan adalah memori jenis EPROM dan

EEPROM karena harganya paling murah dan mudah didapat dipasaran

814 Memori Eksternal

Memori eksternal o Bersifat eksternal terhadap sistem komputer dan tentu saja berada di luar

CPUo Diperlukan untuk menyimpan data atau instruksi secara permaneno Tidak diperlukan di dalam proses eksekusi sehingga tidak dapat diakses secara

langsung oleh prosesor (CPU) Untuk akses memori eksternal ini oleh CPU harus melalui pengontrolmodul IO

o Memori eksternal sering juga disebut sebagai memori sekunder o Memori ini terdiri atas perangkat storage peripheral seperti disk pita

magnetik dll berbagai jenis memory Eksternal

1 Berdasarkan jenis akses data

Berdasarkan jenis aksesnya memori eksternal dikelompokkan menjadi 2 jenis yaitu

a DASD (Direct Access Storage Device) dimana ia mempunyai akses langsung

terhadap data Contoh Magnetik(Floppy disk hard disk) Removable hard

disk(Zip disk Flash disk) Optical Disk

b SASD (Sequential Access Storage Device) Akses data secara tidak langsung

(berurutan) seperti Pita Magnetik

2Berdasarkan Karakteristik Bahan

Berdasarkan karakteristik bahan pembuatanya memori eksternal digolongkan

menjadi beberapa kelompok

a Punched Card atau kartu berlobang

a merupakan kartu kecil berisi lubang-lubang yang menggambarkan berbagai instruksi atau data Kartu ini dibaca melalui puch card reader yang sudah tidak digunakan lagi sejak tahun 1979

b Magnetik Disk Magnetik disk merupakan disk yang terbuat dari bahan yang bersifat magnetik contoh Floppy dan hardsik

c Optical Disk Optical disk terbuat dari bahan optik seperti resin (Polycaronate) dan dilapisi permukaan yang sangat reflektif seperti aluminium contoh CD dan DVD

d Magnetik TapeSedangkan magnetik tape terbuat dari bahan yang bersifat magnetik tetapi berbentuk pita seperti halnya pita kaset tape recorder

91 Bus amp Sistem Bus

Dalam Arsitektur komputer sebuah Bus adalah sebuah subsistem yang mentransfer data

atau listrik antar komponen komputer didalam sebuah komputer atau antar komputer

Bus komputer awal merupakan bus listrik paralel dengan banyak hubungan tetapi istilah

ini sekarang digunakan untuk pengaturan fisik yang menyediakan fungsi logika yang

sama dengan sebuah bus listrik paralel dan dapat dihubungkan dengan kabel dalam

sebuah topologi multidrop atau daisy chain atau dihubungkan dengan switch seperti

dalam kasus bus USB

System bus atau bus System dalam Arsitektur komputer merujuk pada bus yang

digunakan oleh sistem komputer untuk menghubungkan semua komponennya dalam

menjalankan tugas sebuah bus adalah sebutan untuk jalur dimana data dapat mengalir

dalam komputer jalur-jalur ini digunakan untuk komunikasi dan dapat dibuat antara dua

elemen atau lebih Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan

dieksekusi oleh CPU melalui perantara sistem bus

911 Transfer informasi pada bus

Suatu mendukung bermacam-macam transfer data Semua bus mendukung transfer baca

(master slave) dan transfer tulis( slave ke master) Pada semua multiplexed addressdata

bus pertama-tama bus digunakan untuk menspesifikasikan alamat dan kemudian untuk

melakukan transfer data Untuk operasi baca biasanya terdapat waktu tunggu pada saat

data sedang diambil dari slave untuk ditaruh pada bus Baik bagi operasi baca maupun

tulis mungkin juga terdapat delay bila hal itu diperlukan untuk melalui arbitrasi agar

mendapatkan kontrol bus untuk sisa operasi (yaitu mengambil alih bus untuk melakukan

request baca atau tulis kemudian mengambil alih lagi bus untuk membentuk operasi baca

atau tulis

Pada alamat dedicate dan bus-bus alamat ditaruh ada bus alamat dan tetap berada disana

selama data tersimpan pada bus data Bagi operasi tulis master menaruh data pada bus

data begitu alamat telah stabil dan slave telah mempunyai kesempatan untuk mengetahui

alamatnya bagi operasi baca slave menaruh data pada bus dan begitu slae mengetahui

alamatnya dan telah mengembil data

912 Sistem Bus dengan Jalur Data Alamat dan Kontrol

Jalur bus yang digunakan untuk mentransfer data dapat dikelompokkanrnenjadi tiga tipe jalur data alamat dan kontrol

Data bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi data dan instruksi

Address bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi untuk alamat di

main memory untuk data atau instruksi yang akan diambil atau direkam

Control bus yaitu bus yang digunakan untuk mengirimkan signal sebagai

pemberitahuan akan dikirimkan suatu informasi atau telah diterimanya informasi

yang akan dikirimkan dari suatu alat ke alat lainnya

913 Hirarki Bus

Bus merupakan lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih perangkat

computer Karakteristik penting sebuah bus adalah bahwa bus merupakan media

transmisi yang dapat digunakan bersama Sejumlah perangkat yang terhubung ke bus dan

suatu sinyal yang ditransmisikan oleh salah satu perangkat ini data diterimaoleh salah

satu perangkat yang terhubung ke bus

Umumnya sebuah bus terdiri dari sejumlah lintasan komunikasi atau saluran Masing-

masing saluran dapat mentransmisi sinyal yang menunjukan biner 1 dan biner 0

serangkaian digit biner dapat ditransmisi melalui saluran tunggal

914 Bus Data dan Bus Alamat

1 Bus data

Jalur data yang dilalui informasi ke dan dari microprocessor bahan data keterangan

catatan fakta fakta atau bagian dari fakta yang mengandung arti yang dihubungkan

dengan kenyataan simbol-simbol gambar kata-kata angka huruf yang menunjukan ide

objek kondisi dan lainnya

Data itu sendiri merupakan bentuk jamak dari datum yang berarti informasi jelasnya data

itu dapat berupa apa saja dan dapat ditemui dimana saja

2 Bus Alamat

Bus alamat pengalamatan transformasi data bus Pengalamatan bus ini berisi 16 2024

jalur sinyal paralel atau lebih CPU mengirim alamat lokasi memori atau port yang ingin

ditulis atau dibaca di bus ini jumlah lokasi memori yang dapat dialamati ditentukan

jumlah jalur alamat Jika CPU mempunyai N jalur alamat maka dapat mengalamati 2

pangkat N lokasi memori dan atau port secara langsung

101 Unit Input amp Output

Salah satu fitur dasar komputer adalah kemampuannya untuk mempertukarkandata dengan perangkat lain Kemampuan komunikasi ini memungkinkan operatormanusia misalnya untuk menggunakan keyboard dan layer display untuk mengolahteks dan grafik

1011 Dasar Unit Input Output

Unit IO memberi CPU kemampuan untuk berkomunikasi dengan peripheral Merupakan

entity dalam komputer yang bertanggung jawab atas pengontrol sebuah perangkat

eksternal atau lebih dan untuk pertukaran data antara alat-alat tersebut dengan memory

utama dan atau register-register dalam CPU

Alasan- alasan dipertukarkannya unit IO

Adanya aneka ragam peripheral yang memiliki macam-macam metode operasi

Perbedaan kecepatan transfer data antara sistem BUS dengan piranti IO BUS= 20

nano detik sedang IO lebih dari 100 nano detik

Peripheral seringkali menggunakan format data dan panjang word yang berlainan

dengan komputer

Perbedaan besar tegangan dan arus data yang diperlukan untuk transfer informasi

dari dan ke peripheral dengan sistem bus

Tujuan Unit IO

Melakukan kompensasi perbedaan kecepatan dan perwaktuan antara CPU dan

peripheral

Melakukan penyesuaian tegangan dan arus satu aras ke aras lain

Menyesuaikan panjang data antara sistem BUS dan BUS IO

1012 Antarmuka IO

Gambar 122 mengilustrasikan hardware yang diperlukan untukmenghubungkan perangkat IO ke bus Dekoder alamat mengenableperangkattersebut untuk mengenali alamatnya pada saat alamat ini muncul pada jalur alamatRegister data menyimpan data yang ditransfer ked an dari prosessor Register statusberisi informasi yang relevan dengan operasi perangkat IO Register data dan statusdihubungkan dengan bus data dan ditetapkan dengan alamatalamatunik Dekoderalamat register data dan status dan sirkuit control yang diperlukan untukmengkoordinasikan transfer IO membentuk sirkuit antar muka perangkatGambar 122 Antarmuka IO untuk perangkat input

Perangkat IO beroperasi pada kecepatan yang sangat berbeda denganprosessor Pada saat operator manusia memasukkan karakter pada keyboardprosessor mampu mengeksekusi jutaan instruksi antarentrikarakter yang berurutanSuatu instruksi yang membaca karakter dari keyboard sebaiknya hanya dieksekusipada saat karakter tersebut tersedia dalam input buffer antarmuka keyboard Juga kitaharus memastikan bahwa karakter input tersebut hanya dibaca sekali

1013 Transfer data pada IO

Transfer dataFormat transfer

- Paralel semua bit pada karakter (word denganpanjang tertentu) dikirim secara bersamaan dalambatas waktu yang diberikan

- Serial Data dikirim secara berurutan dalam satu saluran

Transfer data secara paralel lebih cepat daripada secaraserial karena saluran transmisinya banyak kelemahannyakalau terlalu panjang akan terjadi interferensi antarsaluran

Mode transfer data

1 Synchronous modeBaris kendali digunakan untuk mengsinkronkan waktupada semua kejadian yang terjadi selama periodewaktu tertentuKelemahanbull Tiap piranti IO berbeda-beda kecepatan operasinyasehingga harus diturunkan pada kecepatan yangpaling rendah

2 Asynchronous mode

Menggunakan teknik jabat tangan (hand shaking) untukmenyakinkan transfer data antara pengirim danpenerima tidak ada kesalahan (data valid)

111 Interupsi

Interupsi merupakan bagian penting dari sistem arsitektur komputer Setiap sistem

komputer memiliki mekanisme yang berbeda Interupsi bisa terjadi apabila perangkat

keras (hardware) atau perangkat lunak minta ldquo dilayanirdquo oleh processor apabila terjadi

interupsi maka processor menghentikan proses yang sedang dikerjakannya kemudian

beralih mengerjakan service rutin untuk melayani intrupsi tersebut Setelah selesai

mengerjakan service rutin maka prosesor kembali melanjutkan proses yang tertunda

1111 Kelas Sinyal Interupsi

Program yaitu Interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi

pada hasil eksekusi program Contioh Aritmatika overflow pembagian nol

operasi ilegal

Timer adalah Interupsi yang dibangkitkan pewaktuan dalam prosesor Sinyal ini

memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsi tertentu secara reguler

I O sinyal Interupsi yang di bangkitkan oleh Modul IO sehubngan pemberitahuan

kondisi Error dan penyelesaian suatu operasi

Hardware Failure adalah Interupsi yang dibangkitkan oleh kegagalan daya atau

kesalahan paritas memori

1112 Proses Interupsi

Dengan adanya mekanisme Interupsi prossesor dapat digunakan untuk

mengeksekusi intsruksi- instruksi lain

Saat suatu modul telah selesai menjalankan tugasnya dan siap menerima tugas

berikutnya maka modul ini akan mengirimkan permintaan interupsi ke prosesor

Kemudian prosesor akan menghentikan eksekusi yang dijalankannya untuk

menghandle routine interupsi

Setelah program interupsi selesai maka processor akan melanjutkan eksekusi

programnya kembali

Saat sinyal Interupsi diterima processor ada dua kemungkinan tindakan yaitu

Interupsi diterima ditangguhkan dan Interupsi ditolak

1113 Interupsi Ditangguhkan

Apa yang dilakukan Processor

Processor menangguhkan eksekusi program yang dijalankan dan menyimpan

konteksnya tindakan ini adalah menyimpan alamat instruksi berikutnya yang akan

dieksekusi dan data lain yang relevan

Processor menyetel program Counter (PC) ke alamat awal routine intterupt handler

1114 Sistem Operasi Kompleks

Interupsi ganda (Multiple interupt)

Misalnya suatu komputer akan menerima permintaan interupsi saat proses

pencetakan dengan printer selesai disamping itu dimungkinkan dari saluran

komunikasi akan mengirimkan permintaan interupsi setiap kali data tiba

Dapat diambil dua buah pendekatan untuk menangani interupsi ganda ini

121 Arsitektur dan Klasifikasi Sistem Komputer

Sebuah sistem operasi atau dalam bahasa asingnya Operating System adalah sebuah

program yang mengatur hardware komputer Sistem operasi juga menyediakan fondasi

untuk aplikasi diatasnya dan bertindak sebagai penghubung antara user dengan

hardwaresetiap sistem operasi memiliki caranya masing-masing untuk menyelesaikan

tugasnya Hal ini menimbulkan aneka ragam sistem operasi yang sangat menakjubkan

Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu 1 Klasifikasi Flynn

Didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data dalam sistem komputer

2 Klasifikasi Feng Didasarkan pada pemrosesan paralel dan serial

3 Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1211 Klasifikasi Fylnn

KLASIFIKASI FLYNN 1048790 Klasifikasi sistem komputer yang didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data diperkenalkan oleh Michael J Flynn 1048790 Alur instruksi (instruction stream) adalah urutan instruksi yang dilaksanakan oleh mesin 1048790 Alur data adalah urutan data yang dipanggil oleh alur instruksi 1048790 Baik instruksi maupun data diambil dari modul memori 1048790 Instruksi didecode (diartikan) oleh Control Unit 1048790 Alur data mengalir dua arah antara prosesor dan memori

Ada 4 kategori sistem komputer dalam klasifikasi Flynn 1 Single Instruction stream ndash Single Data stream (SISD) 2 Single Instruction stream ndash Multiple Data stream (SIMD) 3 Multiple Instruction stream ndash Single Data stream (MISD) 4 Multiple Instruction stream ndash Multiple Data stream (MIMD)

1212 Klasifikasi Feng

KLASIFIKASI FENG 1048790 Tse Yun Feng mengusulkan pembagian klasifikasi arsitektur komputer berdasarkan derajat keparalelan (degree of parallelism) 1048790 Jumlah bit maksimum yang dapat diproses dalam satu satuan waktu oleh sistem komputer disebut derajat keparalelan maksimum P 1048790 Bila Pi adalah jumlah bit yang dapat diproses dalam siklus prosesor ke ndash i (atau periode clock ke ndash i) 1048790 Siklus prosesor T dinyatakan oleh i = 123 T 1048790 Maka derajat keparalelan rata-rataa adalah

Ada 4 tipe Metode Pemrosesan

1048790 Word Serial and Bit Serial (WSBS) 1048790 Word Paralel and Bit Setial (WPBS) 1048790 Word Serial and Bit Paralel (WSBP) 1048790 Word Paralel and Bit Paralel (WPBP)

1213 Klasifikasi Handler

Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1214 Menjelaskan Multi Komputer amp Multi Processor

1048790 Multiprosesor MIMD dengan memori yang dapat digunakan bersama semua prosesornya memiliki akses ke pool memori utama

1048790 Multikomputer MIMD dengan memori terdistribusi setiap prosesornya memiliki memori khusus sendiri

1048790 Motivasi pembuatan organisasi multikomputer adalah untuk mengatasi keterbatasan skala multiprosesor

1048790 Karena prosesor-prosesor multikomputer harus berkomunikasi maka elemen penting perancangan multikomputer adalah jaringan interkoneksi yang harus dapat beroperasi seefisien mungkin

1048790 Ada beberapa topologi interkoneksi untuk memberikan kinerja yang efisien

1048790 Terdapat trade-off antara lintasan terpanjang dan jumlah koneksi fisik yang diperlukan

Selesai

BAB III PENUTUP

31 Kesimpulan

32 Saran

Daftar Pustaka

• Definisi
• • Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu

212 Variasi tipe komputer dalam beberapa hal

PENGGOLONGAN KOMPUTER

Berdasarkan Data yang Diolah

1 Analog Computer diams Digunakan untuk data yang sifatnya kontinyu dan bukan data yang berbentuk angka

tetapi dalam bentuk fisik misalnya arus listrik temperatur kecepatan tekanandsb

diams Output dari komputer analog umumnya adalah untuk pengaturan atau pengontrolan suatu mesin misalnya untuk mengatur temperature di dalam suatu alat pembakaran

diams Keuntungan komputer analog adalah kemampuannya untuk menerima data dalam besaran fisik dan langsung mengukur data tertentu tanpa harus dikonversikan terlebih dahulu seperti pd komputer digital sehingga proses komputer analog lebih cepat dibandingkan dengan komputer digital

diams Kelemahan komputer analog adalah terletak pada faktor ketepatannya Komputer digital lebih tepat dibandingkan dengan komputer analog

2 Digital Computer diams Digunakan untuk data yang berbentuk angka atau hurup diams Biasanya dipakai untuk aplikasi bisnis dan aplikasi teknik diams Keunggulan komputer digital adalah

o Memproses data lebih tepat dibanding komputer analog o Dapat menyimpan data selama masih dibutuhkan untuk diproses o Dapat melakukan operasi logika o Data yang telah dimasukkan dapat dikoreksi atau dihapus o Output dari komputer digital dapat berupa angka hurup grafik maupun gambar

3 Hybrid Computer diams Merupakan komputer kombinasi dari komputer analog dan digital diams Mampu memproses data lebih cepat dari komputer digital dan lebih tepat dari

komputer analog diams Biasanya dipakai untuk aplikasi khusus

Berdasarkan Penggunaannya

1 Special Purpose Computer diams Komputer yang dirancang untuk menyelesaikan masalah yang khusus yg biasanya

hanya berupa satu masalah saja diams Program komputer sudah tertentu dan sudah tersimpan di dalam komputernya diams Komputer ini dapat berupa komputer digital maupun komputer analog dan

umumnya komputer analog adalah special purpose computer

diams Spesial purpose computer banyak dikembangkan untuk pengontrolan yang otomatis pada proses-proses industri seperti misalnya pabrik kimia penyulingan minyak pabrik baja serta untuk tujuan militer

2 General Purpose Computer diams Komputer yang dirancang untuk menyelesaikan bermacam-macam masalah dengan

program-program yang bermacam-macam pula diams Dibandingkan dengan special-purpose computer kecepatannya lebih rendah diams Dipakai untuk berbagai keperluan untuk aplikasi bisnis teknik pendidikan

pengolahan kata permainan dsb diams Komputer ini dapat berupa komputer digital maupun komputer analog dan

umumnya komputer digital adalah general purpose computer

Berdasarkan Ukurannya

diams Ukuran dari komputer ditunjukkan oleh kemampuannya dalam mengolah data ditentukan oleh o Kapasitas main memory (simpanan dalam) yg dinyatakan dalam satuan byte

( dengan kapasitas 4 KB 32 KB 64 KB 128 KB 256 KB bahkan dapat dikembangkan sampai 2 MB)

o Konfigurasi dari operand register (operand register digunakan untuk menampung data yang sedang dioperasikan) bisa dengan ukuran 8 bit 16 bit 32 bit dan 64 bit

o Kecepatan pengolahan data o Jumlah dan macam alat-alat input dan outputnya o Ukuran fisik komputer dan ruangan yang dibutuhkan

diams Berdasarkan ukuran komputer dapat digolongkan ke dalam komputer mikro(micro computer) komputer mini (mini computer) komputer kecil (small computer) komputer menengah (medium computer) komputer besar (large computer) dan komputer super (super computer)

1 Micro Computer diams Disebut juga dengan personal computer atau desktop computer diams Ukuran main memory berkisar 16 KB sampai lebih dari 1 MB diams Konfigurasi operand register 8 bit 16 bit 32 bit atau 64 bit diams Umumnya single user ( pemakainya tunggal) diams Ruangan yang dibutuhkan kecil dan dapat diletakkan di atas meja diams Harganya relative murah diams Perkembangan lebih lanjut dari komputer mikro adalah komputer super-mikro

(super micro computer) dimana komputer super mikro sudah multiuser system

2 Mini Computer diams Dapat digolongkan lagi menjadi mini-mini komputer midi-mini computer maxi-

mini computer dan super mini komputer tergantung dari kemampuannya diams Ukuran main memory berkisar 4 MB sampai lebih dari 128 MB diams Konfigurasi operand register 8 bit 16 bit 32 bit atau 64 bit diams Umumnya multi user ( pemakainya banyak)

diams Bentuk dari komputer mini cukup kecil dapat dipindah-pindah dan dapat diletakkan di rumah kecil

diams Harganya relative lebih mahal daripada komputer mikro tergantung dari banyaknya terminal dan alat input serta ouputnya harganya mulai dari Rp 15 juta

diams Mulai digunakan thn 1960 sebanyak 5000 komputer dan tahun 1970 jumlah ini telah meningkat sampai dengan 10000 komputer

diams Diterapkan terhadap aplikasi pengendalian produksi riset laborotarium dan komunikasi data

3 Small Computer diams Disebut juga dengan nama small-scale mainframe computer diams Ukuran main memory berkisar 64 KB dan dapat dikembangkan sampai lebih dari 8

MB diams Konfigurasi operand register 8 bit 16 bit 32 bit atau 64 bit diams Kebanyakan menggunakan system multi programming multi processing dan virtual

storage serta bersifat multi user diams Harganya relative lebih mahal daripada komputer mini tergantung dari banyaknya

terminal dan alat input serta ouputnya mulai dari Rp 50 juta

4 Medium Computer diams Disebut juga dengan nama medium-scale mainframe computer diams Ukuran main memory berkisar 512 KB dan dapat dikembangkan sampai lebih dari 8

MB diams Medium computer dapat mempunyai sejumlah besar dan bermacam-macam alat

input atau output diams Digunakan untuk komunikasi data dengan ratusan terminal yang terpisah dari pusat

komputernya dimana pusat komputernya biasanya menggu8nakan medium computer dan terminal dapat menggunakan micro atau mini computer

diams Kebanyakan menggunakan system multi programming multi processing dan virtual storage serta bersifat multi user

diams Harganya relative lebih mahal daripada small computer mulai dari Rp 150 juta 5 Large Computer

diams Disebut juga dengan nama mainframe computer atau large scale mainframe computer karena bentuk fisiknya besar seperti lemari

diams Ukuran main memory berkisar 512 KB dan dapat dikembangkan sampai lebih dari 8 MB

diams Digunakan oleh perusahaan-perusahaan besar misalnya perusahaan penerbangan yg mempunyai ratusan kantor cabang tersebear di selruh dunia yg tiap-tiap kantor mempunyai terminal yg dihubungkan dengan pusat komputernya

diams Mempunyai kecepatan dalam proses data dan efektif dlm penerapan system time sharing sehingga dapat dipakai banyak pemakai secara bersamaan

diams Harganya relative lebih mahal daripada small computer mulai dari Rp 300 juta

6 Super Computer diams Dikembangkan oleh perusahaan-perusahaan Amerika Serikat dan Jepang diams IBM sebagai salah satu perusahaan yg mengembangkan super computer diams Penelitian juga dilakukan oleh Cray Research dengan hasil Cray-1 computer diams Penerapan system time-sharing yang lebih efektif dengan menggunakan ribuan

terminal yg dapat dihubungkan dengan super computer dan ribuan pemakai dapat menggunakannya secara bersamaan

diams Harga super computer mulai dari 7 juta US $ sampai dengan 17 juta US $

213 Unit Fungsional komputer terdiri dari lima bagian utama

1 Unit Input

KeyboardKeyboards memungkinkan seorang user untuk memasukkan perintah dandata ke dalam system komputerContoh gambar sebuah keyboard

MouseMouse adalah peralatan input yang mempunyai sejumlah tombolPerpindahan dengan tangan sepanjang permukaan mouse akan merubahposisi tampilan pada layar yang merefleksikan perpindahan tersebutTombol pada mouse digunakan untuk memilih item dan membuat pilihanpada layarMouse secara significant dapat mereduksi input yangdimasukkan oleh pemakai melalui serangkaian pengetikanperintah pada keyboard dengan mengklik pada tombol mouseatau item yang tampil pada layar monitor

Trackball Joystick dan Touchpad

Mouse mengenableoperator untuk memindahkan kursor pada layercomputer Sekumpulan perangkat input inovatif telah dikembangkan untukmelakukan fungsi serupa untuk memenuhi berbagai lingkungan aplikasi danpreferensi userPrinsip operasi trackball sangat mirip dengan mouse mekanik Suatu bola

dipasang pada shallow well pada keyboard User memutar bola tersebut untukmengindikasikan pergerakan kursor yang diinginkan di layar

Joystick

adalah stick pendek berputar yang dapat digerakkan dengan tanganuntuk menunjuk ke tiap arah dalam bidang XYPada saat informasi ini dikirim kecomputer software menggerakkan kursor pada layar dengan arah yang sama

2Memori

Fungsi utama dari mainstoragememori adalah menyediakan tempat bagi data

dan instruksi Bagian ini terdiri dari internal memory yaitu berupa RAM (Random

Acces Memory) dan ROM (Read Only Memory) serta eksternal memory yaitu

berbagai macam disk seperti harddisk floppy disk dan optical disk

RAM mempunyai kemampuan untuk melakukan pengecekan data

disimpanan yang disebut dengan parity check Bila data hilang atau rusak dapat

diketahui dari sebuah bit tambahan yang disebut dengan parity bit ROM adalah

memori yang hanya dapat dibaca saja pemakai tidak dapat mengisi sesuatu ke dalam

ROM Isi ROM telah diisi oleh pabrik pembuatnya berupa system operasi yang

terdiri dari program-program pokok yang diperlukan oleh sistem komputer

Perintah-perintah yang ada pada ROM sebagian akan dipindahkan pada

RAM RAM (Random Acces Memori) adalah memori komputer yang dapat diisi

dengan program data selama ada aliran listrik bila aliran listrik mati isi RAM akan

terhapus semuanya Pada waktu program komputer dijalankan sebagian program

yang telah kita masukkan atau kita ketik akan diletakkan di RAM

3 Aritmatika amp Logika

ALU adalah yang melaksanakan pengolahan data secara fisik termasuk

penjumlahan pengurangan pembagian juga logical operasi seperti manyatukan

data menurutkan data memilih data dan lain-lain

4 Unit Output

1 Monitor

Monitor adalah peralatan yang memungkinkan komputer untukmenampilkan informasi balik ke pemakaiuser dalam bentuk teks maupungrafik Monitors mempunyai ukuran yang bervariasi 14 15 17 dan lainnya Semakin besar ukurannya (dalam inch) maka semakin mahal dansemakin luas gambar yang dapat ditampilkan pada monitor Monitor memiliki beberapa variasi bentuk resolusiscreen yang berbeda yang merujuk pada jumlah titikyang bisa ditampung dalam koordinat X dan Y (640 x480 atau 800 x 600) dan refresh rate yangmenunjukkan berapa kali per detik suatu gambar dapatditampilkan pada screen (60Hz berarti 60 kali perdetik) Monitor dengan resolusi screen yang lebih tinggi semisal 1024x768membutuhkan ukuran monitor yang lebih lebar missal 21 (jika tidakmaka akan kelihatan kecil sekali gambarnya jika ditampilkan dalammonitor berukuran 14) dan juga membutuhkan refresh rate yanglebih tinggi semisal 72Hz untuk mencegah tampilan gambar padascreen terlihat berkedip-kedip (flickering)

2 Printer

Printer digunakan untuk mencetak pada kertas apa yang ditampilkan padascreen atau untuk mencetak data yang dioleh oleh komputerPrinter ada yang berwarna (color) dan ada yanghitam putih (black and white) Printer berwarnalebih lambat dan lebih mahal daripada printer hitamputih Juga teknologi yang digunakan untukmencetak informasi pada kertas bervariasitergantung tipe printer

5Unit Kontrol

Unit kontrol atau yang sering dikenal dengan control unit akan menyimpan perintah sekarang yang dilakukan oleh komputer memerintahkan ALU untuk melaksanaan dan mendapat kembali informasi (dari memori) yang diperlukan untuk melaksanakan perintah itu dan memindahkan kembali hasil ke lokasi memori yang sesuai Sekali yang terjadi unit kontrol pergi ke perintah berikutnya (biasanya ditempatkan di slot berikutnya kecuali kalau perintah itu adalah perintah lompatan yang memberitahukan kepada komputer bahwa perintah berikutnya ditempatkan di lokasi lain)

Bagian CPU yang menyebabkan fungsi komputer tercapai ini mengeluarkan sinyal-sinyal kontrol yang bersifat internal bagi CPU untuk memindahkan data antar Register agar ALU melakukan fungsinya untuk mengatur operasi-operasi internal lainnya Register yang merupakan bagian dari unit kontrol adalah tempat penyimpan data sementara dalam CPU selama proses eksekusi Apabila terjadi proses eksekusi data dalam register dikirim ke ALU untuk diproses hasil eksekusi nantinya diletakkan ke register kembali Unit kontrol akan menghasilkan sinyal yang akan mengontrol operasi ALU dan pemindahan data ke dan dari ALU Unit kontrol juga mengeluarkan sinyal kontrol eksternal bagi pertukaran data memori dan modul-modul IO

214 Pengertian Software

Piranti lunak atau perangkat lunak adalah program komputer yang berfungsi sebagai sarana interaksi antara pengguna dan perangkat keras Perangkat lunak dapat juga dikatakan sebagai penterjemah perintah-perintah yang dijalankan pengguna komputer untuk diteruskan ke atau diproses oleh perangkat keras

Perangkat lunak adalah program komputer yang isinya dapat diubah dengan mudah Perangkat lunak umumnya digunakan untuk mengontrol perangkat keras melakukan perhitungan berinteraksi dengan perangkat lunak lainnya dan lain-lain

Contoh dari perangkat lunak

1Sistem operasi

215 Meningkatkan Performa komputer

Untuk Meningkatkan Performa kinerja komputer pertama sekali yang harus

diperhatikan adalah mengukur kapabilitas dan kompatibilitas sistem yang ada pada suatu

perangkat IO sehingga antar terjadi hubungan yang dinamis pada masing-masing

perangkat

31 Keterkaitan Data dengan komputer

311 Pengolahan data terbagi 2

Analog

Digital

Dilihat dari fungsi komputer merupakan suatu perangkat digunakan untuk memproses data kemudian hasil prosesnya diselesaikan secara elektronis didalam CPU Menurut pengolahan data komputer diklasifikasikan menjadi 2 yaitu Analog amp Digital

Analog Suatu sinyal yang dikirimkan dari suatu pemancar (transmitter) ke penerima (receiver) untuk berkomunikasi data tersebut dikirim dalam bentuk suara huruf angka dan karakter lain (tulisan tangan dicetak) foto gambar film dll

Digital Sistem yang memproses nilai diskrit (langkah demi langkah )

Permodulasian Suatu teknik untuk merubah signal Digital ke dalam bentuk signal Analog sehingga data kumpulan jajaran digit dari komputer dapat dihantar melalui kabel telfon yang menghantar informasi secara Analog

Ex AM FM PM

Permodulasian dilakukan oleh alat MODEM (Modulation Demodulation) Signal Analog Signal Digital sebaliknya

312 ASCII

ASCII singkatan dari American Standard Code for Information Interchange Standardyang digunakan pada industri untuk mengkodekan huruf angka dan karakterkarakterlain pada 256 kode (8 bit biner) yang bisa ditampung

Ex Huruf A=65 B=66 C=67 dst

313 Contoh soal Permodulasian AM

Sebuah Host mengirim data rdquo IYA rdquo dengan menggunakan permodulasian AM dengan kecepatan 1 Baud= 2 Bps Amplitudo +- 12 Volt +- 9 Volt +- 6 Volt +- 3 Volt Gbrkan bentuk signal Analog untuk menghantarkan huruf rdquoIYArdquo

Jawab 1 Baud = 2 Bps (dengan Melihat Kode ASCI ) 00 = +- 12 Volt 01 = +- 9 Volt10 = +- 6 Volt 11 = +- 3 Volt

I = 01001001Y = 01011001A = 01000001

314 Sistem Bilangan pada computer

1 BitsSetiap angka 0 dan 1 biasa disebut Bit Bit adalah singkatan dari Binary Digit Kata

Binary diambil dari nama Binary Number System (Sistem Bilangan Biner) Tabel 21berikut menunjukkan tentang bit

2 Sistem Bilangan Biner

Sistem bilangan biner disusun dari angkaangkasama seperti sistem bilangan desimal(sistem bilangan 10) yang sering digunakan saat ini Tetapi untuk desimalmenggunakan angka 0 sampai 9 sistem bilangan biner hanya menggunakan angka 0dan 1Berikut adalah tabel contoh sistem bilangan biner

3 Sistem Bilangan Desimal

Sebelum mempelajari tentang bilangan biner ada baiknya mengetahui tentang sistembilangan yang umum dipakai yaitu desimal (bilangan basis 10) Perhatikan table

Contoh

1243 = (1 X 10 3 ) + (2 X 10 2 ) + (4 X 10 1 ) + (3 X 10 0 )= 1000 + 200 + 40 + 3

4 Sistem Bilangan Biner

Untuk bilangan biner (bilangan basis 2) perhatikan tabel

Contoh

101102 = (1 X 2 4 ) + (0 X 2 3 ) + (1 X 2 2 ) + (1 X 2 1 ) + (0 X 2 0 ) = (16 + 0 + 4 + 2 +0) = 2216810 = 101010002

Cara II

168 2 = 84 sisa 084 2 = 42 sisa 042 2 = 21 sisa 021 2 = 10 sisa 110 2 = 5 sisa 05 2 = 2 sisa 12 2 = 1 sisa 01 2 = 0 sisa 1Bit biner terbesar dimulai dari bawah sehingga 16810 = 101010002

5 Sistem Bilangan Heksadesimal

Bilangan heksadesimal biasa disebut bilangan basis 16 artinya ada 16 simbol yangmewakili bilangan ini Tabel 18 berikut menunjukkan konversi bilanganheksadesimal

Untuk konversi bilangan biner ke heksadesimal perhatikan contoh berikut 101101010100100102 = 0001 0110 1010 1001 0010 = 1 6 A 9 2Jadi bil biner 10110101010010010 sama dengan bil heksadesimal 16A92

6 Sistem Bilangan Oktal

Bilangan oktal disebut bilangan basis 8 artinya ada 8 simbol yang mewakili bilanganini Tabel 19 berikut menunjukkan konversi bilangan oktal

Untuk konversi bilangan biner ke oktal perhatikan contoh berikut 101101010100100102 = 010 110 101 010 010 010 = 2 6 5 2 2 2 8

Jadi bil biner 10110101010010010 sama dengan bil oktal 265222Untuk konversi dari oktal ke heksadesimal ubah terlebih dahulu bilangan oktal yangakan dikonversi menjadi biner Hal ini berlaku juga untuk konversi dari heksadesimalke oktal Perhatikan contoh berikut 7258 = 111 010 1012

= 0001 1101 0101 = 1 D 5 16

FE16 = 1111 11102

= 011 111 110 = 3 7 6 8

315 Sandi yang terdapat pada komputer

1 Sandi 8421 BCD (Binary Coded Decimal)

Sandi 8421 BCD adalah sandi yang mengkonversi bilangan desimal langsung kebilangan binernya sehingga jumlah sandi BCD adalah 10 sesuai dengan jumlahsimbol pada desimal Perhatikan tabel 210 berikut

Contoh

19710 sandi BCDnyaadalah 0001 1001 0111

2 Sandi 2421

Sandi 2421 hampir sama dengan sandi 8421 terutama untuk bilangan desimal 0sampai dengan 4 Tetapi sandi berikutnya merupakan pencerminan yang diinversiPerhatikan tabel

Perhatikan sandi desimal 5 Sandi tersebut merupakan cermin dari sandi 4 desimaltetapi logikanya diinversi Begitu pula pada sandi desimal 6 yang merupakan cermindari sandi desimal 3 yang diinversi dstContoh

37810 sandi 2421nyaadalah 0011 1101 1110

316 Boolean atau Logika Biner

Logika memberi batasan yang pasti dari suatu keadaan Sehingga keadaan tersebuttidak dapat berada dalam dua ketentuan sekaligus Karena itu dalam logika dikenalaturanaturansebagai berikut Suatukeadaan tidak dapat benar dan salah sekaligusMasingmasingadalah hanya benar atau salah (salah satu)Suatukeadaan disebut BENAR bila TIDAK SALAHDua keadaan itu dalam aljabar boole ditunjukkan dengan dua konstanta yaitu logikaldquo1rdquo dan logika ldquo0rdquo

Misal Logika ldquo1rdquo Logika ldquo0rdquoBenar SalahHidup MatiSiang MalamContoh diatas dapat dituliskan Tidak Benar atau Benar = SalahTidak Hidup atau Hidup = MatiTidak Siang atau Siang = MalamTanda garis atas dipakai untuk menunjukkan pertentangan atau lawan dari keadaanitu Sehingga tanda garis tersebut merupakan pertentangan logika (Logical Inversion)yang mempunyai fungsi untuk menyatakan ldquoTidakrdquo (Not)Ā = Tidak A atau Ā = NOT AHimpunan adalah kumpulan dari elemen yang setidaknya memiliki sifat yang samadan bisa memiliki kelompok yang terbatas atau tidak terbatas jumlahnya Misalnyahimpunan mahasiswa politeknik Himpunan tersebut tentu saja terdiri dari bermacammacamkelompok Jika dapat diambil tiga kelompok Kelompokyang berasal dari luar jawa JKelompokyang sedang kuliah KKelompokyang mengerjakan laporan akhir LSehingga seseorang setidaknya masuk dalam satu kelompok tersebut bahkan dapatterjadi masuk dalam dua kelompok sekaligus Misalnya mahasiswa luar jawa yangsedang mengerjakan laporan akhir berarti masuk kelompok J dan L (J AND L) JAND L dituliskan juga dengan J LGabungan antara mahasiswa luar jawa dan mahasiswa yang mengerjakan laporanakhir memiliki pengertian mahasiswa luar jawa atau mahasiswa mengerjakanlaporan akhir J atau L (J OR L) J OR L dituliskan juga dengan J + LLogika Biner (gerbang Boolean) adalah rangkaian digital yang menerima satu ataulebih masukan tegangan untuk memperoleh keluaran tertentu sesuai dengan aturanboole yang berlakuJika membicarakan komputer maka perbedaan tegangan yang digunakan sebagaionoff atau nilai biner 10 nilai 1 ekivalen dengan tegangan +5 volt dan nilai 0ekivalen dengan tegangan 0 volt

41 Rangkaian Logika Kombinasional amp Sekuensial

Rangkaian yang termasuk rangkaian logika kombinasional yaitu Dekoder Enkoder Multiplekser Demultiplekser Pada rangkaian-rangkaian itu terlihat bahwa kondisi keluaran hanya dipengaruhi oleh kondisi masukan pada saat itu

Rangkaian Adder Half Adder

Rangkaian Adder Full Adder

Enkoder

Dekoder

DECIMAL TO BCD ENCODER

Encoder yang sudah umum yaitu decimal to BCD encoder Switch dengan

penekan tombol mirip dengan tombol kalkulator dihubungkan dengan tegangan

Vcc Jika tombol 3 ditekan maka gerbang-gerbang OR pada jalur C dan D

akan mempunyai input bernilai 1 Oleh karena itu maka outputnya menjadi

ABCD = 0011

Dan selengkapnya dapat dilihat pada tabel dibawah ini

INPUT OUTPUT0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 10 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 00 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 10 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 00 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 10 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 00 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 10 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1

2 DECODER

Rangkaian dekoder mempunyai sifat yang berkebalikan dengan enkoder yaitu

merubah kode biner menjadi sinyal diskrit Syarat perancangan sebuah dekoder adalah m

lt= 2n dimana m adalah kombinasi keluaran dan n adalah jumlah bit masukan Sehingga

dapat disimplkan bahwa variabel keluaran bebas tapi harus tetap memperhatikan unsur

efisiensi rangkaian Misal dekoder 3 bit memiliki 8 atau kurang kombinasi keluaran tetapi

bisa memiliki jumlah saluran keluaran lebih dari 8 (10 atau 55 atau 100 dan sebagainya)

Contoh rangkaian dekoder adalah rangkaian dekoder dot matrik dan dekoder seven

segmen

Bila semua segmen menyala maka dapat dibaca sebagai angka decimal 8 Angka

decimal 0 dan 3 terlihat pada menyalanya segmen ndash segmen sesuai gambar Untuk

penampilan huruf hanya beberapa huruf saja yang dapat dibaca dari tujuh segmen

Tabel Kebenaran dekoder seven segmen

INPUT OUTPUTA B C D a b c d e f g0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 00 0 0 1 0 1 1 0 0 0 00 0 1 0 1 1 0 1 1 0 10 0 1 1 1 1 1 1 0 0 10 1 0 0 0 1 1 0 0 1 10 1 0 1 1 0 1 1 0 1 10 1 1 0 1 0 1 1 1 1 10 1 1 1 1 1 1 0 0 0 01 0 0 0 1 1 1 1 1 1 11 0 0 1 1 1 1 1 0 1 11 0 1 0 1 1 1 0 1 1 11 0 1 1 0 0 1 1 1 1 11 1 0 0 1 0 0 1 1 1 01 1 0 1 0 1 1 1 1 0 11 1 1 0 1 0 0 1 1 1 11 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1

a = sum (m0m2m3m5m6m7m8m9m10m12m14m15)

b = sum (m0m1m2m3m4m7m8m9m10m13)

c = sum (m0m1m3m4m5m6m7m8m9m10m11m13)

d = sum (m0m2m3m5m6m8m9m11m12m13m14)

e = sum (m0m2m6m8m10m11m12m13m14m15)

f = sum (m0m4m5m6m8m9m10m11m12m14m15)

g = sum (m2m3m4m5m6m8m9m10m11m13m14m15)

42 Rangkaian Logika Sekuensial (Flip-Flop)

1 Flip-Flop R-SFlip-flop R-S adalah rangkaian dasar dari semua jenis flip-flop yang ada Terdapat berbagai

macam rangkaian flip-flop R-S pada percobaan ini flip-flop R-S disusun dari empat buah gerbang NAND 2 masukan Dua masukan flip-flop ini adalah S (set) dan R (reset) serta dua keluarannya adalah Q dan Qrsquo

Kondisi keluaran akan tetap ketika kedua masukan R dan S berlogika 0 Sedangkan pada kondisi masukan R dan S berlogika 1 maka kedua keluaran akan berlogika 1 hal ini sangat dihindari karena bila kondisi masukan diubah menjadi berlogika 0 kondisi kelurannya tidak dapat diprediksi (bisa 1 atau 0) Keadaan ini disebut kondisi terlarang Selanjutnya kondisi terlarang pacu dan tak tentu akan dijelaskan melalui Tabel 31

Gambar 33 Rangkaian Percobaan Flip-Flop R-S

Tabel 32a Kondisi terlarang pacu dan tak tentu karena perubahan clockNo S R Clock Keterangan1 1 1 Aktif (1) Kondisi terlarang2 1 1 Tepi turun (Berubah dari

1 ke 0)Kondisi pacu

3 1 1 Tidak aktif (0) Kondisi tak tentu

Tabel 32b Kondisi terlarang pacu dan tak tentu karena perubahan clock dan masukan yang serempakNo S R Clock Keterangan1 1 1 Aktif (1) Kondisi terlarang2 0 0 Tepi turun Kondisi pacu3 0 0 Tidak aktif (0) Kondisi tak tentu

2 Flip-flop D

Flip-flop D dapat disusun dari flip-flop S-R atau flip-flop J-K yang masukannya saling berkebalikan Hal ini dimungkinkan dengan menambahkan salah satu masukannya dengan inverter agar kedua masukan flip-flop selalu dalam kondisi berlawanan Flip-flop ini dinamakan dengan flip-flop data karena keluarannya selalu sama dengan masukan yang diberikan Saat flip-flop pada keadaan aktif masukan akan diteruskan ke saluran keluaran

2 Flip-flop J-KFlip-flop J-K merupakan penyempurnaan dari flip-flop R-S terutama untuk mengatasi masalah

osilasi yaitu dengan adanya umpan balik serta masalah kondisi terlarang seperti yang telah dijelaskan di atas yaitu pada kondisi masukan J dan K berlogika 1 yang akan membuat kondisi keluaran menjadi berlawanan dengan kondisi keluaran sebelumnya atau dikenal dengan istilah toggle Sementara untuk keluaran berdasarkan kondisi-kondisi masukan yang lain semua sama dengan flip-flop R-S

Gambar 35 Flip-flop J-K

51 Aritmatika Logika Unit

Macam- macam operasi ALU

Adder (Penjumlahan) Half Adder Full Adder Paralel Adder

Pengurangan (Substraktor)

Perkalian (Multiplexer)

Pembagian bila hasilnya 0 amp 1

Adder

Rangkaian ALU (Arithmetic and Logic Unit) yang digunakan untuk menjumlahkanbilangan dinamakan dengan Adder Karena Adder digunakan untuk memprosesoperasi aritmetika maka Adder juga sering disebut rangkaian kombinasionalaritmetika ALU akan dijelaskan lebih detail pada bab 3 Ada 2 jenis Adder

1 Rangkaian Adder yang hanya menjumlahkan dua bit disebut Half Adder2 Rangkaian Adder yang menjumlahkan tiga bit disebut Full Adder3 Rangkaian Adder yang menjumlahkan banyak bit disebut paralel Adder

Half Adder

Rangkaian half adder merupakan dasar penjumlahan bilangan biner yang masingmasinghanya terdiri dari satu bit oleh karena itu dinamakan penjumlah tak lengkap

1 Jika A=0 dan B=0 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 02 Jika A=0 dan B=1 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 13 Jika A=1 dan B=1 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 0 dengan nilai pindahanCy(Carry Out) = 1

Dengan demikian half adder memiliki 2 masukan (A dan B) dan dua keluaran (S dan Cy)

Dari tabel diatas terlihat bahwa nilai logika dari Sum sama dengan nilai logika darigerbang XOR sedangkan nilai logika Cy sama dengan nilai dari gerbang logikaAND Dari tabel tersebut dapat dibuat rangkaian half adder seperti pada gambar

Full Adder

Full adder mengolah penjumlahan untuk 3 bit bilangan atau lebih (bit tidak terbatas)oleh karena itu dinamakan rangkaian penjumlah lengkap Perhatikan tabel kebenarandari Full adder berikut

Parallel Adder

Parallel Adder adalah rangkaian Full Adder yang disusun secara parallel danberfungsi untuk menjumlah bilangan biner berapapun bitnya tergantung jumlah FullAdder yang diparallelkan Gambar berikut menunjukkan Parallel Adder yang terdiridari 4 buah Full Adder yang tersusun parallel sehingga membentuk sebuah penjumlah 4 bit

Penjumlahan

Komputer hanya dapat melakukan proses aritmetika menggunakan bilangan binerSemua sistem bilangan harus diubah terlebih dahulu ke biner agar dapat diprosesProses yang biasa dilakukan oleh komputer untuk menjumlahkan sistem bilangandesimal biasanya adalah menyandikan ke 8421BCD terlebih dahulu sebelumdijumlahkan Sebelum mempelajari tentang penjumlahan pada 8421BCD ada baiknyamengetahui cara menjumlahkan bilangan biner

Penjumlahan Biner

Ada 4 kondisi yang terjadi pada penjumlahan biner yaitu apabila 0 + 0 0 + 1 1 + 0dan 1 + 1 Jika yang terjadi adalah 1 + 1 kita tidak dapat menyatakan hasil jumlahdalam satu digit Tetapi kita harus melakukan penyimpanan (Carry Out) kedalamkolom yang lebih tinggi Ini berlaku untuk seluruh sistem bilangan Sebagai contohpada bilangan desimal 2 + 5 = 7 dengan carry out = 0 9 + 9 = 8 dengan carry out = 1Contoh

Penjumlahan 8421BCD

Sandi 8421BCD hanya menggunakan bilangan biner untuk 0 sampai 9 karena yangdisandikan hanya 1 digit angka desimal Dalam penjumlahan yang perlu diperhatikanadalah jika hasilnya lebih dari 9 sehingga akan dihasilkan auxillary carry (Carry daribilangan keempat LSB) maupun carry dari MSBBerikut adalah aturan penjumlahan sandi 8421BCDJikajumlah biner dan jumlah BCD sama yaitu AC (Auxillary Carry) = 0 dan Carry= 0 maka tidak diperlukan aturan tambahan

Jikajumlah biner tidak sama dengan jumlah desimal maka memerlukan pengaturantambahan Jika Auxillary Carry (AC) = 0 atau AC = 1 dan Carry (Cy) = 0 dimana hasilpenjumlahan binernya lebih dari 9 desimal maka perlu ditambahkan 6 pada niblerendah tersebut dan tambahkan 1 pada nible yang lebih tinggi

Pengurangan

Pengurangan pada dasarnya merupakan penjumlahan yaitu penjumlahan denganbilangan negatif

500 ndash 255 = 245 (Pengurangan)500 + ()255 = 245 (Penjumlahan)Komputer hanya bekerja pada bilangan ldquo0rdquo dan ldquo1rdquo dan tidak mengenal bilangannegatif Untuk menunjukkan bilangan negatif komputer menggunakan tanda modulus(Modulus Sign) Pada penjumlahan desimal tanda modulus yang digunakan adalahldquo0rdquo untuk bilangan positif dan ldquo9rdquo untuk bilangan negatif Untuk bilangan negatifpada operasi penjumlahannya harus dikomplemen Komplemen yang digunakan padabilangan desimal adalah komplemen10dan komplemen9

Perkalian

Perkalian antara bilangan biner adalah perkalian yang paling mudah diantara sistembilangan lainnya

Pada Teknik Komputer perkalian dilakukan menggunakan register geser kanan (ShiftRight Register) Perhatikan contoh berikut

Register A untuk menyimpan data yang akan dikalikan (Multiplicand)Register B untuk menyimpan data pengali (Multiplier)Register P untuk menyimpan hasil perkalian

Pembagian

Kebalikan dari perkalian pembagian (Division) adalah suatu bentuk dari penguranganyang dilakukan berulangulangDan proses ini juga dapat dilakukan pada rangkaianlogika dengan cara pengurangan dan penggeseran ke kiri (menggunakan shiftleftregister) Berikut adalah aturan dari pembagianKurangkan bilangan pembagi (Divisor) dari MSB bilangan yang akan dibagi(Dividend) lihat hasil pengurangan

Bila hasilnya 1 atau positif Berarti hasil pembagian (Product) adalah 1 Setelah itu hasil pengurangan digeserkekiri satu bit dan dimulai lagi pengurangan oleh bilangan pembagi (Divisor)

Bila hasilnya 0 atau negatif Berarti hasil pembagian (Product) adalah 0 Dalam hal ini sebelum digeser ke kiriharus ditambah dulu dengan bilangan pembagi (Divisor) Setelah digeser ke kiri satubit dimulai lagi proses pengurangan oleh bilangan pembagi Pengurangan olehbilangan pembagi dilakukan dengan penjumlahan komplemen2Bila dalam

penjumlahan tersebut terdapat pindahan (Carry) maka carry tersebut diabaikanPerhatikan contoh berikut 1010 410 = 10102 1004

Karena ada hasil pengurangan yang negatif maka digit yang dihasilkansetelah itu adalah digit pecahan sehingga hasil yang benar 1012 atau 2510

61 Floating Point

71 Control Unit

CONTROL UNIT (CU)

711 Model Control Unit

Unit kontrol atau yang sering dikenal dengan control unit akan menyimpan perintah sekarang yang dilakukan oleh komputer memerintahkan ALU untuk melaksanaan dan mendapat kembali informasi (dari memori) yang diperlukan untuk melaksanakan perintah itu dan memindahkan kembali hasil ke lokasi memori yang sesuai Sekali yang terjadi unit kontrol pergi ke perintah berikutnya (biasanya ditempatkan di slot berikutnya kecuali kalau perintah itu adalah perintah lompatan yang memberitahukan kepada komputer bahwa perintah berikutnya ditempatkan di lokasi lain)

Bagian CPU yang menyebabkan fungsi komputer tercapai ini mengeluarkan sinyal-sinyal kontrol yang bersifat internal bagi CPU untuk memindahkan data antar Register agar ALU melakukan fungsinya untuk mengatur operasi-operasi internal lainnya Register yang merupakan bagian dari unit kontrol adalah tempat penyimpan data sementara dalam CPU selama proses eksekusi Apabila terjadi proses eksekusi data dalam register dikirim ke ALU untuk diproses hasil eksekusi nantinya diletakkan ke register kembali Unit kontrol akan menghasilkan sinyal yang akan mengontrol operasi ALU dan pemindahan data ke dan dari ALU Unit kontrol juga mengeluarkan sinyal kontrol eksternal bagi pertukaran data memori dan modul-modul IO

Model dari unit kontrol

712 Macam-macam unit kontrol

Macam-macam Unit Kontrol1 Unit Kontrol Single-Cycle

Proses di unit kontrol ini hanya terjadi dalam satu clock cycle artinya setiap instruksi (fetch decode execute) ada pada satu cycle maka dari itu tidak memerlukan state Dengan demikian fungsi boolean masing-masing control line hanya merupakan fungsi dari opcode saja Clock cycle harus mempunyai panjang yang sama untuk setiap jenis instruksi

Ada dua bagian pada unit kontrol ini yaitu proses men-decode opcode untuk mengelompokkannya menjadi 4 macam instruksi (yaitu di gerbang AND) dan pemberian sinyal kontrol berdasarkan jenis instruksinya (yaitu gerbang OR) Keempat jenis instruksi adalah ldquoR-formatrdquo (berhubungan dengan register) ldquolwrdquo (membaca memori) ldquoswrdquo (menulis ke memori) dan ldquobeqrdquo (branching)

Sinyal kontrol yang dihasilkan bergantung pada jenis instruksinya Misalnya jika melibatkan memori rdquoR-formatrdquo atau rdquolwrdquo maka akan sinyal rdquoRegwriterdquo akan aktif Hal lain jika melibatkan memori ldquolwrdquo atau ldquoswrdquo maka akan diberi sinyal kontrol ke ALU yaitu ldquoALUSrcrdquo

Desain single-cycle ini lebih dapat bekerja dengan baik dan benar tetapi cycle ini tidak efisien

2 Unit Kontrol Multi-CycleGambar disamping menunjukkan diagram blok dari unit kontrol multi-cycle

Berbeda dengan unit kontrol yang single-cycle unit kontrol yang multi-cycle lebih memiliki banyak fungsi

Dengan memperhatikan state dan opcode fungsi boolean dari masing-masing control line output dapat ditentukan Masing-masingnya akan menjadi fungsi dari 10 buah input logic Jadi akan terdapat banyak fungsi boolean dan masing-masingnya tidak sederhana

Pada cycle ini sinyal kontrol tidak lagi ditentukan dengan melihat pada bit-bit instruksinya Bit-bit opcode memberitahukan operasi apa yang selanjutnya akan di-execute CPU bukan instruksi cycle selanjutnya

713 Fungsi unit kontrol

Fungsi Unit Kontrol1 Pengurutan (sequencing) unit kontrol bertugas mengontrol sejumlah operasi

mikro dalam urutan yang benar

2 Eksekusi (execution) unit kontrol menyebabkan setiap operasi mikro dilakukan

state register overhead

Cycle 1Cycle 2

Cycle 3Cycle 4

Cycle 5

Fetch

Decode

Exec

Mem

WB

lw

Single cycle Implementation

Multiple Cycle Implementation

714 Input Unit Kontrol

Input Unit Kontrol

Unit kontrol mempunyai beberapa input diantaranya1 Clock berfungsi untuk sinkronisasi operasi antar komponen 2 Flag flag-flag ini diperlukan unit kontrol untuk mengetahui status CPU Flag

diset ALU sebagai hasil dari suatu operasi misalnya overflow flag diset 1 bila hasil komputasi melampaui panjang register tempat flag disimpan

3 Instruction register menggunakan opcode untuk menentukan operasi mikro yang akan dilakukan selama siklus eksekusi

4 Sinyal kontrol dari rdquobus controlrdquo memberi jalur ke unit kontrol untuk sinyal-sinyal tertentu seperti sinyal interrupt dan sinyal acknowledgment

715 Output Unit Kontrol

Sinyal kontrol di dalam CPU (control signals within CPU) output unit kontrol terdiri dari dua macam sinyal yaitu

1 sinyal-sinyal yang menyebabkan perpindahan data antar register 2 sinyal-sinyal yang dapat mengaktifkan fungsi ALU yang spesifik

Sinyal kontrol ke rdquobus controlrdquo juga terdiri atas 2 sinyal yaitu1 sinyal kontrol ke memori 2 sinyal kontrol ke modul-modul IO

716 Implementasi Unit Kontrol

1 Implementasi hardwired Unit kontrol merupakan rangkaian kombinatorial Sinyal-sinyal logika

inputnya akan didekodekan menjadi sinyal-sinyal logika output yang merupakan sinyal-sinyal kontrol ke sistem komputer Sinyal-sinyal input tersebut seperti clock flag register instruction dan sinyal kontrol merupakan input bagi unit kontrol untuk mengetahui status komputer Sinyal keluaran yang dihasilkan akan mengendalikan sistem kerja komputer

N buah input biner akan menghasilkan 2N output biner Setiap instruksi memiliki opcode yang yang berbeda-bedaOpcode yang berbeda dalam instruksi akan menghasilkan sinyal kontrol yang berbeda pula Pewaktu unit kontrol mengeluarkan rangkaian pulsa yang periodik

Pulsa waktu ini digunakan untuk mengukur durasi setiap operasi mikro yang dijalankan CPU intinya digunakan untuk sinkronisasi kerja masing-masing bagian

Masalah dalam Merancang Implementasi Hardwired Memiliki kompleksitas dalam pengurutan dan operasi mikronya Sulit didesain dan dilakukan pengetesan Tidak fleksibel Sulit untuk menambahkan instruksi baru

2 Implementasi microprogrammed Implementasi yang paling reliabel saat ini adalah implementasi

microprogrammed Unit kontrol memerlukan sebuah memori untuk menyimpan program kontrolnya

Fungsindashfungsi pengontrolan dilakukan berdasarkan program kontrol yang tersimpan pada unit kontrol Selain itu fungsindashfungsi pengontrolan tidak berdasarkan dekode dari input unit kontrol lagi

Teknik ini dapat menjawab kesulitanndashkesulitan yang ditemui dalam implementasi hardwired

81 Memori amp Piranti Penyimpanan

811 Jenis-Jenis memori

Berdasarkan komponen yang digunakan terbagi atas

1 Vacuum Tubes

Komputer generasi pertama ENIAC tahun 1946 menggunakan komponentabung hampa udara untuk main memory Memori ini relatif berukuran besardan tiap-tiap tabung hampa udara mewakili 1 bit

2 Magnetic Core Storage

Digunakan sekitar tahun 1960 ndash 1970 Terdiri dari ribuan cincin magnetikkecil berukuran 18 mm dengan lubang berdiameter 10 mm Tiap-tiap coredihubungkan dengan kabel kawat membentuk suatu bidang core (core plane)dan ditumpuk membentuk suatu core stackMasing-masing core dapat menyimpan 1 bit bila dimagnetasi dengan suatuarus listrik dari dua arah jurusan yang masing-masing bermuatan frac12 arus

3 Planar Thin-Film Storage

Terbuat dari lempengan tipis keramik atau metal tembus pandang yang berisi

kumpulan besi nikel berbentuk empat persegi panjang kecil dihubungkandengan kabel-kabel

4 Semiconductor Storage

Mulai banyak digunakan sejak tahun 1970-an hingga sekarangTerbuat dariVLSI (Very Large Scale Integration) yaitu meletakkan sejumlah besar circuitke dalam suatu chip Teknologi yang digunakan adalah MOS (Metal OxideSemiconductor) dan bersifat volatileKomputer IBM 704 pada GeneralElectric Computer facility diArizona State University 1956Sebuah mesin vacuum tubedengan magnetic core storageSingle layer thin film dengan Ta2N resistors

5 Josephson Junction

Diciptakan oleh Brian Josephson dari Inggris Merupakan memori yang dapatmelakukan switch dari bit 1 ke bit 0 atau sebaliknya dengan kecepatan yangtinggi yaitu kurang dari sepertriliun detik Menggunakan suatu tempat

tertutup yang berisi helium cair dengan suhu sekitar -200 derajat celcius

6 Charged-Coupled Device (CCD)

Merupakan memori yang terdiri dari ribuan metal bujur sangkar berukurankecil yang masing-masing dapat menyimpan informasi digit binari dalambentuk beban elektronik (electric charge)

812 Hirarki Memori

Sebagian besar komputer memiliki hirarki memori yang terdiri atas tiga level yaitu

1 Physical Register di CPU berada di Level teratas Informasi yang berada

di Register dapat diakses dalam satu Clock cycle CPU

2 Primary Memory (Executable memory ) berada dilevel tengah

Contohnya RAM Primary Memory diukur dengan satu byte dalam satu

waktu secara relatif dapat diakses dengan cepat bersifat volatil (informasi

bisa hilang ketika komputer dimatikan) CPU mengakses memori ini

dengan instruksi single load dan store dalam beberapa clock cycle

3 Secondary Memory berada dilevel bawah Contohnya disk atau tape

Secondary memory diukur sebagai kumpulan dari bytes(block of bytes)

waktu aksesnya lambat bersifat non-volatil (informasi tetap tersimpan

ketika komputer dimatikan) Memori ini diterapkan di storage device jadi

akses meliputi aksi oleh driver dan device

813 Memori Internal

Memori internal o Berada di luar CPU tetapi bersifat internal terhadap sistem komputero Diperlukan oleh CPU untuk proses eksekusi (operasi) program sehingga

dapat diakses secara langsung oleh prosesor (CPU) tanpa modul perantarao Memori internal sering juga disebut sebagai memori primer atau memori

utama o Memori internal biasanya menggunakan media RAM

Random Access Memori (RAM)

Ram adalah suatu memori baca tulis artinya data dapat dibaca dari atau ditulis ke RAM dan dapat dilakukan secara berulang-ulang dengan data yang berbeda-beda Jenis memori ini merupakan jenis volatile (mudah menguap) yaitu data yang tersimpan akan hilang jika catu dayanya dimatikan Karena alasan tersebut maka program utama tidak pernah disimpan di RAM Random artinya data yang disimpan pada RAM dapat diakses secara acak RAM dibagi lagi menjadi dua jenis yaitu jenis statik dan jenis dinamik RAM statik menyimpan satu bit informasi dalam sebuah flip-flop Jenis RAM ini asyncronous dan tidak memerlukan sinyal clock RAM statik biasanya digunakan untuk aplikasi-aplikasi yang tidak memerlukan kapasitas memori RAM yang besar RAM dinamik menyimpan satu bit informasi data sebagai muatan RAM dinamik menggunakan kapasitansi gerbang substrat sebuah transistor MOS sebagai sel memori elementer Untuk menjaga agar data yang tersimpan RAM dinamik tetap utuh data tersebut harus disegarkan kembali dengan cara membaca dan menulis ulang data tersebut kememori RAM dinamik ini digunakan untuk aplikasi ynag memerlukan RAM dengan kapasitas besar misalnya dalam sebuah komputer pribadi (PC)

Read Only Memory (ROM)

Jenis memori ini datanya hanya bisa dibaca dan tidak bisa ditulis secara berulang-ulang Memori ini berjenis non-volatile artinya data yang disimpan tidak mudah menguap (hilang) walaupun catu dayanya dimatikan Karena itu memori ini biasa digunakan untuk menyimpan program utama dari suatu sistem Jenis ROM yang dikenal dipasaran ada lima jenis yaitu

- ROM (Read Only Memory) yang diprogram dalam proses pembuatannya Jenis ini tidak dapat diprogram ulang

- PROM (Programmable ROM) yang diprogram dengan cara memutuskan hubungan sekering internal PROM hanya dapat diprogram satu kali dan tidak dapat diprogram ulang

- EPROM (Erasable PROM) yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat dari piranti Dihapus dengan cara pemberian sinar ultra violet melalui jendela pada bagian atas IC Setelah dihapus dapat diprogram ulang

- EEPROM (Electrically EPROM) sama saja dengan EPROM hanya cara penghapusannya dilakukan secara listrik

- Flash EPROM yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat pada piranti Memori ini dapat diisi ulang

Dari semua jenis memori diatas yang sering digunakan adalah memori jenis EPROM dan

EEPROM karena harganya paling murah dan mudah didapat dipasaran

814 Memori Eksternal

Memori eksternal o Bersifat eksternal terhadap sistem komputer dan tentu saja berada di luar

CPUo Diperlukan untuk menyimpan data atau instruksi secara permaneno Tidak diperlukan di dalam proses eksekusi sehingga tidak dapat diakses secara

langsung oleh prosesor (CPU) Untuk akses memori eksternal ini oleh CPU harus melalui pengontrolmodul IO

o Memori eksternal sering juga disebut sebagai memori sekunder o Memori ini terdiri atas perangkat storage peripheral seperti disk pita

magnetik dll berbagai jenis memory Eksternal

1 Berdasarkan jenis akses data

Berdasarkan jenis aksesnya memori eksternal dikelompokkan menjadi 2 jenis yaitu

a DASD (Direct Access Storage Device) dimana ia mempunyai akses langsung

terhadap data Contoh Magnetik(Floppy disk hard disk) Removable hard

disk(Zip disk Flash disk) Optical Disk

b SASD (Sequential Access Storage Device) Akses data secara tidak langsung

(berurutan) seperti Pita Magnetik

2Berdasarkan Karakteristik Bahan

Berdasarkan karakteristik bahan pembuatanya memori eksternal digolongkan

menjadi beberapa kelompok

a Punched Card atau kartu berlobang

a merupakan kartu kecil berisi lubang-lubang yang menggambarkan berbagai instruksi atau data Kartu ini dibaca melalui puch card reader yang sudah tidak digunakan lagi sejak tahun 1979

b Magnetik Disk Magnetik disk merupakan disk yang terbuat dari bahan yang bersifat magnetik contoh Floppy dan hardsik

c Optical Disk Optical disk terbuat dari bahan optik seperti resin (Polycaronate) dan dilapisi permukaan yang sangat reflektif seperti aluminium contoh CD dan DVD

d Magnetik TapeSedangkan magnetik tape terbuat dari bahan yang bersifat magnetik tetapi berbentuk pita seperti halnya pita kaset tape recorder

91 Bus amp Sistem Bus

Dalam Arsitektur komputer sebuah Bus adalah sebuah subsistem yang mentransfer data

atau listrik antar komponen komputer didalam sebuah komputer atau antar komputer

Bus komputer awal merupakan bus listrik paralel dengan banyak hubungan tetapi istilah

ini sekarang digunakan untuk pengaturan fisik yang menyediakan fungsi logika yang

sama dengan sebuah bus listrik paralel dan dapat dihubungkan dengan kabel dalam

sebuah topologi multidrop atau daisy chain atau dihubungkan dengan switch seperti

dalam kasus bus USB

System bus atau bus System dalam Arsitektur komputer merujuk pada bus yang

digunakan oleh sistem komputer untuk menghubungkan semua komponennya dalam

menjalankan tugas sebuah bus adalah sebutan untuk jalur dimana data dapat mengalir

dalam komputer jalur-jalur ini digunakan untuk komunikasi dan dapat dibuat antara dua

elemen atau lebih Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan

dieksekusi oleh CPU melalui perantara sistem bus

911 Transfer informasi pada bus

Suatu mendukung bermacam-macam transfer data Semua bus mendukung transfer baca

(master slave) dan transfer tulis( slave ke master) Pada semua multiplexed addressdata

bus pertama-tama bus digunakan untuk menspesifikasikan alamat dan kemudian untuk

melakukan transfer data Untuk operasi baca biasanya terdapat waktu tunggu pada saat

data sedang diambil dari slave untuk ditaruh pada bus Baik bagi operasi baca maupun

tulis mungkin juga terdapat delay bila hal itu diperlukan untuk melalui arbitrasi agar

mendapatkan kontrol bus untuk sisa operasi (yaitu mengambil alih bus untuk melakukan

request baca atau tulis kemudian mengambil alih lagi bus untuk membentuk operasi baca

atau tulis

Pada alamat dedicate dan bus-bus alamat ditaruh ada bus alamat dan tetap berada disana

selama data tersimpan pada bus data Bagi operasi tulis master menaruh data pada bus

data begitu alamat telah stabil dan slave telah mempunyai kesempatan untuk mengetahui

alamatnya bagi operasi baca slave menaruh data pada bus dan begitu slae mengetahui

alamatnya dan telah mengembil data

912 Sistem Bus dengan Jalur Data Alamat dan Kontrol

Jalur bus yang digunakan untuk mentransfer data dapat dikelompokkanrnenjadi tiga tipe jalur data alamat dan kontrol

Data bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi data dan instruksi

Address bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi untuk alamat di

main memory untuk data atau instruksi yang akan diambil atau direkam

Control bus yaitu bus yang digunakan untuk mengirimkan signal sebagai

pemberitahuan akan dikirimkan suatu informasi atau telah diterimanya informasi

yang akan dikirimkan dari suatu alat ke alat lainnya

913 Hirarki Bus

Bus merupakan lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih perangkat

computer Karakteristik penting sebuah bus adalah bahwa bus merupakan media

transmisi yang dapat digunakan bersama Sejumlah perangkat yang terhubung ke bus dan

suatu sinyal yang ditransmisikan oleh salah satu perangkat ini data diterimaoleh salah

satu perangkat yang terhubung ke bus

Umumnya sebuah bus terdiri dari sejumlah lintasan komunikasi atau saluran Masing-

masing saluran dapat mentransmisi sinyal yang menunjukan biner 1 dan biner 0

serangkaian digit biner dapat ditransmisi melalui saluran tunggal

914 Bus Data dan Bus Alamat

1 Bus data

Jalur data yang dilalui informasi ke dan dari microprocessor bahan data keterangan

catatan fakta fakta atau bagian dari fakta yang mengandung arti yang dihubungkan

dengan kenyataan simbol-simbol gambar kata-kata angka huruf yang menunjukan ide

objek kondisi dan lainnya

Data itu sendiri merupakan bentuk jamak dari datum yang berarti informasi jelasnya data

itu dapat berupa apa saja dan dapat ditemui dimana saja

2 Bus Alamat

Bus alamat pengalamatan transformasi data bus Pengalamatan bus ini berisi 16 2024

jalur sinyal paralel atau lebih CPU mengirim alamat lokasi memori atau port yang ingin

ditulis atau dibaca di bus ini jumlah lokasi memori yang dapat dialamati ditentukan

jumlah jalur alamat Jika CPU mempunyai N jalur alamat maka dapat mengalamati 2

pangkat N lokasi memori dan atau port secara langsung

101 Unit Input amp Output

Salah satu fitur dasar komputer adalah kemampuannya untuk mempertukarkandata dengan perangkat lain Kemampuan komunikasi ini memungkinkan operatormanusia misalnya untuk menggunakan keyboard dan layer display untuk mengolahteks dan grafik

1011 Dasar Unit Input Output

Unit IO memberi CPU kemampuan untuk berkomunikasi dengan peripheral Merupakan

entity dalam komputer yang bertanggung jawab atas pengontrol sebuah perangkat

eksternal atau lebih dan untuk pertukaran data antara alat-alat tersebut dengan memory

utama dan atau register-register dalam CPU

Alasan- alasan dipertukarkannya unit IO

Adanya aneka ragam peripheral yang memiliki macam-macam metode operasi

Perbedaan kecepatan transfer data antara sistem BUS dengan piranti IO BUS= 20

nano detik sedang IO lebih dari 100 nano detik

Peripheral seringkali menggunakan format data dan panjang word yang berlainan

dengan komputer

Perbedaan besar tegangan dan arus data yang diperlukan untuk transfer informasi

dari dan ke peripheral dengan sistem bus

Tujuan Unit IO

Melakukan kompensasi perbedaan kecepatan dan perwaktuan antara CPU dan

peripheral

Melakukan penyesuaian tegangan dan arus satu aras ke aras lain

Menyesuaikan panjang data antara sistem BUS dan BUS IO

1012 Antarmuka IO

Gambar 122 mengilustrasikan hardware yang diperlukan untukmenghubungkan perangkat IO ke bus Dekoder alamat mengenableperangkattersebut untuk mengenali alamatnya pada saat alamat ini muncul pada jalur alamatRegister data menyimpan data yang ditransfer ked an dari prosessor Register statusberisi informasi yang relevan dengan operasi perangkat IO Register data dan statusdihubungkan dengan bus data dan ditetapkan dengan alamatalamatunik Dekoderalamat register data dan status dan sirkuit control yang diperlukan untukmengkoordinasikan transfer IO membentuk sirkuit antar muka perangkatGambar 122 Antarmuka IO untuk perangkat input

Perangkat IO beroperasi pada kecepatan yang sangat berbeda denganprosessor Pada saat operator manusia memasukkan karakter pada keyboardprosessor mampu mengeksekusi jutaan instruksi antarentrikarakter yang berurutanSuatu instruksi yang membaca karakter dari keyboard sebaiknya hanya dieksekusipada saat karakter tersebut tersedia dalam input buffer antarmuka keyboard Juga kitaharus memastikan bahwa karakter input tersebut hanya dibaca sekali

1013 Transfer data pada IO

Transfer dataFormat transfer

- Paralel semua bit pada karakter (word denganpanjang tertentu) dikirim secara bersamaan dalambatas waktu yang diberikan

- Serial Data dikirim secara berurutan dalam satu saluran

Transfer data secara paralel lebih cepat daripada secaraserial karena saluran transmisinya banyak kelemahannyakalau terlalu panjang akan terjadi interferensi antarsaluran

Mode transfer data

1 Synchronous modeBaris kendali digunakan untuk mengsinkronkan waktupada semua kejadian yang terjadi selama periodewaktu tertentuKelemahanbull Tiap piranti IO berbeda-beda kecepatan operasinyasehingga harus diturunkan pada kecepatan yangpaling rendah

2 Asynchronous mode

Menggunakan teknik jabat tangan (hand shaking) untukmenyakinkan transfer data antara pengirim danpenerima tidak ada kesalahan (data valid)

111 Interupsi

Interupsi merupakan bagian penting dari sistem arsitektur komputer Setiap sistem

komputer memiliki mekanisme yang berbeda Interupsi bisa terjadi apabila perangkat

keras (hardware) atau perangkat lunak minta ldquo dilayanirdquo oleh processor apabila terjadi

interupsi maka processor menghentikan proses yang sedang dikerjakannya kemudian

beralih mengerjakan service rutin untuk melayani intrupsi tersebut Setelah selesai

mengerjakan service rutin maka prosesor kembali melanjutkan proses yang tertunda

1111 Kelas Sinyal Interupsi

Program yaitu Interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi

pada hasil eksekusi program Contioh Aritmatika overflow pembagian nol

operasi ilegal

Timer adalah Interupsi yang dibangkitkan pewaktuan dalam prosesor Sinyal ini

memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsi tertentu secara reguler

I O sinyal Interupsi yang di bangkitkan oleh Modul IO sehubngan pemberitahuan

kondisi Error dan penyelesaian suatu operasi

Hardware Failure adalah Interupsi yang dibangkitkan oleh kegagalan daya atau

kesalahan paritas memori

1112 Proses Interupsi

Dengan adanya mekanisme Interupsi prossesor dapat digunakan untuk

mengeksekusi intsruksi- instruksi lain

Saat suatu modul telah selesai menjalankan tugasnya dan siap menerima tugas

berikutnya maka modul ini akan mengirimkan permintaan interupsi ke prosesor

Kemudian prosesor akan menghentikan eksekusi yang dijalankannya untuk

menghandle routine interupsi

Setelah program interupsi selesai maka processor akan melanjutkan eksekusi

programnya kembali

Saat sinyal Interupsi diterima processor ada dua kemungkinan tindakan yaitu

Interupsi diterima ditangguhkan dan Interupsi ditolak

1113 Interupsi Ditangguhkan

Apa yang dilakukan Processor

Processor menangguhkan eksekusi program yang dijalankan dan menyimpan

konteksnya tindakan ini adalah menyimpan alamat instruksi berikutnya yang akan

dieksekusi dan data lain yang relevan

Processor menyetel program Counter (PC) ke alamat awal routine intterupt handler

1114 Sistem Operasi Kompleks

Interupsi ganda (Multiple interupt)

Misalnya suatu komputer akan menerima permintaan interupsi saat proses

pencetakan dengan printer selesai disamping itu dimungkinkan dari saluran

komunikasi akan mengirimkan permintaan interupsi setiap kali data tiba

Dapat diambil dua buah pendekatan untuk menangani interupsi ganda ini

121 Arsitektur dan Klasifikasi Sistem Komputer

Sebuah sistem operasi atau dalam bahasa asingnya Operating System adalah sebuah

program yang mengatur hardware komputer Sistem operasi juga menyediakan fondasi

untuk aplikasi diatasnya dan bertindak sebagai penghubung antara user dengan

hardwaresetiap sistem operasi memiliki caranya masing-masing untuk menyelesaikan

tugasnya Hal ini menimbulkan aneka ragam sistem operasi yang sangat menakjubkan

Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu 1 Klasifikasi Flynn

Didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data dalam sistem komputer

2 Klasifikasi Feng Didasarkan pada pemrosesan paralel dan serial

3 Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1211 Klasifikasi Fylnn

KLASIFIKASI FLYNN 1048790 Klasifikasi sistem komputer yang didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data diperkenalkan oleh Michael J Flynn 1048790 Alur instruksi (instruction stream) adalah urutan instruksi yang dilaksanakan oleh mesin 1048790 Alur data adalah urutan data yang dipanggil oleh alur instruksi 1048790 Baik instruksi maupun data diambil dari modul memori 1048790 Instruksi didecode (diartikan) oleh Control Unit 1048790 Alur data mengalir dua arah antara prosesor dan memori

Ada 4 kategori sistem komputer dalam klasifikasi Flynn 1 Single Instruction stream ndash Single Data stream (SISD) 2 Single Instruction stream ndash Multiple Data stream (SIMD) 3 Multiple Instruction stream ndash Single Data stream (MISD) 4 Multiple Instruction stream ndash Multiple Data stream (MIMD)

1212 Klasifikasi Feng

KLASIFIKASI FENG 1048790 Tse Yun Feng mengusulkan pembagian klasifikasi arsitektur komputer berdasarkan derajat keparalelan (degree of parallelism) 1048790 Jumlah bit maksimum yang dapat diproses dalam satu satuan waktu oleh sistem komputer disebut derajat keparalelan maksimum P 1048790 Bila Pi adalah jumlah bit yang dapat diproses dalam siklus prosesor ke ndash i (atau periode clock ke ndash i) 1048790 Siklus prosesor T dinyatakan oleh i = 123 T 1048790 Maka derajat keparalelan rata-rataa adalah

Ada 4 tipe Metode Pemrosesan

1048790 Word Serial and Bit Serial (WSBS) 1048790 Word Paralel and Bit Setial (WPBS) 1048790 Word Serial and Bit Paralel (WSBP) 1048790 Word Paralel and Bit Paralel (WPBP)

1213 Klasifikasi Handler

Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1214 Menjelaskan Multi Komputer amp Multi Processor

1048790 Multiprosesor MIMD dengan memori yang dapat digunakan bersama semua prosesornya memiliki akses ke pool memori utama

1048790 Multikomputer MIMD dengan memori terdistribusi setiap prosesornya memiliki memori khusus sendiri

1048790 Motivasi pembuatan organisasi multikomputer adalah untuk mengatasi keterbatasan skala multiprosesor

1048790 Karena prosesor-prosesor multikomputer harus berkomunikasi maka elemen penting perancangan multikomputer adalah jaringan interkoneksi yang harus dapat beroperasi seefisien mungkin

1048790 Ada beberapa topologi interkoneksi untuk memberikan kinerja yang efisien

1048790 Terdapat trade-off antara lintasan terpanjang dan jumlah koneksi fisik yang diperlukan

Selesai

BAB III PENUTUP

31 Kesimpulan

32 Saran

Daftar Pustaka

• Definisi
• • Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu

diams Spesial purpose computer banyak dikembangkan untuk pengontrolan yang otomatis pada proses-proses industri seperti misalnya pabrik kimia penyulingan minyak pabrik baja serta untuk tujuan militer

2 General Purpose Computer diams Komputer yang dirancang untuk menyelesaikan bermacam-macam masalah dengan

program-program yang bermacam-macam pula diams Dibandingkan dengan special-purpose computer kecepatannya lebih rendah diams Dipakai untuk berbagai keperluan untuk aplikasi bisnis teknik pendidikan

pengolahan kata permainan dsb diams Komputer ini dapat berupa komputer digital maupun komputer analog dan

umumnya komputer digital adalah general purpose computer

Berdasarkan Ukurannya

diams Ukuran dari komputer ditunjukkan oleh kemampuannya dalam mengolah data ditentukan oleh o Kapasitas main memory (simpanan dalam) yg dinyatakan dalam satuan byte

( dengan kapasitas 4 KB 32 KB 64 KB 128 KB 256 KB bahkan dapat dikembangkan sampai 2 MB)

o Konfigurasi dari operand register (operand register digunakan untuk menampung data yang sedang dioperasikan) bisa dengan ukuran 8 bit 16 bit 32 bit dan 64 bit

o Kecepatan pengolahan data o Jumlah dan macam alat-alat input dan outputnya o Ukuran fisik komputer dan ruangan yang dibutuhkan

diams Berdasarkan ukuran komputer dapat digolongkan ke dalam komputer mikro(micro computer) komputer mini (mini computer) komputer kecil (small computer) komputer menengah (medium computer) komputer besar (large computer) dan komputer super (super computer)

1 Micro Computer diams Disebut juga dengan personal computer atau desktop computer diams Ukuran main memory berkisar 16 KB sampai lebih dari 1 MB diams Konfigurasi operand register 8 bit 16 bit 32 bit atau 64 bit diams Umumnya single user ( pemakainya tunggal) diams Ruangan yang dibutuhkan kecil dan dapat diletakkan di atas meja diams Harganya relative murah diams Perkembangan lebih lanjut dari komputer mikro adalah komputer super-mikro

(super micro computer) dimana komputer super mikro sudah multiuser system

2 Mini Computer diams Dapat digolongkan lagi menjadi mini-mini komputer midi-mini computer maxi-

mini computer dan super mini komputer tergantung dari kemampuannya diams Ukuran main memory berkisar 4 MB sampai lebih dari 128 MB diams Konfigurasi operand register 8 bit 16 bit 32 bit atau 64 bit diams Umumnya multi user ( pemakainya banyak)

diams Bentuk dari komputer mini cukup kecil dapat dipindah-pindah dan dapat diletakkan di rumah kecil

diams Harganya relative lebih mahal daripada komputer mikro tergantung dari banyaknya terminal dan alat input serta ouputnya harganya mulai dari Rp 15 juta

diams Mulai digunakan thn 1960 sebanyak 5000 komputer dan tahun 1970 jumlah ini telah meningkat sampai dengan 10000 komputer

diams Diterapkan terhadap aplikasi pengendalian produksi riset laborotarium dan komunikasi data

3 Small Computer diams Disebut juga dengan nama small-scale mainframe computer diams Ukuran main memory berkisar 64 KB dan dapat dikembangkan sampai lebih dari 8

MB diams Konfigurasi operand register 8 bit 16 bit 32 bit atau 64 bit diams Kebanyakan menggunakan system multi programming multi processing dan virtual

storage serta bersifat multi user diams Harganya relative lebih mahal daripada komputer mini tergantung dari banyaknya

terminal dan alat input serta ouputnya mulai dari Rp 50 juta

4 Medium Computer diams Disebut juga dengan nama medium-scale mainframe computer diams Ukuran main memory berkisar 512 KB dan dapat dikembangkan sampai lebih dari 8

MB diams Medium computer dapat mempunyai sejumlah besar dan bermacam-macam alat

input atau output diams Digunakan untuk komunikasi data dengan ratusan terminal yang terpisah dari pusat

komputernya dimana pusat komputernya biasanya menggu8nakan medium computer dan terminal dapat menggunakan micro atau mini computer

diams Kebanyakan menggunakan system multi programming multi processing dan virtual storage serta bersifat multi user

diams Harganya relative lebih mahal daripada small computer mulai dari Rp 150 juta 5 Large Computer

diams Disebut juga dengan nama mainframe computer atau large scale mainframe computer karena bentuk fisiknya besar seperti lemari

diams Ukuran main memory berkisar 512 KB dan dapat dikembangkan sampai lebih dari 8 MB

diams Digunakan oleh perusahaan-perusahaan besar misalnya perusahaan penerbangan yg mempunyai ratusan kantor cabang tersebear di selruh dunia yg tiap-tiap kantor mempunyai terminal yg dihubungkan dengan pusat komputernya

diams Mempunyai kecepatan dalam proses data dan efektif dlm penerapan system time sharing sehingga dapat dipakai banyak pemakai secara bersamaan

diams Harganya relative lebih mahal daripada small computer mulai dari Rp 300 juta

6 Super Computer diams Dikembangkan oleh perusahaan-perusahaan Amerika Serikat dan Jepang diams IBM sebagai salah satu perusahaan yg mengembangkan super computer diams Penelitian juga dilakukan oleh Cray Research dengan hasil Cray-1 computer diams Penerapan system time-sharing yang lebih efektif dengan menggunakan ribuan

terminal yg dapat dihubungkan dengan super computer dan ribuan pemakai dapat menggunakannya secara bersamaan

diams Harga super computer mulai dari 7 juta US $ sampai dengan 17 juta US $

213 Unit Fungsional komputer terdiri dari lima bagian utama

1 Unit Input

KeyboardKeyboards memungkinkan seorang user untuk memasukkan perintah dandata ke dalam system komputerContoh gambar sebuah keyboard

MouseMouse adalah peralatan input yang mempunyai sejumlah tombolPerpindahan dengan tangan sepanjang permukaan mouse akan merubahposisi tampilan pada layar yang merefleksikan perpindahan tersebutTombol pada mouse digunakan untuk memilih item dan membuat pilihanpada layarMouse secara significant dapat mereduksi input yangdimasukkan oleh pemakai melalui serangkaian pengetikanperintah pada keyboard dengan mengklik pada tombol mouseatau item yang tampil pada layar monitor

Trackball Joystick dan Touchpad

Mouse mengenableoperator untuk memindahkan kursor pada layercomputer Sekumpulan perangkat input inovatif telah dikembangkan untukmelakukan fungsi serupa untuk memenuhi berbagai lingkungan aplikasi danpreferensi userPrinsip operasi trackball sangat mirip dengan mouse mekanik Suatu bola

dipasang pada shallow well pada keyboard User memutar bola tersebut untukmengindikasikan pergerakan kursor yang diinginkan di layar

Joystick

adalah stick pendek berputar yang dapat digerakkan dengan tanganuntuk menunjuk ke tiap arah dalam bidang XYPada saat informasi ini dikirim kecomputer software menggerakkan kursor pada layar dengan arah yang sama

2Memori

Fungsi utama dari mainstoragememori adalah menyediakan tempat bagi data

dan instruksi Bagian ini terdiri dari internal memory yaitu berupa RAM (Random

Acces Memory) dan ROM (Read Only Memory) serta eksternal memory yaitu

berbagai macam disk seperti harddisk floppy disk dan optical disk

RAM mempunyai kemampuan untuk melakukan pengecekan data

disimpanan yang disebut dengan parity check Bila data hilang atau rusak dapat

diketahui dari sebuah bit tambahan yang disebut dengan parity bit ROM adalah

memori yang hanya dapat dibaca saja pemakai tidak dapat mengisi sesuatu ke dalam

ROM Isi ROM telah diisi oleh pabrik pembuatnya berupa system operasi yang

terdiri dari program-program pokok yang diperlukan oleh sistem komputer

Perintah-perintah yang ada pada ROM sebagian akan dipindahkan pada

RAM RAM (Random Acces Memori) adalah memori komputer yang dapat diisi

dengan program data selama ada aliran listrik bila aliran listrik mati isi RAM akan

terhapus semuanya Pada waktu program komputer dijalankan sebagian program

yang telah kita masukkan atau kita ketik akan diletakkan di RAM

3 Aritmatika amp Logika

ALU adalah yang melaksanakan pengolahan data secara fisik termasuk

penjumlahan pengurangan pembagian juga logical operasi seperti manyatukan

data menurutkan data memilih data dan lain-lain

4 Unit Output

1 Monitor

Monitor adalah peralatan yang memungkinkan komputer untukmenampilkan informasi balik ke pemakaiuser dalam bentuk teks maupungrafik Monitors mempunyai ukuran yang bervariasi 14 15 17 dan lainnya Semakin besar ukurannya (dalam inch) maka semakin mahal dansemakin luas gambar yang dapat ditampilkan pada monitor Monitor memiliki beberapa variasi bentuk resolusiscreen yang berbeda yang merujuk pada jumlah titikyang bisa ditampung dalam koordinat X dan Y (640 x480 atau 800 x 600) dan refresh rate yangmenunjukkan berapa kali per detik suatu gambar dapatditampilkan pada screen (60Hz berarti 60 kali perdetik) Monitor dengan resolusi screen yang lebih tinggi semisal 1024x768membutuhkan ukuran monitor yang lebih lebar missal 21 (jika tidakmaka akan kelihatan kecil sekali gambarnya jika ditampilkan dalammonitor berukuran 14) dan juga membutuhkan refresh rate yanglebih tinggi semisal 72Hz untuk mencegah tampilan gambar padascreen terlihat berkedip-kedip (flickering)

2 Printer

Printer digunakan untuk mencetak pada kertas apa yang ditampilkan padascreen atau untuk mencetak data yang dioleh oleh komputerPrinter ada yang berwarna (color) dan ada yanghitam putih (black and white) Printer berwarnalebih lambat dan lebih mahal daripada printer hitamputih Juga teknologi yang digunakan untukmencetak informasi pada kertas bervariasitergantung tipe printer

5Unit Kontrol

Unit kontrol atau yang sering dikenal dengan control unit akan menyimpan perintah sekarang yang dilakukan oleh komputer memerintahkan ALU untuk melaksanaan dan mendapat kembali informasi (dari memori) yang diperlukan untuk melaksanakan perintah itu dan memindahkan kembali hasil ke lokasi memori yang sesuai Sekali yang terjadi unit kontrol pergi ke perintah berikutnya (biasanya ditempatkan di slot berikutnya kecuali kalau perintah itu adalah perintah lompatan yang memberitahukan kepada komputer bahwa perintah berikutnya ditempatkan di lokasi lain)

Bagian CPU yang menyebabkan fungsi komputer tercapai ini mengeluarkan sinyal-sinyal kontrol yang bersifat internal bagi CPU untuk memindahkan data antar Register agar ALU melakukan fungsinya untuk mengatur operasi-operasi internal lainnya Register yang merupakan bagian dari unit kontrol adalah tempat penyimpan data sementara dalam CPU selama proses eksekusi Apabila terjadi proses eksekusi data dalam register dikirim ke ALU untuk diproses hasil eksekusi nantinya diletakkan ke register kembali Unit kontrol akan menghasilkan sinyal yang akan mengontrol operasi ALU dan pemindahan data ke dan dari ALU Unit kontrol juga mengeluarkan sinyal kontrol eksternal bagi pertukaran data memori dan modul-modul IO

214 Pengertian Software

Piranti lunak atau perangkat lunak adalah program komputer yang berfungsi sebagai sarana interaksi antara pengguna dan perangkat keras Perangkat lunak dapat juga dikatakan sebagai penterjemah perintah-perintah yang dijalankan pengguna komputer untuk diteruskan ke atau diproses oleh perangkat keras

Perangkat lunak adalah program komputer yang isinya dapat diubah dengan mudah Perangkat lunak umumnya digunakan untuk mengontrol perangkat keras melakukan perhitungan berinteraksi dengan perangkat lunak lainnya dan lain-lain

Contoh dari perangkat lunak

1Sistem operasi

215 Meningkatkan Performa komputer

Untuk Meningkatkan Performa kinerja komputer pertama sekali yang harus

diperhatikan adalah mengukur kapabilitas dan kompatibilitas sistem yang ada pada suatu

perangkat IO sehingga antar terjadi hubungan yang dinamis pada masing-masing

perangkat

31 Keterkaitan Data dengan komputer

311 Pengolahan data terbagi 2

Analog

Digital

Dilihat dari fungsi komputer merupakan suatu perangkat digunakan untuk memproses data kemudian hasil prosesnya diselesaikan secara elektronis didalam CPU Menurut pengolahan data komputer diklasifikasikan menjadi 2 yaitu Analog amp Digital

Analog Suatu sinyal yang dikirimkan dari suatu pemancar (transmitter) ke penerima (receiver) untuk berkomunikasi data tersebut dikirim dalam bentuk suara huruf angka dan karakter lain (tulisan tangan dicetak) foto gambar film dll

Digital Sistem yang memproses nilai diskrit (langkah demi langkah )

Permodulasian Suatu teknik untuk merubah signal Digital ke dalam bentuk signal Analog sehingga data kumpulan jajaran digit dari komputer dapat dihantar melalui kabel telfon yang menghantar informasi secara Analog

Ex AM FM PM

Permodulasian dilakukan oleh alat MODEM (Modulation Demodulation) Signal Analog Signal Digital sebaliknya

312 ASCII

ASCII singkatan dari American Standard Code for Information Interchange Standardyang digunakan pada industri untuk mengkodekan huruf angka dan karakterkarakterlain pada 256 kode (8 bit biner) yang bisa ditampung

Ex Huruf A=65 B=66 C=67 dst

313 Contoh soal Permodulasian AM

Sebuah Host mengirim data rdquo IYA rdquo dengan menggunakan permodulasian AM dengan kecepatan 1 Baud= 2 Bps Amplitudo +- 12 Volt +- 9 Volt +- 6 Volt +- 3 Volt Gbrkan bentuk signal Analog untuk menghantarkan huruf rdquoIYArdquo

Jawab 1 Baud = 2 Bps (dengan Melihat Kode ASCI ) 00 = +- 12 Volt 01 = +- 9 Volt10 = +- 6 Volt 11 = +- 3 Volt

I = 01001001Y = 01011001A = 01000001

314 Sistem Bilangan pada computer

1 BitsSetiap angka 0 dan 1 biasa disebut Bit Bit adalah singkatan dari Binary Digit Kata

Binary diambil dari nama Binary Number System (Sistem Bilangan Biner) Tabel 21berikut menunjukkan tentang bit

2 Sistem Bilangan Biner

Sistem bilangan biner disusun dari angkaangkasama seperti sistem bilangan desimal(sistem bilangan 10) yang sering digunakan saat ini Tetapi untuk desimalmenggunakan angka 0 sampai 9 sistem bilangan biner hanya menggunakan angka 0dan 1Berikut adalah tabel contoh sistem bilangan biner

3 Sistem Bilangan Desimal

Sebelum mempelajari tentang bilangan biner ada baiknya mengetahui tentang sistembilangan yang umum dipakai yaitu desimal (bilangan basis 10) Perhatikan table

Contoh

1243 = (1 X 10 3 ) + (2 X 10 2 ) + (4 X 10 1 ) + (3 X 10 0 )= 1000 + 200 + 40 + 3

4 Sistem Bilangan Biner

Untuk bilangan biner (bilangan basis 2) perhatikan tabel

Contoh

101102 = (1 X 2 4 ) + (0 X 2 3 ) + (1 X 2 2 ) + (1 X 2 1 ) + (0 X 2 0 ) = (16 + 0 + 4 + 2 +0) = 2216810 = 101010002

Cara II

168 2 = 84 sisa 084 2 = 42 sisa 042 2 = 21 sisa 021 2 = 10 sisa 110 2 = 5 sisa 05 2 = 2 sisa 12 2 = 1 sisa 01 2 = 0 sisa 1Bit biner terbesar dimulai dari bawah sehingga 16810 = 101010002

5 Sistem Bilangan Heksadesimal

Bilangan heksadesimal biasa disebut bilangan basis 16 artinya ada 16 simbol yangmewakili bilangan ini Tabel 18 berikut menunjukkan konversi bilanganheksadesimal

Untuk konversi bilangan biner ke heksadesimal perhatikan contoh berikut 101101010100100102 = 0001 0110 1010 1001 0010 = 1 6 A 9 2Jadi bil biner 10110101010010010 sama dengan bil heksadesimal 16A92

6 Sistem Bilangan Oktal

Bilangan oktal disebut bilangan basis 8 artinya ada 8 simbol yang mewakili bilanganini Tabel 19 berikut menunjukkan konversi bilangan oktal

Untuk konversi bilangan biner ke oktal perhatikan contoh berikut 101101010100100102 = 010 110 101 010 010 010 = 2 6 5 2 2 2 8

Jadi bil biner 10110101010010010 sama dengan bil oktal 265222Untuk konversi dari oktal ke heksadesimal ubah terlebih dahulu bilangan oktal yangakan dikonversi menjadi biner Hal ini berlaku juga untuk konversi dari heksadesimalke oktal Perhatikan contoh berikut 7258 = 111 010 1012

= 0001 1101 0101 = 1 D 5 16

FE16 = 1111 11102

= 011 111 110 = 3 7 6 8

315 Sandi yang terdapat pada komputer

1 Sandi 8421 BCD (Binary Coded Decimal)

Sandi 8421 BCD adalah sandi yang mengkonversi bilangan desimal langsung kebilangan binernya sehingga jumlah sandi BCD adalah 10 sesuai dengan jumlahsimbol pada desimal Perhatikan tabel 210 berikut

Contoh

19710 sandi BCDnyaadalah 0001 1001 0111

2 Sandi 2421

Sandi 2421 hampir sama dengan sandi 8421 terutama untuk bilangan desimal 0sampai dengan 4 Tetapi sandi berikutnya merupakan pencerminan yang diinversiPerhatikan tabel

Perhatikan sandi desimal 5 Sandi tersebut merupakan cermin dari sandi 4 desimaltetapi logikanya diinversi Begitu pula pada sandi desimal 6 yang merupakan cermindari sandi desimal 3 yang diinversi dstContoh

37810 sandi 2421nyaadalah 0011 1101 1110

316 Boolean atau Logika Biner

Logika memberi batasan yang pasti dari suatu keadaan Sehingga keadaan tersebuttidak dapat berada dalam dua ketentuan sekaligus Karena itu dalam logika dikenalaturanaturansebagai berikut Suatukeadaan tidak dapat benar dan salah sekaligusMasingmasingadalah hanya benar atau salah (salah satu)Suatukeadaan disebut BENAR bila TIDAK SALAHDua keadaan itu dalam aljabar boole ditunjukkan dengan dua konstanta yaitu logikaldquo1rdquo dan logika ldquo0rdquo

Misal Logika ldquo1rdquo Logika ldquo0rdquoBenar SalahHidup MatiSiang MalamContoh diatas dapat dituliskan Tidak Benar atau Benar = SalahTidak Hidup atau Hidup = MatiTidak Siang atau Siang = MalamTanda garis atas dipakai untuk menunjukkan pertentangan atau lawan dari keadaanitu Sehingga tanda garis tersebut merupakan pertentangan logika (Logical Inversion)yang mempunyai fungsi untuk menyatakan ldquoTidakrdquo (Not)Ā = Tidak A atau Ā = NOT AHimpunan adalah kumpulan dari elemen yang setidaknya memiliki sifat yang samadan bisa memiliki kelompok yang terbatas atau tidak terbatas jumlahnya Misalnyahimpunan mahasiswa politeknik Himpunan tersebut tentu saja terdiri dari bermacammacamkelompok Jika dapat diambil tiga kelompok Kelompokyang berasal dari luar jawa JKelompokyang sedang kuliah KKelompokyang mengerjakan laporan akhir LSehingga seseorang setidaknya masuk dalam satu kelompok tersebut bahkan dapatterjadi masuk dalam dua kelompok sekaligus Misalnya mahasiswa luar jawa yangsedang mengerjakan laporan akhir berarti masuk kelompok J dan L (J AND L) JAND L dituliskan juga dengan J LGabungan antara mahasiswa luar jawa dan mahasiswa yang mengerjakan laporanakhir memiliki pengertian mahasiswa luar jawa atau mahasiswa mengerjakanlaporan akhir J atau L (J OR L) J OR L dituliskan juga dengan J + LLogika Biner (gerbang Boolean) adalah rangkaian digital yang menerima satu ataulebih masukan tegangan untuk memperoleh keluaran tertentu sesuai dengan aturanboole yang berlakuJika membicarakan komputer maka perbedaan tegangan yang digunakan sebagaionoff atau nilai biner 10 nilai 1 ekivalen dengan tegangan +5 volt dan nilai 0ekivalen dengan tegangan 0 volt

41 Rangkaian Logika Kombinasional amp Sekuensial

Rangkaian yang termasuk rangkaian logika kombinasional yaitu Dekoder Enkoder Multiplekser Demultiplekser Pada rangkaian-rangkaian itu terlihat bahwa kondisi keluaran hanya dipengaruhi oleh kondisi masukan pada saat itu

Rangkaian Adder Half Adder

Rangkaian Adder Full Adder

Enkoder

Dekoder

DECIMAL TO BCD ENCODER

Encoder yang sudah umum yaitu decimal to BCD encoder Switch dengan

penekan tombol mirip dengan tombol kalkulator dihubungkan dengan tegangan

Vcc Jika tombol 3 ditekan maka gerbang-gerbang OR pada jalur C dan D

akan mempunyai input bernilai 1 Oleh karena itu maka outputnya menjadi

ABCD = 0011

Dan selengkapnya dapat dilihat pada tabel dibawah ini

INPUT OUTPUT0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 10 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 00 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 10 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 00 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 10 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 00 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 10 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1

2 DECODER

Rangkaian dekoder mempunyai sifat yang berkebalikan dengan enkoder yaitu

merubah kode biner menjadi sinyal diskrit Syarat perancangan sebuah dekoder adalah m

lt= 2n dimana m adalah kombinasi keluaran dan n adalah jumlah bit masukan Sehingga

dapat disimplkan bahwa variabel keluaran bebas tapi harus tetap memperhatikan unsur

efisiensi rangkaian Misal dekoder 3 bit memiliki 8 atau kurang kombinasi keluaran tetapi

bisa memiliki jumlah saluran keluaran lebih dari 8 (10 atau 55 atau 100 dan sebagainya)

Contoh rangkaian dekoder adalah rangkaian dekoder dot matrik dan dekoder seven

segmen

Bila semua segmen menyala maka dapat dibaca sebagai angka decimal 8 Angka

decimal 0 dan 3 terlihat pada menyalanya segmen ndash segmen sesuai gambar Untuk

penampilan huruf hanya beberapa huruf saja yang dapat dibaca dari tujuh segmen

Tabel Kebenaran dekoder seven segmen

INPUT OUTPUTA B C D a b c d e f g0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 00 0 0 1 0 1 1 0 0 0 00 0 1 0 1 1 0 1 1 0 10 0 1 1 1 1 1 1 0 0 10 1 0 0 0 1 1 0 0 1 10 1 0 1 1 0 1 1 0 1 10 1 1 0 1 0 1 1 1 1 10 1 1 1 1 1 1 0 0 0 01 0 0 0 1 1 1 1 1 1 11 0 0 1 1 1 1 1 0 1 11 0 1 0 1 1 1 0 1 1 11 0 1 1 0 0 1 1 1 1 11 1 0 0 1 0 0 1 1 1 01 1 0 1 0 1 1 1 1 0 11 1 1 0 1 0 0 1 1 1 11 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1

a = sum (m0m2m3m5m6m7m8m9m10m12m14m15)

b = sum (m0m1m2m3m4m7m8m9m10m13)

c = sum (m0m1m3m4m5m6m7m8m9m10m11m13)

d = sum (m0m2m3m5m6m8m9m11m12m13m14)

e = sum (m0m2m6m8m10m11m12m13m14m15)

f = sum (m0m4m5m6m8m9m10m11m12m14m15)

g = sum (m2m3m4m5m6m8m9m10m11m13m14m15)

42 Rangkaian Logika Sekuensial (Flip-Flop)

1 Flip-Flop R-SFlip-flop R-S adalah rangkaian dasar dari semua jenis flip-flop yang ada Terdapat berbagai

macam rangkaian flip-flop R-S pada percobaan ini flip-flop R-S disusun dari empat buah gerbang NAND 2 masukan Dua masukan flip-flop ini adalah S (set) dan R (reset) serta dua keluarannya adalah Q dan Qrsquo

Kondisi keluaran akan tetap ketika kedua masukan R dan S berlogika 0 Sedangkan pada kondisi masukan R dan S berlogika 1 maka kedua keluaran akan berlogika 1 hal ini sangat dihindari karena bila kondisi masukan diubah menjadi berlogika 0 kondisi kelurannya tidak dapat diprediksi (bisa 1 atau 0) Keadaan ini disebut kondisi terlarang Selanjutnya kondisi terlarang pacu dan tak tentu akan dijelaskan melalui Tabel 31

Gambar 33 Rangkaian Percobaan Flip-Flop R-S

Tabel 32a Kondisi terlarang pacu dan tak tentu karena perubahan clockNo S R Clock Keterangan1 1 1 Aktif (1) Kondisi terlarang2 1 1 Tepi turun (Berubah dari

1 ke 0)Kondisi pacu

3 1 1 Tidak aktif (0) Kondisi tak tentu

Tabel 32b Kondisi terlarang pacu dan tak tentu karena perubahan clock dan masukan yang serempakNo S R Clock Keterangan1 1 1 Aktif (1) Kondisi terlarang2 0 0 Tepi turun Kondisi pacu3 0 0 Tidak aktif (0) Kondisi tak tentu

2 Flip-flop D

Flip-flop D dapat disusun dari flip-flop S-R atau flip-flop J-K yang masukannya saling berkebalikan Hal ini dimungkinkan dengan menambahkan salah satu masukannya dengan inverter agar kedua masukan flip-flop selalu dalam kondisi berlawanan Flip-flop ini dinamakan dengan flip-flop data karena keluarannya selalu sama dengan masukan yang diberikan Saat flip-flop pada keadaan aktif masukan akan diteruskan ke saluran keluaran

2 Flip-flop J-KFlip-flop J-K merupakan penyempurnaan dari flip-flop R-S terutama untuk mengatasi masalah

osilasi yaitu dengan adanya umpan balik serta masalah kondisi terlarang seperti yang telah dijelaskan di atas yaitu pada kondisi masukan J dan K berlogika 1 yang akan membuat kondisi keluaran menjadi berlawanan dengan kondisi keluaran sebelumnya atau dikenal dengan istilah toggle Sementara untuk keluaran berdasarkan kondisi-kondisi masukan yang lain semua sama dengan flip-flop R-S

Gambar 35 Flip-flop J-K

51 Aritmatika Logika Unit

Macam- macam operasi ALU

Adder (Penjumlahan) Half Adder Full Adder Paralel Adder

Pengurangan (Substraktor)

Perkalian (Multiplexer)

Pembagian bila hasilnya 0 amp 1

Adder

Rangkaian ALU (Arithmetic and Logic Unit) yang digunakan untuk menjumlahkanbilangan dinamakan dengan Adder Karena Adder digunakan untuk memprosesoperasi aritmetika maka Adder juga sering disebut rangkaian kombinasionalaritmetika ALU akan dijelaskan lebih detail pada bab 3 Ada 2 jenis Adder

1 Rangkaian Adder yang hanya menjumlahkan dua bit disebut Half Adder2 Rangkaian Adder yang menjumlahkan tiga bit disebut Full Adder3 Rangkaian Adder yang menjumlahkan banyak bit disebut paralel Adder

Half Adder

Rangkaian half adder merupakan dasar penjumlahan bilangan biner yang masingmasinghanya terdiri dari satu bit oleh karena itu dinamakan penjumlah tak lengkap

1 Jika A=0 dan B=0 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 02 Jika A=0 dan B=1 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 13 Jika A=1 dan B=1 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 0 dengan nilai pindahanCy(Carry Out) = 1

Dengan demikian half adder memiliki 2 masukan (A dan B) dan dua keluaran (S dan Cy)

Dari tabel diatas terlihat bahwa nilai logika dari Sum sama dengan nilai logika darigerbang XOR sedangkan nilai logika Cy sama dengan nilai dari gerbang logikaAND Dari tabel tersebut dapat dibuat rangkaian half adder seperti pada gambar

Full Adder

Full adder mengolah penjumlahan untuk 3 bit bilangan atau lebih (bit tidak terbatas)oleh karena itu dinamakan rangkaian penjumlah lengkap Perhatikan tabel kebenarandari Full adder berikut

Parallel Adder

Parallel Adder adalah rangkaian Full Adder yang disusun secara parallel danberfungsi untuk menjumlah bilangan biner berapapun bitnya tergantung jumlah FullAdder yang diparallelkan Gambar berikut menunjukkan Parallel Adder yang terdiridari 4 buah Full Adder yang tersusun parallel sehingga membentuk sebuah penjumlah 4 bit

Penjumlahan

Komputer hanya dapat melakukan proses aritmetika menggunakan bilangan binerSemua sistem bilangan harus diubah terlebih dahulu ke biner agar dapat diprosesProses yang biasa dilakukan oleh komputer untuk menjumlahkan sistem bilangandesimal biasanya adalah menyandikan ke 8421BCD terlebih dahulu sebelumdijumlahkan Sebelum mempelajari tentang penjumlahan pada 8421BCD ada baiknyamengetahui cara menjumlahkan bilangan biner

Penjumlahan Biner

Ada 4 kondisi yang terjadi pada penjumlahan biner yaitu apabila 0 + 0 0 + 1 1 + 0dan 1 + 1 Jika yang terjadi adalah 1 + 1 kita tidak dapat menyatakan hasil jumlahdalam satu digit Tetapi kita harus melakukan penyimpanan (Carry Out) kedalamkolom yang lebih tinggi Ini berlaku untuk seluruh sistem bilangan Sebagai contohpada bilangan desimal 2 + 5 = 7 dengan carry out = 0 9 + 9 = 8 dengan carry out = 1Contoh

Penjumlahan 8421BCD

Sandi 8421BCD hanya menggunakan bilangan biner untuk 0 sampai 9 karena yangdisandikan hanya 1 digit angka desimal Dalam penjumlahan yang perlu diperhatikanadalah jika hasilnya lebih dari 9 sehingga akan dihasilkan auxillary carry (Carry daribilangan keempat LSB) maupun carry dari MSBBerikut adalah aturan penjumlahan sandi 8421BCDJikajumlah biner dan jumlah BCD sama yaitu AC (Auxillary Carry) = 0 dan Carry= 0 maka tidak diperlukan aturan tambahan

Jikajumlah biner tidak sama dengan jumlah desimal maka memerlukan pengaturantambahan Jika Auxillary Carry (AC) = 0 atau AC = 1 dan Carry (Cy) = 0 dimana hasilpenjumlahan binernya lebih dari 9 desimal maka perlu ditambahkan 6 pada niblerendah tersebut dan tambahkan 1 pada nible yang lebih tinggi

Pengurangan

Pengurangan pada dasarnya merupakan penjumlahan yaitu penjumlahan denganbilangan negatif

500 ndash 255 = 245 (Pengurangan)500 + ()255 = 245 (Penjumlahan)Komputer hanya bekerja pada bilangan ldquo0rdquo dan ldquo1rdquo dan tidak mengenal bilangannegatif Untuk menunjukkan bilangan negatif komputer menggunakan tanda modulus(Modulus Sign) Pada penjumlahan desimal tanda modulus yang digunakan adalahldquo0rdquo untuk bilangan positif dan ldquo9rdquo untuk bilangan negatif Untuk bilangan negatifpada operasi penjumlahannya harus dikomplemen Komplemen yang digunakan padabilangan desimal adalah komplemen10dan komplemen9

Perkalian

Perkalian antara bilangan biner adalah perkalian yang paling mudah diantara sistembilangan lainnya

Pada Teknik Komputer perkalian dilakukan menggunakan register geser kanan (ShiftRight Register) Perhatikan contoh berikut

Register A untuk menyimpan data yang akan dikalikan (Multiplicand)Register B untuk menyimpan data pengali (Multiplier)Register P untuk menyimpan hasil perkalian

Pembagian

Kebalikan dari perkalian pembagian (Division) adalah suatu bentuk dari penguranganyang dilakukan berulangulangDan proses ini juga dapat dilakukan pada rangkaianlogika dengan cara pengurangan dan penggeseran ke kiri (menggunakan shiftleftregister) Berikut adalah aturan dari pembagianKurangkan bilangan pembagi (Divisor) dari MSB bilangan yang akan dibagi(Dividend) lihat hasil pengurangan

Bila hasilnya 1 atau positif Berarti hasil pembagian (Product) adalah 1 Setelah itu hasil pengurangan digeserkekiri satu bit dan dimulai lagi pengurangan oleh bilangan pembagi (Divisor)

Bila hasilnya 0 atau negatif Berarti hasil pembagian (Product) adalah 0 Dalam hal ini sebelum digeser ke kiriharus ditambah dulu dengan bilangan pembagi (Divisor) Setelah digeser ke kiri satubit dimulai lagi proses pengurangan oleh bilangan pembagi Pengurangan olehbilangan pembagi dilakukan dengan penjumlahan komplemen2Bila dalam

penjumlahan tersebut terdapat pindahan (Carry) maka carry tersebut diabaikanPerhatikan contoh berikut 1010 410 = 10102 1004

Karena ada hasil pengurangan yang negatif maka digit yang dihasilkansetelah itu adalah digit pecahan sehingga hasil yang benar 1012 atau 2510

61 Floating Point

71 Control Unit

CONTROL UNIT (CU)

711 Model Control Unit

Unit kontrol atau yang sering dikenal dengan control unit akan menyimpan perintah sekarang yang dilakukan oleh komputer memerintahkan ALU untuk melaksanaan dan mendapat kembali informasi (dari memori) yang diperlukan untuk melaksanakan perintah itu dan memindahkan kembali hasil ke lokasi memori yang sesuai Sekali yang terjadi unit kontrol pergi ke perintah berikutnya (biasanya ditempatkan di slot berikutnya kecuali kalau perintah itu adalah perintah lompatan yang memberitahukan kepada komputer bahwa perintah berikutnya ditempatkan di lokasi lain)

Bagian CPU yang menyebabkan fungsi komputer tercapai ini mengeluarkan sinyal-sinyal kontrol yang bersifat internal bagi CPU untuk memindahkan data antar Register agar ALU melakukan fungsinya untuk mengatur operasi-operasi internal lainnya Register yang merupakan bagian dari unit kontrol adalah tempat penyimpan data sementara dalam CPU selama proses eksekusi Apabila terjadi proses eksekusi data dalam register dikirim ke ALU untuk diproses hasil eksekusi nantinya diletakkan ke register kembali Unit kontrol akan menghasilkan sinyal yang akan mengontrol operasi ALU dan pemindahan data ke dan dari ALU Unit kontrol juga mengeluarkan sinyal kontrol eksternal bagi pertukaran data memori dan modul-modul IO

Model dari unit kontrol

712 Macam-macam unit kontrol

Macam-macam Unit Kontrol1 Unit Kontrol Single-Cycle

Proses di unit kontrol ini hanya terjadi dalam satu clock cycle artinya setiap instruksi (fetch decode execute) ada pada satu cycle maka dari itu tidak memerlukan state Dengan demikian fungsi boolean masing-masing control line hanya merupakan fungsi dari opcode saja Clock cycle harus mempunyai panjang yang sama untuk setiap jenis instruksi

Ada dua bagian pada unit kontrol ini yaitu proses men-decode opcode untuk mengelompokkannya menjadi 4 macam instruksi (yaitu di gerbang AND) dan pemberian sinyal kontrol berdasarkan jenis instruksinya (yaitu gerbang OR) Keempat jenis instruksi adalah ldquoR-formatrdquo (berhubungan dengan register) ldquolwrdquo (membaca memori) ldquoswrdquo (menulis ke memori) dan ldquobeqrdquo (branching)

Sinyal kontrol yang dihasilkan bergantung pada jenis instruksinya Misalnya jika melibatkan memori rdquoR-formatrdquo atau rdquolwrdquo maka akan sinyal rdquoRegwriterdquo akan aktif Hal lain jika melibatkan memori ldquolwrdquo atau ldquoswrdquo maka akan diberi sinyal kontrol ke ALU yaitu ldquoALUSrcrdquo

Desain single-cycle ini lebih dapat bekerja dengan baik dan benar tetapi cycle ini tidak efisien

2 Unit Kontrol Multi-CycleGambar disamping menunjukkan diagram blok dari unit kontrol multi-cycle

Berbeda dengan unit kontrol yang single-cycle unit kontrol yang multi-cycle lebih memiliki banyak fungsi

Dengan memperhatikan state dan opcode fungsi boolean dari masing-masing control line output dapat ditentukan Masing-masingnya akan menjadi fungsi dari 10 buah input logic Jadi akan terdapat banyak fungsi boolean dan masing-masingnya tidak sederhana

Pada cycle ini sinyal kontrol tidak lagi ditentukan dengan melihat pada bit-bit instruksinya Bit-bit opcode memberitahukan operasi apa yang selanjutnya akan di-execute CPU bukan instruksi cycle selanjutnya

713 Fungsi unit kontrol

Fungsi Unit Kontrol1 Pengurutan (sequencing) unit kontrol bertugas mengontrol sejumlah operasi

mikro dalam urutan yang benar

2 Eksekusi (execution) unit kontrol menyebabkan setiap operasi mikro dilakukan

state register overhead

Cycle 1Cycle 2

Cycle 3Cycle 4

Cycle 5

Fetch

Decode

Exec

Mem

WB

lw

Single cycle Implementation

Multiple Cycle Implementation

714 Input Unit Kontrol

Input Unit Kontrol

Unit kontrol mempunyai beberapa input diantaranya1 Clock berfungsi untuk sinkronisasi operasi antar komponen 2 Flag flag-flag ini diperlukan unit kontrol untuk mengetahui status CPU Flag

diset ALU sebagai hasil dari suatu operasi misalnya overflow flag diset 1 bila hasil komputasi melampaui panjang register tempat flag disimpan

3 Instruction register menggunakan opcode untuk menentukan operasi mikro yang akan dilakukan selama siklus eksekusi

4 Sinyal kontrol dari rdquobus controlrdquo memberi jalur ke unit kontrol untuk sinyal-sinyal tertentu seperti sinyal interrupt dan sinyal acknowledgment

715 Output Unit Kontrol

Sinyal kontrol di dalam CPU (control signals within CPU) output unit kontrol terdiri dari dua macam sinyal yaitu

1 sinyal-sinyal yang menyebabkan perpindahan data antar register 2 sinyal-sinyal yang dapat mengaktifkan fungsi ALU yang spesifik

Sinyal kontrol ke rdquobus controlrdquo juga terdiri atas 2 sinyal yaitu1 sinyal kontrol ke memori 2 sinyal kontrol ke modul-modul IO

716 Implementasi Unit Kontrol

1 Implementasi hardwired Unit kontrol merupakan rangkaian kombinatorial Sinyal-sinyal logika

inputnya akan didekodekan menjadi sinyal-sinyal logika output yang merupakan sinyal-sinyal kontrol ke sistem komputer Sinyal-sinyal input tersebut seperti clock flag register instruction dan sinyal kontrol merupakan input bagi unit kontrol untuk mengetahui status komputer Sinyal keluaran yang dihasilkan akan mengendalikan sistem kerja komputer

N buah input biner akan menghasilkan 2N output biner Setiap instruksi memiliki opcode yang yang berbeda-bedaOpcode yang berbeda dalam instruksi akan menghasilkan sinyal kontrol yang berbeda pula Pewaktu unit kontrol mengeluarkan rangkaian pulsa yang periodik

Pulsa waktu ini digunakan untuk mengukur durasi setiap operasi mikro yang dijalankan CPU intinya digunakan untuk sinkronisasi kerja masing-masing bagian

Masalah dalam Merancang Implementasi Hardwired Memiliki kompleksitas dalam pengurutan dan operasi mikronya Sulit didesain dan dilakukan pengetesan Tidak fleksibel Sulit untuk menambahkan instruksi baru

2 Implementasi microprogrammed Implementasi yang paling reliabel saat ini adalah implementasi

microprogrammed Unit kontrol memerlukan sebuah memori untuk menyimpan program kontrolnya

Fungsindashfungsi pengontrolan dilakukan berdasarkan program kontrol yang tersimpan pada unit kontrol Selain itu fungsindashfungsi pengontrolan tidak berdasarkan dekode dari input unit kontrol lagi

Teknik ini dapat menjawab kesulitanndashkesulitan yang ditemui dalam implementasi hardwired

81 Memori amp Piranti Penyimpanan

811 Jenis-Jenis memori

Berdasarkan komponen yang digunakan terbagi atas

1 Vacuum Tubes

Komputer generasi pertama ENIAC tahun 1946 menggunakan komponentabung hampa udara untuk main memory Memori ini relatif berukuran besardan tiap-tiap tabung hampa udara mewakili 1 bit

2 Magnetic Core Storage

Digunakan sekitar tahun 1960 ndash 1970 Terdiri dari ribuan cincin magnetikkecil berukuran 18 mm dengan lubang berdiameter 10 mm Tiap-tiap coredihubungkan dengan kabel kawat membentuk suatu bidang core (core plane)dan ditumpuk membentuk suatu core stackMasing-masing core dapat menyimpan 1 bit bila dimagnetasi dengan suatuarus listrik dari dua arah jurusan yang masing-masing bermuatan frac12 arus

3 Planar Thin-Film Storage

Terbuat dari lempengan tipis keramik atau metal tembus pandang yang berisi

kumpulan besi nikel berbentuk empat persegi panjang kecil dihubungkandengan kabel-kabel

4 Semiconductor Storage

Mulai banyak digunakan sejak tahun 1970-an hingga sekarangTerbuat dariVLSI (Very Large Scale Integration) yaitu meletakkan sejumlah besar circuitke dalam suatu chip Teknologi yang digunakan adalah MOS (Metal OxideSemiconductor) dan bersifat volatileKomputer IBM 704 pada GeneralElectric Computer facility diArizona State University 1956Sebuah mesin vacuum tubedengan magnetic core storageSingle layer thin film dengan Ta2N resistors

5 Josephson Junction

Diciptakan oleh Brian Josephson dari Inggris Merupakan memori yang dapatmelakukan switch dari bit 1 ke bit 0 atau sebaliknya dengan kecepatan yangtinggi yaitu kurang dari sepertriliun detik Menggunakan suatu tempat

tertutup yang berisi helium cair dengan suhu sekitar -200 derajat celcius

6 Charged-Coupled Device (CCD)

Merupakan memori yang terdiri dari ribuan metal bujur sangkar berukurankecil yang masing-masing dapat menyimpan informasi digit binari dalambentuk beban elektronik (electric charge)

812 Hirarki Memori

Sebagian besar komputer memiliki hirarki memori yang terdiri atas tiga level yaitu

1 Physical Register di CPU berada di Level teratas Informasi yang berada

di Register dapat diakses dalam satu Clock cycle CPU

2 Primary Memory (Executable memory ) berada dilevel tengah

Contohnya RAM Primary Memory diukur dengan satu byte dalam satu

waktu secara relatif dapat diakses dengan cepat bersifat volatil (informasi

bisa hilang ketika komputer dimatikan) CPU mengakses memori ini

dengan instruksi single load dan store dalam beberapa clock cycle

3 Secondary Memory berada dilevel bawah Contohnya disk atau tape

Secondary memory diukur sebagai kumpulan dari bytes(block of bytes)

waktu aksesnya lambat bersifat non-volatil (informasi tetap tersimpan

ketika komputer dimatikan) Memori ini diterapkan di storage device jadi

akses meliputi aksi oleh driver dan device

813 Memori Internal

Memori internal o Berada di luar CPU tetapi bersifat internal terhadap sistem komputero Diperlukan oleh CPU untuk proses eksekusi (operasi) program sehingga

dapat diakses secara langsung oleh prosesor (CPU) tanpa modul perantarao Memori internal sering juga disebut sebagai memori primer atau memori

utama o Memori internal biasanya menggunakan media RAM

Random Access Memori (RAM)

Ram adalah suatu memori baca tulis artinya data dapat dibaca dari atau ditulis ke RAM dan dapat dilakukan secara berulang-ulang dengan data yang berbeda-beda Jenis memori ini merupakan jenis volatile (mudah menguap) yaitu data yang tersimpan akan hilang jika catu dayanya dimatikan Karena alasan tersebut maka program utama tidak pernah disimpan di RAM Random artinya data yang disimpan pada RAM dapat diakses secara acak RAM dibagi lagi menjadi dua jenis yaitu jenis statik dan jenis dinamik RAM statik menyimpan satu bit informasi dalam sebuah flip-flop Jenis RAM ini asyncronous dan tidak memerlukan sinyal clock RAM statik biasanya digunakan untuk aplikasi-aplikasi yang tidak memerlukan kapasitas memori RAM yang besar RAM dinamik menyimpan satu bit informasi data sebagai muatan RAM dinamik menggunakan kapasitansi gerbang substrat sebuah transistor MOS sebagai sel memori elementer Untuk menjaga agar data yang tersimpan RAM dinamik tetap utuh data tersebut harus disegarkan kembali dengan cara membaca dan menulis ulang data tersebut kememori RAM dinamik ini digunakan untuk aplikasi ynag memerlukan RAM dengan kapasitas besar misalnya dalam sebuah komputer pribadi (PC)

Read Only Memory (ROM)

Jenis memori ini datanya hanya bisa dibaca dan tidak bisa ditulis secara berulang-ulang Memori ini berjenis non-volatile artinya data yang disimpan tidak mudah menguap (hilang) walaupun catu dayanya dimatikan Karena itu memori ini biasa digunakan untuk menyimpan program utama dari suatu sistem Jenis ROM yang dikenal dipasaran ada lima jenis yaitu

- ROM (Read Only Memory) yang diprogram dalam proses pembuatannya Jenis ini tidak dapat diprogram ulang

- PROM (Programmable ROM) yang diprogram dengan cara memutuskan hubungan sekering internal PROM hanya dapat diprogram satu kali dan tidak dapat diprogram ulang

- EPROM (Erasable PROM) yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat dari piranti Dihapus dengan cara pemberian sinar ultra violet melalui jendela pada bagian atas IC Setelah dihapus dapat diprogram ulang

- EEPROM (Electrically EPROM) sama saja dengan EPROM hanya cara penghapusannya dilakukan secara listrik

- Flash EPROM yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat pada piranti Memori ini dapat diisi ulang

Dari semua jenis memori diatas yang sering digunakan adalah memori jenis EPROM dan

EEPROM karena harganya paling murah dan mudah didapat dipasaran

814 Memori Eksternal

Memori eksternal o Bersifat eksternal terhadap sistem komputer dan tentu saja berada di luar

CPUo Diperlukan untuk menyimpan data atau instruksi secara permaneno Tidak diperlukan di dalam proses eksekusi sehingga tidak dapat diakses secara

langsung oleh prosesor (CPU) Untuk akses memori eksternal ini oleh CPU harus melalui pengontrolmodul IO

o Memori eksternal sering juga disebut sebagai memori sekunder o Memori ini terdiri atas perangkat storage peripheral seperti disk pita

magnetik dll berbagai jenis memory Eksternal

1 Berdasarkan jenis akses data

Berdasarkan jenis aksesnya memori eksternal dikelompokkan menjadi 2 jenis yaitu

a DASD (Direct Access Storage Device) dimana ia mempunyai akses langsung

terhadap data Contoh Magnetik(Floppy disk hard disk) Removable hard

disk(Zip disk Flash disk) Optical Disk

b SASD (Sequential Access Storage Device) Akses data secara tidak langsung

(berurutan) seperti Pita Magnetik

2Berdasarkan Karakteristik Bahan

Berdasarkan karakteristik bahan pembuatanya memori eksternal digolongkan

menjadi beberapa kelompok

a Punched Card atau kartu berlobang

a merupakan kartu kecil berisi lubang-lubang yang menggambarkan berbagai instruksi atau data Kartu ini dibaca melalui puch card reader yang sudah tidak digunakan lagi sejak tahun 1979

b Magnetik Disk Magnetik disk merupakan disk yang terbuat dari bahan yang bersifat magnetik contoh Floppy dan hardsik

c Optical Disk Optical disk terbuat dari bahan optik seperti resin (Polycaronate) dan dilapisi permukaan yang sangat reflektif seperti aluminium contoh CD dan DVD

d Magnetik TapeSedangkan magnetik tape terbuat dari bahan yang bersifat magnetik tetapi berbentuk pita seperti halnya pita kaset tape recorder

91 Bus amp Sistem Bus

Dalam Arsitektur komputer sebuah Bus adalah sebuah subsistem yang mentransfer data

atau listrik antar komponen komputer didalam sebuah komputer atau antar komputer

Bus komputer awal merupakan bus listrik paralel dengan banyak hubungan tetapi istilah

ini sekarang digunakan untuk pengaturan fisik yang menyediakan fungsi logika yang

sama dengan sebuah bus listrik paralel dan dapat dihubungkan dengan kabel dalam

sebuah topologi multidrop atau daisy chain atau dihubungkan dengan switch seperti

dalam kasus bus USB

System bus atau bus System dalam Arsitektur komputer merujuk pada bus yang

digunakan oleh sistem komputer untuk menghubungkan semua komponennya dalam

menjalankan tugas sebuah bus adalah sebutan untuk jalur dimana data dapat mengalir

dalam komputer jalur-jalur ini digunakan untuk komunikasi dan dapat dibuat antara dua

elemen atau lebih Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan

dieksekusi oleh CPU melalui perantara sistem bus

911 Transfer informasi pada bus

Suatu mendukung bermacam-macam transfer data Semua bus mendukung transfer baca

(master slave) dan transfer tulis( slave ke master) Pada semua multiplexed addressdata

bus pertama-tama bus digunakan untuk menspesifikasikan alamat dan kemudian untuk

melakukan transfer data Untuk operasi baca biasanya terdapat waktu tunggu pada saat

data sedang diambil dari slave untuk ditaruh pada bus Baik bagi operasi baca maupun

tulis mungkin juga terdapat delay bila hal itu diperlukan untuk melalui arbitrasi agar

mendapatkan kontrol bus untuk sisa operasi (yaitu mengambil alih bus untuk melakukan

request baca atau tulis kemudian mengambil alih lagi bus untuk membentuk operasi baca

atau tulis

Pada alamat dedicate dan bus-bus alamat ditaruh ada bus alamat dan tetap berada disana

selama data tersimpan pada bus data Bagi operasi tulis master menaruh data pada bus

data begitu alamat telah stabil dan slave telah mempunyai kesempatan untuk mengetahui

alamatnya bagi operasi baca slave menaruh data pada bus dan begitu slae mengetahui

alamatnya dan telah mengembil data

912 Sistem Bus dengan Jalur Data Alamat dan Kontrol

Jalur bus yang digunakan untuk mentransfer data dapat dikelompokkanrnenjadi tiga tipe jalur data alamat dan kontrol

Data bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi data dan instruksi

Address bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi untuk alamat di

main memory untuk data atau instruksi yang akan diambil atau direkam

Control bus yaitu bus yang digunakan untuk mengirimkan signal sebagai

pemberitahuan akan dikirimkan suatu informasi atau telah diterimanya informasi

yang akan dikirimkan dari suatu alat ke alat lainnya

913 Hirarki Bus

Bus merupakan lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih perangkat

computer Karakteristik penting sebuah bus adalah bahwa bus merupakan media

transmisi yang dapat digunakan bersama Sejumlah perangkat yang terhubung ke bus dan

suatu sinyal yang ditransmisikan oleh salah satu perangkat ini data diterimaoleh salah

satu perangkat yang terhubung ke bus

Umumnya sebuah bus terdiri dari sejumlah lintasan komunikasi atau saluran Masing-

masing saluran dapat mentransmisi sinyal yang menunjukan biner 1 dan biner 0

serangkaian digit biner dapat ditransmisi melalui saluran tunggal

914 Bus Data dan Bus Alamat

1 Bus data

Jalur data yang dilalui informasi ke dan dari microprocessor bahan data keterangan

catatan fakta fakta atau bagian dari fakta yang mengandung arti yang dihubungkan

dengan kenyataan simbol-simbol gambar kata-kata angka huruf yang menunjukan ide

objek kondisi dan lainnya

Data itu sendiri merupakan bentuk jamak dari datum yang berarti informasi jelasnya data

itu dapat berupa apa saja dan dapat ditemui dimana saja

2 Bus Alamat

Bus alamat pengalamatan transformasi data bus Pengalamatan bus ini berisi 16 2024

jalur sinyal paralel atau lebih CPU mengirim alamat lokasi memori atau port yang ingin

ditulis atau dibaca di bus ini jumlah lokasi memori yang dapat dialamati ditentukan

jumlah jalur alamat Jika CPU mempunyai N jalur alamat maka dapat mengalamati 2

pangkat N lokasi memori dan atau port secara langsung

101 Unit Input amp Output

Salah satu fitur dasar komputer adalah kemampuannya untuk mempertukarkandata dengan perangkat lain Kemampuan komunikasi ini memungkinkan operatormanusia misalnya untuk menggunakan keyboard dan layer display untuk mengolahteks dan grafik

1011 Dasar Unit Input Output

Unit IO memberi CPU kemampuan untuk berkomunikasi dengan peripheral Merupakan

entity dalam komputer yang bertanggung jawab atas pengontrol sebuah perangkat

eksternal atau lebih dan untuk pertukaran data antara alat-alat tersebut dengan memory

utama dan atau register-register dalam CPU

Alasan- alasan dipertukarkannya unit IO

Adanya aneka ragam peripheral yang memiliki macam-macam metode operasi

Perbedaan kecepatan transfer data antara sistem BUS dengan piranti IO BUS= 20

nano detik sedang IO lebih dari 100 nano detik

Peripheral seringkali menggunakan format data dan panjang word yang berlainan

dengan komputer

Perbedaan besar tegangan dan arus data yang diperlukan untuk transfer informasi

dari dan ke peripheral dengan sistem bus

Tujuan Unit IO

Melakukan kompensasi perbedaan kecepatan dan perwaktuan antara CPU dan

peripheral

Melakukan penyesuaian tegangan dan arus satu aras ke aras lain

Menyesuaikan panjang data antara sistem BUS dan BUS IO

1012 Antarmuka IO

Gambar 122 mengilustrasikan hardware yang diperlukan untukmenghubungkan perangkat IO ke bus Dekoder alamat mengenableperangkattersebut untuk mengenali alamatnya pada saat alamat ini muncul pada jalur alamatRegister data menyimpan data yang ditransfer ked an dari prosessor Register statusberisi informasi yang relevan dengan operasi perangkat IO Register data dan statusdihubungkan dengan bus data dan ditetapkan dengan alamatalamatunik Dekoderalamat register data dan status dan sirkuit control yang diperlukan untukmengkoordinasikan transfer IO membentuk sirkuit antar muka perangkatGambar 122 Antarmuka IO untuk perangkat input

Perangkat IO beroperasi pada kecepatan yang sangat berbeda denganprosessor Pada saat operator manusia memasukkan karakter pada keyboardprosessor mampu mengeksekusi jutaan instruksi antarentrikarakter yang berurutanSuatu instruksi yang membaca karakter dari keyboard sebaiknya hanya dieksekusipada saat karakter tersebut tersedia dalam input buffer antarmuka keyboard Juga kitaharus memastikan bahwa karakter input tersebut hanya dibaca sekali

1013 Transfer data pada IO

Transfer dataFormat transfer

- Paralel semua bit pada karakter (word denganpanjang tertentu) dikirim secara bersamaan dalambatas waktu yang diberikan

- Serial Data dikirim secara berurutan dalam satu saluran

Transfer data secara paralel lebih cepat daripada secaraserial karena saluran transmisinya banyak kelemahannyakalau terlalu panjang akan terjadi interferensi antarsaluran

Mode transfer data

1 Synchronous modeBaris kendali digunakan untuk mengsinkronkan waktupada semua kejadian yang terjadi selama periodewaktu tertentuKelemahanbull Tiap piranti IO berbeda-beda kecepatan operasinyasehingga harus diturunkan pada kecepatan yangpaling rendah

2 Asynchronous mode

Menggunakan teknik jabat tangan (hand shaking) untukmenyakinkan transfer data antara pengirim danpenerima tidak ada kesalahan (data valid)

111 Interupsi

Interupsi merupakan bagian penting dari sistem arsitektur komputer Setiap sistem

komputer memiliki mekanisme yang berbeda Interupsi bisa terjadi apabila perangkat

keras (hardware) atau perangkat lunak minta ldquo dilayanirdquo oleh processor apabila terjadi

interupsi maka processor menghentikan proses yang sedang dikerjakannya kemudian

beralih mengerjakan service rutin untuk melayani intrupsi tersebut Setelah selesai

mengerjakan service rutin maka prosesor kembali melanjutkan proses yang tertunda

1111 Kelas Sinyal Interupsi

Program yaitu Interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi

pada hasil eksekusi program Contioh Aritmatika overflow pembagian nol

operasi ilegal

Timer adalah Interupsi yang dibangkitkan pewaktuan dalam prosesor Sinyal ini

memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsi tertentu secara reguler

I O sinyal Interupsi yang di bangkitkan oleh Modul IO sehubngan pemberitahuan

kondisi Error dan penyelesaian suatu operasi

Hardware Failure adalah Interupsi yang dibangkitkan oleh kegagalan daya atau

kesalahan paritas memori

1112 Proses Interupsi

Dengan adanya mekanisme Interupsi prossesor dapat digunakan untuk

mengeksekusi intsruksi- instruksi lain

Saat suatu modul telah selesai menjalankan tugasnya dan siap menerima tugas

berikutnya maka modul ini akan mengirimkan permintaan interupsi ke prosesor

Kemudian prosesor akan menghentikan eksekusi yang dijalankannya untuk

menghandle routine interupsi

Setelah program interupsi selesai maka processor akan melanjutkan eksekusi

programnya kembali

Saat sinyal Interupsi diterima processor ada dua kemungkinan tindakan yaitu

Interupsi diterima ditangguhkan dan Interupsi ditolak

1113 Interupsi Ditangguhkan

Apa yang dilakukan Processor

Processor menangguhkan eksekusi program yang dijalankan dan menyimpan

konteksnya tindakan ini adalah menyimpan alamat instruksi berikutnya yang akan

dieksekusi dan data lain yang relevan

Processor menyetel program Counter (PC) ke alamat awal routine intterupt handler

1114 Sistem Operasi Kompleks

Interupsi ganda (Multiple interupt)

Misalnya suatu komputer akan menerima permintaan interupsi saat proses

pencetakan dengan printer selesai disamping itu dimungkinkan dari saluran

komunikasi akan mengirimkan permintaan interupsi setiap kali data tiba

Dapat diambil dua buah pendekatan untuk menangani interupsi ganda ini

121 Arsitektur dan Klasifikasi Sistem Komputer

Sebuah sistem operasi atau dalam bahasa asingnya Operating System adalah sebuah

program yang mengatur hardware komputer Sistem operasi juga menyediakan fondasi

untuk aplikasi diatasnya dan bertindak sebagai penghubung antara user dengan

hardwaresetiap sistem operasi memiliki caranya masing-masing untuk menyelesaikan

tugasnya Hal ini menimbulkan aneka ragam sistem operasi yang sangat menakjubkan

Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu 1 Klasifikasi Flynn

Didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data dalam sistem komputer

2 Klasifikasi Feng Didasarkan pada pemrosesan paralel dan serial

3 Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1211 Klasifikasi Fylnn

KLASIFIKASI FLYNN 1048790 Klasifikasi sistem komputer yang didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data diperkenalkan oleh Michael J Flynn 1048790 Alur instruksi (instruction stream) adalah urutan instruksi yang dilaksanakan oleh mesin 1048790 Alur data adalah urutan data yang dipanggil oleh alur instruksi 1048790 Baik instruksi maupun data diambil dari modul memori 1048790 Instruksi didecode (diartikan) oleh Control Unit 1048790 Alur data mengalir dua arah antara prosesor dan memori

Ada 4 kategori sistem komputer dalam klasifikasi Flynn 1 Single Instruction stream ndash Single Data stream (SISD) 2 Single Instruction stream ndash Multiple Data stream (SIMD) 3 Multiple Instruction stream ndash Single Data stream (MISD) 4 Multiple Instruction stream ndash Multiple Data stream (MIMD)

1212 Klasifikasi Feng

KLASIFIKASI FENG 1048790 Tse Yun Feng mengusulkan pembagian klasifikasi arsitektur komputer berdasarkan derajat keparalelan (degree of parallelism) 1048790 Jumlah bit maksimum yang dapat diproses dalam satu satuan waktu oleh sistem komputer disebut derajat keparalelan maksimum P 1048790 Bila Pi adalah jumlah bit yang dapat diproses dalam siklus prosesor ke ndash i (atau periode clock ke ndash i) 1048790 Siklus prosesor T dinyatakan oleh i = 123 T 1048790 Maka derajat keparalelan rata-rataa adalah

Ada 4 tipe Metode Pemrosesan

1048790 Word Serial and Bit Serial (WSBS) 1048790 Word Paralel and Bit Setial (WPBS) 1048790 Word Serial and Bit Paralel (WSBP) 1048790 Word Paralel and Bit Paralel (WPBP)

1213 Klasifikasi Handler

Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1214 Menjelaskan Multi Komputer amp Multi Processor

1048790 Multiprosesor MIMD dengan memori yang dapat digunakan bersama semua prosesornya memiliki akses ke pool memori utama

1048790 Multikomputer MIMD dengan memori terdistribusi setiap prosesornya memiliki memori khusus sendiri

1048790 Motivasi pembuatan organisasi multikomputer adalah untuk mengatasi keterbatasan skala multiprosesor

1048790 Karena prosesor-prosesor multikomputer harus berkomunikasi maka elemen penting perancangan multikomputer adalah jaringan interkoneksi yang harus dapat beroperasi seefisien mungkin

1048790 Ada beberapa topologi interkoneksi untuk memberikan kinerja yang efisien

1048790 Terdapat trade-off antara lintasan terpanjang dan jumlah koneksi fisik yang diperlukan

Selesai

BAB III PENUTUP

31 Kesimpulan

32 Saran

Daftar Pustaka

• Definisi
• • Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu

diams Bentuk dari komputer mini cukup kecil dapat dipindah-pindah dan dapat diletakkan di rumah kecil

diams Harganya relative lebih mahal daripada komputer mikro tergantung dari banyaknya terminal dan alat input serta ouputnya harganya mulai dari Rp 15 juta

diams Mulai digunakan thn 1960 sebanyak 5000 komputer dan tahun 1970 jumlah ini telah meningkat sampai dengan 10000 komputer

diams Diterapkan terhadap aplikasi pengendalian produksi riset laborotarium dan komunikasi data

3 Small Computer diams Disebut juga dengan nama small-scale mainframe computer diams Ukuran main memory berkisar 64 KB dan dapat dikembangkan sampai lebih dari 8

MB diams Konfigurasi operand register 8 bit 16 bit 32 bit atau 64 bit diams Kebanyakan menggunakan system multi programming multi processing dan virtual

storage serta bersifat multi user diams Harganya relative lebih mahal daripada komputer mini tergantung dari banyaknya

terminal dan alat input serta ouputnya mulai dari Rp 50 juta

4 Medium Computer diams Disebut juga dengan nama medium-scale mainframe computer diams Ukuran main memory berkisar 512 KB dan dapat dikembangkan sampai lebih dari 8

MB diams Medium computer dapat mempunyai sejumlah besar dan bermacam-macam alat

input atau output diams Digunakan untuk komunikasi data dengan ratusan terminal yang terpisah dari pusat

komputernya dimana pusat komputernya biasanya menggu8nakan medium computer dan terminal dapat menggunakan micro atau mini computer

diams Kebanyakan menggunakan system multi programming multi processing dan virtual storage serta bersifat multi user

diams Harganya relative lebih mahal daripada small computer mulai dari Rp 150 juta 5 Large Computer

diams Disebut juga dengan nama mainframe computer atau large scale mainframe computer karena bentuk fisiknya besar seperti lemari

diams Ukuran main memory berkisar 512 KB dan dapat dikembangkan sampai lebih dari 8 MB

diams Digunakan oleh perusahaan-perusahaan besar misalnya perusahaan penerbangan yg mempunyai ratusan kantor cabang tersebear di selruh dunia yg tiap-tiap kantor mempunyai terminal yg dihubungkan dengan pusat komputernya

diams Mempunyai kecepatan dalam proses data dan efektif dlm penerapan system time sharing sehingga dapat dipakai banyak pemakai secara bersamaan

diams Harganya relative lebih mahal daripada small computer mulai dari Rp 300 juta

6 Super Computer diams Dikembangkan oleh perusahaan-perusahaan Amerika Serikat dan Jepang diams IBM sebagai salah satu perusahaan yg mengembangkan super computer diams Penelitian juga dilakukan oleh Cray Research dengan hasil Cray-1 computer diams Penerapan system time-sharing yang lebih efektif dengan menggunakan ribuan

terminal yg dapat dihubungkan dengan super computer dan ribuan pemakai dapat menggunakannya secara bersamaan

diams Harga super computer mulai dari 7 juta US $ sampai dengan 17 juta US $

213 Unit Fungsional komputer terdiri dari lima bagian utama

1 Unit Input

KeyboardKeyboards memungkinkan seorang user untuk memasukkan perintah dandata ke dalam system komputerContoh gambar sebuah keyboard

MouseMouse adalah peralatan input yang mempunyai sejumlah tombolPerpindahan dengan tangan sepanjang permukaan mouse akan merubahposisi tampilan pada layar yang merefleksikan perpindahan tersebutTombol pada mouse digunakan untuk memilih item dan membuat pilihanpada layarMouse secara significant dapat mereduksi input yangdimasukkan oleh pemakai melalui serangkaian pengetikanperintah pada keyboard dengan mengklik pada tombol mouseatau item yang tampil pada layar monitor

Trackball Joystick dan Touchpad

Mouse mengenableoperator untuk memindahkan kursor pada layercomputer Sekumpulan perangkat input inovatif telah dikembangkan untukmelakukan fungsi serupa untuk memenuhi berbagai lingkungan aplikasi danpreferensi userPrinsip operasi trackball sangat mirip dengan mouse mekanik Suatu bola

dipasang pada shallow well pada keyboard User memutar bola tersebut untukmengindikasikan pergerakan kursor yang diinginkan di layar

Joystick

adalah stick pendek berputar yang dapat digerakkan dengan tanganuntuk menunjuk ke tiap arah dalam bidang XYPada saat informasi ini dikirim kecomputer software menggerakkan kursor pada layar dengan arah yang sama

2Memori

Fungsi utama dari mainstoragememori adalah menyediakan tempat bagi data

dan instruksi Bagian ini terdiri dari internal memory yaitu berupa RAM (Random

Acces Memory) dan ROM (Read Only Memory) serta eksternal memory yaitu

berbagai macam disk seperti harddisk floppy disk dan optical disk

RAM mempunyai kemampuan untuk melakukan pengecekan data

disimpanan yang disebut dengan parity check Bila data hilang atau rusak dapat

diketahui dari sebuah bit tambahan yang disebut dengan parity bit ROM adalah

memori yang hanya dapat dibaca saja pemakai tidak dapat mengisi sesuatu ke dalam

ROM Isi ROM telah diisi oleh pabrik pembuatnya berupa system operasi yang

terdiri dari program-program pokok yang diperlukan oleh sistem komputer

Perintah-perintah yang ada pada ROM sebagian akan dipindahkan pada

RAM RAM (Random Acces Memori) adalah memori komputer yang dapat diisi

dengan program data selama ada aliran listrik bila aliran listrik mati isi RAM akan

terhapus semuanya Pada waktu program komputer dijalankan sebagian program

yang telah kita masukkan atau kita ketik akan diletakkan di RAM

3 Aritmatika amp Logika

ALU adalah yang melaksanakan pengolahan data secara fisik termasuk

penjumlahan pengurangan pembagian juga logical operasi seperti manyatukan

data menurutkan data memilih data dan lain-lain

4 Unit Output

1 Monitor

Monitor adalah peralatan yang memungkinkan komputer untukmenampilkan informasi balik ke pemakaiuser dalam bentuk teks maupungrafik Monitors mempunyai ukuran yang bervariasi 14 15 17 dan lainnya Semakin besar ukurannya (dalam inch) maka semakin mahal dansemakin luas gambar yang dapat ditampilkan pada monitor Monitor memiliki beberapa variasi bentuk resolusiscreen yang berbeda yang merujuk pada jumlah titikyang bisa ditampung dalam koordinat X dan Y (640 x480 atau 800 x 600) dan refresh rate yangmenunjukkan berapa kali per detik suatu gambar dapatditampilkan pada screen (60Hz berarti 60 kali perdetik) Monitor dengan resolusi screen yang lebih tinggi semisal 1024x768membutuhkan ukuran monitor yang lebih lebar missal 21 (jika tidakmaka akan kelihatan kecil sekali gambarnya jika ditampilkan dalammonitor berukuran 14) dan juga membutuhkan refresh rate yanglebih tinggi semisal 72Hz untuk mencegah tampilan gambar padascreen terlihat berkedip-kedip (flickering)

2 Printer

Printer digunakan untuk mencetak pada kertas apa yang ditampilkan padascreen atau untuk mencetak data yang dioleh oleh komputerPrinter ada yang berwarna (color) dan ada yanghitam putih (black and white) Printer berwarnalebih lambat dan lebih mahal daripada printer hitamputih Juga teknologi yang digunakan untukmencetak informasi pada kertas bervariasitergantung tipe printer

5Unit Kontrol

Unit kontrol atau yang sering dikenal dengan control unit akan menyimpan perintah sekarang yang dilakukan oleh komputer memerintahkan ALU untuk melaksanaan dan mendapat kembali informasi (dari memori) yang diperlukan untuk melaksanakan perintah itu dan memindahkan kembali hasil ke lokasi memori yang sesuai Sekali yang terjadi unit kontrol pergi ke perintah berikutnya (biasanya ditempatkan di slot berikutnya kecuali kalau perintah itu adalah perintah lompatan yang memberitahukan kepada komputer bahwa perintah berikutnya ditempatkan di lokasi lain)

Bagian CPU yang menyebabkan fungsi komputer tercapai ini mengeluarkan sinyal-sinyal kontrol yang bersifat internal bagi CPU untuk memindahkan data antar Register agar ALU melakukan fungsinya untuk mengatur operasi-operasi internal lainnya Register yang merupakan bagian dari unit kontrol adalah tempat penyimpan data sementara dalam CPU selama proses eksekusi Apabila terjadi proses eksekusi data dalam register dikirim ke ALU untuk diproses hasil eksekusi nantinya diletakkan ke register kembali Unit kontrol akan menghasilkan sinyal yang akan mengontrol operasi ALU dan pemindahan data ke dan dari ALU Unit kontrol juga mengeluarkan sinyal kontrol eksternal bagi pertukaran data memori dan modul-modul IO

214 Pengertian Software

Piranti lunak atau perangkat lunak adalah program komputer yang berfungsi sebagai sarana interaksi antara pengguna dan perangkat keras Perangkat lunak dapat juga dikatakan sebagai penterjemah perintah-perintah yang dijalankan pengguna komputer untuk diteruskan ke atau diproses oleh perangkat keras

Perangkat lunak adalah program komputer yang isinya dapat diubah dengan mudah Perangkat lunak umumnya digunakan untuk mengontrol perangkat keras melakukan perhitungan berinteraksi dengan perangkat lunak lainnya dan lain-lain

Contoh dari perangkat lunak

1Sistem operasi

215 Meningkatkan Performa komputer

Untuk Meningkatkan Performa kinerja komputer pertama sekali yang harus

diperhatikan adalah mengukur kapabilitas dan kompatibilitas sistem yang ada pada suatu

perangkat IO sehingga antar terjadi hubungan yang dinamis pada masing-masing

perangkat

31 Keterkaitan Data dengan komputer

311 Pengolahan data terbagi 2

Analog

Digital

Dilihat dari fungsi komputer merupakan suatu perangkat digunakan untuk memproses data kemudian hasil prosesnya diselesaikan secara elektronis didalam CPU Menurut pengolahan data komputer diklasifikasikan menjadi 2 yaitu Analog amp Digital

Analog Suatu sinyal yang dikirimkan dari suatu pemancar (transmitter) ke penerima (receiver) untuk berkomunikasi data tersebut dikirim dalam bentuk suara huruf angka dan karakter lain (tulisan tangan dicetak) foto gambar film dll

Digital Sistem yang memproses nilai diskrit (langkah demi langkah )

Permodulasian Suatu teknik untuk merubah signal Digital ke dalam bentuk signal Analog sehingga data kumpulan jajaran digit dari komputer dapat dihantar melalui kabel telfon yang menghantar informasi secara Analog

Ex AM FM PM

Permodulasian dilakukan oleh alat MODEM (Modulation Demodulation) Signal Analog Signal Digital sebaliknya

312 ASCII

ASCII singkatan dari American Standard Code for Information Interchange Standardyang digunakan pada industri untuk mengkodekan huruf angka dan karakterkarakterlain pada 256 kode (8 bit biner) yang bisa ditampung

Ex Huruf A=65 B=66 C=67 dst

313 Contoh soal Permodulasian AM

Sebuah Host mengirim data rdquo IYA rdquo dengan menggunakan permodulasian AM dengan kecepatan 1 Baud= 2 Bps Amplitudo +- 12 Volt +- 9 Volt +- 6 Volt +- 3 Volt Gbrkan bentuk signal Analog untuk menghantarkan huruf rdquoIYArdquo

Jawab 1 Baud = 2 Bps (dengan Melihat Kode ASCI ) 00 = +- 12 Volt 01 = +- 9 Volt10 = +- 6 Volt 11 = +- 3 Volt

I = 01001001Y = 01011001A = 01000001

314 Sistem Bilangan pada computer

1 BitsSetiap angka 0 dan 1 biasa disebut Bit Bit adalah singkatan dari Binary Digit Kata

Binary diambil dari nama Binary Number System (Sistem Bilangan Biner) Tabel 21berikut menunjukkan tentang bit

2 Sistem Bilangan Biner

Sistem bilangan biner disusun dari angkaangkasama seperti sistem bilangan desimal(sistem bilangan 10) yang sering digunakan saat ini Tetapi untuk desimalmenggunakan angka 0 sampai 9 sistem bilangan biner hanya menggunakan angka 0dan 1Berikut adalah tabel contoh sistem bilangan biner

3 Sistem Bilangan Desimal

Sebelum mempelajari tentang bilangan biner ada baiknya mengetahui tentang sistembilangan yang umum dipakai yaitu desimal (bilangan basis 10) Perhatikan table

Contoh

1243 = (1 X 10 3 ) + (2 X 10 2 ) + (4 X 10 1 ) + (3 X 10 0 )= 1000 + 200 + 40 + 3

4 Sistem Bilangan Biner

Untuk bilangan biner (bilangan basis 2) perhatikan tabel

Contoh

101102 = (1 X 2 4 ) + (0 X 2 3 ) + (1 X 2 2 ) + (1 X 2 1 ) + (0 X 2 0 ) = (16 + 0 + 4 + 2 +0) = 2216810 = 101010002

Cara II

168 2 = 84 sisa 084 2 = 42 sisa 042 2 = 21 sisa 021 2 = 10 sisa 110 2 = 5 sisa 05 2 = 2 sisa 12 2 = 1 sisa 01 2 = 0 sisa 1Bit biner terbesar dimulai dari bawah sehingga 16810 = 101010002

5 Sistem Bilangan Heksadesimal

Bilangan heksadesimal biasa disebut bilangan basis 16 artinya ada 16 simbol yangmewakili bilangan ini Tabel 18 berikut menunjukkan konversi bilanganheksadesimal

Untuk konversi bilangan biner ke heksadesimal perhatikan contoh berikut 101101010100100102 = 0001 0110 1010 1001 0010 = 1 6 A 9 2Jadi bil biner 10110101010010010 sama dengan bil heksadesimal 16A92

6 Sistem Bilangan Oktal

Bilangan oktal disebut bilangan basis 8 artinya ada 8 simbol yang mewakili bilanganini Tabel 19 berikut menunjukkan konversi bilangan oktal

Untuk konversi bilangan biner ke oktal perhatikan contoh berikut 101101010100100102 = 010 110 101 010 010 010 = 2 6 5 2 2 2 8

Jadi bil biner 10110101010010010 sama dengan bil oktal 265222Untuk konversi dari oktal ke heksadesimal ubah terlebih dahulu bilangan oktal yangakan dikonversi menjadi biner Hal ini berlaku juga untuk konversi dari heksadesimalke oktal Perhatikan contoh berikut 7258 = 111 010 1012

= 0001 1101 0101 = 1 D 5 16

FE16 = 1111 11102

= 011 111 110 = 3 7 6 8

315 Sandi yang terdapat pada komputer

1 Sandi 8421 BCD (Binary Coded Decimal)

Sandi 8421 BCD adalah sandi yang mengkonversi bilangan desimal langsung kebilangan binernya sehingga jumlah sandi BCD adalah 10 sesuai dengan jumlahsimbol pada desimal Perhatikan tabel 210 berikut

Contoh

19710 sandi BCDnyaadalah 0001 1001 0111

2 Sandi 2421

Sandi 2421 hampir sama dengan sandi 8421 terutama untuk bilangan desimal 0sampai dengan 4 Tetapi sandi berikutnya merupakan pencerminan yang diinversiPerhatikan tabel

Perhatikan sandi desimal 5 Sandi tersebut merupakan cermin dari sandi 4 desimaltetapi logikanya diinversi Begitu pula pada sandi desimal 6 yang merupakan cermindari sandi desimal 3 yang diinversi dstContoh

37810 sandi 2421nyaadalah 0011 1101 1110

316 Boolean atau Logika Biner

Logika memberi batasan yang pasti dari suatu keadaan Sehingga keadaan tersebuttidak dapat berada dalam dua ketentuan sekaligus Karena itu dalam logika dikenalaturanaturansebagai berikut Suatukeadaan tidak dapat benar dan salah sekaligusMasingmasingadalah hanya benar atau salah (salah satu)Suatukeadaan disebut BENAR bila TIDAK SALAHDua keadaan itu dalam aljabar boole ditunjukkan dengan dua konstanta yaitu logikaldquo1rdquo dan logika ldquo0rdquo

Misal Logika ldquo1rdquo Logika ldquo0rdquoBenar SalahHidup MatiSiang MalamContoh diatas dapat dituliskan Tidak Benar atau Benar = SalahTidak Hidup atau Hidup = MatiTidak Siang atau Siang = MalamTanda garis atas dipakai untuk menunjukkan pertentangan atau lawan dari keadaanitu Sehingga tanda garis tersebut merupakan pertentangan logika (Logical Inversion)yang mempunyai fungsi untuk menyatakan ldquoTidakrdquo (Not)Ā = Tidak A atau Ā = NOT AHimpunan adalah kumpulan dari elemen yang setidaknya memiliki sifat yang samadan bisa memiliki kelompok yang terbatas atau tidak terbatas jumlahnya Misalnyahimpunan mahasiswa politeknik Himpunan tersebut tentu saja terdiri dari bermacammacamkelompok Jika dapat diambil tiga kelompok Kelompokyang berasal dari luar jawa JKelompokyang sedang kuliah KKelompokyang mengerjakan laporan akhir LSehingga seseorang setidaknya masuk dalam satu kelompok tersebut bahkan dapatterjadi masuk dalam dua kelompok sekaligus Misalnya mahasiswa luar jawa yangsedang mengerjakan laporan akhir berarti masuk kelompok J dan L (J AND L) JAND L dituliskan juga dengan J LGabungan antara mahasiswa luar jawa dan mahasiswa yang mengerjakan laporanakhir memiliki pengertian mahasiswa luar jawa atau mahasiswa mengerjakanlaporan akhir J atau L (J OR L) J OR L dituliskan juga dengan J + LLogika Biner (gerbang Boolean) adalah rangkaian digital yang menerima satu ataulebih masukan tegangan untuk memperoleh keluaran tertentu sesuai dengan aturanboole yang berlakuJika membicarakan komputer maka perbedaan tegangan yang digunakan sebagaionoff atau nilai biner 10 nilai 1 ekivalen dengan tegangan +5 volt dan nilai 0ekivalen dengan tegangan 0 volt

41 Rangkaian Logika Kombinasional amp Sekuensial

Rangkaian yang termasuk rangkaian logika kombinasional yaitu Dekoder Enkoder Multiplekser Demultiplekser Pada rangkaian-rangkaian itu terlihat bahwa kondisi keluaran hanya dipengaruhi oleh kondisi masukan pada saat itu

Rangkaian Adder Half Adder

Rangkaian Adder Full Adder

Enkoder

Dekoder

DECIMAL TO BCD ENCODER

Encoder yang sudah umum yaitu decimal to BCD encoder Switch dengan

penekan tombol mirip dengan tombol kalkulator dihubungkan dengan tegangan

Vcc Jika tombol 3 ditekan maka gerbang-gerbang OR pada jalur C dan D

akan mempunyai input bernilai 1 Oleh karena itu maka outputnya menjadi

ABCD = 0011

Dan selengkapnya dapat dilihat pada tabel dibawah ini

INPUT OUTPUT0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 10 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 00 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 10 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 00 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 10 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 00 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 10 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1

2 DECODER

Rangkaian dekoder mempunyai sifat yang berkebalikan dengan enkoder yaitu

merubah kode biner menjadi sinyal diskrit Syarat perancangan sebuah dekoder adalah m

lt= 2n dimana m adalah kombinasi keluaran dan n adalah jumlah bit masukan Sehingga

dapat disimplkan bahwa variabel keluaran bebas tapi harus tetap memperhatikan unsur

efisiensi rangkaian Misal dekoder 3 bit memiliki 8 atau kurang kombinasi keluaran tetapi

bisa memiliki jumlah saluran keluaran lebih dari 8 (10 atau 55 atau 100 dan sebagainya)

Contoh rangkaian dekoder adalah rangkaian dekoder dot matrik dan dekoder seven

segmen

Bila semua segmen menyala maka dapat dibaca sebagai angka decimal 8 Angka

decimal 0 dan 3 terlihat pada menyalanya segmen ndash segmen sesuai gambar Untuk

penampilan huruf hanya beberapa huruf saja yang dapat dibaca dari tujuh segmen

Tabel Kebenaran dekoder seven segmen

INPUT OUTPUTA B C D a b c d e f g0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 00 0 0 1 0 1 1 0 0 0 00 0 1 0 1 1 0 1 1 0 10 0 1 1 1 1 1 1 0 0 10 1 0 0 0 1 1 0 0 1 10 1 0 1 1 0 1 1 0 1 10 1 1 0 1 0 1 1 1 1 10 1 1 1 1 1 1 0 0 0 01 0 0 0 1 1 1 1 1 1 11 0 0 1 1 1 1 1 0 1 11 0 1 0 1 1 1 0 1 1 11 0 1 1 0 0 1 1 1 1 11 1 0 0 1 0 0 1 1 1 01 1 0 1 0 1 1 1 1 0 11 1 1 0 1 0 0 1 1 1 11 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1

a = sum (m0m2m3m5m6m7m8m9m10m12m14m15)

b = sum (m0m1m2m3m4m7m8m9m10m13)

c = sum (m0m1m3m4m5m6m7m8m9m10m11m13)

d = sum (m0m2m3m5m6m8m9m11m12m13m14)

e = sum (m0m2m6m8m10m11m12m13m14m15)

f = sum (m0m4m5m6m8m9m10m11m12m14m15)

g = sum (m2m3m4m5m6m8m9m10m11m13m14m15)

42 Rangkaian Logika Sekuensial (Flip-Flop)

1 Flip-Flop R-SFlip-flop R-S adalah rangkaian dasar dari semua jenis flip-flop yang ada Terdapat berbagai

macam rangkaian flip-flop R-S pada percobaan ini flip-flop R-S disusun dari empat buah gerbang NAND 2 masukan Dua masukan flip-flop ini adalah S (set) dan R (reset) serta dua keluarannya adalah Q dan Qrsquo

Kondisi keluaran akan tetap ketika kedua masukan R dan S berlogika 0 Sedangkan pada kondisi masukan R dan S berlogika 1 maka kedua keluaran akan berlogika 1 hal ini sangat dihindari karena bila kondisi masukan diubah menjadi berlogika 0 kondisi kelurannya tidak dapat diprediksi (bisa 1 atau 0) Keadaan ini disebut kondisi terlarang Selanjutnya kondisi terlarang pacu dan tak tentu akan dijelaskan melalui Tabel 31

Gambar 33 Rangkaian Percobaan Flip-Flop R-S

Tabel 32a Kondisi terlarang pacu dan tak tentu karena perubahan clockNo S R Clock Keterangan1 1 1 Aktif (1) Kondisi terlarang2 1 1 Tepi turun (Berubah dari

1 ke 0)Kondisi pacu

3 1 1 Tidak aktif (0) Kondisi tak tentu

Tabel 32b Kondisi terlarang pacu dan tak tentu karena perubahan clock dan masukan yang serempakNo S R Clock Keterangan1 1 1 Aktif (1) Kondisi terlarang2 0 0 Tepi turun Kondisi pacu3 0 0 Tidak aktif (0) Kondisi tak tentu

2 Flip-flop D

Flip-flop D dapat disusun dari flip-flop S-R atau flip-flop J-K yang masukannya saling berkebalikan Hal ini dimungkinkan dengan menambahkan salah satu masukannya dengan inverter agar kedua masukan flip-flop selalu dalam kondisi berlawanan Flip-flop ini dinamakan dengan flip-flop data karena keluarannya selalu sama dengan masukan yang diberikan Saat flip-flop pada keadaan aktif masukan akan diteruskan ke saluran keluaran

2 Flip-flop J-KFlip-flop J-K merupakan penyempurnaan dari flip-flop R-S terutama untuk mengatasi masalah

osilasi yaitu dengan adanya umpan balik serta masalah kondisi terlarang seperti yang telah dijelaskan di atas yaitu pada kondisi masukan J dan K berlogika 1 yang akan membuat kondisi keluaran menjadi berlawanan dengan kondisi keluaran sebelumnya atau dikenal dengan istilah toggle Sementara untuk keluaran berdasarkan kondisi-kondisi masukan yang lain semua sama dengan flip-flop R-S

Gambar 35 Flip-flop J-K

51 Aritmatika Logika Unit

Macam- macam operasi ALU

Adder (Penjumlahan) Half Adder Full Adder Paralel Adder

Pengurangan (Substraktor)

Perkalian (Multiplexer)

Pembagian bila hasilnya 0 amp 1

Adder

Rangkaian ALU (Arithmetic and Logic Unit) yang digunakan untuk menjumlahkanbilangan dinamakan dengan Adder Karena Adder digunakan untuk memprosesoperasi aritmetika maka Adder juga sering disebut rangkaian kombinasionalaritmetika ALU akan dijelaskan lebih detail pada bab 3 Ada 2 jenis Adder

1 Rangkaian Adder yang hanya menjumlahkan dua bit disebut Half Adder2 Rangkaian Adder yang menjumlahkan tiga bit disebut Full Adder3 Rangkaian Adder yang menjumlahkan banyak bit disebut paralel Adder

Half Adder

Rangkaian half adder merupakan dasar penjumlahan bilangan biner yang masingmasinghanya terdiri dari satu bit oleh karena itu dinamakan penjumlah tak lengkap

1 Jika A=0 dan B=0 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 02 Jika A=0 dan B=1 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 13 Jika A=1 dan B=1 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 0 dengan nilai pindahanCy(Carry Out) = 1

Dengan demikian half adder memiliki 2 masukan (A dan B) dan dua keluaran (S dan Cy)

Dari tabel diatas terlihat bahwa nilai logika dari Sum sama dengan nilai logika darigerbang XOR sedangkan nilai logika Cy sama dengan nilai dari gerbang logikaAND Dari tabel tersebut dapat dibuat rangkaian half adder seperti pada gambar

Full Adder

Full adder mengolah penjumlahan untuk 3 bit bilangan atau lebih (bit tidak terbatas)oleh karena itu dinamakan rangkaian penjumlah lengkap Perhatikan tabel kebenarandari Full adder berikut

Parallel Adder

Parallel Adder adalah rangkaian Full Adder yang disusun secara parallel danberfungsi untuk menjumlah bilangan biner berapapun bitnya tergantung jumlah FullAdder yang diparallelkan Gambar berikut menunjukkan Parallel Adder yang terdiridari 4 buah Full Adder yang tersusun parallel sehingga membentuk sebuah penjumlah 4 bit

Penjumlahan

Komputer hanya dapat melakukan proses aritmetika menggunakan bilangan binerSemua sistem bilangan harus diubah terlebih dahulu ke biner agar dapat diprosesProses yang biasa dilakukan oleh komputer untuk menjumlahkan sistem bilangandesimal biasanya adalah menyandikan ke 8421BCD terlebih dahulu sebelumdijumlahkan Sebelum mempelajari tentang penjumlahan pada 8421BCD ada baiknyamengetahui cara menjumlahkan bilangan biner

Penjumlahan Biner

Ada 4 kondisi yang terjadi pada penjumlahan biner yaitu apabila 0 + 0 0 + 1 1 + 0dan 1 + 1 Jika yang terjadi adalah 1 + 1 kita tidak dapat menyatakan hasil jumlahdalam satu digit Tetapi kita harus melakukan penyimpanan (Carry Out) kedalamkolom yang lebih tinggi Ini berlaku untuk seluruh sistem bilangan Sebagai contohpada bilangan desimal 2 + 5 = 7 dengan carry out = 0 9 + 9 = 8 dengan carry out = 1Contoh

Penjumlahan 8421BCD

Sandi 8421BCD hanya menggunakan bilangan biner untuk 0 sampai 9 karena yangdisandikan hanya 1 digit angka desimal Dalam penjumlahan yang perlu diperhatikanadalah jika hasilnya lebih dari 9 sehingga akan dihasilkan auxillary carry (Carry daribilangan keempat LSB) maupun carry dari MSBBerikut adalah aturan penjumlahan sandi 8421BCDJikajumlah biner dan jumlah BCD sama yaitu AC (Auxillary Carry) = 0 dan Carry= 0 maka tidak diperlukan aturan tambahan

Jikajumlah biner tidak sama dengan jumlah desimal maka memerlukan pengaturantambahan Jika Auxillary Carry (AC) = 0 atau AC = 1 dan Carry (Cy) = 0 dimana hasilpenjumlahan binernya lebih dari 9 desimal maka perlu ditambahkan 6 pada niblerendah tersebut dan tambahkan 1 pada nible yang lebih tinggi

Pengurangan

Pengurangan pada dasarnya merupakan penjumlahan yaitu penjumlahan denganbilangan negatif

500 ndash 255 = 245 (Pengurangan)500 + ()255 = 245 (Penjumlahan)Komputer hanya bekerja pada bilangan ldquo0rdquo dan ldquo1rdquo dan tidak mengenal bilangannegatif Untuk menunjukkan bilangan negatif komputer menggunakan tanda modulus(Modulus Sign) Pada penjumlahan desimal tanda modulus yang digunakan adalahldquo0rdquo untuk bilangan positif dan ldquo9rdquo untuk bilangan negatif Untuk bilangan negatifpada operasi penjumlahannya harus dikomplemen Komplemen yang digunakan padabilangan desimal adalah komplemen10dan komplemen9

Perkalian

Perkalian antara bilangan biner adalah perkalian yang paling mudah diantara sistembilangan lainnya

Pada Teknik Komputer perkalian dilakukan menggunakan register geser kanan (ShiftRight Register) Perhatikan contoh berikut

Register A untuk menyimpan data yang akan dikalikan (Multiplicand)Register B untuk menyimpan data pengali (Multiplier)Register P untuk menyimpan hasil perkalian

Pembagian

Kebalikan dari perkalian pembagian (Division) adalah suatu bentuk dari penguranganyang dilakukan berulangulangDan proses ini juga dapat dilakukan pada rangkaianlogika dengan cara pengurangan dan penggeseran ke kiri (menggunakan shiftleftregister) Berikut adalah aturan dari pembagianKurangkan bilangan pembagi (Divisor) dari MSB bilangan yang akan dibagi(Dividend) lihat hasil pengurangan

Bila hasilnya 1 atau positif Berarti hasil pembagian (Product) adalah 1 Setelah itu hasil pengurangan digeserkekiri satu bit dan dimulai lagi pengurangan oleh bilangan pembagi (Divisor)

Bila hasilnya 0 atau negatif Berarti hasil pembagian (Product) adalah 0 Dalam hal ini sebelum digeser ke kiriharus ditambah dulu dengan bilangan pembagi (Divisor) Setelah digeser ke kiri satubit dimulai lagi proses pengurangan oleh bilangan pembagi Pengurangan olehbilangan pembagi dilakukan dengan penjumlahan komplemen2Bila dalam

penjumlahan tersebut terdapat pindahan (Carry) maka carry tersebut diabaikanPerhatikan contoh berikut 1010 410 = 10102 1004

Karena ada hasil pengurangan yang negatif maka digit yang dihasilkansetelah itu adalah digit pecahan sehingga hasil yang benar 1012 atau 2510

61 Floating Point

71 Control Unit

CONTROL UNIT (CU)

711 Model Control Unit

Unit kontrol atau yang sering dikenal dengan control unit akan menyimpan perintah sekarang yang dilakukan oleh komputer memerintahkan ALU untuk melaksanaan dan mendapat kembali informasi (dari memori) yang diperlukan untuk melaksanakan perintah itu dan memindahkan kembali hasil ke lokasi memori yang sesuai Sekali yang terjadi unit kontrol pergi ke perintah berikutnya (biasanya ditempatkan di slot berikutnya kecuali kalau perintah itu adalah perintah lompatan yang memberitahukan kepada komputer bahwa perintah berikutnya ditempatkan di lokasi lain)

Bagian CPU yang menyebabkan fungsi komputer tercapai ini mengeluarkan sinyal-sinyal kontrol yang bersifat internal bagi CPU untuk memindahkan data antar Register agar ALU melakukan fungsinya untuk mengatur operasi-operasi internal lainnya Register yang merupakan bagian dari unit kontrol adalah tempat penyimpan data sementara dalam CPU selama proses eksekusi Apabila terjadi proses eksekusi data dalam register dikirim ke ALU untuk diproses hasil eksekusi nantinya diletakkan ke register kembali Unit kontrol akan menghasilkan sinyal yang akan mengontrol operasi ALU dan pemindahan data ke dan dari ALU Unit kontrol juga mengeluarkan sinyal kontrol eksternal bagi pertukaran data memori dan modul-modul IO

Model dari unit kontrol

712 Macam-macam unit kontrol

Macam-macam Unit Kontrol1 Unit Kontrol Single-Cycle

Proses di unit kontrol ini hanya terjadi dalam satu clock cycle artinya setiap instruksi (fetch decode execute) ada pada satu cycle maka dari itu tidak memerlukan state Dengan demikian fungsi boolean masing-masing control line hanya merupakan fungsi dari opcode saja Clock cycle harus mempunyai panjang yang sama untuk setiap jenis instruksi

Ada dua bagian pada unit kontrol ini yaitu proses men-decode opcode untuk mengelompokkannya menjadi 4 macam instruksi (yaitu di gerbang AND) dan pemberian sinyal kontrol berdasarkan jenis instruksinya (yaitu gerbang OR) Keempat jenis instruksi adalah ldquoR-formatrdquo (berhubungan dengan register) ldquolwrdquo (membaca memori) ldquoswrdquo (menulis ke memori) dan ldquobeqrdquo (branching)

Sinyal kontrol yang dihasilkan bergantung pada jenis instruksinya Misalnya jika melibatkan memori rdquoR-formatrdquo atau rdquolwrdquo maka akan sinyal rdquoRegwriterdquo akan aktif Hal lain jika melibatkan memori ldquolwrdquo atau ldquoswrdquo maka akan diberi sinyal kontrol ke ALU yaitu ldquoALUSrcrdquo

Desain single-cycle ini lebih dapat bekerja dengan baik dan benar tetapi cycle ini tidak efisien

2 Unit Kontrol Multi-CycleGambar disamping menunjukkan diagram blok dari unit kontrol multi-cycle

Berbeda dengan unit kontrol yang single-cycle unit kontrol yang multi-cycle lebih memiliki banyak fungsi

Dengan memperhatikan state dan opcode fungsi boolean dari masing-masing control line output dapat ditentukan Masing-masingnya akan menjadi fungsi dari 10 buah input logic Jadi akan terdapat banyak fungsi boolean dan masing-masingnya tidak sederhana

Pada cycle ini sinyal kontrol tidak lagi ditentukan dengan melihat pada bit-bit instruksinya Bit-bit opcode memberitahukan operasi apa yang selanjutnya akan di-execute CPU bukan instruksi cycle selanjutnya

713 Fungsi unit kontrol

Fungsi Unit Kontrol1 Pengurutan (sequencing) unit kontrol bertugas mengontrol sejumlah operasi

mikro dalam urutan yang benar

2 Eksekusi (execution) unit kontrol menyebabkan setiap operasi mikro dilakukan

state register overhead

Cycle 1Cycle 2

Cycle 3Cycle 4

Cycle 5

Fetch

Decode

Exec

Mem

WB

lw

Single cycle Implementation

Multiple Cycle Implementation

714 Input Unit Kontrol

Input Unit Kontrol

Unit kontrol mempunyai beberapa input diantaranya1 Clock berfungsi untuk sinkronisasi operasi antar komponen 2 Flag flag-flag ini diperlukan unit kontrol untuk mengetahui status CPU Flag

diset ALU sebagai hasil dari suatu operasi misalnya overflow flag diset 1 bila hasil komputasi melampaui panjang register tempat flag disimpan

3 Instruction register menggunakan opcode untuk menentukan operasi mikro yang akan dilakukan selama siklus eksekusi

4 Sinyal kontrol dari rdquobus controlrdquo memberi jalur ke unit kontrol untuk sinyal-sinyal tertentu seperti sinyal interrupt dan sinyal acknowledgment

715 Output Unit Kontrol

Sinyal kontrol di dalam CPU (control signals within CPU) output unit kontrol terdiri dari dua macam sinyal yaitu

1 sinyal-sinyal yang menyebabkan perpindahan data antar register 2 sinyal-sinyal yang dapat mengaktifkan fungsi ALU yang spesifik

Sinyal kontrol ke rdquobus controlrdquo juga terdiri atas 2 sinyal yaitu1 sinyal kontrol ke memori 2 sinyal kontrol ke modul-modul IO

716 Implementasi Unit Kontrol

1 Implementasi hardwired Unit kontrol merupakan rangkaian kombinatorial Sinyal-sinyal logika

inputnya akan didekodekan menjadi sinyal-sinyal logika output yang merupakan sinyal-sinyal kontrol ke sistem komputer Sinyal-sinyal input tersebut seperti clock flag register instruction dan sinyal kontrol merupakan input bagi unit kontrol untuk mengetahui status komputer Sinyal keluaran yang dihasilkan akan mengendalikan sistem kerja komputer

N buah input biner akan menghasilkan 2N output biner Setiap instruksi memiliki opcode yang yang berbeda-bedaOpcode yang berbeda dalam instruksi akan menghasilkan sinyal kontrol yang berbeda pula Pewaktu unit kontrol mengeluarkan rangkaian pulsa yang periodik

Pulsa waktu ini digunakan untuk mengukur durasi setiap operasi mikro yang dijalankan CPU intinya digunakan untuk sinkronisasi kerja masing-masing bagian

Masalah dalam Merancang Implementasi Hardwired Memiliki kompleksitas dalam pengurutan dan operasi mikronya Sulit didesain dan dilakukan pengetesan Tidak fleksibel Sulit untuk menambahkan instruksi baru

2 Implementasi microprogrammed Implementasi yang paling reliabel saat ini adalah implementasi

microprogrammed Unit kontrol memerlukan sebuah memori untuk menyimpan program kontrolnya

Fungsindashfungsi pengontrolan dilakukan berdasarkan program kontrol yang tersimpan pada unit kontrol Selain itu fungsindashfungsi pengontrolan tidak berdasarkan dekode dari input unit kontrol lagi

Teknik ini dapat menjawab kesulitanndashkesulitan yang ditemui dalam implementasi hardwired

81 Memori amp Piranti Penyimpanan

811 Jenis-Jenis memori

Berdasarkan komponen yang digunakan terbagi atas

1 Vacuum Tubes

Komputer generasi pertama ENIAC tahun 1946 menggunakan komponentabung hampa udara untuk main memory Memori ini relatif berukuran besardan tiap-tiap tabung hampa udara mewakili 1 bit

2 Magnetic Core Storage

Digunakan sekitar tahun 1960 ndash 1970 Terdiri dari ribuan cincin magnetikkecil berukuran 18 mm dengan lubang berdiameter 10 mm Tiap-tiap coredihubungkan dengan kabel kawat membentuk suatu bidang core (core plane)dan ditumpuk membentuk suatu core stackMasing-masing core dapat menyimpan 1 bit bila dimagnetasi dengan suatuarus listrik dari dua arah jurusan yang masing-masing bermuatan frac12 arus

3 Planar Thin-Film Storage

Terbuat dari lempengan tipis keramik atau metal tembus pandang yang berisi

kumpulan besi nikel berbentuk empat persegi panjang kecil dihubungkandengan kabel-kabel

4 Semiconductor Storage

Mulai banyak digunakan sejak tahun 1970-an hingga sekarangTerbuat dariVLSI (Very Large Scale Integration) yaitu meletakkan sejumlah besar circuitke dalam suatu chip Teknologi yang digunakan adalah MOS (Metal OxideSemiconductor) dan bersifat volatileKomputer IBM 704 pada GeneralElectric Computer facility diArizona State University 1956Sebuah mesin vacuum tubedengan magnetic core storageSingle layer thin film dengan Ta2N resistors

5 Josephson Junction

Diciptakan oleh Brian Josephson dari Inggris Merupakan memori yang dapatmelakukan switch dari bit 1 ke bit 0 atau sebaliknya dengan kecepatan yangtinggi yaitu kurang dari sepertriliun detik Menggunakan suatu tempat

tertutup yang berisi helium cair dengan suhu sekitar -200 derajat celcius

6 Charged-Coupled Device (CCD)

Merupakan memori yang terdiri dari ribuan metal bujur sangkar berukurankecil yang masing-masing dapat menyimpan informasi digit binari dalambentuk beban elektronik (electric charge)

812 Hirarki Memori

Sebagian besar komputer memiliki hirarki memori yang terdiri atas tiga level yaitu

1 Physical Register di CPU berada di Level teratas Informasi yang berada

di Register dapat diakses dalam satu Clock cycle CPU

2 Primary Memory (Executable memory ) berada dilevel tengah

Contohnya RAM Primary Memory diukur dengan satu byte dalam satu

waktu secara relatif dapat diakses dengan cepat bersifat volatil (informasi

bisa hilang ketika komputer dimatikan) CPU mengakses memori ini

dengan instruksi single load dan store dalam beberapa clock cycle

3 Secondary Memory berada dilevel bawah Contohnya disk atau tape

Secondary memory diukur sebagai kumpulan dari bytes(block of bytes)

waktu aksesnya lambat bersifat non-volatil (informasi tetap tersimpan

ketika komputer dimatikan) Memori ini diterapkan di storage device jadi

akses meliputi aksi oleh driver dan device

813 Memori Internal

Memori internal o Berada di luar CPU tetapi bersifat internal terhadap sistem komputero Diperlukan oleh CPU untuk proses eksekusi (operasi) program sehingga

dapat diakses secara langsung oleh prosesor (CPU) tanpa modul perantarao Memori internal sering juga disebut sebagai memori primer atau memori

utama o Memori internal biasanya menggunakan media RAM

Random Access Memori (RAM)

Ram adalah suatu memori baca tulis artinya data dapat dibaca dari atau ditulis ke RAM dan dapat dilakukan secara berulang-ulang dengan data yang berbeda-beda Jenis memori ini merupakan jenis volatile (mudah menguap) yaitu data yang tersimpan akan hilang jika catu dayanya dimatikan Karena alasan tersebut maka program utama tidak pernah disimpan di RAM Random artinya data yang disimpan pada RAM dapat diakses secara acak RAM dibagi lagi menjadi dua jenis yaitu jenis statik dan jenis dinamik RAM statik menyimpan satu bit informasi dalam sebuah flip-flop Jenis RAM ini asyncronous dan tidak memerlukan sinyal clock RAM statik biasanya digunakan untuk aplikasi-aplikasi yang tidak memerlukan kapasitas memori RAM yang besar RAM dinamik menyimpan satu bit informasi data sebagai muatan RAM dinamik menggunakan kapasitansi gerbang substrat sebuah transistor MOS sebagai sel memori elementer Untuk menjaga agar data yang tersimpan RAM dinamik tetap utuh data tersebut harus disegarkan kembali dengan cara membaca dan menulis ulang data tersebut kememori RAM dinamik ini digunakan untuk aplikasi ynag memerlukan RAM dengan kapasitas besar misalnya dalam sebuah komputer pribadi (PC)

Read Only Memory (ROM)

Jenis memori ini datanya hanya bisa dibaca dan tidak bisa ditulis secara berulang-ulang Memori ini berjenis non-volatile artinya data yang disimpan tidak mudah menguap (hilang) walaupun catu dayanya dimatikan Karena itu memori ini biasa digunakan untuk menyimpan program utama dari suatu sistem Jenis ROM yang dikenal dipasaran ada lima jenis yaitu

- ROM (Read Only Memory) yang diprogram dalam proses pembuatannya Jenis ini tidak dapat diprogram ulang

- PROM (Programmable ROM) yang diprogram dengan cara memutuskan hubungan sekering internal PROM hanya dapat diprogram satu kali dan tidak dapat diprogram ulang

- EPROM (Erasable PROM) yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat dari piranti Dihapus dengan cara pemberian sinar ultra violet melalui jendela pada bagian atas IC Setelah dihapus dapat diprogram ulang

- EEPROM (Electrically EPROM) sama saja dengan EPROM hanya cara penghapusannya dilakukan secara listrik

- Flash EPROM yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat pada piranti Memori ini dapat diisi ulang

Dari semua jenis memori diatas yang sering digunakan adalah memori jenis EPROM dan

EEPROM karena harganya paling murah dan mudah didapat dipasaran

814 Memori Eksternal

Memori eksternal o Bersifat eksternal terhadap sistem komputer dan tentu saja berada di luar

CPUo Diperlukan untuk menyimpan data atau instruksi secara permaneno Tidak diperlukan di dalam proses eksekusi sehingga tidak dapat diakses secara

langsung oleh prosesor (CPU) Untuk akses memori eksternal ini oleh CPU harus melalui pengontrolmodul IO

o Memori eksternal sering juga disebut sebagai memori sekunder o Memori ini terdiri atas perangkat storage peripheral seperti disk pita

magnetik dll berbagai jenis memory Eksternal

1 Berdasarkan jenis akses data

Berdasarkan jenis aksesnya memori eksternal dikelompokkan menjadi 2 jenis yaitu

a DASD (Direct Access Storage Device) dimana ia mempunyai akses langsung

terhadap data Contoh Magnetik(Floppy disk hard disk) Removable hard

disk(Zip disk Flash disk) Optical Disk

b SASD (Sequential Access Storage Device) Akses data secara tidak langsung

(berurutan) seperti Pita Magnetik

2Berdasarkan Karakteristik Bahan

Berdasarkan karakteristik bahan pembuatanya memori eksternal digolongkan

menjadi beberapa kelompok

a Punched Card atau kartu berlobang

a merupakan kartu kecil berisi lubang-lubang yang menggambarkan berbagai instruksi atau data Kartu ini dibaca melalui puch card reader yang sudah tidak digunakan lagi sejak tahun 1979

b Magnetik Disk Magnetik disk merupakan disk yang terbuat dari bahan yang bersifat magnetik contoh Floppy dan hardsik

c Optical Disk Optical disk terbuat dari bahan optik seperti resin (Polycaronate) dan dilapisi permukaan yang sangat reflektif seperti aluminium contoh CD dan DVD

d Magnetik TapeSedangkan magnetik tape terbuat dari bahan yang bersifat magnetik tetapi berbentuk pita seperti halnya pita kaset tape recorder

91 Bus amp Sistem Bus

Dalam Arsitektur komputer sebuah Bus adalah sebuah subsistem yang mentransfer data

atau listrik antar komponen komputer didalam sebuah komputer atau antar komputer

Bus komputer awal merupakan bus listrik paralel dengan banyak hubungan tetapi istilah

ini sekarang digunakan untuk pengaturan fisik yang menyediakan fungsi logika yang

sama dengan sebuah bus listrik paralel dan dapat dihubungkan dengan kabel dalam

sebuah topologi multidrop atau daisy chain atau dihubungkan dengan switch seperti

dalam kasus bus USB

System bus atau bus System dalam Arsitektur komputer merujuk pada bus yang

digunakan oleh sistem komputer untuk menghubungkan semua komponennya dalam

menjalankan tugas sebuah bus adalah sebutan untuk jalur dimana data dapat mengalir

dalam komputer jalur-jalur ini digunakan untuk komunikasi dan dapat dibuat antara dua

elemen atau lebih Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan

dieksekusi oleh CPU melalui perantara sistem bus

911 Transfer informasi pada bus

Suatu mendukung bermacam-macam transfer data Semua bus mendukung transfer baca

(master slave) dan transfer tulis( slave ke master) Pada semua multiplexed addressdata

bus pertama-tama bus digunakan untuk menspesifikasikan alamat dan kemudian untuk

melakukan transfer data Untuk operasi baca biasanya terdapat waktu tunggu pada saat

data sedang diambil dari slave untuk ditaruh pada bus Baik bagi operasi baca maupun

tulis mungkin juga terdapat delay bila hal itu diperlukan untuk melalui arbitrasi agar

mendapatkan kontrol bus untuk sisa operasi (yaitu mengambil alih bus untuk melakukan

request baca atau tulis kemudian mengambil alih lagi bus untuk membentuk operasi baca

atau tulis

Pada alamat dedicate dan bus-bus alamat ditaruh ada bus alamat dan tetap berada disana

selama data tersimpan pada bus data Bagi operasi tulis master menaruh data pada bus

data begitu alamat telah stabil dan slave telah mempunyai kesempatan untuk mengetahui

alamatnya bagi operasi baca slave menaruh data pada bus dan begitu slae mengetahui

alamatnya dan telah mengembil data

912 Sistem Bus dengan Jalur Data Alamat dan Kontrol

Jalur bus yang digunakan untuk mentransfer data dapat dikelompokkanrnenjadi tiga tipe jalur data alamat dan kontrol

Data bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi data dan instruksi

Address bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi untuk alamat di

main memory untuk data atau instruksi yang akan diambil atau direkam

Control bus yaitu bus yang digunakan untuk mengirimkan signal sebagai

pemberitahuan akan dikirimkan suatu informasi atau telah diterimanya informasi

yang akan dikirimkan dari suatu alat ke alat lainnya

913 Hirarki Bus

Bus merupakan lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih perangkat

computer Karakteristik penting sebuah bus adalah bahwa bus merupakan media

transmisi yang dapat digunakan bersama Sejumlah perangkat yang terhubung ke bus dan

suatu sinyal yang ditransmisikan oleh salah satu perangkat ini data diterimaoleh salah

satu perangkat yang terhubung ke bus

Umumnya sebuah bus terdiri dari sejumlah lintasan komunikasi atau saluran Masing-

masing saluran dapat mentransmisi sinyal yang menunjukan biner 1 dan biner 0

serangkaian digit biner dapat ditransmisi melalui saluran tunggal

914 Bus Data dan Bus Alamat

1 Bus data

Jalur data yang dilalui informasi ke dan dari microprocessor bahan data keterangan

catatan fakta fakta atau bagian dari fakta yang mengandung arti yang dihubungkan

dengan kenyataan simbol-simbol gambar kata-kata angka huruf yang menunjukan ide

objek kondisi dan lainnya

Data itu sendiri merupakan bentuk jamak dari datum yang berarti informasi jelasnya data

itu dapat berupa apa saja dan dapat ditemui dimana saja

2 Bus Alamat

Bus alamat pengalamatan transformasi data bus Pengalamatan bus ini berisi 16 2024

jalur sinyal paralel atau lebih CPU mengirim alamat lokasi memori atau port yang ingin

ditulis atau dibaca di bus ini jumlah lokasi memori yang dapat dialamati ditentukan

jumlah jalur alamat Jika CPU mempunyai N jalur alamat maka dapat mengalamati 2

pangkat N lokasi memori dan atau port secara langsung

101 Unit Input amp Output

Salah satu fitur dasar komputer adalah kemampuannya untuk mempertukarkandata dengan perangkat lain Kemampuan komunikasi ini memungkinkan operatormanusia misalnya untuk menggunakan keyboard dan layer display untuk mengolahteks dan grafik

1011 Dasar Unit Input Output

Unit IO memberi CPU kemampuan untuk berkomunikasi dengan peripheral Merupakan

entity dalam komputer yang bertanggung jawab atas pengontrol sebuah perangkat

eksternal atau lebih dan untuk pertukaran data antara alat-alat tersebut dengan memory

utama dan atau register-register dalam CPU

Alasan- alasan dipertukarkannya unit IO

Adanya aneka ragam peripheral yang memiliki macam-macam metode operasi

Perbedaan kecepatan transfer data antara sistem BUS dengan piranti IO BUS= 20

nano detik sedang IO lebih dari 100 nano detik

Peripheral seringkali menggunakan format data dan panjang word yang berlainan

dengan komputer

Perbedaan besar tegangan dan arus data yang diperlukan untuk transfer informasi

dari dan ke peripheral dengan sistem bus

Tujuan Unit IO

Melakukan kompensasi perbedaan kecepatan dan perwaktuan antara CPU dan

peripheral

Melakukan penyesuaian tegangan dan arus satu aras ke aras lain

Menyesuaikan panjang data antara sistem BUS dan BUS IO

1012 Antarmuka IO

Gambar 122 mengilustrasikan hardware yang diperlukan untukmenghubungkan perangkat IO ke bus Dekoder alamat mengenableperangkattersebut untuk mengenali alamatnya pada saat alamat ini muncul pada jalur alamatRegister data menyimpan data yang ditransfer ked an dari prosessor Register statusberisi informasi yang relevan dengan operasi perangkat IO Register data dan statusdihubungkan dengan bus data dan ditetapkan dengan alamatalamatunik Dekoderalamat register data dan status dan sirkuit control yang diperlukan untukmengkoordinasikan transfer IO membentuk sirkuit antar muka perangkatGambar 122 Antarmuka IO untuk perangkat input

Perangkat IO beroperasi pada kecepatan yang sangat berbeda denganprosessor Pada saat operator manusia memasukkan karakter pada keyboardprosessor mampu mengeksekusi jutaan instruksi antarentrikarakter yang berurutanSuatu instruksi yang membaca karakter dari keyboard sebaiknya hanya dieksekusipada saat karakter tersebut tersedia dalam input buffer antarmuka keyboard Juga kitaharus memastikan bahwa karakter input tersebut hanya dibaca sekali

1013 Transfer data pada IO

Transfer dataFormat transfer

- Paralel semua bit pada karakter (word denganpanjang tertentu) dikirim secara bersamaan dalambatas waktu yang diberikan

- Serial Data dikirim secara berurutan dalam satu saluran

Transfer data secara paralel lebih cepat daripada secaraserial karena saluran transmisinya banyak kelemahannyakalau terlalu panjang akan terjadi interferensi antarsaluran

Mode transfer data

1 Synchronous modeBaris kendali digunakan untuk mengsinkronkan waktupada semua kejadian yang terjadi selama periodewaktu tertentuKelemahanbull Tiap piranti IO berbeda-beda kecepatan operasinyasehingga harus diturunkan pada kecepatan yangpaling rendah

2 Asynchronous mode

Menggunakan teknik jabat tangan (hand shaking) untukmenyakinkan transfer data antara pengirim danpenerima tidak ada kesalahan (data valid)

111 Interupsi

Interupsi merupakan bagian penting dari sistem arsitektur komputer Setiap sistem

komputer memiliki mekanisme yang berbeda Interupsi bisa terjadi apabila perangkat

keras (hardware) atau perangkat lunak minta ldquo dilayanirdquo oleh processor apabila terjadi

interupsi maka processor menghentikan proses yang sedang dikerjakannya kemudian

beralih mengerjakan service rutin untuk melayani intrupsi tersebut Setelah selesai

mengerjakan service rutin maka prosesor kembali melanjutkan proses yang tertunda

1111 Kelas Sinyal Interupsi

Program yaitu Interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi

pada hasil eksekusi program Contioh Aritmatika overflow pembagian nol

operasi ilegal

Timer adalah Interupsi yang dibangkitkan pewaktuan dalam prosesor Sinyal ini

memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsi tertentu secara reguler

I O sinyal Interupsi yang di bangkitkan oleh Modul IO sehubngan pemberitahuan

kondisi Error dan penyelesaian suatu operasi

Hardware Failure adalah Interupsi yang dibangkitkan oleh kegagalan daya atau

kesalahan paritas memori

1112 Proses Interupsi

Dengan adanya mekanisme Interupsi prossesor dapat digunakan untuk

mengeksekusi intsruksi- instruksi lain

Saat suatu modul telah selesai menjalankan tugasnya dan siap menerima tugas

berikutnya maka modul ini akan mengirimkan permintaan interupsi ke prosesor

Kemudian prosesor akan menghentikan eksekusi yang dijalankannya untuk

menghandle routine interupsi

Setelah program interupsi selesai maka processor akan melanjutkan eksekusi

programnya kembali

Saat sinyal Interupsi diterima processor ada dua kemungkinan tindakan yaitu

Interupsi diterima ditangguhkan dan Interupsi ditolak

1113 Interupsi Ditangguhkan

Apa yang dilakukan Processor

Processor menangguhkan eksekusi program yang dijalankan dan menyimpan

konteksnya tindakan ini adalah menyimpan alamat instruksi berikutnya yang akan

dieksekusi dan data lain yang relevan

Processor menyetel program Counter (PC) ke alamat awal routine intterupt handler

1114 Sistem Operasi Kompleks

Interupsi ganda (Multiple interupt)

Misalnya suatu komputer akan menerima permintaan interupsi saat proses

pencetakan dengan printer selesai disamping itu dimungkinkan dari saluran

komunikasi akan mengirimkan permintaan interupsi setiap kali data tiba

Dapat diambil dua buah pendekatan untuk menangani interupsi ganda ini

121 Arsitektur dan Klasifikasi Sistem Komputer

Sebuah sistem operasi atau dalam bahasa asingnya Operating System adalah sebuah

program yang mengatur hardware komputer Sistem operasi juga menyediakan fondasi

untuk aplikasi diatasnya dan bertindak sebagai penghubung antara user dengan

hardwaresetiap sistem operasi memiliki caranya masing-masing untuk menyelesaikan

tugasnya Hal ini menimbulkan aneka ragam sistem operasi yang sangat menakjubkan

Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu 1 Klasifikasi Flynn

Didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data dalam sistem komputer

2 Klasifikasi Feng Didasarkan pada pemrosesan paralel dan serial

3 Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1211 Klasifikasi Fylnn

KLASIFIKASI FLYNN 1048790 Klasifikasi sistem komputer yang didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data diperkenalkan oleh Michael J Flynn 1048790 Alur instruksi (instruction stream) adalah urutan instruksi yang dilaksanakan oleh mesin 1048790 Alur data adalah urutan data yang dipanggil oleh alur instruksi 1048790 Baik instruksi maupun data diambil dari modul memori 1048790 Instruksi didecode (diartikan) oleh Control Unit 1048790 Alur data mengalir dua arah antara prosesor dan memori

Ada 4 kategori sistem komputer dalam klasifikasi Flynn 1 Single Instruction stream ndash Single Data stream (SISD) 2 Single Instruction stream ndash Multiple Data stream (SIMD) 3 Multiple Instruction stream ndash Single Data stream (MISD) 4 Multiple Instruction stream ndash Multiple Data stream (MIMD)

1212 Klasifikasi Feng

KLASIFIKASI FENG 1048790 Tse Yun Feng mengusulkan pembagian klasifikasi arsitektur komputer berdasarkan derajat keparalelan (degree of parallelism) 1048790 Jumlah bit maksimum yang dapat diproses dalam satu satuan waktu oleh sistem komputer disebut derajat keparalelan maksimum P 1048790 Bila Pi adalah jumlah bit yang dapat diproses dalam siklus prosesor ke ndash i (atau periode clock ke ndash i) 1048790 Siklus prosesor T dinyatakan oleh i = 123 T 1048790 Maka derajat keparalelan rata-rataa adalah

Ada 4 tipe Metode Pemrosesan

1048790 Word Serial and Bit Serial (WSBS) 1048790 Word Paralel and Bit Setial (WPBS) 1048790 Word Serial and Bit Paralel (WSBP) 1048790 Word Paralel and Bit Paralel (WPBP)

1213 Klasifikasi Handler

Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1214 Menjelaskan Multi Komputer amp Multi Processor

1048790 Multiprosesor MIMD dengan memori yang dapat digunakan bersama semua prosesornya memiliki akses ke pool memori utama

1048790 Multikomputer MIMD dengan memori terdistribusi setiap prosesornya memiliki memori khusus sendiri

1048790 Motivasi pembuatan organisasi multikomputer adalah untuk mengatasi keterbatasan skala multiprosesor

1048790 Karena prosesor-prosesor multikomputer harus berkomunikasi maka elemen penting perancangan multikomputer adalah jaringan interkoneksi yang harus dapat beroperasi seefisien mungkin

1048790 Ada beberapa topologi interkoneksi untuk memberikan kinerja yang efisien

1048790 Terdapat trade-off antara lintasan terpanjang dan jumlah koneksi fisik yang diperlukan

Selesai

BAB III PENUTUP

31 Kesimpulan

32 Saran

Daftar Pustaka

• Definisi
• • Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu

6 Super Computer diams Dikembangkan oleh perusahaan-perusahaan Amerika Serikat dan Jepang diams IBM sebagai salah satu perusahaan yg mengembangkan super computer diams Penelitian juga dilakukan oleh Cray Research dengan hasil Cray-1 computer diams Penerapan system time-sharing yang lebih efektif dengan menggunakan ribuan

terminal yg dapat dihubungkan dengan super computer dan ribuan pemakai dapat menggunakannya secara bersamaan

diams Harga super computer mulai dari 7 juta US $ sampai dengan 17 juta US $

213 Unit Fungsional komputer terdiri dari lima bagian utama

1 Unit Input

KeyboardKeyboards memungkinkan seorang user untuk memasukkan perintah dandata ke dalam system komputerContoh gambar sebuah keyboard

MouseMouse adalah peralatan input yang mempunyai sejumlah tombolPerpindahan dengan tangan sepanjang permukaan mouse akan merubahposisi tampilan pada layar yang merefleksikan perpindahan tersebutTombol pada mouse digunakan untuk memilih item dan membuat pilihanpada layarMouse secara significant dapat mereduksi input yangdimasukkan oleh pemakai melalui serangkaian pengetikanperintah pada keyboard dengan mengklik pada tombol mouseatau item yang tampil pada layar monitor

Trackball Joystick dan Touchpad

Mouse mengenableoperator untuk memindahkan kursor pada layercomputer Sekumpulan perangkat input inovatif telah dikembangkan untukmelakukan fungsi serupa untuk memenuhi berbagai lingkungan aplikasi danpreferensi userPrinsip operasi trackball sangat mirip dengan mouse mekanik Suatu bola

dipasang pada shallow well pada keyboard User memutar bola tersebut untukmengindikasikan pergerakan kursor yang diinginkan di layar

Joystick

adalah stick pendek berputar yang dapat digerakkan dengan tanganuntuk menunjuk ke tiap arah dalam bidang XYPada saat informasi ini dikirim kecomputer software menggerakkan kursor pada layar dengan arah yang sama

2Memori

Fungsi utama dari mainstoragememori adalah menyediakan tempat bagi data

dan instruksi Bagian ini terdiri dari internal memory yaitu berupa RAM (Random

Acces Memory) dan ROM (Read Only Memory) serta eksternal memory yaitu

berbagai macam disk seperti harddisk floppy disk dan optical disk

RAM mempunyai kemampuan untuk melakukan pengecekan data

disimpanan yang disebut dengan parity check Bila data hilang atau rusak dapat

diketahui dari sebuah bit tambahan yang disebut dengan parity bit ROM adalah

memori yang hanya dapat dibaca saja pemakai tidak dapat mengisi sesuatu ke dalam

ROM Isi ROM telah diisi oleh pabrik pembuatnya berupa system operasi yang

terdiri dari program-program pokok yang diperlukan oleh sistem komputer

Perintah-perintah yang ada pada ROM sebagian akan dipindahkan pada

RAM RAM (Random Acces Memori) adalah memori komputer yang dapat diisi

dengan program data selama ada aliran listrik bila aliran listrik mati isi RAM akan

terhapus semuanya Pada waktu program komputer dijalankan sebagian program

yang telah kita masukkan atau kita ketik akan diletakkan di RAM

3 Aritmatika amp Logika

ALU adalah yang melaksanakan pengolahan data secara fisik termasuk

penjumlahan pengurangan pembagian juga logical operasi seperti manyatukan

data menurutkan data memilih data dan lain-lain

4 Unit Output

1 Monitor

Monitor adalah peralatan yang memungkinkan komputer untukmenampilkan informasi balik ke pemakaiuser dalam bentuk teks maupungrafik Monitors mempunyai ukuran yang bervariasi 14 15 17 dan lainnya Semakin besar ukurannya (dalam inch) maka semakin mahal dansemakin luas gambar yang dapat ditampilkan pada monitor Monitor memiliki beberapa variasi bentuk resolusiscreen yang berbeda yang merujuk pada jumlah titikyang bisa ditampung dalam koordinat X dan Y (640 x480 atau 800 x 600) dan refresh rate yangmenunjukkan berapa kali per detik suatu gambar dapatditampilkan pada screen (60Hz berarti 60 kali perdetik) Monitor dengan resolusi screen yang lebih tinggi semisal 1024x768membutuhkan ukuran monitor yang lebih lebar missal 21 (jika tidakmaka akan kelihatan kecil sekali gambarnya jika ditampilkan dalammonitor berukuran 14) dan juga membutuhkan refresh rate yanglebih tinggi semisal 72Hz untuk mencegah tampilan gambar padascreen terlihat berkedip-kedip (flickering)

2 Printer

Printer digunakan untuk mencetak pada kertas apa yang ditampilkan padascreen atau untuk mencetak data yang dioleh oleh komputerPrinter ada yang berwarna (color) dan ada yanghitam putih (black and white) Printer berwarnalebih lambat dan lebih mahal daripada printer hitamputih Juga teknologi yang digunakan untukmencetak informasi pada kertas bervariasitergantung tipe printer

5Unit Kontrol

Unit kontrol atau yang sering dikenal dengan control unit akan menyimpan perintah sekarang yang dilakukan oleh komputer memerintahkan ALU untuk melaksanaan dan mendapat kembali informasi (dari memori) yang diperlukan untuk melaksanakan perintah itu dan memindahkan kembali hasil ke lokasi memori yang sesuai Sekali yang terjadi unit kontrol pergi ke perintah berikutnya (biasanya ditempatkan di slot berikutnya kecuali kalau perintah itu adalah perintah lompatan yang memberitahukan kepada komputer bahwa perintah berikutnya ditempatkan di lokasi lain)

Bagian CPU yang menyebabkan fungsi komputer tercapai ini mengeluarkan sinyal-sinyal kontrol yang bersifat internal bagi CPU untuk memindahkan data antar Register agar ALU melakukan fungsinya untuk mengatur operasi-operasi internal lainnya Register yang merupakan bagian dari unit kontrol adalah tempat penyimpan data sementara dalam CPU selama proses eksekusi Apabila terjadi proses eksekusi data dalam register dikirim ke ALU untuk diproses hasil eksekusi nantinya diletakkan ke register kembali Unit kontrol akan menghasilkan sinyal yang akan mengontrol operasi ALU dan pemindahan data ke dan dari ALU Unit kontrol juga mengeluarkan sinyal kontrol eksternal bagi pertukaran data memori dan modul-modul IO

214 Pengertian Software

Piranti lunak atau perangkat lunak adalah program komputer yang berfungsi sebagai sarana interaksi antara pengguna dan perangkat keras Perangkat lunak dapat juga dikatakan sebagai penterjemah perintah-perintah yang dijalankan pengguna komputer untuk diteruskan ke atau diproses oleh perangkat keras

Perangkat lunak adalah program komputer yang isinya dapat diubah dengan mudah Perangkat lunak umumnya digunakan untuk mengontrol perangkat keras melakukan perhitungan berinteraksi dengan perangkat lunak lainnya dan lain-lain

Contoh dari perangkat lunak

1Sistem operasi

215 Meningkatkan Performa komputer

Untuk Meningkatkan Performa kinerja komputer pertama sekali yang harus

diperhatikan adalah mengukur kapabilitas dan kompatibilitas sistem yang ada pada suatu

perangkat IO sehingga antar terjadi hubungan yang dinamis pada masing-masing

perangkat

31 Keterkaitan Data dengan komputer

311 Pengolahan data terbagi 2

Analog

Digital

Dilihat dari fungsi komputer merupakan suatu perangkat digunakan untuk memproses data kemudian hasil prosesnya diselesaikan secara elektronis didalam CPU Menurut pengolahan data komputer diklasifikasikan menjadi 2 yaitu Analog amp Digital

Analog Suatu sinyal yang dikirimkan dari suatu pemancar (transmitter) ke penerima (receiver) untuk berkomunikasi data tersebut dikirim dalam bentuk suara huruf angka dan karakter lain (tulisan tangan dicetak) foto gambar film dll

Digital Sistem yang memproses nilai diskrit (langkah demi langkah )

Permodulasian Suatu teknik untuk merubah signal Digital ke dalam bentuk signal Analog sehingga data kumpulan jajaran digit dari komputer dapat dihantar melalui kabel telfon yang menghantar informasi secara Analog

Ex AM FM PM

Permodulasian dilakukan oleh alat MODEM (Modulation Demodulation) Signal Analog Signal Digital sebaliknya

312 ASCII

ASCII singkatan dari American Standard Code for Information Interchange Standardyang digunakan pada industri untuk mengkodekan huruf angka dan karakterkarakterlain pada 256 kode (8 bit biner) yang bisa ditampung

Ex Huruf A=65 B=66 C=67 dst

313 Contoh soal Permodulasian AM

Sebuah Host mengirim data rdquo IYA rdquo dengan menggunakan permodulasian AM dengan kecepatan 1 Baud= 2 Bps Amplitudo +- 12 Volt +- 9 Volt +- 6 Volt +- 3 Volt Gbrkan bentuk signal Analog untuk menghantarkan huruf rdquoIYArdquo

Jawab 1 Baud = 2 Bps (dengan Melihat Kode ASCI ) 00 = +- 12 Volt 01 = +- 9 Volt10 = +- 6 Volt 11 = +- 3 Volt

I = 01001001Y = 01011001A = 01000001

314 Sistem Bilangan pada computer

1 BitsSetiap angka 0 dan 1 biasa disebut Bit Bit adalah singkatan dari Binary Digit Kata

Binary diambil dari nama Binary Number System (Sistem Bilangan Biner) Tabel 21berikut menunjukkan tentang bit

2 Sistem Bilangan Biner

Sistem bilangan biner disusun dari angkaangkasama seperti sistem bilangan desimal(sistem bilangan 10) yang sering digunakan saat ini Tetapi untuk desimalmenggunakan angka 0 sampai 9 sistem bilangan biner hanya menggunakan angka 0dan 1Berikut adalah tabel contoh sistem bilangan biner

3 Sistem Bilangan Desimal

Sebelum mempelajari tentang bilangan biner ada baiknya mengetahui tentang sistembilangan yang umum dipakai yaitu desimal (bilangan basis 10) Perhatikan table

Contoh

1243 = (1 X 10 3 ) + (2 X 10 2 ) + (4 X 10 1 ) + (3 X 10 0 )= 1000 + 200 + 40 + 3

4 Sistem Bilangan Biner

Untuk bilangan biner (bilangan basis 2) perhatikan tabel

Contoh

101102 = (1 X 2 4 ) + (0 X 2 3 ) + (1 X 2 2 ) + (1 X 2 1 ) + (0 X 2 0 ) = (16 + 0 + 4 + 2 +0) = 2216810 = 101010002

Cara II

168 2 = 84 sisa 084 2 = 42 sisa 042 2 = 21 sisa 021 2 = 10 sisa 110 2 = 5 sisa 05 2 = 2 sisa 12 2 = 1 sisa 01 2 = 0 sisa 1Bit biner terbesar dimulai dari bawah sehingga 16810 = 101010002

5 Sistem Bilangan Heksadesimal

Bilangan heksadesimal biasa disebut bilangan basis 16 artinya ada 16 simbol yangmewakili bilangan ini Tabel 18 berikut menunjukkan konversi bilanganheksadesimal

Untuk konversi bilangan biner ke heksadesimal perhatikan contoh berikut 101101010100100102 = 0001 0110 1010 1001 0010 = 1 6 A 9 2Jadi bil biner 10110101010010010 sama dengan bil heksadesimal 16A92

6 Sistem Bilangan Oktal

Bilangan oktal disebut bilangan basis 8 artinya ada 8 simbol yang mewakili bilanganini Tabel 19 berikut menunjukkan konversi bilangan oktal

Untuk konversi bilangan biner ke oktal perhatikan contoh berikut 101101010100100102 = 010 110 101 010 010 010 = 2 6 5 2 2 2 8

Jadi bil biner 10110101010010010 sama dengan bil oktal 265222Untuk konversi dari oktal ke heksadesimal ubah terlebih dahulu bilangan oktal yangakan dikonversi menjadi biner Hal ini berlaku juga untuk konversi dari heksadesimalke oktal Perhatikan contoh berikut 7258 = 111 010 1012

= 0001 1101 0101 = 1 D 5 16

FE16 = 1111 11102

= 011 111 110 = 3 7 6 8

315 Sandi yang terdapat pada komputer

1 Sandi 8421 BCD (Binary Coded Decimal)

Sandi 8421 BCD adalah sandi yang mengkonversi bilangan desimal langsung kebilangan binernya sehingga jumlah sandi BCD adalah 10 sesuai dengan jumlahsimbol pada desimal Perhatikan tabel 210 berikut

Contoh

19710 sandi BCDnyaadalah 0001 1001 0111

2 Sandi 2421

Sandi 2421 hampir sama dengan sandi 8421 terutama untuk bilangan desimal 0sampai dengan 4 Tetapi sandi berikutnya merupakan pencerminan yang diinversiPerhatikan tabel

Perhatikan sandi desimal 5 Sandi tersebut merupakan cermin dari sandi 4 desimaltetapi logikanya diinversi Begitu pula pada sandi desimal 6 yang merupakan cermindari sandi desimal 3 yang diinversi dstContoh

37810 sandi 2421nyaadalah 0011 1101 1110

316 Boolean atau Logika Biner

Logika memberi batasan yang pasti dari suatu keadaan Sehingga keadaan tersebuttidak dapat berada dalam dua ketentuan sekaligus Karena itu dalam logika dikenalaturanaturansebagai berikut Suatukeadaan tidak dapat benar dan salah sekaligusMasingmasingadalah hanya benar atau salah (salah satu)Suatukeadaan disebut BENAR bila TIDAK SALAHDua keadaan itu dalam aljabar boole ditunjukkan dengan dua konstanta yaitu logikaldquo1rdquo dan logika ldquo0rdquo

Misal Logika ldquo1rdquo Logika ldquo0rdquoBenar SalahHidup MatiSiang MalamContoh diatas dapat dituliskan Tidak Benar atau Benar = SalahTidak Hidup atau Hidup = MatiTidak Siang atau Siang = MalamTanda garis atas dipakai untuk menunjukkan pertentangan atau lawan dari keadaanitu Sehingga tanda garis tersebut merupakan pertentangan logika (Logical Inversion)yang mempunyai fungsi untuk menyatakan ldquoTidakrdquo (Not)Ā = Tidak A atau Ā = NOT AHimpunan adalah kumpulan dari elemen yang setidaknya memiliki sifat yang samadan bisa memiliki kelompok yang terbatas atau tidak terbatas jumlahnya Misalnyahimpunan mahasiswa politeknik Himpunan tersebut tentu saja terdiri dari bermacammacamkelompok Jika dapat diambil tiga kelompok Kelompokyang berasal dari luar jawa JKelompokyang sedang kuliah KKelompokyang mengerjakan laporan akhir LSehingga seseorang setidaknya masuk dalam satu kelompok tersebut bahkan dapatterjadi masuk dalam dua kelompok sekaligus Misalnya mahasiswa luar jawa yangsedang mengerjakan laporan akhir berarti masuk kelompok J dan L (J AND L) JAND L dituliskan juga dengan J LGabungan antara mahasiswa luar jawa dan mahasiswa yang mengerjakan laporanakhir memiliki pengertian mahasiswa luar jawa atau mahasiswa mengerjakanlaporan akhir J atau L (J OR L) J OR L dituliskan juga dengan J + LLogika Biner (gerbang Boolean) adalah rangkaian digital yang menerima satu ataulebih masukan tegangan untuk memperoleh keluaran tertentu sesuai dengan aturanboole yang berlakuJika membicarakan komputer maka perbedaan tegangan yang digunakan sebagaionoff atau nilai biner 10 nilai 1 ekivalen dengan tegangan +5 volt dan nilai 0ekivalen dengan tegangan 0 volt

41 Rangkaian Logika Kombinasional amp Sekuensial

Rangkaian yang termasuk rangkaian logika kombinasional yaitu Dekoder Enkoder Multiplekser Demultiplekser Pada rangkaian-rangkaian itu terlihat bahwa kondisi keluaran hanya dipengaruhi oleh kondisi masukan pada saat itu

Rangkaian Adder Half Adder

Rangkaian Adder Full Adder

Enkoder

Dekoder

DECIMAL TO BCD ENCODER

Encoder yang sudah umum yaitu decimal to BCD encoder Switch dengan

penekan tombol mirip dengan tombol kalkulator dihubungkan dengan tegangan

Vcc Jika tombol 3 ditekan maka gerbang-gerbang OR pada jalur C dan D

akan mempunyai input bernilai 1 Oleh karena itu maka outputnya menjadi

ABCD = 0011

Dan selengkapnya dapat dilihat pada tabel dibawah ini

INPUT OUTPUT0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 10 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 00 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 10 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 00 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 10 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 00 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 10 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1

2 DECODER

Rangkaian dekoder mempunyai sifat yang berkebalikan dengan enkoder yaitu

merubah kode biner menjadi sinyal diskrit Syarat perancangan sebuah dekoder adalah m

lt= 2n dimana m adalah kombinasi keluaran dan n adalah jumlah bit masukan Sehingga

dapat disimplkan bahwa variabel keluaran bebas tapi harus tetap memperhatikan unsur

efisiensi rangkaian Misal dekoder 3 bit memiliki 8 atau kurang kombinasi keluaran tetapi

bisa memiliki jumlah saluran keluaran lebih dari 8 (10 atau 55 atau 100 dan sebagainya)

Contoh rangkaian dekoder adalah rangkaian dekoder dot matrik dan dekoder seven

segmen

Bila semua segmen menyala maka dapat dibaca sebagai angka decimal 8 Angka

decimal 0 dan 3 terlihat pada menyalanya segmen ndash segmen sesuai gambar Untuk

penampilan huruf hanya beberapa huruf saja yang dapat dibaca dari tujuh segmen

Tabel Kebenaran dekoder seven segmen

INPUT OUTPUTA B C D a b c d e f g0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 00 0 0 1 0 1 1 0 0 0 00 0 1 0 1 1 0 1 1 0 10 0 1 1 1 1 1 1 0 0 10 1 0 0 0 1 1 0 0 1 10 1 0 1 1 0 1 1 0 1 10 1 1 0 1 0 1 1 1 1 10 1 1 1 1 1 1 0 0 0 01 0 0 0 1 1 1 1 1 1 11 0 0 1 1 1 1 1 0 1 11 0 1 0 1 1 1 0 1 1 11 0 1 1 0 0 1 1 1 1 11 1 0 0 1 0 0 1 1 1 01 1 0 1 0 1 1 1 1 0 11 1 1 0 1 0 0 1 1 1 11 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1

a = sum (m0m2m3m5m6m7m8m9m10m12m14m15)

b = sum (m0m1m2m3m4m7m8m9m10m13)

c = sum (m0m1m3m4m5m6m7m8m9m10m11m13)

d = sum (m0m2m3m5m6m8m9m11m12m13m14)

e = sum (m0m2m6m8m10m11m12m13m14m15)

f = sum (m0m4m5m6m8m9m10m11m12m14m15)

g = sum (m2m3m4m5m6m8m9m10m11m13m14m15)

42 Rangkaian Logika Sekuensial (Flip-Flop)

1 Flip-Flop R-SFlip-flop R-S adalah rangkaian dasar dari semua jenis flip-flop yang ada Terdapat berbagai

macam rangkaian flip-flop R-S pada percobaan ini flip-flop R-S disusun dari empat buah gerbang NAND 2 masukan Dua masukan flip-flop ini adalah S (set) dan R (reset) serta dua keluarannya adalah Q dan Qrsquo

Kondisi keluaran akan tetap ketika kedua masukan R dan S berlogika 0 Sedangkan pada kondisi masukan R dan S berlogika 1 maka kedua keluaran akan berlogika 1 hal ini sangat dihindari karena bila kondisi masukan diubah menjadi berlogika 0 kondisi kelurannya tidak dapat diprediksi (bisa 1 atau 0) Keadaan ini disebut kondisi terlarang Selanjutnya kondisi terlarang pacu dan tak tentu akan dijelaskan melalui Tabel 31

Gambar 33 Rangkaian Percobaan Flip-Flop R-S

Tabel 32a Kondisi terlarang pacu dan tak tentu karena perubahan clockNo S R Clock Keterangan1 1 1 Aktif (1) Kondisi terlarang2 1 1 Tepi turun (Berubah dari

1 ke 0)Kondisi pacu

3 1 1 Tidak aktif (0) Kondisi tak tentu

Tabel 32b Kondisi terlarang pacu dan tak tentu karena perubahan clock dan masukan yang serempakNo S R Clock Keterangan1 1 1 Aktif (1) Kondisi terlarang2 0 0 Tepi turun Kondisi pacu3 0 0 Tidak aktif (0) Kondisi tak tentu

2 Flip-flop D

Flip-flop D dapat disusun dari flip-flop S-R atau flip-flop J-K yang masukannya saling berkebalikan Hal ini dimungkinkan dengan menambahkan salah satu masukannya dengan inverter agar kedua masukan flip-flop selalu dalam kondisi berlawanan Flip-flop ini dinamakan dengan flip-flop data karena keluarannya selalu sama dengan masukan yang diberikan Saat flip-flop pada keadaan aktif masukan akan diteruskan ke saluran keluaran

2 Flip-flop J-KFlip-flop J-K merupakan penyempurnaan dari flip-flop R-S terutama untuk mengatasi masalah

osilasi yaitu dengan adanya umpan balik serta masalah kondisi terlarang seperti yang telah dijelaskan di atas yaitu pada kondisi masukan J dan K berlogika 1 yang akan membuat kondisi keluaran menjadi berlawanan dengan kondisi keluaran sebelumnya atau dikenal dengan istilah toggle Sementara untuk keluaran berdasarkan kondisi-kondisi masukan yang lain semua sama dengan flip-flop R-S

Gambar 35 Flip-flop J-K

51 Aritmatika Logika Unit

Macam- macam operasi ALU

Adder (Penjumlahan) Half Adder Full Adder Paralel Adder

Pengurangan (Substraktor)

Perkalian (Multiplexer)

Pembagian bila hasilnya 0 amp 1

Adder

Rangkaian ALU (Arithmetic and Logic Unit) yang digunakan untuk menjumlahkanbilangan dinamakan dengan Adder Karena Adder digunakan untuk memprosesoperasi aritmetika maka Adder juga sering disebut rangkaian kombinasionalaritmetika ALU akan dijelaskan lebih detail pada bab 3 Ada 2 jenis Adder

1 Rangkaian Adder yang hanya menjumlahkan dua bit disebut Half Adder2 Rangkaian Adder yang menjumlahkan tiga bit disebut Full Adder3 Rangkaian Adder yang menjumlahkan banyak bit disebut paralel Adder

Half Adder

Rangkaian half adder merupakan dasar penjumlahan bilangan biner yang masingmasinghanya terdiri dari satu bit oleh karena itu dinamakan penjumlah tak lengkap

1 Jika A=0 dan B=0 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 02 Jika A=0 dan B=1 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 13 Jika A=1 dan B=1 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 0 dengan nilai pindahanCy(Carry Out) = 1

Dengan demikian half adder memiliki 2 masukan (A dan B) dan dua keluaran (S dan Cy)

Dari tabel diatas terlihat bahwa nilai logika dari Sum sama dengan nilai logika darigerbang XOR sedangkan nilai logika Cy sama dengan nilai dari gerbang logikaAND Dari tabel tersebut dapat dibuat rangkaian half adder seperti pada gambar

Full Adder

Full adder mengolah penjumlahan untuk 3 bit bilangan atau lebih (bit tidak terbatas)oleh karena itu dinamakan rangkaian penjumlah lengkap Perhatikan tabel kebenarandari Full adder berikut

Parallel Adder

Parallel Adder adalah rangkaian Full Adder yang disusun secara parallel danberfungsi untuk menjumlah bilangan biner berapapun bitnya tergantung jumlah FullAdder yang diparallelkan Gambar berikut menunjukkan Parallel Adder yang terdiridari 4 buah Full Adder yang tersusun parallel sehingga membentuk sebuah penjumlah 4 bit

Penjumlahan

Komputer hanya dapat melakukan proses aritmetika menggunakan bilangan binerSemua sistem bilangan harus diubah terlebih dahulu ke biner agar dapat diprosesProses yang biasa dilakukan oleh komputer untuk menjumlahkan sistem bilangandesimal biasanya adalah menyandikan ke 8421BCD terlebih dahulu sebelumdijumlahkan Sebelum mempelajari tentang penjumlahan pada 8421BCD ada baiknyamengetahui cara menjumlahkan bilangan biner

Penjumlahan Biner

Ada 4 kondisi yang terjadi pada penjumlahan biner yaitu apabila 0 + 0 0 + 1 1 + 0dan 1 + 1 Jika yang terjadi adalah 1 + 1 kita tidak dapat menyatakan hasil jumlahdalam satu digit Tetapi kita harus melakukan penyimpanan (Carry Out) kedalamkolom yang lebih tinggi Ini berlaku untuk seluruh sistem bilangan Sebagai contohpada bilangan desimal 2 + 5 = 7 dengan carry out = 0 9 + 9 = 8 dengan carry out = 1Contoh

Penjumlahan 8421BCD

Sandi 8421BCD hanya menggunakan bilangan biner untuk 0 sampai 9 karena yangdisandikan hanya 1 digit angka desimal Dalam penjumlahan yang perlu diperhatikanadalah jika hasilnya lebih dari 9 sehingga akan dihasilkan auxillary carry (Carry daribilangan keempat LSB) maupun carry dari MSBBerikut adalah aturan penjumlahan sandi 8421BCDJikajumlah biner dan jumlah BCD sama yaitu AC (Auxillary Carry) = 0 dan Carry= 0 maka tidak diperlukan aturan tambahan

Jikajumlah biner tidak sama dengan jumlah desimal maka memerlukan pengaturantambahan Jika Auxillary Carry (AC) = 0 atau AC = 1 dan Carry (Cy) = 0 dimana hasilpenjumlahan binernya lebih dari 9 desimal maka perlu ditambahkan 6 pada niblerendah tersebut dan tambahkan 1 pada nible yang lebih tinggi

Pengurangan

Pengurangan pada dasarnya merupakan penjumlahan yaitu penjumlahan denganbilangan negatif

500 ndash 255 = 245 (Pengurangan)500 + ()255 = 245 (Penjumlahan)Komputer hanya bekerja pada bilangan ldquo0rdquo dan ldquo1rdquo dan tidak mengenal bilangannegatif Untuk menunjukkan bilangan negatif komputer menggunakan tanda modulus(Modulus Sign) Pada penjumlahan desimal tanda modulus yang digunakan adalahldquo0rdquo untuk bilangan positif dan ldquo9rdquo untuk bilangan negatif Untuk bilangan negatifpada operasi penjumlahannya harus dikomplemen Komplemen yang digunakan padabilangan desimal adalah komplemen10dan komplemen9

Perkalian

Perkalian antara bilangan biner adalah perkalian yang paling mudah diantara sistembilangan lainnya

Pada Teknik Komputer perkalian dilakukan menggunakan register geser kanan (ShiftRight Register) Perhatikan contoh berikut

Register A untuk menyimpan data yang akan dikalikan (Multiplicand)Register B untuk menyimpan data pengali (Multiplier)Register P untuk menyimpan hasil perkalian

Pembagian

Kebalikan dari perkalian pembagian (Division) adalah suatu bentuk dari penguranganyang dilakukan berulangulangDan proses ini juga dapat dilakukan pada rangkaianlogika dengan cara pengurangan dan penggeseran ke kiri (menggunakan shiftleftregister) Berikut adalah aturan dari pembagianKurangkan bilangan pembagi (Divisor) dari MSB bilangan yang akan dibagi(Dividend) lihat hasil pengurangan

Bila hasilnya 1 atau positif Berarti hasil pembagian (Product) adalah 1 Setelah itu hasil pengurangan digeserkekiri satu bit dan dimulai lagi pengurangan oleh bilangan pembagi (Divisor)

Bila hasilnya 0 atau negatif Berarti hasil pembagian (Product) adalah 0 Dalam hal ini sebelum digeser ke kiriharus ditambah dulu dengan bilangan pembagi (Divisor) Setelah digeser ke kiri satubit dimulai lagi proses pengurangan oleh bilangan pembagi Pengurangan olehbilangan pembagi dilakukan dengan penjumlahan komplemen2Bila dalam

penjumlahan tersebut terdapat pindahan (Carry) maka carry tersebut diabaikanPerhatikan contoh berikut 1010 410 = 10102 1004

Karena ada hasil pengurangan yang negatif maka digit yang dihasilkansetelah itu adalah digit pecahan sehingga hasil yang benar 1012 atau 2510

61 Floating Point

71 Control Unit

CONTROL UNIT (CU)

711 Model Control Unit

Unit kontrol atau yang sering dikenal dengan control unit akan menyimpan perintah sekarang yang dilakukan oleh komputer memerintahkan ALU untuk melaksanaan dan mendapat kembali informasi (dari memori) yang diperlukan untuk melaksanakan perintah itu dan memindahkan kembali hasil ke lokasi memori yang sesuai Sekali yang terjadi unit kontrol pergi ke perintah berikutnya (biasanya ditempatkan di slot berikutnya kecuali kalau perintah itu adalah perintah lompatan yang memberitahukan kepada komputer bahwa perintah berikutnya ditempatkan di lokasi lain)

Bagian CPU yang menyebabkan fungsi komputer tercapai ini mengeluarkan sinyal-sinyal kontrol yang bersifat internal bagi CPU untuk memindahkan data antar Register agar ALU melakukan fungsinya untuk mengatur operasi-operasi internal lainnya Register yang merupakan bagian dari unit kontrol adalah tempat penyimpan data sementara dalam CPU selama proses eksekusi Apabila terjadi proses eksekusi data dalam register dikirim ke ALU untuk diproses hasil eksekusi nantinya diletakkan ke register kembali Unit kontrol akan menghasilkan sinyal yang akan mengontrol operasi ALU dan pemindahan data ke dan dari ALU Unit kontrol juga mengeluarkan sinyal kontrol eksternal bagi pertukaran data memori dan modul-modul IO

Model dari unit kontrol

712 Macam-macam unit kontrol

Macam-macam Unit Kontrol1 Unit Kontrol Single-Cycle

Proses di unit kontrol ini hanya terjadi dalam satu clock cycle artinya setiap instruksi (fetch decode execute) ada pada satu cycle maka dari itu tidak memerlukan state Dengan demikian fungsi boolean masing-masing control line hanya merupakan fungsi dari opcode saja Clock cycle harus mempunyai panjang yang sama untuk setiap jenis instruksi

Ada dua bagian pada unit kontrol ini yaitu proses men-decode opcode untuk mengelompokkannya menjadi 4 macam instruksi (yaitu di gerbang AND) dan pemberian sinyal kontrol berdasarkan jenis instruksinya (yaitu gerbang OR) Keempat jenis instruksi adalah ldquoR-formatrdquo (berhubungan dengan register) ldquolwrdquo (membaca memori) ldquoswrdquo (menulis ke memori) dan ldquobeqrdquo (branching)

Sinyal kontrol yang dihasilkan bergantung pada jenis instruksinya Misalnya jika melibatkan memori rdquoR-formatrdquo atau rdquolwrdquo maka akan sinyal rdquoRegwriterdquo akan aktif Hal lain jika melibatkan memori ldquolwrdquo atau ldquoswrdquo maka akan diberi sinyal kontrol ke ALU yaitu ldquoALUSrcrdquo

Desain single-cycle ini lebih dapat bekerja dengan baik dan benar tetapi cycle ini tidak efisien

2 Unit Kontrol Multi-CycleGambar disamping menunjukkan diagram blok dari unit kontrol multi-cycle

Berbeda dengan unit kontrol yang single-cycle unit kontrol yang multi-cycle lebih memiliki banyak fungsi

Dengan memperhatikan state dan opcode fungsi boolean dari masing-masing control line output dapat ditentukan Masing-masingnya akan menjadi fungsi dari 10 buah input logic Jadi akan terdapat banyak fungsi boolean dan masing-masingnya tidak sederhana

Pada cycle ini sinyal kontrol tidak lagi ditentukan dengan melihat pada bit-bit instruksinya Bit-bit opcode memberitahukan operasi apa yang selanjutnya akan di-execute CPU bukan instruksi cycle selanjutnya

713 Fungsi unit kontrol

Fungsi Unit Kontrol1 Pengurutan (sequencing) unit kontrol bertugas mengontrol sejumlah operasi

mikro dalam urutan yang benar

2 Eksekusi (execution) unit kontrol menyebabkan setiap operasi mikro dilakukan

state register overhead

Cycle 1Cycle 2

Cycle 3Cycle 4

Cycle 5

Fetch

Decode

Exec

Mem

WB

lw

Single cycle Implementation

Multiple Cycle Implementation

714 Input Unit Kontrol

Input Unit Kontrol

Unit kontrol mempunyai beberapa input diantaranya1 Clock berfungsi untuk sinkronisasi operasi antar komponen 2 Flag flag-flag ini diperlukan unit kontrol untuk mengetahui status CPU Flag

diset ALU sebagai hasil dari suatu operasi misalnya overflow flag diset 1 bila hasil komputasi melampaui panjang register tempat flag disimpan

3 Instruction register menggunakan opcode untuk menentukan operasi mikro yang akan dilakukan selama siklus eksekusi

4 Sinyal kontrol dari rdquobus controlrdquo memberi jalur ke unit kontrol untuk sinyal-sinyal tertentu seperti sinyal interrupt dan sinyal acknowledgment

715 Output Unit Kontrol

Sinyal kontrol di dalam CPU (control signals within CPU) output unit kontrol terdiri dari dua macam sinyal yaitu

1 sinyal-sinyal yang menyebabkan perpindahan data antar register 2 sinyal-sinyal yang dapat mengaktifkan fungsi ALU yang spesifik

Sinyal kontrol ke rdquobus controlrdquo juga terdiri atas 2 sinyal yaitu1 sinyal kontrol ke memori 2 sinyal kontrol ke modul-modul IO

716 Implementasi Unit Kontrol

1 Implementasi hardwired Unit kontrol merupakan rangkaian kombinatorial Sinyal-sinyal logika

inputnya akan didekodekan menjadi sinyal-sinyal logika output yang merupakan sinyal-sinyal kontrol ke sistem komputer Sinyal-sinyal input tersebut seperti clock flag register instruction dan sinyal kontrol merupakan input bagi unit kontrol untuk mengetahui status komputer Sinyal keluaran yang dihasilkan akan mengendalikan sistem kerja komputer

N buah input biner akan menghasilkan 2N output biner Setiap instruksi memiliki opcode yang yang berbeda-bedaOpcode yang berbeda dalam instruksi akan menghasilkan sinyal kontrol yang berbeda pula Pewaktu unit kontrol mengeluarkan rangkaian pulsa yang periodik

Pulsa waktu ini digunakan untuk mengukur durasi setiap operasi mikro yang dijalankan CPU intinya digunakan untuk sinkronisasi kerja masing-masing bagian

Masalah dalam Merancang Implementasi Hardwired Memiliki kompleksitas dalam pengurutan dan operasi mikronya Sulit didesain dan dilakukan pengetesan Tidak fleksibel Sulit untuk menambahkan instruksi baru

2 Implementasi microprogrammed Implementasi yang paling reliabel saat ini adalah implementasi

microprogrammed Unit kontrol memerlukan sebuah memori untuk menyimpan program kontrolnya

Fungsindashfungsi pengontrolan dilakukan berdasarkan program kontrol yang tersimpan pada unit kontrol Selain itu fungsindashfungsi pengontrolan tidak berdasarkan dekode dari input unit kontrol lagi

Teknik ini dapat menjawab kesulitanndashkesulitan yang ditemui dalam implementasi hardwired

81 Memori amp Piranti Penyimpanan

811 Jenis-Jenis memori

Berdasarkan komponen yang digunakan terbagi atas

1 Vacuum Tubes

Komputer generasi pertama ENIAC tahun 1946 menggunakan komponentabung hampa udara untuk main memory Memori ini relatif berukuran besardan tiap-tiap tabung hampa udara mewakili 1 bit

2 Magnetic Core Storage

Digunakan sekitar tahun 1960 ndash 1970 Terdiri dari ribuan cincin magnetikkecil berukuran 18 mm dengan lubang berdiameter 10 mm Tiap-tiap coredihubungkan dengan kabel kawat membentuk suatu bidang core (core plane)dan ditumpuk membentuk suatu core stackMasing-masing core dapat menyimpan 1 bit bila dimagnetasi dengan suatuarus listrik dari dua arah jurusan yang masing-masing bermuatan frac12 arus

3 Planar Thin-Film Storage

Terbuat dari lempengan tipis keramik atau metal tembus pandang yang berisi

kumpulan besi nikel berbentuk empat persegi panjang kecil dihubungkandengan kabel-kabel

4 Semiconductor Storage

Mulai banyak digunakan sejak tahun 1970-an hingga sekarangTerbuat dariVLSI (Very Large Scale Integration) yaitu meletakkan sejumlah besar circuitke dalam suatu chip Teknologi yang digunakan adalah MOS (Metal OxideSemiconductor) dan bersifat volatileKomputer IBM 704 pada GeneralElectric Computer facility diArizona State University 1956Sebuah mesin vacuum tubedengan magnetic core storageSingle layer thin film dengan Ta2N resistors

5 Josephson Junction

Diciptakan oleh Brian Josephson dari Inggris Merupakan memori yang dapatmelakukan switch dari bit 1 ke bit 0 atau sebaliknya dengan kecepatan yangtinggi yaitu kurang dari sepertriliun detik Menggunakan suatu tempat

tertutup yang berisi helium cair dengan suhu sekitar -200 derajat celcius

6 Charged-Coupled Device (CCD)

Merupakan memori yang terdiri dari ribuan metal bujur sangkar berukurankecil yang masing-masing dapat menyimpan informasi digit binari dalambentuk beban elektronik (electric charge)

812 Hirarki Memori

Sebagian besar komputer memiliki hirarki memori yang terdiri atas tiga level yaitu

1 Physical Register di CPU berada di Level teratas Informasi yang berada

di Register dapat diakses dalam satu Clock cycle CPU

2 Primary Memory (Executable memory ) berada dilevel tengah

Contohnya RAM Primary Memory diukur dengan satu byte dalam satu

waktu secara relatif dapat diakses dengan cepat bersifat volatil (informasi

bisa hilang ketika komputer dimatikan) CPU mengakses memori ini

dengan instruksi single load dan store dalam beberapa clock cycle

3 Secondary Memory berada dilevel bawah Contohnya disk atau tape

Secondary memory diukur sebagai kumpulan dari bytes(block of bytes)

waktu aksesnya lambat bersifat non-volatil (informasi tetap tersimpan

ketika komputer dimatikan) Memori ini diterapkan di storage device jadi

akses meliputi aksi oleh driver dan device

813 Memori Internal

Memori internal o Berada di luar CPU tetapi bersifat internal terhadap sistem komputero Diperlukan oleh CPU untuk proses eksekusi (operasi) program sehingga

dapat diakses secara langsung oleh prosesor (CPU) tanpa modul perantarao Memori internal sering juga disebut sebagai memori primer atau memori

utama o Memori internal biasanya menggunakan media RAM

Random Access Memori (RAM)

Ram adalah suatu memori baca tulis artinya data dapat dibaca dari atau ditulis ke RAM dan dapat dilakukan secara berulang-ulang dengan data yang berbeda-beda Jenis memori ini merupakan jenis volatile (mudah menguap) yaitu data yang tersimpan akan hilang jika catu dayanya dimatikan Karena alasan tersebut maka program utama tidak pernah disimpan di RAM Random artinya data yang disimpan pada RAM dapat diakses secara acak RAM dibagi lagi menjadi dua jenis yaitu jenis statik dan jenis dinamik RAM statik menyimpan satu bit informasi dalam sebuah flip-flop Jenis RAM ini asyncronous dan tidak memerlukan sinyal clock RAM statik biasanya digunakan untuk aplikasi-aplikasi yang tidak memerlukan kapasitas memori RAM yang besar RAM dinamik menyimpan satu bit informasi data sebagai muatan RAM dinamik menggunakan kapasitansi gerbang substrat sebuah transistor MOS sebagai sel memori elementer Untuk menjaga agar data yang tersimpan RAM dinamik tetap utuh data tersebut harus disegarkan kembali dengan cara membaca dan menulis ulang data tersebut kememori RAM dinamik ini digunakan untuk aplikasi ynag memerlukan RAM dengan kapasitas besar misalnya dalam sebuah komputer pribadi (PC)

Read Only Memory (ROM)

Jenis memori ini datanya hanya bisa dibaca dan tidak bisa ditulis secara berulang-ulang Memori ini berjenis non-volatile artinya data yang disimpan tidak mudah menguap (hilang) walaupun catu dayanya dimatikan Karena itu memori ini biasa digunakan untuk menyimpan program utama dari suatu sistem Jenis ROM yang dikenal dipasaran ada lima jenis yaitu

- ROM (Read Only Memory) yang diprogram dalam proses pembuatannya Jenis ini tidak dapat diprogram ulang

- PROM (Programmable ROM) yang diprogram dengan cara memutuskan hubungan sekering internal PROM hanya dapat diprogram satu kali dan tidak dapat diprogram ulang

- EPROM (Erasable PROM) yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat dari piranti Dihapus dengan cara pemberian sinar ultra violet melalui jendela pada bagian atas IC Setelah dihapus dapat diprogram ulang

- EEPROM (Electrically EPROM) sama saja dengan EPROM hanya cara penghapusannya dilakukan secara listrik

- Flash EPROM yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat pada piranti Memori ini dapat diisi ulang

Dari semua jenis memori diatas yang sering digunakan adalah memori jenis EPROM dan

EEPROM karena harganya paling murah dan mudah didapat dipasaran

814 Memori Eksternal

Memori eksternal o Bersifat eksternal terhadap sistem komputer dan tentu saja berada di luar

CPUo Diperlukan untuk menyimpan data atau instruksi secara permaneno Tidak diperlukan di dalam proses eksekusi sehingga tidak dapat diakses secara

langsung oleh prosesor (CPU) Untuk akses memori eksternal ini oleh CPU harus melalui pengontrolmodul IO

o Memori eksternal sering juga disebut sebagai memori sekunder o Memori ini terdiri atas perangkat storage peripheral seperti disk pita

magnetik dll berbagai jenis memory Eksternal

1 Berdasarkan jenis akses data

Berdasarkan jenis aksesnya memori eksternal dikelompokkan menjadi 2 jenis yaitu

a DASD (Direct Access Storage Device) dimana ia mempunyai akses langsung

terhadap data Contoh Magnetik(Floppy disk hard disk) Removable hard

disk(Zip disk Flash disk) Optical Disk

b SASD (Sequential Access Storage Device) Akses data secara tidak langsung

(berurutan) seperti Pita Magnetik

2Berdasarkan Karakteristik Bahan

Berdasarkan karakteristik bahan pembuatanya memori eksternal digolongkan

menjadi beberapa kelompok

a Punched Card atau kartu berlobang

a merupakan kartu kecil berisi lubang-lubang yang menggambarkan berbagai instruksi atau data Kartu ini dibaca melalui puch card reader yang sudah tidak digunakan lagi sejak tahun 1979

b Magnetik Disk Magnetik disk merupakan disk yang terbuat dari bahan yang bersifat magnetik contoh Floppy dan hardsik

c Optical Disk Optical disk terbuat dari bahan optik seperti resin (Polycaronate) dan dilapisi permukaan yang sangat reflektif seperti aluminium contoh CD dan DVD

d Magnetik TapeSedangkan magnetik tape terbuat dari bahan yang bersifat magnetik tetapi berbentuk pita seperti halnya pita kaset tape recorder

91 Bus amp Sistem Bus

Dalam Arsitektur komputer sebuah Bus adalah sebuah subsistem yang mentransfer data

atau listrik antar komponen komputer didalam sebuah komputer atau antar komputer

Bus komputer awal merupakan bus listrik paralel dengan banyak hubungan tetapi istilah

ini sekarang digunakan untuk pengaturan fisik yang menyediakan fungsi logika yang

sama dengan sebuah bus listrik paralel dan dapat dihubungkan dengan kabel dalam

sebuah topologi multidrop atau daisy chain atau dihubungkan dengan switch seperti

dalam kasus bus USB

System bus atau bus System dalam Arsitektur komputer merujuk pada bus yang

digunakan oleh sistem komputer untuk menghubungkan semua komponennya dalam

menjalankan tugas sebuah bus adalah sebutan untuk jalur dimana data dapat mengalir

dalam komputer jalur-jalur ini digunakan untuk komunikasi dan dapat dibuat antara dua

elemen atau lebih Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan

dieksekusi oleh CPU melalui perantara sistem bus

911 Transfer informasi pada bus

Suatu mendukung bermacam-macam transfer data Semua bus mendukung transfer baca

(master slave) dan transfer tulis( slave ke master) Pada semua multiplexed addressdata

bus pertama-tama bus digunakan untuk menspesifikasikan alamat dan kemudian untuk

melakukan transfer data Untuk operasi baca biasanya terdapat waktu tunggu pada saat

data sedang diambil dari slave untuk ditaruh pada bus Baik bagi operasi baca maupun

tulis mungkin juga terdapat delay bila hal itu diperlukan untuk melalui arbitrasi agar

mendapatkan kontrol bus untuk sisa operasi (yaitu mengambil alih bus untuk melakukan

request baca atau tulis kemudian mengambil alih lagi bus untuk membentuk operasi baca

atau tulis

Pada alamat dedicate dan bus-bus alamat ditaruh ada bus alamat dan tetap berada disana

selama data tersimpan pada bus data Bagi operasi tulis master menaruh data pada bus

data begitu alamat telah stabil dan slave telah mempunyai kesempatan untuk mengetahui

alamatnya bagi operasi baca slave menaruh data pada bus dan begitu slae mengetahui

alamatnya dan telah mengembil data

912 Sistem Bus dengan Jalur Data Alamat dan Kontrol

Jalur bus yang digunakan untuk mentransfer data dapat dikelompokkanrnenjadi tiga tipe jalur data alamat dan kontrol

Data bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi data dan instruksi

Address bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi untuk alamat di

main memory untuk data atau instruksi yang akan diambil atau direkam

Control bus yaitu bus yang digunakan untuk mengirimkan signal sebagai

pemberitahuan akan dikirimkan suatu informasi atau telah diterimanya informasi

yang akan dikirimkan dari suatu alat ke alat lainnya

913 Hirarki Bus

Bus merupakan lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih perangkat

computer Karakteristik penting sebuah bus adalah bahwa bus merupakan media

transmisi yang dapat digunakan bersama Sejumlah perangkat yang terhubung ke bus dan

suatu sinyal yang ditransmisikan oleh salah satu perangkat ini data diterimaoleh salah

satu perangkat yang terhubung ke bus

Umumnya sebuah bus terdiri dari sejumlah lintasan komunikasi atau saluran Masing-

masing saluran dapat mentransmisi sinyal yang menunjukan biner 1 dan biner 0

serangkaian digit biner dapat ditransmisi melalui saluran tunggal

914 Bus Data dan Bus Alamat

1 Bus data

Jalur data yang dilalui informasi ke dan dari microprocessor bahan data keterangan

catatan fakta fakta atau bagian dari fakta yang mengandung arti yang dihubungkan

dengan kenyataan simbol-simbol gambar kata-kata angka huruf yang menunjukan ide

objek kondisi dan lainnya

Data itu sendiri merupakan bentuk jamak dari datum yang berarti informasi jelasnya data

itu dapat berupa apa saja dan dapat ditemui dimana saja

2 Bus Alamat

Bus alamat pengalamatan transformasi data bus Pengalamatan bus ini berisi 16 2024

jalur sinyal paralel atau lebih CPU mengirim alamat lokasi memori atau port yang ingin

ditulis atau dibaca di bus ini jumlah lokasi memori yang dapat dialamati ditentukan

jumlah jalur alamat Jika CPU mempunyai N jalur alamat maka dapat mengalamati 2

pangkat N lokasi memori dan atau port secara langsung

101 Unit Input amp Output

Salah satu fitur dasar komputer adalah kemampuannya untuk mempertukarkandata dengan perangkat lain Kemampuan komunikasi ini memungkinkan operatormanusia misalnya untuk menggunakan keyboard dan layer display untuk mengolahteks dan grafik

1011 Dasar Unit Input Output

Unit IO memberi CPU kemampuan untuk berkomunikasi dengan peripheral Merupakan

entity dalam komputer yang bertanggung jawab atas pengontrol sebuah perangkat

eksternal atau lebih dan untuk pertukaran data antara alat-alat tersebut dengan memory

utama dan atau register-register dalam CPU

Alasan- alasan dipertukarkannya unit IO

Adanya aneka ragam peripheral yang memiliki macam-macam metode operasi

Perbedaan kecepatan transfer data antara sistem BUS dengan piranti IO BUS= 20

nano detik sedang IO lebih dari 100 nano detik

Peripheral seringkali menggunakan format data dan panjang word yang berlainan

dengan komputer

Perbedaan besar tegangan dan arus data yang diperlukan untuk transfer informasi

dari dan ke peripheral dengan sistem bus

Tujuan Unit IO

Melakukan kompensasi perbedaan kecepatan dan perwaktuan antara CPU dan

peripheral

Melakukan penyesuaian tegangan dan arus satu aras ke aras lain

Menyesuaikan panjang data antara sistem BUS dan BUS IO

1012 Antarmuka IO

Gambar 122 mengilustrasikan hardware yang diperlukan untukmenghubungkan perangkat IO ke bus Dekoder alamat mengenableperangkattersebut untuk mengenali alamatnya pada saat alamat ini muncul pada jalur alamatRegister data menyimpan data yang ditransfer ked an dari prosessor Register statusberisi informasi yang relevan dengan operasi perangkat IO Register data dan statusdihubungkan dengan bus data dan ditetapkan dengan alamatalamatunik Dekoderalamat register data dan status dan sirkuit control yang diperlukan untukmengkoordinasikan transfer IO membentuk sirkuit antar muka perangkatGambar 122 Antarmuka IO untuk perangkat input

Perangkat IO beroperasi pada kecepatan yang sangat berbeda denganprosessor Pada saat operator manusia memasukkan karakter pada keyboardprosessor mampu mengeksekusi jutaan instruksi antarentrikarakter yang berurutanSuatu instruksi yang membaca karakter dari keyboard sebaiknya hanya dieksekusipada saat karakter tersebut tersedia dalam input buffer antarmuka keyboard Juga kitaharus memastikan bahwa karakter input tersebut hanya dibaca sekali

1013 Transfer data pada IO

Transfer dataFormat transfer

- Paralel semua bit pada karakter (word denganpanjang tertentu) dikirim secara bersamaan dalambatas waktu yang diberikan

- Serial Data dikirim secara berurutan dalam satu saluran

Transfer data secara paralel lebih cepat daripada secaraserial karena saluran transmisinya banyak kelemahannyakalau terlalu panjang akan terjadi interferensi antarsaluran

Mode transfer data

1 Synchronous modeBaris kendali digunakan untuk mengsinkronkan waktupada semua kejadian yang terjadi selama periodewaktu tertentuKelemahanbull Tiap piranti IO berbeda-beda kecepatan operasinyasehingga harus diturunkan pada kecepatan yangpaling rendah

2 Asynchronous mode

Menggunakan teknik jabat tangan (hand shaking) untukmenyakinkan transfer data antara pengirim danpenerima tidak ada kesalahan (data valid)

111 Interupsi

Interupsi merupakan bagian penting dari sistem arsitektur komputer Setiap sistem

komputer memiliki mekanisme yang berbeda Interupsi bisa terjadi apabila perangkat

keras (hardware) atau perangkat lunak minta ldquo dilayanirdquo oleh processor apabila terjadi

interupsi maka processor menghentikan proses yang sedang dikerjakannya kemudian

beralih mengerjakan service rutin untuk melayani intrupsi tersebut Setelah selesai

mengerjakan service rutin maka prosesor kembali melanjutkan proses yang tertunda

1111 Kelas Sinyal Interupsi

Program yaitu Interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi

pada hasil eksekusi program Contioh Aritmatika overflow pembagian nol

operasi ilegal

Timer adalah Interupsi yang dibangkitkan pewaktuan dalam prosesor Sinyal ini

memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsi tertentu secara reguler

I O sinyal Interupsi yang di bangkitkan oleh Modul IO sehubngan pemberitahuan

kondisi Error dan penyelesaian suatu operasi

Hardware Failure adalah Interupsi yang dibangkitkan oleh kegagalan daya atau

kesalahan paritas memori

1112 Proses Interupsi

Dengan adanya mekanisme Interupsi prossesor dapat digunakan untuk

mengeksekusi intsruksi- instruksi lain

Saat suatu modul telah selesai menjalankan tugasnya dan siap menerima tugas

berikutnya maka modul ini akan mengirimkan permintaan interupsi ke prosesor

Kemudian prosesor akan menghentikan eksekusi yang dijalankannya untuk

menghandle routine interupsi

Setelah program interupsi selesai maka processor akan melanjutkan eksekusi

programnya kembali

Saat sinyal Interupsi diterima processor ada dua kemungkinan tindakan yaitu

Interupsi diterima ditangguhkan dan Interupsi ditolak

1113 Interupsi Ditangguhkan

Apa yang dilakukan Processor

Processor menangguhkan eksekusi program yang dijalankan dan menyimpan

konteksnya tindakan ini adalah menyimpan alamat instruksi berikutnya yang akan

dieksekusi dan data lain yang relevan

Processor menyetel program Counter (PC) ke alamat awal routine intterupt handler

1114 Sistem Operasi Kompleks

Interupsi ganda (Multiple interupt)

Misalnya suatu komputer akan menerima permintaan interupsi saat proses

pencetakan dengan printer selesai disamping itu dimungkinkan dari saluran

komunikasi akan mengirimkan permintaan interupsi setiap kali data tiba

Dapat diambil dua buah pendekatan untuk menangani interupsi ganda ini

121 Arsitektur dan Klasifikasi Sistem Komputer

Sebuah sistem operasi atau dalam bahasa asingnya Operating System adalah sebuah

program yang mengatur hardware komputer Sistem operasi juga menyediakan fondasi

untuk aplikasi diatasnya dan bertindak sebagai penghubung antara user dengan

hardwaresetiap sistem operasi memiliki caranya masing-masing untuk menyelesaikan

tugasnya Hal ini menimbulkan aneka ragam sistem operasi yang sangat menakjubkan

Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu 1 Klasifikasi Flynn

Didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data dalam sistem komputer

2 Klasifikasi Feng Didasarkan pada pemrosesan paralel dan serial

3 Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1211 Klasifikasi Fylnn

KLASIFIKASI FLYNN 1048790 Klasifikasi sistem komputer yang didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data diperkenalkan oleh Michael J Flynn 1048790 Alur instruksi (instruction stream) adalah urutan instruksi yang dilaksanakan oleh mesin 1048790 Alur data adalah urutan data yang dipanggil oleh alur instruksi 1048790 Baik instruksi maupun data diambil dari modul memori 1048790 Instruksi didecode (diartikan) oleh Control Unit 1048790 Alur data mengalir dua arah antara prosesor dan memori

Ada 4 kategori sistem komputer dalam klasifikasi Flynn 1 Single Instruction stream ndash Single Data stream (SISD) 2 Single Instruction stream ndash Multiple Data stream (SIMD) 3 Multiple Instruction stream ndash Single Data stream (MISD) 4 Multiple Instruction stream ndash Multiple Data stream (MIMD)

1212 Klasifikasi Feng

KLASIFIKASI FENG 1048790 Tse Yun Feng mengusulkan pembagian klasifikasi arsitektur komputer berdasarkan derajat keparalelan (degree of parallelism) 1048790 Jumlah bit maksimum yang dapat diproses dalam satu satuan waktu oleh sistem komputer disebut derajat keparalelan maksimum P 1048790 Bila Pi adalah jumlah bit yang dapat diproses dalam siklus prosesor ke ndash i (atau periode clock ke ndash i) 1048790 Siklus prosesor T dinyatakan oleh i = 123 T 1048790 Maka derajat keparalelan rata-rataa adalah

Ada 4 tipe Metode Pemrosesan

1048790 Word Serial and Bit Serial (WSBS) 1048790 Word Paralel and Bit Setial (WPBS) 1048790 Word Serial and Bit Paralel (WSBP) 1048790 Word Paralel and Bit Paralel (WPBP)

1213 Klasifikasi Handler

Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1214 Menjelaskan Multi Komputer amp Multi Processor

1048790 Multiprosesor MIMD dengan memori yang dapat digunakan bersama semua prosesornya memiliki akses ke pool memori utama

1048790 Multikomputer MIMD dengan memori terdistribusi setiap prosesornya memiliki memori khusus sendiri

1048790 Motivasi pembuatan organisasi multikomputer adalah untuk mengatasi keterbatasan skala multiprosesor

1048790 Karena prosesor-prosesor multikomputer harus berkomunikasi maka elemen penting perancangan multikomputer adalah jaringan interkoneksi yang harus dapat beroperasi seefisien mungkin

1048790 Ada beberapa topologi interkoneksi untuk memberikan kinerja yang efisien

1048790 Terdapat trade-off antara lintasan terpanjang dan jumlah koneksi fisik yang diperlukan

Selesai

BAB III PENUTUP

31 Kesimpulan

32 Saran

Daftar Pustaka

• Definisi
• • Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu

dipasang pada shallow well pada keyboard User memutar bola tersebut untukmengindikasikan pergerakan kursor yang diinginkan di layar

Joystick

adalah stick pendek berputar yang dapat digerakkan dengan tanganuntuk menunjuk ke tiap arah dalam bidang XYPada saat informasi ini dikirim kecomputer software menggerakkan kursor pada layar dengan arah yang sama

2Memori

Fungsi utama dari mainstoragememori adalah menyediakan tempat bagi data

dan instruksi Bagian ini terdiri dari internal memory yaitu berupa RAM (Random

Acces Memory) dan ROM (Read Only Memory) serta eksternal memory yaitu

berbagai macam disk seperti harddisk floppy disk dan optical disk

RAM mempunyai kemampuan untuk melakukan pengecekan data

disimpanan yang disebut dengan parity check Bila data hilang atau rusak dapat

diketahui dari sebuah bit tambahan yang disebut dengan parity bit ROM adalah

memori yang hanya dapat dibaca saja pemakai tidak dapat mengisi sesuatu ke dalam

ROM Isi ROM telah diisi oleh pabrik pembuatnya berupa system operasi yang

terdiri dari program-program pokok yang diperlukan oleh sistem komputer

Perintah-perintah yang ada pada ROM sebagian akan dipindahkan pada

RAM RAM (Random Acces Memori) adalah memori komputer yang dapat diisi

dengan program data selama ada aliran listrik bila aliran listrik mati isi RAM akan

terhapus semuanya Pada waktu program komputer dijalankan sebagian program

yang telah kita masukkan atau kita ketik akan diletakkan di RAM

3 Aritmatika amp Logika

ALU adalah yang melaksanakan pengolahan data secara fisik termasuk

penjumlahan pengurangan pembagian juga logical operasi seperti manyatukan

data menurutkan data memilih data dan lain-lain

4 Unit Output

1 Monitor

Monitor adalah peralatan yang memungkinkan komputer untukmenampilkan informasi balik ke pemakaiuser dalam bentuk teks maupungrafik Monitors mempunyai ukuran yang bervariasi 14 15 17 dan lainnya Semakin besar ukurannya (dalam inch) maka semakin mahal dansemakin luas gambar yang dapat ditampilkan pada monitor Monitor memiliki beberapa variasi bentuk resolusiscreen yang berbeda yang merujuk pada jumlah titikyang bisa ditampung dalam koordinat X dan Y (640 x480 atau 800 x 600) dan refresh rate yangmenunjukkan berapa kali per detik suatu gambar dapatditampilkan pada screen (60Hz berarti 60 kali perdetik) Monitor dengan resolusi screen yang lebih tinggi semisal 1024x768membutuhkan ukuran monitor yang lebih lebar missal 21 (jika tidakmaka akan kelihatan kecil sekali gambarnya jika ditampilkan dalammonitor berukuran 14) dan juga membutuhkan refresh rate yanglebih tinggi semisal 72Hz untuk mencegah tampilan gambar padascreen terlihat berkedip-kedip (flickering)

2 Printer

Printer digunakan untuk mencetak pada kertas apa yang ditampilkan padascreen atau untuk mencetak data yang dioleh oleh komputerPrinter ada yang berwarna (color) dan ada yanghitam putih (black and white) Printer berwarnalebih lambat dan lebih mahal daripada printer hitamputih Juga teknologi yang digunakan untukmencetak informasi pada kertas bervariasitergantung tipe printer

5Unit Kontrol

Unit kontrol atau yang sering dikenal dengan control unit akan menyimpan perintah sekarang yang dilakukan oleh komputer memerintahkan ALU untuk melaksanaan dan mendapat kembali informasi (dari memori) yang diperlukan untuk melaksanakan perintah itu dan memindahkan kembali hasil ke lokasi memori yang sesuai Sekali yang terjadi unit kontrol pergi ke perintah berikutnya (biasanya ditempatkan di slot berikutnya kecuali kalau perintah itu adalah perintah lompatan yang memberitahukan kepada komputer bahwa perintah berikutnya ditempatkan di lokasi lain)

Bagian CPU yang menyebabkan fungsi komputer tercapai ini mengeluarkan sinyal-sinyal kontrol yang bersifat internal bagi CPU untuk memindahkan data antar Register agar ALU melakukan fungsinya untuk mengatur operasi-operasi internal lainnya Register yang merupakan bagian dari unit kontrol adalah tempat penyimpan data sementara dalam CPU selama proses eksekusi Apabila terjadi proses eksekusi data dalam register dikirim ke ALU untuk diproses hasil eksekusi nantinya diletakkan ke register kembali Unit kontrol akan menghasilkan sinyal yang akan mengontrol operasi ALU dan pemindahan data ke dan dari ALU Unit kontrol juga mengeluarkan sinyal kontrol eksternal bagi pertukaran data memori dan modul-modul IO

214 Pengertian Software

Piranti lunak atau perangkat lunak adalah program komputer yang berfungsi sebagai sarana interaksi antara pengguna dan perangkat keras Perangkat lunak dapat juga dikatakan sebagai penterjemah perintah-perintah yang dijalankan pengguna komputer untuk diteruskan ke atau diproses oleh perangkat keras

Perangkat lunak adalah program komputer yang isinya dapat diubah dengan mudah Perangkat lunak umumnya digunakan untuk mengontrol perangkat keras melakukan perhitungan berinteraksi dengan perangkat lunak lainnya dan lain-lain

Contoh dari perangkat lunak

1Sistem operasi

215 Meningkatkan Performa komputer

Untuk Meningkatkan Performa kinerja komputer pertama sekali yang harus

diperhatikan adalah mengukur kapabilitas dan kompatibilitas sistem yang ada pada suatu

perangkat IO sehingga antar terjadi hubungan yang dinamis pada masing-masing

perangkat

31 Keterkaitan Data dengan komputer

311 Pengolahan data terbagi 2

Analog

Digital

Dilihat dari fungsi komputer merupakan suatu perangkat digunakan untuk memproses data kemudian hasil prosesnya diselesaikan secara elektronis didalam CPU Menurut pengolahan data komputer diklasifikasikan menjadi 2 yaitu Analog amp Digital

Analog Suatu sinyal yang dikirimkan dari suatu pemancar (transmitter) ke penerima (receiver) untuk berkomunikasi data tersebut dikirim dalam bentuk suara huruf angka dan karakter lain (tulisan tangan dicetak) foto gambar film dll

Digital Sistem yang memproses nilai diskrit (langkah demi langkah )

Permodulasian Suatu teknik untuk merubah signal Digital ke dalam bentuk signal Analog sehingga data kumpulan jajaran digit dari komputer dapat dihantar melalui kabel telfon yang menghantar informasi secara Analog

Ex AM FM PM

Permodulasian dilakukan oleh alat MODEM (Modulation Demodulation) Signal Analog Signal Digital sebaliknya

312 ASCII

ASCII singkatan dari American Standard Code for Information Interchange Standardyang digunakan pada industri untuk mengkodekan huruf angka dan karakterkarakterlain pada 256 kode (8 bit biner) yang bisa ditampung

Ex Huruf A=65 B=66 C=67 dst

313 Contoh soal Permodulasian AM

Sebuah Host mengirim data rdquo IYA rdquo dengan menggunakan permodulasian AM dengan kecepatan 1 Baud= 2 Bps Amplitudo +- 12 Volt +- 9 Volt +- 6 Volt +- 3 Volt Gbrkan bentuk signal Analog untuk menghantarkan huruf rdquoIYArdquo

Jawab 1 Baud = 2 Bps (dengan Melihat Kode ASCI ) 00 = +- 12 Volt 01 = +- 9 Volt10 = +- 6 Volt 11 = +- 3 Volt

I = 01001001Y = 01011001A = 01000001

314 Sistem Bilangan pada computer

1 BitsSetiap angka 0 dan 1 biasa disebut Bit Bit adalah singkatan dari Binary Digit Kata

Binary diambil dari nama Binary Number System (Sistem Bilangan Biner) Tabel 21berikut menunjukkan tentang bit

2 Sistem Bilangan Biner

Sistem bilangan biner disusun dari angkaangkasama seperti sistem bilangan desimal(sistem bilangan 10) yang sering digunakan saat ini Tetapi untuk desimalmenggunakan angka 0 sampai 9 sistem bilangan biner hanya menggunakan angka 0dan 1Berikut adalah tabel contoh sistem bilangan biner

3 Sistem Bilangan Desimal

Sebelum mempelajari tentang bilangan biner ada baiknya mengetahui tentang sistembilangan yang umum dipakai yaitu desimal (bilangan basis 10) Perhatikan table

Contoh

1243 = (1 X 10 3 ) + (2 X 10 2 ) + (4 X 10 1 ) + (3 X 10 0 )= 1000 + 200 + 40 + 3

4 Sistem Bilangan Biner

Untuk bilangan biner (bilangan basis 2) perhatikan tabel

Contoh

101102 = (1 X 2 4 ) + (0 X 2 3 ) + (1 X 2 2 ) + (1 X 2 1 ) + (0 X 2 0 ) = (16 + 0 + 4 + 2 +0) = 2216810 = 101010002

Cara II

168 2 = 84 sisa 084 2 = 42 sisa 042 2 = 21 sisa 021 2 = 10 sisa 110 2 = 5 sisa 05 2 = 2 sisa 12 2 = 1 sisa 01 2 = 0 sisa 1Bit biner terbesar dimulai dari bawah sehingga 16810 = 101010002

5 Sistem Bilangan Heksadesimal

Bilangan heksadesimal biasa disebut bilangan basis 16 artinya ada 16 simbol yangmewakili bilangan ini Tabel 18 berikut menunjukkan konversi bilanganheksadesimal

Untuk konversi bilangan biner ke heksadesimal perhatikan contoh berikut 101101010100100102 = 0001 0110 1010 1001 0010 = 1 6 A 9 2Jadi bil biner 10110101010010010 sama dengan bil heksadesimal 16A92

6 Sistem Bilangan Oktal

Bilangan oktal disebut bilangan basis 8 artinya ada 8 simbol yang mewakili bilanganini Tabel 19 berikut menunjukkan konversi bilangan oktal

Untuk konversi bilangan biner ke oktal perhatikan contoh berikut 101101010100100102 = 010 110 101 010 010 010 = 2 6 5 2 2 2 8

Jadi bil biner 10110101010010010 sama dengan bil oktal 265222Untuk konversi dari oktal ke heksadesimal ubah terlebih dahulu bilangan oktal yangakan dikonversi menjadi biner Hal ini berlaku juga untuk konversi dari heksadesimalke oktal Perhatikan contoh berikut 7258 = 111 010 1012

= 0001 1101 0101 = 1 D 5 16

FE16 = 1111 11102

= 011 111 110 = 3 7 6 8

315 Sandi yang terdapat pada komputer

1 Sandi 8421 BCD (Binary Coded Decimal)

Sandi 8421 BCD adalah sandi yang mengkonversi bilangan desimal langsung kebilangan binernya sehingga jumlah sandi BCD adalah 10 sesuai dengan jumlahsimbol pada desimal Perhatikan tabel 210 berikut

Contoh

19710 sandi BCDnyaadalah 0001 1001 0111

2 Sandi 2421

Sandi 2421 hampir sama dengan sandi 8421 terutama untuk bilangan desimal 0sampai dengan 4 Tetapi sandi berikutnya merupakan pencerminan yang diinversiPerhatikan tabel

Perhatikan sandi desimal 5 Sandi tersebut merupakan cermin dari sandi 4 desimaltetapi logikanya diinversi Begitu pula pada sandi desimal 6 yang merupakan cermindari sandi desimal 3 yang diinversi dstContoh

37810 sandi 2421nyaadalah 0011 1101 1110

316 Boolean atau Logika Biner

Logika memberi batasan yang pasti dari suatu keadaan Sehingga keadaan tersebuttidak dapat berada dalam dua ketentuan sekaligus Karena itu dalam logika dikenalaturanaturansebagai berikut Suatukeadaan tidak dapat benar dan salah sekaligusMasingmasingadalah hanya benar atau salah (salah satu)Suatukeadaan disebut BENAR bila TIDAK SALAHDua keadaan itu dalam aljabar boole ditunjukkan dengan dua konstanta yaitu logikaldquo1rdquo dan logika ldquo0rdquo

Misal Logika ldquo1rdquo Logika ldquo0rdquoBenar SalahHidup MatiSiang MalamContoh diatas dapat dituliskan Tidak Benar atau Benar = SalahTidak Hidup atau Hidup = MatiTidak Siang atau Siang = MalamTanda garis atas dipakai untuk menunjukkan pertentangan atau lawan dari keadaanitu Sehingga tanda garis tersebut merupakan pertentangan logika (Logical Inversion)yang mempunyai fungsi untuk menyatakan ldquoTidakrdquo (Not)Ā = Tidak A atau Ā = NOT AHimpunan adalah kumpulan dari elemen yang setidaknya memiliki sifat yang samadan bisa memiliki kelompok yang terbatas atau tidak terbatas jumlahnya Misalnyahimpunan mahasiswa politeknik Himpunan tersebut tentu saja terdiri dari bermacammacamkelompok Jika dapat diambil tiga kelompok Kelompokyang berasal dari luar jawa JKelompokyang sedang kuliah KKelompokyang mengerjakan laporan akhir LSehingga seseorang setidaknya masuk dalam satu kelompok tersebut bahkan dapatterjadi masuk dalam dua kelompok sekaligus Misalnya mahasiswa luar jawa yangsedang mengerjakan laporan akhir berarti masuk kelompok J dan L (J AND L) JAND L dituliskan juga dengan J LGabungan antara mahasiswa luar jawa dan mahasiswa yang mengerjakan laporanakhir memiliki pengertian mahasiswa luar jawa atau mahasiswa mengerjakanlaporan akhir J atau L (J OR L) J OR L dituliskan juga dengan J + LLogika Biner (gerbang Boolean) adalah rangkaian digital yang menerima satu ataulebih masukan tegangan untuk memperoleh keluaran tertentu sesuai dengan aturanboole yang berlakuJika membicarakan komputer maka perbedaan tegangan yang digunakan sebagaionoff atau nilai biner 10 nilai 1 ekivalen dengan tegangan +5 volt dan nilai 0ekivalen dengan tegangan 0 volt

41 Rangkaian Logika Kombinasional amp Sekuensial

Rangkaian yang termasuk rangkaian logika kombinasional yaitu Dekoder Enkoder Multiplekser Demultiplekser Pada rangkaian-rangkaian itu terlihat bahwa kondisi keluaran hanya dipengaruhi oleh kondisi masukan pada saat itu

Rangkaian Adder Half Adder

Rangkaian Adder Full Adder

Enkoder

Dekoder

DECIMAL TO BCD ENCODER

Encoder yang sudah umum yaitu decimal to BCD encoder Switch dengan

penekan tombol mirip dengan tombol kalkulator dihubungkan dengan tegangan

Vcc Jika tombol 3 ditekan maka gerbang-gerbang OR pada jalur C dan D

akan mempunyai input bernilai 1 Oleh karena itu maka outputnya menjadi

ABCD = 0011

Dan selengkapnya dapat dilihat pada tabel dibawah ini

INPUT OUTPUT0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 10 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 00 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 10 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 00 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 10 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 00 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 10 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1

2 DECODER

Rangkaian dekoder mempunyai sifat yang berkebalikan dengan enkoder yaitu

merubah kode biner menjadi sinyal diskrit Syarat perancangan sebuah dekoder adalah m

lt= 2n dimana m adalah kombinasi keluaran dan n adalah jumlah bit masukan Sehingga

dapat disimplkan bahwa variabel keluaran bebas tapi harus tetap memperhatikan unsur

efisiensi rangkaian Misal dekoder 3 bit memiliki 8 atau kurang kombinasi keluaran tetapi

bisa memiliki jumlah saluran keluaran lebih dari 8 (10 atau 55 atau 100 dan sebagainya)

Contoh rangkaian dekoder adalah rangkaian dekoder dot matrik dan dekoder seven

segmen

Bila semua segmen menyala maka dapat dibaca sebagai angka decimal 8 Angka

decimal 0 dan 3 terlihat pada menyalanya segmen ndash segmen sesuai gambar Untuk

penampilan huruf hanya beberapa huruf saja yang dapat dibaca dari tujuh segmen

Tabel Kebenaran dekoder seven segmen

INPUT OUTPUTA B C D a b c d e f g0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 00 0 0 1 0 1 1 0 0 0 00 0 1 0 1 1 0 1 1 0 10 0 1 1 1 1 1 1 0 0 10 1 0 0 0 1 1 0 0 1 10 1 0 1 1 0 1 1 0 1 10 1 1 0 1 0 1 1 1 1 10 1 1 1 1 1 1 0 0 0 01 0 0 0 1 1 1 1 1 1 11 0 0 1 1 1 1 1 0 1 11 0 1 0 1 1 1 0 1 1 11 0 1 1 0 0 1 1 1 1 11 1 0 0 1 0 0 1 1 1 01 1 0 1 0 1 1 1 1 0 11 1 1 0 1 0 0 1 1 1 11 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1

a = sum (m0m2m3m5m6m7m8m9m10m12m14m15)

b = sum (m0m1m2m3m4m7m8m9m10m13)

c = sum (m0m1m3m4m5m6m7m8m9m10m11m13)

d = sum (m0m2m3m5m6m8m9m11m12m13m14)

e = sum (m0m2m6m8m10m11m12m13m14m15)

f = sum (m0m4m5m6m8m9m10m11m12m14m15)

g = sum (m2m3m4m5m6m8m9m10m11m13m14m15)

42 Rangkaian Logika Sekuensial (Flip-Flop)

1 Flip-Flop R-SFlip-flop R-S adalah rangkaian dasar dari semua jenis flip-flop yang ada Terdapat berbagai

macam rangkaian flip-flop R-S pada percobaan ini flip-flop R-S disusun dari empat buah gerbang NAND 2 masukan Dua masukan flip-flop ini adalah S (set) dan R (reset) serta dua keluarannya adalah Q dan Qrsquo

Kondisi keluaran akan tetap ketika kedua masukan R dan S berlogika 0 Sedangkan pada kondisi masukan R dan S berlogika 1 maka kedua keluaran akan berlogika 1 hal ini sangat dihindari karena bila kondisi masukan diubah menjadi berlogika 0 kondisi kelurannya tidak dapat diprediksi (bisa 1 atau 0) Keadaan ini disebut kondisi terlarang Selanjutnya kondisi terlarang pacu dan tak tentu akan dijelaskan melalui Tabel 31

Gambar 33 Rangkaian Percobaan Flip-Flop R-S

Tabel 32a Kondisi terlarang pacu dan tak tentu karena perubahan clockNo S R Clock Keterangan1 1 1 Aktif (1) Kondisi terlarang2 1 1 Tepi turun (Berubah dari

1 ke 0)Kondisi pacu

3 1 1 Tidak aktif (0) Kondisi tak tentu

Tabel 32b Kondisi terlarang pacu dan tak tentu karena perubahan clock dan masukan yang serempakNo S R Clock Keterangan1 1 1 Aktif (1) Kondisi terlarang2 0 0 Tepi turun Kondisi pacu3 0 0 Tidak aktif (0) Kondisi tak tentu

2 Flip-flop D

Flip-flop D dapat disusun dari flip-flop S-R atau flip-flop J-K yang masukannya saling berkebalikan Hal ini dimungkinkan dengan menambahkan salah satu masukannya dengan inverter agar kedua masukan flip-flop selalu dalam kondisi berlawanan Flip-flop ini dinamakan dengan flip-flop data karena keluarannya selalu sama dengan masukan yang diberikan Saat flip-flop pada keadaan aktif masukan akan diteruskan ke saluran keluaran

2 Flip-flop J-KFlip-flop J-K merupakan penyempurnaan dari flip-flop R-S terutama untuk mengatasi masalah

osilasi yaitu dengan adanya umpan balik serta masalah kondisi terlarang seperti yang telah dijelaskan di atas yaitu pada kondisi masukan J dan K berlogika 1 yang akan membuat kondisi keluaran menjadi berlawanan dengan kondisi keluaran sebelumnya atau dikenal dengan istilah toggle Sementara untuk keluaran berdasarkan kondisi-kondisi masukan yang lain semua sama dengan flip-flop R-S

Gambar 35 Flip-flop J-K

51 Aritmatika Logika Unit

Macam- macam operasi ALU

Adder (Penjumlahan) Half Adder Full Adder Paralel Adder

Pengurangan (Substraktor)

Perkalian (Multiplexer)

Pembagian bila hasilnya 0 amp 1

Adder

Rangkaian ALU (Arithmetic and Logic Unit) yang digunakan untuk menjumlahkanbilangan dinamakan dengan Adder Karena Adder digunakan untuk memprosesoperasi aritmetika maka Adder juga sering disebut rangkaian kombinasionalaritmetika ALU akan dijelaskan lebih detail pada bab 3 Ada 2 jenis Adder

1 Rangkaian Adder yang hanya menjumlahkan dua bit disebut Half Adder2 Rangkaian Adder yang menjumlahkan tiga bit disebut Full Adder3 Rangkaian Adder yang menjumlahkan banyak bit disebut paralel Adder

Half Adder

Rangkaian half adder merupakan dasar penjumlahan bilangan biner yang masingmasinghanya terdiri dari satu bit oleh karena itu dinamakan penjumlah tak lengkap

1 Jika A=0 dan B=0 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 02 Jika A=0 dan B=1 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 13 Jika A=1 dan B=1 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 0 dengan nilai pindahanCy(Carry Out) = 1

Dengan demikian half adder memiliki 2 masukan (A dan B) dan dua keluaran (S dan Cy)

Dari tabel diatas terlihat bahwa nilai logika dari Sum sama dengan nilai logika darigerbang XOR sedangkan nilai logika Cy sama dengan nilai dari gerbang logikaAND Dari tabel tersebut dapat dibuat rangkaian half adder seperti pada gambar

Full Adder

Full adder mengolah penjumlahan untuk 3 bit bilangan atau lebih (bit tidak terbatas)oleh karena itu dinamakan rangkaian penjumlah lengkap Perhatikan tabel kebenarandari Full adder berikut

Parallel Adder

Parallel Adder adalah rangkaian Full Adder yang disusun secara parallel danberfungsi untuk menjumlah bilangan biner berapapun bitnya tergantung jumlah FullAdder yang diparallelkan Gambar berikut menunjukkan Parallel Adder yang terdiridari 4 buah Full Adder yang tersusun parallel sehingga membentuk sebuah penjumlah 4 bit

Penjumlahan

Komputer hanya dapat melakukan proses aritmetika menggunakan bilangan binerSemua sistem bilangan harus diubah terlebih dahulu ke biner agar dapat diprosesProses yang biasa dilakukan oleh komputer untuk menjumlahkan sistem bilangandesimal biasanya adalah menyandikan ke 8421BCD terlebih dahulu sebelumdijumlahkan Sebelum mempelajari tentang penjumlahan pada 8421BCD ada baiknyamengetahui cara menjumlahkan bilangan biner

Penjumlahan Biner

Ada 4 kondisi yang terjadi pada penjumlahan biner yaitu apabila 0 + 0 0 + 1 1 + 0dan 1 + 1 Jika yang terjadi adalah 1 + 1 kita tidak dapat menyatakan hasil jumlahdalam satu digit Tetapi kita harus melakukan penyimpanan (Carry Out) kedalamkolom yang lebih tinggi Ini berlaku untuk seluruh sistem bilangan Sebagai contohpada bilangan desimal 2 + 5 = 7 dengan carry out = 0 9 + 9 = 8 dengan carry out = 1Contoh

Penjumlahan 8421BCD

Sandi 8421BCD hanya menggunakan bilangan biner untuk 0 sampai 9 karena yangdisandikan hanya 1 digit angka desimal Dalam penjumlahan yang perlu diperhatikanadalah jika hasilnya lebih dari 9 sehingga akan dihasilkan auxillary carry (Carry daribilangan keempat LSB) maupun carry dari MSBBerikut adalah aturan penjumlahan sandi 8421BCDJikajumlah biner dan jumlah BCD sama yaitu AC (Auxillary Carry) = 0 dan Carry= 0 maka tidak diperlukan aturan tambahan

Jikajumlah biner tidak sama dengan jumlah desimal maka memerlukan pengaturantambahan Jika Auxillary Carry (AC) = 0 atau AC = 1 dan Carry (Cy) = 0 dimana hasilpenjumlahan binernya lebih dari 9 desimal maka perlu ditambahkan 6 pada niblerendah tersebut dan tambahkan 1 pada nible yang lebih tinggi

Pengurangan

Pengurangan pada dasarnya merupakan penjumlahan yaitu penjumlahan denganbilangan negatif

500 ndash 255 = 245 (Pengurangan)500 + ()255 = 245 (Penjumlahan)Komputer hanya bekerja pada bilangan ldquo0rdquo dan ldquo1rdquo dan tidak mengenal bilangannegatif Untuk menunjukkan bilangan negatif komputer menggunakan tanda modulus(Modulus Sign) Pada penjumlahan desimal tanda modulus yang digunakan adalahldquo0rdquo untuk bilangan positif dan ldquo9rdquo untuk bilangan negatif Untuk bilangan negatifpada operasi penjumlahannya harus dikomplemen Komplemen yang digunakan padabilangan desimal adalah komplemen10dan komplemen9

Perkalian

Perkalian antara bilangan biner adalah perkalian yang paling mudah diantara sistembilangan lainnya

Pada Teknik Komputer perkalian dilakukan menggunakan register geser kanan (ShiftRight Register) Perhatikan contoh berikut

Register A untuk menyimpan data yang akan dikalikan (Multiplicand)Register B untuk menyimpan data pengali (Multiplier)Register P untuk menyimpan hasil perkalian

Pembagian

Kebalikan dari perkalian pembagian (Division) adalah suatu bentuk dari penguranganyang dilakukan berulangulangDan proses ini juga dapat dilakukan pada rangkaianlogika dengan cara pengurangan dan penggeseran ke kiri (menggunakan shiftleftregister) Berikut adalah aturan dari pembagianKurangkan bilangan pembagi (Divisor) dari MSB bilangan yang akan dibagi(Dividend) lihat hasil pengurangan

Bila hasilnya 1 atau positif Berarti hasil pembagian (Product) adalah 1 Setelah itu hasil pengurangan digeserkekiri satu bit dan dimulai lagi pengurangan oleh bilangan pembagi (Divisor)

Bila hasilnya 0 atau negatif Berarti hasil pembagian (Product) adalah 0 Dalam hal ini sebelum digeser ke kiriharus ditambah dulu dengan bilangan pembagi (Divisor) Setelah digeser ke kiri satubit dimulai lagi proses pengurangan oleh bilangan pembagi Pengurangan olehbilangan pembagi dilakukan dengan penjumlahan komplemen2Bila dalam

penjumlahan tersebut terdapat pindahan (Carry) maka carry tersebut diabaikanPerhatikan contoh berikut 1010 410 = 10102 1004

Karena ada hasil pengurangan yang negatif maka digit yang dihasilkansetelah itu adalah digit pecahan sehingga hasil yang benar 1012 atau 2510

61 Floating Point

71 Control Unit

CONTROL UNIT (CU)

711 Model Control Unit

Unit kontrol atau yang sering dikenal dengan control unit akan menyimpan perintah sekarang yang dilakukan oleh komputer memerintahkan ALU untuk melaksanaan dan mendapat kembali informasi (dari memori) yang diperlukan untuk melaksanakan perintah itu dan memindahkan kembali hasil ke lokasi memori yang sesuai Sekali yang terjadi unit kontrol pergi ke perintah berikutnya (biasanya ditempatkan di slot berikutnya kecuali kalau perintah itu adalah perintah lompatan yang memberitahukan kepada komputer bahwa perintah berikutnya ditempatkan di lokasi lain)

Bagian CPU yang menyebabkan fungsi komputer tercapai ini mengeluarkan sinyal-sinyal kontrol yang bersifat internal bagi CPU untuk memindahkan data antar Register agar ALU melakukan fungsinya untuk mengatur operasi-operasi internal lainnya Register yang merupakan bagian dari unit kontrol adalah tempat penyimpan data sementara dalam CPU selama proses eksekusi Apabila terjadi proses eksekusi data dalam register dikirim ke ALU untuk diproses hasil eksekusi nantinya diletakkan ke register kembali Unit kontrol akan menghasilkan sinyal yang akan mengontrol operasi ALU dan pemindahan data ke dan dari ALU Unit kontrol juga mengeluarkan sinyal kontrol eksternal bagi pertukaran data memori dan modul-modul IO

Model dari unit kontrol

712 Macam-macam unit kontrol

Macam-macam Unit Kontrol1 Unit Kontrol Single-Cycle

Proses di unit kontrol ini hanya terjadi dalam satu clock cycle artinya setiap instruksi (fetch decode execute) ada pada satu cycle maka dari itu tidak memerlukan state Dengan demikian fungsi boolean masing-masing control line hanya merupakan fungsi dari opcode saja Clock cycle harus mempunyai panjang yang sama untuk setiap jenis instruksi

Ada dua bagian pada unit kontrol ini yaitu proses men-decode opcode untuk mengelompokkannya menjadi 4 macam instruksi (yaitu di gerbang AND) dan pemberian sinyal kontrol berdasarkan jenis instruksinya (yaitu gerbang OR) Keempat jenis instruksi adalah ldquoR-formatrdquo (berhubungan dengan register) ldquolwrdquo (membaca memori) ldquoswrdquo (menulis ke memori) dan ldquobeqrdquo (branching)

Sinyal kontrol yang dihasilkan bergantung pada jenis instruksinya Misalnya jika melibatkan memori rdquoR-formatrdquo atau rdquolwrdquo maka akan sinyal rdquoRegwriterdquo akan aktif Hal lain jika melibatkan memori ldquolwrdquo atau ldquoswrdquo maka akan diberi sinyal kontrol ke ALU yaitu ldquoALUSrcrdquo

Desain single-cycle ini lebih dapat bekerja dengan baik dan benar tetapi cycle ini tidak efisien

2 Unit Kontrol Multi-CycleGambar disamping menunjukkan diagram blok dari unit kontrol multi-cycle

Berbeda dengan unit kontrol yang single-cycle unit kontrol yang multi-cycle lebih memiliki banyak fungsi

Dengan memperhatikan state dan opcode fungsi boolean dari masing-masing control line output dapat ditentukan Masing-masingnya akan menjadi fungsi dari 10 buah input logic Jadi akan terdapat banyak fungsi boolean dan masing-masingnya tidak sederhana

Pada cycle ini sinyal kontrol tidak lagi ditentukan dengan melihat pada bit-bit instruksinya Bit-bit opcode memberitahukan operasi apa yang selanjutnya akan di-execute CPU bukan instruksi cycle selanjutnya

713 Fungsi unit kontrol

Fungsi Unit Kontrol1 Pengurutan (sequencing) unit kontrol bertugas mengontrol sejumlah operasi

mikro dalam urutan yang benar

2 Eksekusi (execution) unit kontrol menyebabkan setiap operasi mikro dilakukan

state register overhead

Cycle 1Cycle 2

Cycle 3Cycle 4

Cycle 5

Fetch

Decode

Exec

Mem

WB

lw

Single cycle Implementation

Multiple Cycle Implementation

714 Input Unit Kontrol

Input Unit Kontrol

Unit kontrol mempunyai beberapa input diantaranya1 Clock berfungsi untuk sinkronisasi operasi antar komponen 2 Flag flag-flag ini diperlukan unit kontrol untuk mengetahui status CPU Flag

diset ALU sebagai hasil dari suatu operasi misalnya overflow flag diset 1 bila hasil komputasi melampaui panjang register tempat flag disimpan

3 Instruction register menggunakan opcode untuk menentukan operasi mikro yang akan dilakukan selama siklus eksekusi

4 Sinyal kontrol dari rdquobus controlrdquo memberi jalur ke unit kontrol untuk sinyal-sinyal tertentu seperti sinyal interrupt dan sinyal acknowledgment

715 Output Unit Kontrol

Sinyal kontrol di dalam CPU (control signals within CPU) output unit kontrol terdiri dari dua macam sinyal yaitu

1 sinyal-sinyal yang menyebabkan perpindahan data antar register 2 sinyal-sinyal yang dapat mengaktifkan fungsi ALU yang spesifik

Sinyal kontrol ke rdquobus controlrdquo juga terdiri atas 2 sinyal yaitu1 sinyal kontrol ke memori 2 sinyal kontrol ke modul-modul IO

716 Implementasi Unit Kontrol

1 Implementasi hardwired Unit kontrol merupakan rangkaian kombinatorial Sinyal-sinyal logika

inputnya akan didekodekan menjadi sinyal-sinyal logika output yang merupakan sinyal-sinyal kontrol ke sistem komputer Sinyal-sinyal input tersebut seperti clock flag register instruction dan sinyal kontrol merupakan input bagi unit kontrol untuk mengetahui status komputer Sinyal keluaran yang dihasilkan akan mengendalikan sistem kerja komputer

N buah input biner akan menghasilkan 2N output biner Setiap instruksi memiliki opcode yang yang berbeda-bedaOpcode yang berbeda dalam instruksi akan menghasilkan sinyal kontrol yang berbeda pula Pewaktu unit kontrol mengeluarkan rangkaian pulsa yang periodik

Pulsa waktu ini digunakan untuk mengukur durasi setiap operasi mikro yang dijalankan CPU intinya digunakan untuk sinkronisasi kerja masing-masing bagian

Masalah dalam Merancang Implementasi Hardwired Memiliki kompleksitas dalam pengurutan dan operasi mikronya Sulit didesain dan dilakukan pengetesan Tidak fleksibel Sulit untuk menambahkan instruksi baru

2 Implementasi microprogrammed Implementasi yang paling reliabel saat ini adalah implementasi

microprogrammed Unit kontrol memerlukan sebuah memori untuk menyimpan program kontrolnya

Fungsindashfungsi pengontrolan dilakukan berdasarkan program kontrol yang tersimpan pada unit kontrol Selain itu fungsindashfungsi pengontrolan tidak berdasarkan dekode dari input unit kontrol lagi

Teknik ini dapat menjawab kesulitanndashkesulitan yang ditemui dalam implementasi hardwired

81 Memori amp Piranti Penyimpanan

811 Jenis-Jenis memori

Berdasarkan komponen yang digunakan terbagi atas

1 Vacuum Tubes

Komputer generasi pertama ENIAC tahun 1946 menggunakan komponentabung hampa udara untuk main memory Memori ini relatif berukuran besardan tiap-tiap tabung hampa udara mewakili 1 bit

2 Magnetic Core Storage

Digunakan sekitar tahun 1960 ndash 1970 Terdiri dari ribuan cincin magnetikkecil berukuran 18 mm dengan lubang berdiameter 10 mm Tiap-tiap coredihubungkan dengan kabel kawat membentuk suatu bidang core (core plane)dan ditumpuk membentuk suatu core stackMasing-masing core dapat menyimpan 1 bit bila dimagnetasi dengan suatuarus listrik dari dua arah jurusan yang masing-masing bermuatan frac12 arus

3 Planar Thin-Film Storage

Terbuat dari lempengan tipis keramik atau metal tembus pandang yang berisi

kumpulan besi nikel berbentuk empat persegi panjang kecil dihubungkandengan kabel-kabel

4 Semiconductor Storage

Mulai banyak digunakan sejak tahun 1970-an hingga sekarangTerbuat dariVLSI (Very Large Scale Integration) yaitu meletakkan sejumlah besar circuitke dalam suatu chip Teknologi yang digunakan adalah MOS (Metal OxideSemiconductor) dan bersifat volatileKomputer IBM 704 pada GeneralElectric Computer facility diArizona State University 1956Sebuah mesin vacuum tubedengan magnetic core storageSingle layer thin film dengan Ta2N resistors

5 Josephson Junction

Diciptakan oleh Brian Josephson dari Inggris Merupakan memori yang dapatmelakukan switch dari bit 1 ke bit 0 atau sebaliknya dengan kecepatan yangtinggi yaitu kurang dari sepertriliun detik Menggunakan suatu tempat

tertutup yang berisi helium cair dengan suhu sekitar -200 derajat celcius

6 Charged-Coupled Device (CCD)

Merupakan memori yang terdiri dari ribuan metal bujur sangkar berukurankecil yang masing-masing dapat menyimpan informasi digit binari dalambentuk beban elektronik (electric charge)

812 Hirarki Memori

Sebagian besar komputer memiliki hirarki memori yang terdiri atas tiga level yaitu

1 Physical Register di CPU berada di Level teratas Informasi yang berada

di Register dapat diakses dalam satu Clock cycle CPU

2 Primary Memory (Executable memory ) berada dilevel tengah

Contohnya RAM Primary Memory diukur dengan satu byte dalam satu

waktu secara relatif dapat diakses dengan cepat bersifat volatil (informasi

bisa hilang ketika komputer dimatikan) CPU mengakses memori ini

dengan instruksi single load dan store dalam beberapa clock cycle

3 Secondary Memory berada dilevel bawah Contohnya disk atau tape

Secondary memory diukur sebagai kumpulan dari bytes(block of bytes)

waktu aksesnya lambat bersifat non-volatil (informasi tetap tersimpan

ketika komputer dimatikan) Memori ini diterapkan di storage device jadi

akses meliputi aksi oleh driver dan device

813 Memori Internal

Memori internal o Berada di luar CPU tetapi bersifat internal terhadap sistem komputero Diperlukan oleh CPU untuk proses eksekusi (operasi) program sehingga

dapat diakses secara langsung oleh prosesor (CPU) tanpa modul perantarao Memori internal sering juga disebut sebagai memori primer atau memori

utama o Memori internal biasanya menggunakan media RAM

Random Access Memori (RAM)

Ram adalah suatu memori baca tulis artinya data dapat dibaca dari atau ditulis ke RAM dan dapat dilakukan secara berulang-ulang dengan data yang berbeda-beda Jenis memori ini merupakan jenis volatile (mudah menguap) yaitu data yang tersimpan akan hilang jika catu dayanya dimatikan Karena alasan tersebut maka program utama tidak pernah disimpan di RAM Random artinya data yang disimpan pada RAM dapat diakses secara acak RAM dibagi lagi menjadi dua jenis yaitu jenis statik dan jenis dinamik RAM statik menyimpan satu bit informasi dalam sebuah flip-flop Jenis RAM ini asyncronous dan tidak memerlukan sinyal clock RAM statik biasanya digunakan untuk aplikasi-aplikasi yang tidak memerlukan kapasitas memori RAM yang besar RAM dinamik menyimpan satu bit informasi data sebagai muatan RAM dinamik menggunakan kapasitansi gerbang substrat sebuah transistor MOS sebagai sel memori elementer Untuk menjaga agar data yang tersimpan RAM dinamik tetap utuh data tersebut harus disegarkan kembali dengan cara membaca dan menulis ulang data tersebut kememori RAM dinamik ini digunakan untuk aplikasi ynag memerlukan RAM dengan kapasitas besar misalnya dalam sebuah komputer pribadi (PC)

Read Only Memory (ROM)

Jenis memori ini datanya hanya bisa dibaca dan tidak bisa ditulis secara berulang-ulang Memori ini berjenis non-volatile artinya data yang disimpan tidak mudah menguap (hilang) walaupun catu dayanya dimatikan Karena itu memori ini biasa digunakan untuk menyimpan program utama dari suatu sistem Jenis ROM yang dikenal dipasaran ada lima jenis yaitu

- ROM (Read Only Memory) yang diprogram dalam proses pembuatannya Jenis ini tidak dapat diprogram ulang

- PROM (Programmable ROM) yang diprogram dengan cara memutuskan hubungan sekering internal PROM hanya dapat diprogram satu kali dan tidak dapat diprogram ulang

- EPROM (Erasable PROM) yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat dari piranti Dihapus dengan cara pemberian sinar ultra violet melalui jendela pada bagian atas IC Setelah dihapus dapat diprogram ulang

- EEPROM (Electrically EPROM) sama saja dengan EPROM hanya cara penghapusannya dilakukan secara listrik

- Flash EPROM yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat pada piranti Memori ini dapat diisi ulang

Dari semua jenis memori diatas yang sering digunakan adalah memori jenis EPROM dan

EEPROM karena harganya paling murah dan mudah didapat dipasaran

814 Memori Eksternal

Memori eksternal o Bersifat eksternal terhadap sistem komputer dan tentu saja berada di luar

CPUo Diperlukan untuk menyimpan data atau instruksi secara permaneno Tidak diperlukan di dalam proses eksekusi sehingga tidak dapat diakses secara

langsung oleh prosesor (CPU) Untuk akses memori eksternal ini oleh CPU harus melalui pengontrolmodul IO

o Memori eksternal sering juga disebut sebagai memori sekunder o Memori ini terdiri atas perangkat storage peripheral seperti disk pita

magnetik dll berbagai jenis memory Eksternal

1 Berdasarkan jenis akses data

Berdasarkan jenis aksesnya memori eksternal dikelompokkan menjadi 2 jenis yaitu

a DASD (Direct Access Storage Device) dimana ia mempunyai akses langsung

terhadap data Contoh Magnetik(Floppy disk hard disk) Removable hard

disk(Zip disk Flash disk) Optical Disk

b SASD (Sequential Access Storage Device) Akses data secara tidak langsung

(berurutan) seperti Pita Magnetik

2Berdasarkan Karakteristik Bahan

Berdasarkan karakteristik bahan pembuatanya memori eksternal digolongkan

menjadi beberapa kelompok

a Punched Card atau kartu berlobang

a merupakan kartu kecil berisi lubang-lubang yang menggambarkan berbagai instruksi atau data Kartu ini dibaca melalui puch card reader yang sudah tidak digunakan lagi sejak tahun 1979

b Magnetik Disk Magnetik disk merupakan disk yang terbuat dari bahan yang bersifat magnetik contoh Floppy dan hardsik

c Optical Disk Optical disk terbuat dari bahan optik seperti resin (Polycaronate) dan dilapisi permukaan yang sangat reflektif seperti aluminium contoh CD dan DVD

d Magnetik TapeSedangkan magnetik tape terbuat dari bahan yang bersifat magnetik tetapi berbentuk pita seperti halnya pita kaset tape recorder

91 Bus amp Sistem Bus

Dalam Arsitektur komputer sebuah Bus adalah sebuah subsistem yang mentransfer data

atau listrik antar komponen komputer didalam sebuah komputer atau antar komputer

Bus komputer awal merupakan bus listrik paralel dengan banyak hubungan tetapi istilah

ini sekarang digunakan untuk pengaturan fisik yang menyediakan fungsi logika yang

sama dengan sebuah bus listrik paralel dan dapat dihubungkan dengan kabel dalam

sebuah topologi multidrop atau daisy chain atau dihubungkan dengan switch seperti

dalam kasus bus USB

System bus atau bus System dalam Arsitektur komputer merujuk pada bus yang

digunakan oleh sistem komputer untuk menghubungkan semua komponennya dalam

menjalankan tugas sebuah bus adalah sebutan untuk jalur dimana data dapat mengalir

dalam komputer jalur-jalur ini digunakan untuk komunikasi dan dapat dibuat antara dua

elemen atau lebih Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan

dieksekusi oleh CPU melalui perantara sistem bus

911 Transfer informasi pada bus

Suatu mendukung bermacam-macam transfer data Semua bus mendukung transfer baca

(master slave) dan transfer tulis( slave ke master) Pada semua multiplexed addressdata

bus pertama-tama bus digunakan untuk menspesifikasikan alamat dan kemudian untuk

melakukan transfer data Untuk operasi baca biasanya terdapat waktu tunggu pada saat

data sedang diambil dari slave untuk ditaruh pada bus Baik bagi operasi baca maupun

tulis mungkin juga terdapat delay bila hal itu diperlukan untuk melalui arbitrasi agar

mendapatkan kontrol bus untuk sisa operasi (yaitu mengambil alih bus untuk melakukan

request baca atau tulis kemudian mengambil alih lagi bus untuk membentuk operasi baca

atau tulis

Pada alamat dedicate dan bus-bus alamat ditaruh ada bus alamat dan tetap berada disana

selama data tersimpan pada bus data Bagi operasi tulis master menaruh data pada bus

data begitu alamat telah stabil dan slave telah mempunyai kesempatan untuk mengetahui

alamatnya bagi operasi baca slave menaruh data pada bus dan begitu slae mengetahui

alamatnya dan telah mengembil data

912 Sistem Bus dengan Jalur Data Alamat dan Kontrol

Jalur bus yang digunakan untuk mentransfer data dapat dikelompokkanrnenjadi tiga tipe jalur data alamat dan kontrol

Data bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi data dan instruksi

Address bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi untuk alamat di

main memory untuk data atau instruksi yang akan diambil atau direkam

Control bus yaitu bus yang digunakan untuk mengirimkan signal sebagai

pemberitahuan akan dikirimkan suatu informasi atau telah diterimanya informasi

yang akan dikirimkan dari suatu alat ke alat lainnya

913 Hirarki Bus

Bus merupakan lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih perangkat

computer Karakteristik penting sebuah bus adalah bahwa bus merupakan media

transmisi yang dapat digunakan bersama Sejumlah perangkat yang terhubung ke bus dan

suatu sinyal yang ditransmisikan oleh salah satu perangkat ini data diterimaoleh salah

satu perangkat yang terhubung ke bus

Umumnya sebuah bus terdiri dari sejumlah lintasan komunikasi atau saluran Masing-

masing saluran dapat mentransmisi sinyal yang menunjukan biner 1 dan biner 0

serangkaian digit biner dapat ditransmisi melalui saluran tunggal

914 Bus Data dan Bus Alamat

1 Bus data

Jalur data yang dilalui informasi ke dan dari microprocessor bahan data keterangan

catatan fakta fakta atau bagian dari fakta yang mengandung arti yang dihubungkan

dengan kenyataan simbol-simbol gambar kata-kata angka huruf yang menunjukan ide

objek kondisi dan lainnya

Data itu sendiri merupakan bentuk jamak dari datum yang berarti informasi jelasnya data

itu dapat berupa apa saja dan dapat ditemui dimana saja

2 Bus Alamat

Bus alamat pengalamatan transformasi data bus Pengalamatan bus ini berisi 16 2024

jalur sinyal paralel atau lebih CPU mengirim alamat lokasi memori atau port yang ingin

ditulis atau dibaca di bus ini jumlah lokasi memori yang dapat dialamati ditentukan

jumlah jalur alamat Jika CPU mempunyai N jalur alamat maka dapat mengalamati 2

pangkat N lokasi memori dan atau port secara langsung

101 Unit Input amp Output

Salah satu fitur dasar komputer adalah kemampuannya untuk mempertukarkandata dengan perangkat lain Kemampuan komunikasi ini memungkinkan operatormanusia misalnya untuk menggunakan keyboard dan layer display untuk mengolahteks dan grafik

1011 Dasar Unit Input Output

Unit IO memberi CPU kemampuan untuk berkomunikasi dengan peripheral Merupakan

entity dalam komputer yang bertanggung jawab atas pengontrol sebuah perangkat

eksternal atau lebih dan untuk pertukaran data antara alat-alat tersebut dengan memory

utama dan atau register-register dalam CPU

Alasan- alasan dipertukarkannya unit IO

Adanya aneka ragam peripheral yang memiliki macam-macam metode operasi

Perbedaan kecepatan transfer data antara sistem BUS dengan piranti IO BUS= 20

nano detik sedang IO lebih dari 100 nano detik

Peripheral seringkali menggunakan format data dan panjang word yang berlainan

dengan komputer

Perbedaan besar tegangan dan arus data yang diperlukan untuk transfer informasi

dari dan ke peripheral dengan sistem bus

Tujuan Unit IO

Melakukan kompensasi perbedaan kecepatan dan perwaktuan antara CPU dan

peripheral

Melakukan penyesuaian tegangan dan arus satu aras ke aras lain

Menyesuaikan panjang data antara sistem BUS dan BUS IO

1012 Antarmuka IO

Gambar 122 mengilustrasikan hardware yang diperlukan untukmenghubungkan perangkat IO ke bus Dekoder alamat mengenableperangkattersebut untuk mengenali alamatnya pada saat alamat ini muncul pada jalur alamatRegister data menyimpan data yang ditransfer ked an dari prosessor Register statusberisi informasi yang relevan dengan operasi perangkat IO Register data dan statusdihubungkan dengan bus data dan ditetapkan dengan alamatalamatunik Dekoderalamat register data dan status dan sirkuit control yang diperlukan untukmengkoordinasikan transfer IO membentuk sirkuit antar muka perangkatGambar 122 Antarmuka IO untuk perangkat input

Perangkat IO beroperasi pada kecepatan yang sangat berbeda denganprosessor Pada saat operator manusia memasukkan karakter pada keyboardprosessor mampu mengeksekusi jutaan instruksi antarentrikarakter yang berurutanSuatu instruksi yang membaca karakter dari keyboard sebaiknya hanya dieksekusipada saat karakter tersebut tersedia dalam input buffer antarmuka keyboard Juga kitaharus memastikan bahwa karakter input tersebut hanya dibaca sekali

1013 Transfer data pada IO

Transfer dataFormat transfer

- Paralel semua bit pada karakter (word denganpanjang tertentu) dikirim secara bersamaan dalambatas waktu yang diberikan

- Serial Data dikirim secara berurutan dalam satu saluran

Transfer data secara paralel lebih cepat daripada secaraserial karena saluran transmisinya banyak kelemahannyakalau terlalu panjang akan terjadi interferensi antarsaluran

Mode transfer data

1 Synchronous modeBaris kendali digunakan untuk mengsinkronkan waktupada semua kejadian yang terjadi selama periodewaktu tertentuKelemahanbull Tiap piranti IO berbeda-beda kecepatan operasinyasehingga harus diturunkan pada kecepatan yangpaling rendah

2 Asynchronous mode

Menggunakan teknik jabat tangan (hand shaking) untukmenyakinkan transfer data antara pengirim danpenerima tidak ada kesalahan (data valid)

111 Interupsi

Interupsi merupakan bagian penting dari sistem arsitektur komputer Setiap sistem

komputer memiliki mekanisme yang berbeda Interupsi bisa terjadi apabila perangkat

keras (hardware) atau perangkat lunak minta ldquo dilayanirdquo oleh processor apabila terjadi

interupsi maka processor menghentikan proses yang sedang dikerjakannya kemudian

beralih mengerjakan service rutin untuk melayani intrupsi tersebut Setelah selesai

mengerjakan service rutin maka prosesor kembali melanjutkan proses yang tertunda

1111 Kelas Sinyal Interupsi

Program yaitu Interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi

pada hasil eksekusi program Contioh Aritmatika overflow pembagian nol

operasi ilegal

Timer adalah Interupsi yang dibangkitkan pewaktuan dalam prosesor Sinyal ini

memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsi tertentu secara reguler

I O sinyal Interupsi yang di bangkitkan oleh Modul IO sehubngan pemberitahuan

kondisi Error dan penyelesaian suatu operasi

Hardware Failure adalah Interupsi yang dibangkitkan oleh kegagalan daya atau

kesalahan paritas memori

1112 Proses Interupsi

Dengan adanya mekanisme Interupsi prossesor dapat digunakan untuk

mengeksekusi intsruksi- instruksi lain

Saat suatu modul telah selesai menjalankan tugasnya dan siap menerima tugas

berikutnya maka modul ini akan mengirimkan permintaan interupsi ke prosesor

Kemudian prosesor akan menghentikan eksekusi yang dijalankannya untuk

menghandle routine interupsi

Setelah program interupsi selesai maka processor akan melanjutkan eksekusi

programnya kembali

Saat sinyal Interupsi diterima processor ada dua kemungkinan tindakan yaitu

Interupsi diterima ditangguhkan dan Interupsi ditolak

1113 Interupsi Ditangguhkan

Apa yang dilakukan Processor

Processor menangguhkan eksekusi program yang dijalankan dan menyimpan

konteksnya tindakan ini adalah menyimpan alamat instruksi berikutnya yang akan

dieksekusi dan data lain yang relevan

Processor menyetel program Counter (PC) ke alamat awal routine intterupt handler

1114 Sistem Operasi Kompleks

Interupsi ganda (Multiple interupt)

Misalnya suatu komputer akan menerima permintaan interupsi saat proses

pencetakan dengan printer selesai disamping itu dimungkinkan dari saluran

komunikasi akan mengirimkan permintaan interupsi setiap kali data tiba

Dapat diambil dua buah pendekatan untuk menangani interupsi ganda ini

121 Arsitektur dan Klasifikasi Sistem Komputer

Sebuah sistem operasi atau dalam bahasa asingnya Operating System adalah sebuah

program yang mengatur hardware komputer Sistem operasi juga menyediakan fondasi

untuk aplikasi diatasnya dan bertindak sebagai penghubung antara user dengan

hardwaresetiap sistem operasi memiliki caranya masing-masing untuk menyelesaikan

tugasnya Hal ini menimbulkan aneka ragam sistem operasi yang sangat menakjubkan

Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu 1 Klasifikasi Flynn

Didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data dalam sistem komputer

2 Klasifikasi Feng Didasarkan pada pemrosesan paralel dan serial

3 Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1211 Klasifikasi Fylnn

KLASIFIKASI FLYNN 1048790 Klasifikasi sistem komputer yang didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data diperkenalkan oleh Michael J Flynn 1048790 Alur instruksi (instruction stream) adalah urutan instruksi yang dilaksanakan oleh mesin 1048790 Alur data adalah urutan data yang dipanggil oleh alur instruksi 1048790 Baik instruksi maupun data diambil dari modul memori 1048790 Instruksi didecode (diartikan) oleh Control Unit 1048790 Alur data mengalir dua arah antara prosesor dan memori

Ada 4 kategori sistem komputer dalam klasifikasi Flynn 1 Single Instruction stream ndash Single Data stream (SISD) 2 Single Instruction stream ndash Multiple Data stream (SIMD) 3 Multiple Instruction stream ndash Single Data stream (MISD) 4 Multiple Instruction stream ndash Multiple Data stream (MIMD)

1212 Klasifikasi Feng

KLASIFIKASI FENG 1048790 Tse Yun Feng mengusulkan pembagian klasifikasi arsitektur komputer berdasarkan derajat keparalelan (degree of parallelism) 1048790 Jumlah bit maksimum yang dapat diproses dalam satu satuan waktu oleh sistem komputer disebut derajat keparalelan maksimum P 1048790 Bila Pi adalah jumlah bit yang dapat diproses dalam siklus prosesor ke ndash i (atau periode clock ke ndash i) 1048790 Siklus prosesor T dinyatakan oleh i = 123 T 1048790 Maka derajat keparalelan rata-rataa adalah

Ada 4 tipe Metode Pemrosesan

1048790 Word Serial and Bit Serial (WSBS) 1048790 Word Paralel and Bit Setial (WPBS) 1048790 Word Serial and Bit Paralel (WSBP) 1048790 Word Paralel and Bit Paralel (WPBP)

1213 Klasifikasi Handler

Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1214 Menjelaskan Multi Komputer amp Multi Processor

1048790 Multiprosesor MIMD dengan memori yang dapat digunakan bersama semua prosesornya memiliki akses ke pool memori utama

1048790 Multikomputer MIMD dengan memori terdistribusi setiap prosesornya memiliki memori khusus sendiri

1048790 Motivasi pembuatan organisasi multikomputer adalah untuk mengatasi keterbatasan skala multiprosesor

1048790 Karena prosesor-prosesor multikomputer harus berkomunikasi maka elemen penting perancangan multikomputer adalah jaringan interkoneksi yang harus dapat beroperasi seefisien mungkin

1048790 Ada beberapa topologi interkoneksi untuk memberikan kinerja yang efisien

1048790 Terdapat trade-off antara lintasan terpanjang dan jumlah koneksi fisik yang diperlukan

Selesai

BAB III PENUTUP

31 Kesimpulan

32 Saran

Daftar Pustaka

• Definisi
• • Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu

Perintah-perintah yang ada pada ROM sebagian akan dipindahkan pada

RAM RAM (Random Acces Memori) adalah memori komputer yang dapat diisi

dengan program data selama ada aliran listrik bila aliran listrik mati isi RAM akan

terhapus semuanya Pada waktu program komputer dijalankan sebagian program

yang telah kita masukkan atau kita ketik akan diletakkan di RAM

3 Aritmatika amp Logika

ALU adalah yang melaksanakan pengolahan data secara fisik termasuk

penjumlahan pengurangan pembagian juga logical operasi seperti manyatukan

data menurutkan data memilih data dan lain-lain

4 Unit Output

1 Monitor

Monitor adalah peralatan yang memungkinkan komputer untukmenampilkan informasi balik ke pemakaiuser dalam bentuk teks maupungrafik Monitors mempunyai ukuran yang bervariasi 14 15 17 dan lainnya Semakin besar ukurannya (dalam inch) maka semakin mahal dansemakin luas gambar yang dapat ditampilkan pada monitor Monitor memiliki beberapa variasi bentuk resolusiscreen yang berbeda yang merujuk pada jumlah titikyang bisa ditampung dalam koordinat X dan Y (640 x480 atau 800 x 600) dan refresh rate yangmenunjukkan berapa kali per detik suatu gambar dapatditampilkan pada screen (60Hz berarti 60 kali perdetik) Monitor dengan resolusi screen yang lebih tinggi semisal 1024x768membutuhkan ukuran monitor yang lebih lebar missal 21 (jika tidakmaka akan kelihatan kecil sekali gambarnya jika ditampilkan dalammonitor berukuran 14) dan juga membutuhkan refresh rate yanglebih tinggi semisal 72Hz untuk mencegah tampilan gambar padascreen terlihat berkedip-kedip (flickering)

2 Printer

Printer digunakan untuk mencetak pada kertas apa yang ditampilkan padascreen atau untuk mencetak data yang dioleh oleh komputerPrinter ada yang berwarna (color) dan ada yanghitam putih (black and white) Printer berwarnalebih lambat dan lebih mahal daripada printer hitamputih Juga teknologi yang digunakan untukmencetak informasi pada kertas bervariasitergantung tipe printer

5Unit Kontrol

Unit kontrol atau yang sering dikenal dengan control unit akan menyimpan perintah sekarang yang dilakukan oleh komputer memerintahkan ALU untuk melaksanaan dan mendapat kembali informasi (dari memori) yang diperlukan untuk melaksanakan perintah itu dan memindahkan kembali hasil ke lokasi memori yang sesuai Sekali yang terjadi unit kontrol pergi ke perintah berikutnya (biasanya ditempatkan di slot berikutnya kecuali kalau perintah itu adalah perintah lompatan yang memberitahukan kepada komputer bahwa perintah berikutnya ditempatkan di lokasi lain)

Bagian CPU yang menyebabkan fungsi komputer tercapai ini mengeluarkan sinyal-sinyal kontrol yang bersifat internal bagi CPU untuk memindahkan data antar Register agar ALU melakukan fungsinya untuk mengatur operasi-operasi internal lainnya Register yang merupakan bagian dari unit kontrol adalah tempat penyimpan data sementara dalam CPU selama proses eksekusi Apabila terjadi proses eksekusi data dalam register dikirim ke ALU untuk diproses hasil eksekusi nantinya diletakkan ke register kembali Unit kontrol akan menghasilkan sinyal yang akan mengontrol operasi ALU dan pemindahan data ke dan dari ALU Unit kontrol juga mengeluarkan sinyal kontrol eksternal bagi pertukaran data memori dan modul-modul IO

214 Pengertian Software

Piranti lunak atau perangkat lunak adalah program komputer yang berfungsi sebagai sarana interaksi antara pengguna dan perangkat keras Perangkat lunak dapat juga dikatakan sebagai penterjemah perintah-perintah yang dijalankan pengguna komputer untuk diteruskan ke atau diproses oleh perangkat keras

Perangkat lunak adalah program komputer yang isinya dapat diubah dengan mudah Perangkat lunak umumnya digunakan untuk mengontrol perangkat keras melakukan perhitungan berinteraksi dengan perangkat lunak lainnya dan lain-lain

Contoh dari perangkat lunak

1Sistem operasi

215 Meningkatkan Performa komputer

Untuk Meningkatkan Performa kinerja komputer pertama sekali yang harus

diperhatikan adalah mengukur kapabilitas dan kompatibilitas sistem yang ada pada suatu

perangkat IO sehingga antar terjadi hubungan yang dinamis pada masing-masing

perangkat

31 Keterkaitan Data dengan komputer

311 Pengolahan data terbagi 2

Analog

Digital

Dilihat dari fungsi komputer merupakan suatu perangkat digunakan untuk memproses data kemudian hasil prosesnya diselesaikan secara elektronis didalam CPU Menurut pengolahan data komputer diklasifikasikan menjadi 2 yaitu Analog amp Digital

Analog Suatu sinyal yang dikirimkan dari suatu pemancar (transmitter) ke penerima (receiver) untuk berkomunikasi data tersebut dikirim dalam bentuk suara huruf angka dan karakter lain (tulisan tangan dicetak) foto gambar film dll

Digital Sistem yang memproses nilai diskrit (langkah demi langkah )

Permodulasian Suatu teknik untuk merubah signal Digital ke dalam bentuk signal Analog sehingga data kumpulan jajaran digit dari komputer dapat dihantar melalui kabel telfon yang menghantar informasi secara Analog

Ex AM FM PM

Permodulasian dilakukan oleh alat MODEM (Modulation Demodulation) Signal Analog Signal Digital sebaliknya

312 ASCII

ASCII singkatan dari American Standard Code for Information Interchange Standardyang digunakan pada industri untuk mengkodekan huruf angka dan karakterkarakterlain pada 256 kode (8 bit biner) yang bisa ditampung

Ex Huruf A=65 B=66 C=67 dst

313 Contoh soal Permodulasian AM

Sebuah Host mengirim data rdquo IYA rdquo dengan menggunakan permodulasian AM dengan kecepatan 1 Baud= 2 Bps Amplitudo +- 12 Volt +- 9 Volt +- 6 Volt +- 3 Volt Gbrkan bentuk signal Analog untuk menghantarkan huruf rdquoIYArdquo

Jawab 1 Baud = 2 Bps (dengan Melihat Kode ASCI ) 00 = +- 12 Volt 01 = +- 9 Volt10 = +- 6 Volt 11 = +- 3 Volt

I = 01001001Y = 01011001A = 01000001

314 Sistem Bilangan pada computer

1 BitsSetiap angka 0 dan 1 biasa disebut Bit Bit adalah singkatan dari Binary Digit Kata

Binary diambil dari nama Binary Number System (Sistem Bilangan Biner) Tabel 21berikut menunjukkan tentang bit

2 Sistem Bilangan Biner

Sistem bilangan biner disusun dari angkaangkasama seperti sistem bilangan desimal(sistem bilangan 10) yang sering digunakan saat ini Tetapi untuk desimalmenggunakan angka 0 sampai 9 sistem bilangan biner hanya menggunakan angka 0dan 1Berikut adalah tabel contoh sistem bilangan biner

3 Sistem Bilangan Desimal

Sebelum mempelajari tentang bilangan biner ada baiknya mengetahui tentang sistembilangan yang umum dipakai yaitu desimal (bilangan basis 10) Perhatikan table

Contoh

1243 = (1 X 10 3 ) + (2 X 10 2 ) + (4 X 10 1 ) + (3 X 10 0 )= 1000 + 200 + 40 + 3

4 Sistem Bilangan Biner

Untuk bilangan biner (bilangan basis 2) perhatikan tabel

Contoh

101102 = (1 X 2 4 ) + (0 X 2 3 ) + (1 X 2 2 ) + (1 X 2 1 ) + (0 X 2 0 ) = (16 + 0 + 4 + 2 +0) = 2216810 = 101010002

Cara II

168 2 = 84 sisa 084 2 = 42 sisa 042 2 = 21 sisa 021 2 = 10 sisa 110 2 = 5 sisa 05 2 = 2 sisa 12 2 = 1 sisa 01 2 = 0 sisa 1Bit biner terbesar dimulai dari bawah sehingga 16810 = 101010002

5 Sistem Bilangan Heksadesimal

Bilangan heksadesimal biasa disebut bilangan basis 16 artinya ada 16 simbol yangmewakili bilangan ini Tabel 18 berikut menunjukkan konversi bilanganheksadesimal

Untuk konversi bilangan biner ke heksadesimal perhatikan contoh berikut 101101010100100102 = 0001 0110 1010 1001 0010 = 1 6 A 9 2Jadi bil biner 10110101010010010 sama dengan bil heksadesimal 16A92

6 Sistem Bilangan Oktal

Bilangan oktal disebut bilangan basis 8 artinya ada 8 simbol yang mewakili bilanganini Tabel 19 berikut menunjukkan konversi bilangan oktal

Untuk konversi bilangan biner ke oktal perhatikan contoh berikut 101101010100100102 = 010 110 101 010 010 010 = 2 6 5 2 2 2 8

Jadi bil biner 10110101010010010 sama dengan bil oktal 265222Untuk konversi dari oktal ke heksadesimal ubah terlebih dahulu bilangan oktal yangakan dikonversi menjadi biner Hal ini berlaku juga untuk konversi dari heksadesimalke oktal Perhatikan contoh berikut 7258 = 111 010 1012

= 0001 1101 0101 = 1 D 5 16

FE16 = 1111 11102

= 011 111 110 = 3 7 6 8

315 Sandi yang terdapat pada komputer

1 Sandi 8421 BCD (Binary Coded Decimal)

Sandi 8421 BCD adalah sandi yang mengkonversi bilangan desimal langsung kebilangan binernya sehingga jumlah sandi BCD adalah 10 sesuai dengan jumlahsimbol pada desimal Perhatikan tabel 210 berikut

Contoh

19710 sandi BCDnyaadalah 0001 1001 0111

2 Sandi 2421

Sandi 2421 hampir sama dengan sandi 8421 terutama untuk bilangan desimal 0sampai dengan 4 Tetapi sandi berikutnya merupakan pencerminan yang diinversiPerhatikan tabel

Perhatikan sandi desimal 5 Sandi tersebut merupakan cermin dari sandi 4 desimaltetapi logikanya diinversi Begitu pula pada sandi desimal 6 yang merupakan cermindari sandi desimal 3 yang diinversi dstContoh

37810 sandi 2421nyaadalah 0011 1101 1110

316 Boolean atau Logika Biner

Logika memberi batasan yang pasti dari suatu keadaan Sehingga keadaan tersebuttidak dapat berada dalam dua ketentuan sekaligus Karena itu dalam logika dikenalaturanaturansebagai berikut Suatukeadaan tidak dapat benar dan salah sekaligusMasingmasingadalah hanya benar atau salah (salah satu)Suatukeadaan disebut BENAR bila TIDAK SALAHDua keadaan itu dalam aljabar boole ditunjukkan dengan dua konstanta yaitu logikaldquo1rdquo dan logika ldquo0rdquo

Misal Logika ldquo1rdquo Logika ldquo0rdquoBenar SalahHidup MatiSiang MalamContoh diatas dapat dituliskan Tidak Benar atau Benar = SalahTidak Hidup atau Hidup = MatiTidak Siang atau Siang = MalamTanda garis atas dipakai untuk menunjukkan pertentangan atau lawan dari keadaanitu Sehingga tanda garis tersebut merupakan pertentangan logika (Logical Inversion)yang mempunyai fungsi untuk menyatakan ldquoTidakrdquo (Not)Ā = Tidak A atau Ā = NOT AHimpunan adalah kumpulan dari elemen yang setidaknya memiliki sifat yang samadan bisa memiliki kelompok yang terbatas atau tidak terbatas jumlahnya Misalnyahimpunan mahasiswa politeknik Himpunan tersebut tentu saja terdiri dari bermacammacamkelompok Jika dapat diambil tiga kelompok Kelompokyang berasal dari luar jawa JKelompokyang sedang kuliah KKelompokyang mengerjakan laporan akhir LSehingga seseorang setidaknya masuk dalam satu kelompok tersebut bahkan dapatterjadi masuk dalam dua kelompok sekaligus Misalnya mahasiswa luar jawa yangsedang mengerjakan laporan akhir berarti masuk kelompok J dan L (J AND L) JAND L dituliskan juga dengan J LGabungan antara mahasiswa luar jawa dan mahasiswa yang mengerjakan laporanakhir memiliki pengertian mahasiswa luar jawa atau mahasiswa mengerjakanlaporan akhir J atau L (J OR L) J OR L dituliskan juga dengan J + LLogika Biner (gerbang Boolean) adalah rangkaian digital yang menerima satu ataulebih masukan tegangan untuk memperoleh keluaran tertentu sesuai dengan aturanboole yang berlakuJika membicarakan komputer maka perbedaan tegangan yang digunakan sebagaionoff atau nilai biner 10 nilai 1 ekivalen dengan tegangan +5 volt dan nilai 0ekivalen dengan tegangan 0 volt

41 Rangkaian Logika Kombinasional amp Sekuensial

Rangkaian yang termasuk rangkaian logika kombinasional yaitu Dekoder Enkoder Multiplekser Demultiplekser Pada rangkaian-rangkaian itu terlihat bahwa kondisi keluaran hanya dipengaruhi oleh kondisi masukan pada saat itu

Rangkaian Adder Half Adder

Rangkaian Adder Full Adder

Enkoder

Dekoder

DECIMAL TO BCD ENCODER

Encoder yang sudah umum yaitu decimal to BCD encoder Switch dengan

penekan tombol mirip dengan tombol kalkulator dihubungkan dengan tegangan

Vcc Jika tombol 3 ditekan maka gerbang-gerbang OR pada jalur C dan D

akan mempunyai input bernilai 1 Oleh karena itu maka outputnya menjadi

ABCD = 0011

Dan selengkapnya dapat dilihat pada tabel dibawah ini

INPUT OUTPUT0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 10 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 00 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 10 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 00 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 10 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 00 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 10 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1

2 DECODER

Rangkaian dekoder mempunyai sifat yang berkebalikan dengan enkoder yaitu

merubah kode biner menjadi sinyal diskrit Syarat perancangan sebuah dekoder adalah m

lt= 2n dimana m adalah kombinasi keluaran dan n adalah jumlah bit masukan Sehingga

dapat disimplkan bahwa variabel keluaran bebas tapi harus tetap memperhatikan unsur

efisiensi rangkaian Misal dekoder 3 bit memiliki 8 atau kurang kombinasi keluaran tetapi

bisa memiliki jumlah saluran keluaran lebih dari 8 (10 atau 55 atau 100 dan sebagainya)

Contoh rangkaian dekoder adalah rangkaian dekoder dot matrik dan dekoder seven

segmen

Bila semua segmen menyala maka dapat dibaca sebagai angka decimal 8 Angka

decimal 0 dan 3 terlihat pada menyalanya segmen ndash segmen sesuai gambar Untuk

penampilan huruf hanya beberapa huruf saja yang dapat dibaca dari tujuh segmen

Tabel Kebenaran dekoder seven segmen

INPUT OUTPUTA B C D a b c d e f g0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 00 0 0 1 0 1 1 0 0 0 00 0 1 0 1 1 0 1 1 0 10 0 1 1 1 1 1 1 0 0 10 1 0 0 0 1 1 0 0 1 10 1 0 1 1 0 1 1 0 1 10 1 1 0 1 0 1 1 1 1 10 1 1 1 1 1 1 0 0 0 01 0 0 0 1 1 1 1 1 1 11 0 0 1 1 1 1 1 0 1 11 0 1 0 1 1 1 0 1 1 11 0 1 1 0 0 1 1 1 1 11 1 0 0 1 0 0 1 1 1 01 1 0 1 0 1 1 1 1 0 11 1 1 0 1 0 0 1 1 1 11 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1

a = sum (m0m2m3m5m6m7m8m9m10m12m14m15)

b = sum (m0m1m2m3m4m7m8m9m10m13)

c = sum (m0m1m3m4m5m6m7m8m9m10m11m13)

d = sum (m0m2m3m5m6m8m9m11m12m13m14)

e = sum (m0m2m6m8m10m11m12m13m14m15)

f = sum (m0m4m5m6m8m9m10m11m12m14m15)

g = sum (m2m3m4m5m6m8m9m10m11m13m14m15)

42 Rangkaian Logika Sekuensial (Flip-Flop)

1 Flip-Flop R-SFlip-flop R-S adalah rangkaian dasar dari semua jenis flip-flop yang ada Terdapat berbagai

macam rangkaian flip-flop R-S pada percobaan ini flip-flop R-S disusun dari empat buah gerbang NAND 2 masukan Dua masukan flip-flop ini adalah S (set) dan R (reset) serta dua keluarannya adalah Q dan Qrsquo

Kondisi keluaran akan tetap ketika kedua masukan R dan S berlogika 0 Sedangkan pada kondisi masukan R dan S berlogika 1 maka kedua keluaran akan berlogika 1 hal ini sangat dihindari karena bila kondisi masukan diubah menjadi berlogika 0 kondisi kelurannya tidak dapat diprediksi (bisa 1 atau 0) Keadaan ini disebut kondisi terlarang Selanjutnya kondisi terlarang pacu dan tak tentu akan dijelaskan melalui Tabel 31

Gambar 33 Rangkaian Percobaan Flip-Flop R-S

Tabel 32a Kondisi terlarang pacu dan tak tentu karena perubahan clockNo S R Clock Keterangan1 1 1 Aktif (1) Kondisi terlarang2 1 1 Tepi turun (Berubah dari

1 ke 0)Kondisi pacu

3 1 1 Tidak aktif (0) Kondisi tak tentu

Tabel 32b Kondisi terlarang pacu dan tak tentu karena perubahan clock dan masukan yang serempakNo S R Clock Keterangan1 1 1 Aktif (1) Kondisi terlarang2 0 0 Tepi turun Kondisi pacu3 0 0 Tidak aktif (0) Kondisi tak tentu

2 Flip-flop D

Flip-flop D dapat disusun dari flip-flop S-R atau flip-flop J-K yang masukannya saling berkebalikan Hal ini dimungkinkan dengan menambahkan salah satu masukannya dengan inverter agar kedua masukan flip-flop selalu dalam kondisi berlawanan Flip-flop ini dinamakan dengan flip-flop data karena keluarannya selalu sama dengan masukan yang diberikan Saat flip-flop pada keadaan aktif masukan akan diteruskan ke saluran keluaran

2 Flip-flop J-KFlip-flop J-K merupakan penyempurnaan dari flip-flop R-S terutama untuk mengatasi masalah

osilasi yaitu dengan adanya umpan balik serta masalah kondisi terlarang seperti yang telah dijelaskan di atas yaitu pada kondisi masukan J dan K berlogika 1 yang akan membuat kondisi keluaran menjadi berlawanan dengan kondisi keluaran sebelumnya atau dikenal dengan istilah toggle Sementara untuk keluaran berdasarkan kondisi-kondisi masukan yang lain semua sama dengan flip-flop R-S

Gambar 35 Flip-flop J-K

51 Aritmatika Logika Unit

Macam- macam operasi ALU

Adder (Penjumlahan) Half Adder Full Adder Paralel Adder

Pengurangan (Substraktor)

Perkalian (Multiplexer)

Pembagian bila hasilnya 0 amp 1

Adder

Rangkaian ALU (Arithmetic and Logic Unit) yang digunakan untuk menjumlahkanbilangan dinamakan dengan Adder Karena Adder digunakan untuk memprosesoperasi aritmetika maka Adder juga sering disebut rangkaian kombinasionalaritmetika ALU akan dijelaskan lebih detail pada bab 3 Ada 2 jenis Adder

1 Rangkaian Adder yang hanya menjumlahkan dua bit disebut Half Adder2 Rangkaian Adder yang menjumlahkan tiga bit disebut Full Adder3 Rangkaian Adder yang menjumlahkan banyak bit disebut paralel Adder

Half Adder

Rangkaian half adder merupakan dasar penjumlahan bilangan biner yang masingmasinghanya terdiri dari satu bit oleh karena itu dinamakan penjumlah tak lengkap

1 Jika A=0 dan B=0 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 02 Jika A=0 dan B=1 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 13 Jika A=1 dan B=1 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 0 dengan nilai pindahanCy(Carry Out) = 1

Dengan demikian half adder memiliki 2 masukan (A dan B) dan dua keluaran (S dan Cy)

Dari tabel diatas terlihat bahwa nilai logika dari Sum sama dengan nilai logika darigerbang XOR sedangkan nilai logika Cy sama dengan nilai dari gerbang logikaAND Dari tabel tersebut dapat dibuat rangkaian half adder seperti pada gambar

Full Adder

Full adder mengolah penjumlahan untuk 3 bit bilangan atau lebih (bit tidak terbatas)oleh karena itu dinamakan rangkaian penjumlah lengkap Perhatikan tabel kebenarandari Full adder berikut

Parallel Adder

Parallel Adder adalah rangkaian Full Adder yang disusun secara parallel danberfungsi untuk menjumlah bilangan biner berapapun bitnya tergantung jumlah FullAdder yang diparallelkan Gambar berikut menunjukkan Parallel Adder yang terdiridari 4 buah Full Adder yang tersusun parallel sehingga membentuk sebuah penjumlah 4 bit

Penjumlahan

Komputer hanya dapat melakukan proses aritmetika menggunakan bilangan binerSemua sistem bilangan harus diubah terlebih dahulu ke biner agar dapat diprosesProses yang biasa dilakukan oleh komputer untuk menjumlahkan sistem bilangandesimal biasanya adalah menyandikan ke 8421BCD terlebih dahulu sebelumdijumlahkan Sebelum mempelajari tentang penjumlahan pada 8421BCD ada baiknyamengetahui cara menjumlahkan bilangan biner

Penjumlahan Biner

Ada 4 kondisi yang terjadi pada penjumlahan biner yaitu apabila 0 + 0 0 + 1 1 + 0dan 1 + 1 Jika yang terjadi adalah 1 + 1 kita tidak dapat menyatakan hasil jumlahdalam satu digit Tetapi kita harus melakukan penyimpanan (Carry Out) kedalamkolom yang lebih tinggi Ini berlaku untuk seluruh sistem bilangan Sebagai contohpada bilangan desimal 2 + 5 = 7 dengan carry out = 0 9 + 9 = 8 dengan carry out = 1Contoh

Penjumlahan 8421BCD

Sandi 8421BCD hanya menggunakan bilangan biner untuk 0 sampai 9 karena yangdisandikan hanya 1 digit angka desimal Dalam penjumlahan yang perlu diperhatikanadalah jika hasilnya lebih dari 9 sehingga akan dihasilkan auxillary carry (Carry daribilangan keempat LSB) maupun carry dari MSBBerikut adalah aturan penjumlahan sandi 8421BCDJikajumlah biner dan jumlah BCD sama yaitu AC (Auxillary Carry) = 0 dan Carry= 0 maka tidak diperlukan aturan tambahan

Jikajumlah biner tidak sama dengan jumlah desimal maka memerlukan pengaturantambahan Jika Auxillary Carry (AC) = 0 atau AC = 1 dan Carry (Cy) = 0 dimana hasilpenjumlahan binernya lebih dari 9 desimal maka perlu ditambahkan 6 pada niblerendah tersebut dan tambahkan 1 pada nible yang lebih tinggi

Pengurangan

Pengurangan pada dasarnya merupakan penjumlahan yaitu penjumlahan denganbilangan negatif

500 ndash 255 = 245 (Pengurangan)500 + ()255 = 245 (Penjumlahan)Komputer hanya bekerja pada bilangan ldquo0rdquo dan ldquo1rdquo dan tidak mengenal bilangannegatif Untuk menunjukkan bilangan negatif komputer menggunakan tanda modulus(Modulus Sign) Pada penjumlahan desimal tanda modulus yang digunakan adalahldquo0rdquo untuk bilangan positif dan ldquo9rdquo untuk bilangan negatif Untuk bilangan negatifpada operasi penjumlahannya harus dikomplemen Komplemen yang digunakan padabilangan desimal adalah komplemen10dan komplemen9

Perkalian

Perkalian antara bilangan biner adalah perkalian yang paling mudah diantara sistembilangan lainnya

Pada Teknik Komputer perkalian dilakukan menggunakan register geser kanan (ShiftRight Register) Perhatikan contoh berikut

Register A untuk menyimpan data yang akan dikalikan (Multiplicand)Register B untuk menyimpan data pengali (Multiplier)Register P untuk menyimpan hasil perkalian

Pembagian

Kebalikan dari perkalian pembagian (Division) adalah suatu bentuk dari penguranganyang dilakukan berulangulangDan proses ini juga dapat dilakukan pada rangkaianlogika dengan cara pengurangan dan penggeseran ke kiri (menggunakan shiftleftregister) Berikut adalah aturan dari pembagianKurangkan bilangan pembagi (Divisor) dari MSB bilangan yang akan dibagi(Dividend) lihat hasil pengurangan

Bila hasilnya 1 atau positif Berarti hasil pembagian (Product) adalah 1 Setelah itu hasil pengurangan digeserkekiri satu bit dan dimulai lagi pengurangan oleh bilangan pembagi (Divisor)

Bila hasilnya 0 atau negatif Berarti hasil pembagian (Product) adalah 0 Dalam hal ini sebelum digeser ke kiriharus ditambah dulu dengan bilangan pembagi (Divisor) Setelah digeser ke kiri satubit dimulai lagi proses pengurangan oleh bilangan pembagi Pengurangan olehbilangan pembagi dilakukan dengan penjumlahan komplemen2Bila dalam

penjumlahan tersebut terdapat pindahan (Carry) maka carry tersebut diabaikanPerhatikan contoh berikut 1010 410 = 10102 1004

Karena ada hasil pengurangan yang negatif maka digit yang dihasilkansetelah itu adalah digit pecahan sehingga hasil yang benar 1012 atau 2510

61 Floating Point

71 Control Unit

CONTROL UNIT (CU)

711 Model Control Unit

Unit kontrol atau yang sering dikenal dengan control unit akan menyimpan perintah sekarang yang dilakukan oleh komputer memerintahkan ALU untuk melaksanaan dan mendapat kembali informasi (dari memori) yang diperlukan untuk melaksanakan perintah itu dan memindahkan kembali hasil ke lokasi memori yang sesuai Sekali yang terjadi unit kontrol pergi ke perintah berikutnya (biasanya ditempatkan di slot berikutnya kecuali kalau perintah itu adalah perintah lompatan yang memberitahukan kepada komputer bahwa perintah berikutnya ditempatkan di lokasi lain)

Bagian CPU yang menyebabkan fungsi komputer tercapai ini mengeluarkan sinyal-sinyal kontrol yang bersifat internal bagi CPU untuk memindahkan data antar Register agar ALU melakukan fungsinya untuk mengatur operasi-operasi internal lainnya Register yang merupakan bagian dari unit kontrol adalah tempat penyimpan data sementara dalam CPU selama proses eksekusi Apabila terjadi proses eksekusi data dalam register dikirim ke ALU untuk diproses hasil eksekusi nantinya diletakkan ke register kembali Unit kontrol akan menghasilkan sinyal yang akan mengontrol operasi ALU dan pemindahan data ke dan dari ALU Unit kontrol juga mengeluarkan sinyal kontrol eksternal bagi pertukaran data memori dan modul-modul IO

Model dari unit kontrol

712 Macam-macam unit kontrol

Macam-macam Unit Kontrol1 Unit Kontrol Single-Cycle

Proses di unit kontrol ini hanya terjadi dalam satu clock cycle artinya setiap instruksi (fetch decode execute) ada pada satu cycle maka dari itu tidak memerlukan state Dengan demikian fungsi boolean masing-masing control line hanya merupakan fungsi dari opcode saja Clock cycle harus mempunyai panjang yang sama untuk setiap jenis instruksi

Ada dua bagian pada unit kontrol ini yaitu proses men-decode opcode untuk mengelompokkannya menjadi 4 macam instruksi (yaitu di gerbang AND) dan pemberian sinyal kontrol berdasarkan jenis instruksinya (yaitu gerbang OR) Keempat jenis instruksi adalah ldquoR-formatrdquo (berhubungan dengan register) ldquolwrdquo (membaca memori) ldquoswrdquo (menulis ke memori) dan ldquobeqrdquo (branching)

Sinyal kontrol yang dihasilkan bergantung pada jenis instruksinya Misalnya jika melibatkan memori rdquoR-formatrdquo atau rdquolwrdquo maka akan sinyal rdquoRegwriterdquo akan aktif Hal lain jika melibatkan memori ldquolwrdquo atau ldquoswrdquo maka akan diberi sinyal kontrol ke ALU yaitu ldquoALUSrcrdquo

Desain single-cycle ini lebih dapat bekerja dengan baik dan benar tetapi cycle ini tidak efisien

2 Unit Kontrol Multi-CycleGambar disamping menunjukkan diagram blok dari unit kontrol multi-cycle

Berbeda dengan unit kontrol yang single-cycle unit kontrol yang multi-cycle lebih memiliki banyak fungsi

Dengan memperhatikan state dan opcode fungsi boolean dari masing-masing control line output dapat ditentukan Masing-masingnya akan menjadi fungsi dari 10 buah input logic Jadi akan terdapat banyak fungsi boolean dan masing-masingnya tidak sederhana

Pada cycle ini sinyal kontrol tidak lagi ditentukan dengan melihat pada bit-bit instruksinya Bit-bit opcode memberitahukan operasi apa yang selanjutnya akan di-execute CPU bukan instruksi cycle selanjutnya

713 Fungsi unit kontrol

Fungsi Unit Kontrol1 Pengurutan (sequencing) unit kontrol bertugas mengontrol sejumlah operasi

mikro dalam urutan yang benar

2 Eksekusi (execution) unit kontrol menyebabkan setiap operasi mikro dilakukan

state register overhead

Cycle 1Cycle 2

Cycle 3Cycle 4

Cycle 5

Fetch

Decode

Exec

Mem

WB

lw

Single cycle Implementation

Multiple Cycle Implementation

714 Input Unit Kontrol

Input Unit Kontrol

Unit kontrol mempunyai beberapa input diantaranya1 Clock berfungsi untuk sinkronisasi operasi antar komponen 2 Flag flag-flag ini diperlukan unit kontrol untuk mengetahui status CPU Flag

diset ALU sebagai hasil dari suatu operasi misalnya overflow flag diset 1 bila hasil komputasi melampaui panjang register tempat flag disimpan

3 Instruction register menggunakan opcode untuk menentukan operasi mikro yang akan dilakukan selama siklus eksekusi

4 Sinyal kontrol dari rdquobus controlrdquo memberi jalur ke unit kontrol untuk sinyal-sinyal tertentu seperti sinyal interrupt dan sinyal acknowledgment

715 Output Unit Kontrol

Sinyal kontrol di dalam CPU (control signals within CPU) output unit kontrol terdiri dari dua macam sinyal yaitu

1 sinyal-sinyal yang menyebabkan perpindahan data antar register 2 sinyal-sinyal yang dapat mengaktifkan fungsi ALU yang spesifik

Sinyal kontrol ke rdquobus controlrdquo juga terdiri atas 2 sinyal yaitu1 sinyal kontrol ke memori 2 sinyal kontrol ke modul-modul IO

716 Implementasi Unit Kontrol

1 Implementasi hardwired Unit kontrol merupakan rangkaian kombinatorial Sinyal-sinyal logika

inputnya akan didekodekan menjadi sinyal-sinyal logika output yang merupakan sinyal-sinyal kontrol ke sistem komputer Sinyal-sinyal input tersebut seperti clock flag register instruction dan sinyal kontrol merupakan input bagi unit kontrol untuk mengetahui status komputer Sinyal keluaran yang dihasilkan akan mengendalikan sistem kerja komputer

N buah input biner akan menghasilkan 2N output biner Setiap instruksi memiliki opcode yang yang berbeda-bedaOpcode yang berbeda dalam instruksi akan menghasilkan sinyal kontrol yang berbeda pula Pewaktu unit kontrol mengeluarkan rangkaian pulsa yang periodik

Pulsa waktu ini digunakan untuk mengukur durasi setiap operasi mikro yang dijalankan CPU intinya digunakan untuk sinkronisasi kerja masing-masing bagian

Masalah dalam Merancang Implementasi Hardwired Memiliki kompleksitas dalam pengurutan dan operasi mikronya Sulit didesain dan dilakukan pengetesan Tidak fleksibel Sulit untuk menambahkan instruksi baru

2 Implementasi microprogrammed Implementasi yang paling reliabel saat ini adalah implementasi

microprogrammed Unit kontrol memerlukan sebuah memori untuk menyimpan program kontrolnya

Fungsindashfungsi pengontrolan dilakukan berdasarkan program kontrol yang tersimpan pada unit kontrol Selain itu fungsindashfungsi pengontrolan tidak berdasarkan dekode dari input unit kontrol lagi

Teknik ini dapat menjawab kesulitanndashkesulitan yang ditemui dalam implementasi hardwired

81 Memori amp Piranti Penyimpanan

811 Jenis-Jenis memori

Berdasarkan komponen yang digunakan terbagi atas

1 Vacuum Tubes

Komputer generasi pertama ENIAC tahun 1946 menggunakan komponentabung hampa udara untuk main memory Memori ini relatif berukuran besardan tiap-tiap tabung hampa udara mewakili 1 bit

2 Magnetic Core Storage

Digunakan sekitar tahun 1960 ndash 1970 Terdiri dari ribuan cincin magnetikkecil berukuran 18 mm dengan lubang berdiameter 10 mm Tiap-tiap coredihubungkan dengan kabel kawat membentuk suatu bidang core (core plane)dan ditumpuk membentuk suatu core stackMasing-masing core dapat menyimpan 1 bit bila dimagnetasi dengan suatuarus listrik dari dua arah jurusan yang masing-masing bermuatan frac12 arus

3 Planar Thin-Film Storage

Terbuat dari lempengan tipis keramik atau metal tembus pandang yang berisi

kumpulan besi nikel berbentuk empat persegi panjang kecil dihubungkandengan kabel-kabel

4 Semiconductor Storage

Mulai banyak digunakan sejak tahun 1970-an hingga sekarangTerbuat dariVLSI (Very Large Scale Integration) yaitu meletakkan sejumlah besar circuitke dalam suatu chip Teknologi yang digunakan adalah MOS (Metal OxideSemiconductor) dan bersifat volatileKomputer IBM 704 pada GeneralElectric Computer facility diArizona State University 1956Sebuah mesin vacuum tubedengan magnetic core storageSingle layer thin film dengan Ta2N resistors

5 Josephson Junction

Diciptakan oleh Brian Josephson dari Inggris Merupakan memori yang dapatmelakukan switch dari bit 1 ke bit 0 atau sebaliknya dengan kecepatan yangtinggi yaitu kurang dari sepertriliun detik Menggunakan suatu tempat

tertutup yang berisi helium cair dengan suhu sekitar -200 derajat celcius

6 Charged-Coupled Device (CCD)

Merupakan memori yang terdiri dari ribuan metal bujur sangkar berukurankecil yang masing-masing dapat menyimpan informasi digit binari dalambentuk beban elektronik (electric charge)

812 Hirarki Memori

Sebagian besar komputer memiliki hirarki memori yang terdiri atas tiga level yaitu

1 Physical Register di CPU berada di Level teratas Informasi yang berada

di Register dapat diakses dalam satu Clock cycle CPU

2 Primary Memory (Executable memory ) berada dilevel tengah

Contohnya RAM Primary Memory diukur dengan satu byte dalam satu

waktu secara relatif dapat diakses dengan cepat bersifat volatil (informasi

bisa hilang ketika komputer dimatikan) CPU mengakses memori ini

dengan instruksi single load dan store dalam beberapa clock cycle

3 Secondary Memory berada dilevel bawah Contohnya disk atau tape

Secondary memory diukur sebagai kumpulan dari bytes(block of bytes)

waktu aksesnya lambat bersifat non-volatil (informasi tetap tersimpan

ketika komputer dimatikan) Memori ini diterapkan di storage device jadi

akses meliputi aksi oleh driver dan device

813 Memori Internal

Memori internal o Berada di luar CPU tetapi bersifat internal terhadap sistem komputero Diperlukan oleh CPU untuk proses eksekusi (operasi) program sehingga

dapat diakses secara langsung oleh prosesor (CPU) tanpa modul perantarao Memori internal sering juga disebut sebagai memori primer atau memori

utama o Memori internal biasanya menggunakan media RAM

Random Access Memori (RAM)

Ram adalah suatu memori baca tulis artinya data dapat dibaca dari atau ditulis ke RAM dan dapat dilakukan secara berulang-ulang dengan data yang berbeda-beda Jenis memori ini merupakan jenis volatile (mudah menguap) yaitu data yang tersimpan akan hilang jika catu dayanya dimatikan Karena alasan tersebut maka program utama tidak pernah disimpan di RAM Random artinya data yang disimpan pada RAM dapat diakses secara acak RAM dibagi lagi menjadi dua jenis yaitu jenis statik dan jenis dinamik RAM statik menyimpan satu bit informasi dalam sebuah flip-flop Jenis RAM ini asyncronous dan tidak memerlukan sinyal clock RAM statik biasanya digunakan untuk aplikasi-aplikasi yang tidak memerlukan kapasitas memori RAM yang besar RAM dinamik menyimpan satu bit informasi data sebagai muatan RAM dinamik menggunakan kapasitansi gerbang substrat sebuah transistor MOS sebagai sel memori elementer Untuk menjaga agar data yang tersimpan RAM dinamik tetap utuh data tersebut harus disegarkan kembali dengan cara membaca dan menulis ulang data tersebut kememori RAM dinamik ini digunakan untuk aplikasi ynag memerlukan RAM dengan kapasitas besar misalnya dalam sebuah komputer pribadi (PC)

Read Only Memory (ROM)

Jenis memori ini datanya hanya bisa dibaca dan tidak bisa ditulis secara berulang-ulang Memori ini berjenis non-volatile artinya data yang disimpan tidak mudah menguap (hilang) walaupun catu dayanya dimatikan Karena itu memori ini biasa digunakan untuk menyimpan program utama dari suatu sistem Jenis ROM yang dikenal dipasaran ada lima jenis yaitu

- ROM (Read Only Memory) yang diprogram dalam proses pembuatannya Jenis ini tidak dapat diprogram ulang

- PROM (Programmable ROM) yang diprogram dengan cara memutuskan hubungan sekering internal PROM hanya dapat diprogram satu kali dan tidak dapat diprogram ulang

- EPROM (Erasable PROM) yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat dari piranti Dihapus dengan cara pemberian sinar ultra violet melalui jendela pada bagian atas IC Setelah dihapus dapat diprogram ulang

- EEPROM (Electrically EPROM) sama saja dengan EPROM hanya cara penghapusannya dilakukan secara listrik

- Flash EPROM yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat pada piranti Memori ini dapat diisi ulang

Dari semua jenis memori diatas yang sering digunakan adalah memori jenis EPROM dan

EEPROM karena harganya paling murah dan mudah didapat dipasaran

814 Memori Eksternal

Memori eksternal o Bersifat eksternal terhadap sistem komputer dan tentu saja berada di luar

CPUo Diperlukan untuk menyimpan data atau instruksi secara permaneno Tidak diperlukan di dalam proses eksekusi sehingga tidak dapat diakses secara

langsung oleh prosesor (CPU) Untuk akses memori eksternal ini oleh CPU harus melalui pengontrolmodul IO

o Memori eksternal sering juga disebut sebagai memori sekunder o Memori ini terdiri atas perangkat storage peripheral seperti disk pita

magnetik dll berbagai jenis memory Eksternal

1 Berdasarkan jenis akses data

Berdasarkan jenis aksesnya memori eksternal dikelompokkan menjadi 2 jenis yaitu

a DASD (Direct Access Storage Device) dimana ia mempunyai akses langsung

terhadap data Contoh Magnetik(Floppy disk hard disk) Removable hard

disk(Zip disk Flash disk) Optical Disk

b SASD (Sequential Access Storage Device) Akses data secara tidak langsung

(berurutan) seperti Pita Magnetik

2Berdasarkan Karakteristik Bahan

Berdasarkan karakteristik bahan pembuatanya memori eksternal digolongkan

menjadi beberapa kelompok

a Punched Card atau kartu berlobang

a merupakan kartu kecil berisi lubang-lubang yang menggambarkan berbagai instruksi atau data Kartu ini dibaca melalui puch card reader yang sudah tidak digunakan lagi sejak tahun 1979

b Magnetik Disk Magnetik disk merupakan disk yang terbuat dari bahan yang bersifat magnetik contoh Floppy dan hardsik

c Optical Disk Optical disk terbuat dari bahan optik seperti resin (Polycaronate) dan dilapisi permukaan yang sangat reflektif seperti aluminium contoh CD dan DVD

d Magnetik TapeSedangkan magnetik tape terbuat dari bahan yang bersifat magnetik tetapi berbentuk pita seperti halnya pita kaset tape recorder

91 Bus amp Sistem Bus

Dalam Arsitektur komputer sebuah Bus adalah sebuah subsistem yang mentransfer data

atau listrik antar komponen komputer didalam sebuah komputer atau antar komputer

Bus komputer awal merupakan bus listrik paralel dengan banyak hubungan tetapi istilah

ini sekarang digunakan untuk pengaturan fisik yang menyediakan fungsi logika yang

sama dengan sebuah bus listrik paralel dan dapat dihubungkan dengan kabel dalam

sebuah topologi multidrop atau daisy chain atau dihubungkan dengan switch seperti

dalam kasus bus USB

System bus atau bus System dalam Arsitektur komputer merujuk pada bus yang

digunakan oleh sistem komputer untuk menghubungkan semua komponennya dalam

menjalankan tugas sebuah bus adalah sebutan untuk jalur dimana data dapat mengalir

dalam komputer jalur-jalur ini digunakan untuk komunikasi dan dapat dibuat antara dua

elemen atau lebih Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan

dieksekusi oleh CPU melalui perantara sistem bus

911 Transfer informasi pada bus

Suatu mendukung bermacam-macam transfer data Semua bus mendukung transfer baca

(master slave) dan transfer tulis( slave ke master) Pada semua multiplexed addressdata

bus pertama-tama bus digunakan untuk menspesifikasikan alamat dan kemudian untuk

melakukan transfer data Untuk operasi baca biasanya terdapat waktu tunggu pada saat

data sedang diambil dari slave untuk ditaruh pada bus Baik bagi operasi baca maupun

tulis mungkin juga terdapat delay bila hal itu diperlukan untuk melalui arbitrasi agar

mendapatkan kontrol bus untuk sisa operasi (yaitu mengambil alih bus untuk melakukan

request baca atau tulis kemudian mengambil alih lagi bus untuk membentuk operasi baca

atau tulis

Pada alamat dedicate dan bus-bus alamat ditaruh ada bus alamat dan tetap berada disana

selama data tersimpan pada bus data Bagi operasi tulis master menaruh data pada bus

data begitu alamat telah stabil dan slave telah mempunyai kesempatan untuk mengetahui

alamatnya bagi operasi baca slave menaruh data pada bus dan begitu slae mengetahui

alamatnya dan telah mengembil data

912 Sistem Bus dengan Jalur Data Alamat dan Kontrol

Jalur bus yang digunakan untuk mentransfer data dapat dikelompokkanrnenjadi tiga tipe jalur data alamat dan kontrol

Data bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi data dan instruksi

Address bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi untuk alamat di

main memory untuk data atau instruksi yang akan diambil atau direkam

Control bus yaitu bus yang digunakan untuk mengirimkan signal sebagai

pemberitahuan akan dikirimkan suatu informasi atau telah diterimanya informasi

yang akan dikirimkan dari suatu alat ke alat lainnya

913 Hirarki Bus

Bus merupakan lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih perangkat

computer Karakteristik penting sebuah bus adalah bahwa bus merupakan media

transmisi yang dapat digunakan bersama Sejumlah perangkat yang terhubung ke bus dan

suatu sinyal yang ditransmisikan oleh salah satu perangkat ini data diterimaoleh salah

satu perangkat yang terhubung ke bus

Umumnya sebuah bus terdiri dari sejumlah lintasan komunikasi atau saluran Masing-

masing saluran dapat mentransmisi sinyal yang menunjukan biner 1 dan biner 0

serangkaian digit biner dapat ditransmisi melalui saluran tunggal

914 Bus Data dan Bus Alamat

1 Bus data

Jalur data yang dilalui informasi ke dan dari microprocessor bahan data keterangan

catatan fakta fakta atau bagian dari fakta yang mengandung arti yang dihubungkan

dengan kenyataan simbol-simbol gambar kata-kata angka huruf yang menunjukan ide

objek kondisi dan lainnya

Data itu sendiri merupakan bentuk jamak dari datum yang berarti informasi jelasnya data

itu dapat berupa apa saja dan dapat ditemui dimana saja

2 Bus Alamat

Bus alamat pengalamatan transformasi data bus Pengalamatan bus ini berisi 16 2024

jalur sinyal paralel atau lebih CPU mengirim alamat lokasi memori atau port yang ingin

ditulis atau dibaca di bus ini jumlah lokasi memori yang dapat dialamati ditentukan

jumlah jalur alamat Jika CPU mempunyai N jalur alamat maka dapat mengalamati 2

pangkat N lokasi memori dan atau port secara langsung

101 Unit Input amp Output

Salah satu fitur dasar komputer adalah kemampuannya untuk mempertukarkandata dengan perangkat lain Kemampuan komunikasi ini memungkinkan operatormanusia misalnya untuk menggunakan keyboard dan layer display untuk mengolahteks dan grafik

1011 Dasar Unit Input Output

Unit IO memberi CPU kemampuan untuk berkomunikasi dengan peripheral Merupakan

entity dalam komputer yang bertanggung jawab atas pengontrol sebuah perangkat

eksternal atau lebih dan untuk pertukaran data antara alat-alat tersebut dengan memory

utama dan atau register-register dalam CPU

Alasan- alasan dipertukarkannya unit IO

Adanya aneka ragam peripheral yang memiliki macam-macam metode operasi

Perbedaan kecepatan transfer data antara sistem BUS dengan piranti IO BUS= 20

nano detik sedang IO lebih dari 100 nano detik

Peripheral seringkali menggunakan format data dan panjang word yang berlainan

dengan komputer

Perbedaan besar tegangan dan arus data yang diperlukan untuk transfer informasi

dari dan ke peripheral dengan sistem bus

Tujuan Unit IO

Melakukan kompensasi perbedaan kecepatan dan perwaktuan antara CPU dan

peripheral

Melakukan penyesuaian tegangan dan arus satu aras ke aras lain

Menyesuaikan panjang data antara sistem BUS dan BUS IO

1012 Antarmuka IO

Gambar 122 mengilustrasikan hardware yang diperlukan untukmenghubungkan perangkat IO ke bus Dekoder alamat mengenableperangkattersebut untuk mengenali alamatnya pada saat alamat ini muncul pada jalur alamatRegister data menyimpan data yang ditransfer ked an dari prosessor Register statusberisi informasi yang relevan dengan operasi perangkat IO Register data dan statusdihubungkan dengan bus data dan ditetapkan dengan alamatalamatunik Dekoderalamat register data dan status dan sirkuit control yang diperlukan untukmengkoordinasikan transfer IO membentuk sirkuit antar muka perangkatGambar 122 Antarmuka IO untuk perangkat input

Perangkat IO beroperasi pada kecepatan yang sangat berbeda denganprosessor Pada saat operator manusia memasukkan karakter pada keyboardprosessor mampu mengeksekusi jutaan instruksi antarentrikarakter yang berurutanSuatu instruksi yang membaca karakter dari keyboard sebaiknya hanya dieksekusipada saat karakter tersebut tersedia dalam input buffer antarmuka keyboard Juga kitaharus memastikan bahwa karakter input tersebut hanya dibaca sekali

1013 Transfer data pada IO

Transfer dataFormat transfer

- Paralel semua bit pada karakter (word denganpanjang tertentu) dikirim secara bersamaan dalambatas waktu yang diberikan

- Serial Data dikirim secara berurutan dalam satu saluran

Transfer data secara paralel lebih cepat daripada secaraserial karena saluran transmisinya banyak kelemahannyakalau terlalu panjang akan terjadi interferensi antarsaluran

Mode transfer data

1 Synchronous modeBaris kendali digunakan untuk mengsinkronkan waktupada semua kejadian yang terjadi selama periodewaktu tertentuKelemahanbull Tiap piranti IO berbeda-beda kecepatan operasinyasehingga harus diturunkan pada kecepatan yangpaling rendah

2 Asynchronous mode

Menggunakan teknik jabat tangan (hand shaking) untukmenyakinkan transfer data antara pengirim danpenerima tidak ada kesalahan (data valid)

111 Interupsi

Interupsi merupakan bagian penting dari sistem arsitektur komputer Setiap sistem

komputer memiliki mekanisme yang berbeda Interupsi bisa terjadi apabila perangkat

keras (hardware) atau perangkat lunak minta ldquo dilayanirdquo oleh processor apabila terjadi

interupsi maka processor menghentikan proses yang sedang dikerjakannya kemudian

beralih mengerjakan service rutin untuk melayani intrupsi tersebut Setelah selesai

mengerjakan service rutin maka prosesor kembali melanjutkan proses yang tertunda

1111 Kelas Sinyal Interupsi

Program yaitu Interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi

pada hasil eksekusi program Contioh Aritmatika overflow pembagian nol

operasi ilegal

Timer adalah Interupsi yang dibangkitkan pewaktuan dalam prosesor Sinyal ini

memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsi tertentu secara reguler

I O sinyal Interupsi yang di bangkitkan oleh Modul IO sehubngan pemberitahuan

kondisi Error dan penyelesaian suatu operasi

Hardware Failure adalah Interupsi yang dibangkitkan oleh kegagalan daya atau

kesalahan paritas memori

1112 Proses Interupsi

Dengan adanya mekanisme Interupsi prossesor dapat digunakan untuk

mengeksekusi intsruksi- instruksi lain

Saat suatu modul telah selesai menjalankan tugasnya dan siap menerima tugas

berikutnya maka modul ini akan mengirimkan permintaan interupsi ke prosesor

Kemudian prosesor akan menghentikan eksekusi yang dijalankannya untuk

menghandle routine interupsi

Setelah program interupsi selesai maka processor akan melanjutkan eksekusi

programnya kembali

Saat sinyal Interupsi diterima processor ada dua kemungkinan tindakan yaitu

Interupsi diterima ditangguhkan dan Interupsi ditolak

1113 Interupsi Ditangguhkan

Apa yang dilakukan Processor

Processor menangguhkan eksekusi program yang dijalankan dan menyimpan

konteksnya tindakan ini adalah menyimpan alamat instruksi berikutnya yang akan

dieksekusi dan data lain yang relevan

Processor menyetel program Counter (PC) ke alamat awal routine intterupt handler

1114 Sistem Operasi Kompleks

Interupsi ganda (Multiple interupt)

Misalnya suatu komputer akan menerima permintaan interupsi saat proses

pencetakan dengan printer selesai disamping itu dimungkinkan dari saluran

komunikasi akan mengirimkan permintaan interupsi setiap kali data tiba

Dapat diambil dua buah pendekatan untuk menangani interupsi ganda ini

121 Arsitektur dan Klasifikasi Sistem Komputer

Sebuah sistem operasi atau dalam bahasa asingnya Operating System adalah sebuah

program yang mengatur hardware komputer Sistem operasi juga menyediakan fondasi

untuk aplikasi diatasnya dan bertindak sebagai penghubung antara user dengan

hardwaresetiap sistem operasi memiliki caranya masing-masing untuk menyelesaikan

tugasnya Hal ini menimbulkan aneka ragam sistem operasi yang sangat menakjubkan

Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu 1 Klasifikasi Flynn

Didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data dalam sistem komputer

2 Klasifikasi Feng Didasarkan pada pemrosesan paralel dan serial

3 Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1211 Klasifikasi Fylnn

KLASIFIKASI FLYNN 1048790 Klasifikasi sistem komputer yang didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data diperkenalkan oleh Michael J Flynn 1048790 Alur instruksi (instruction stream) adalah urutan instruksi yang dilaksanakan oleh mesin 1048790 Alur data adalah urutan data yang dipanggil oleh alur instruksi 1048790 Baik instruksi maupun data diambil dari modul memori 1048790 Instruksi didecode (diartikan) oleh Control Unit 1048790 Alur data mengalir dua arah antara prosesor dan memori

Ada 4 kategori sistem komputer dalam klasifikasi Flynn 1 Single Instruction stream ndash Single Data stream (SISD) 2 Single Instruction stream ndash Multiple Data stream (SIMD) 3 Multiple Instruction stream ndash Single Data stream (MISD) 4 Multiple Instruction stream ndash Multiple Data stream (MIMD)

1212 Klasifikasi Feng

KLASIFIKASI FENG 1048790 Tse Yun Feng mengusulkan pembagian klasifikasi arsitektur komputer berdasarkan derajat keparalelan (degree of parallelism) 1048790 Jumlah bit maksimum yang dapat diproses dalam satu satuan waktu oleh sistem komputer disebut derajat keparalelan maksimum P 1048790 Bila Pi adalah jumlah bit yang dapat diproses dalam siklus prosesor ke ndash i (atau periode clock ke ndash i) 1048790 Siklus prosesor T dinyatakan oleh i = 123 T 1048790 Maka derajat keparalelan rata-rataa adalah

Ada 4 tipe Metode Pemrosesan

1048790 Word Serial and Bit Serial (WSBS) 1048790 Word Paralel and Bit Setial (WPBS) 1048790 Word Serial and Bit Paralel (WSBP) 1048790 Word Paralel and Bit Paralel (WPBP)

1213 Klasifikasi Handler

Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1214 Menjelaskan Multi Komputer amp Multi Processor

1048790 Multiprosesor MIMD dengan memori yang dapat digunakan bersama semua prosesornya memiliki akses ke pool memori utama

1048790 Multikomputer MIMD dengan memori terdistribusi setiap prosesornya memiliki memori khusus sendiri

1048790 Motivasi pembuatan organisasi multikomputer adalah untuk mengatasi keterbatasan skala multiprosesor

1048790 Karena prosesor-prosesor multikomputer harus berkomunikasi maka elemen penting perancangan multikomputer adalah jaringan interkoneksi yang harus dapat beroperasi seefisien mungkin

1048790 Ada beberapa topologi interkoneksi untuk memberikan kinerja yang efisien

1048790 Terdapat trade-off antara lintasan terpanjang dan jumlah koneksi fisik yang diperlukan

Selesai

BAB III PENUTUP

31 Kesimpulan

32 Saran

Daftar Pustaka

• Definisi
• • Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu

2 Printer

Printer digunakan untuk mencetak pada kertas apa yang ditampilkan padascreen atau untuk mencetak data yang dioleh oleh komputerPrinter ada yang berwarna (color) dan ada yanghitam putih (black and white) Printer berwarnalebih lambat dan lebih mahal daripada printer hitamputih Juga teknologi yang digunakan untukmencetak informasi pada kertas bervariasitergantung tipe printer

5Unit Kontrol

Unit kontrol atau yang sering dikenal dengan control unit akan menyimpan perintah sekarang yang dilakukan oleh komputer memerintahkan ALU untuk melaksanaan dan mendapat kembali informasi (dari memori) yang diperlukan untuk melaksanakan perintah itu dan memindahkan kembali hasil ke lokasi memori yang sesuai Sekali yang terjadi unit kontrol pergi ke perintah berikutnya (biasanya ditempatkan di slot berikutnya kecuali kalau perintah itu adalah perintah lompatan yang memberitahukan kepada komputer bahwa perintah berikutnya ditempatkan di lokasi lain)

Bagian CPU yang menyebabkan fungsi komputer tercapai ini mengeluarkan sinyal-sinyal kontrol yang bersifat internal bagi CPU untuk memindahkan data antar Register agar ALU melakukan fungsinya untuk mengatur operasi-operasi internal lainnya Register yang merupakan bagian dari unit kontrol adalah tempat penyimpan data sementara dalam CPU selama proses eksekusi Apabila terjadi proses eksekusi data dalam register dikirim ke ALU untuk diproses hasil eksekusi nantinya diletakkan ke register kembali Unit kontrol akan menghasilkan sinyal yang akan mengontrol operasi ALU dan pemindahan data ke dan dari ALU Unit kontrol juga mengeluarkan sinyal kontrol eksternal bagi pertukaran data memori dan modul-modul IO

214 Pengertian Software

Piranti lunak atau perangkat lunak adalah program komputer yang berfungsi sebagai sarana interaksi antara pengguna dan perangkat keras Perangkat lunak dapat juga dikatakan sebagai penterjemah perintah-perintah yang dijalankan pengguna komputer untuk diteruskan ke atau diproses oleh perangkat keras

Perangkat lunak adalah program komputer yang isinya dapat diubah dengan mudah Perangkat lunak umumnya digunakan untuk mengontrol perangkat keras melakukan perhitungan berinteraksi dengan perangkat lunak lainnya dan lain-lain

Contoh dari perangkat lunak

1Sistem operasi

215 Meningkatkan Performa komputer

Untuk Meningkatkan Performa kinerja komputer pertama sekali yang harus

diperhatikan adalah mengukur kapabilitas dan kompatibilitas sistem yang ada pada suatu

perangkat IO sehingga antar terjadi hubungan yang dinamis pada masing-masing

perangkat

31 Keterkaitan Data dengan komputer

311 Pengolahan data terbagi 2

Analog

Digital

Dilihat dari fungsi komputer merupakan suatu perangkat digunakan untuk memproses data kemudian hasil prosesnya diselesaikan secara elektronis didalam CPU Menurut pengolahan data komputer diklasifikasikan menjadi 2 yaitu Analog amp Digital

Analog Suatu sinyal yang dikirimkan dari suatu pemancar (transmitter) ke penerima (receiver) untuk berkomunikasi data tersebut dikirim dalam bentuk suara huruf angka dan karakter lain (tulisan tangan dicetak) foto gambar film dll

Digital Sistem yang memproses nilai diskrit (langkah demi langkah )

Permodulasian Suatu teknik untuk merubah signal Digital ke dalam bentuk signal Analog sehingga data kumpulan jajaran digit dari komputer dapat dihantar melalui kabel telfon yang menghantar informasi secara Analog

Ex AM FM PM

Permodulasian dilakukan oleh alat MODEM (Modulation Demodulation) Signal Analog Signal Digital sebaliknya

312 ASCII

ASCII singkatan dari American Standard Code for Information Interchange Standardyang digunakan pada industri untuk mengkodekan huruf angka dan karakterkarakterlain pada 256 kode (8 bit biner) yang bisa ditampung

Ex Huruf A=65 B=66 C=67 dst

313 Contoh soal Permodulasian AM

Sebuah Host mengirim data rdquo IYA rdquo dengan menggunakan permodulasian AM dengan kecepatan 1 Baud= 2 Bps Amplitudo +- 12 Volt +- 9 Volt +- 6 Volt +- 3 Volt Gbrkan bentuk signal Analog untuk menghantarkan huruf rdquoIYArdquo

Jawab 1 Baud = 2 Bps (dengan Melihat Kode ASCI ) 00 = +- 12 Volt 01 = +- 9 Volt10 = +- 6 Volt 11 = +- 3 Volt

I = 01001001Y = 01011001A = 01000001

314 Sistem Bilangan pada computer

1 BitsSetiap angka 0 dan 1 biasa disebut Bit Bit adalah singkatan dari Binary Digit Kata

Binary diambil dari nama Binary Number System (Sistem Bilangan Biner) Tabel 21berikut menunjukkan tentang bit

2 Sistem Bilangan Biner

Sistem bilangan biner disusun dari angkaangkasama seperti sistem bilangan desimal(sistem bilangan 10) yang sering digunakan saat ini Tetapi untuk desimalmenggunakan angka 0 sampai 9 sistem bilangan biner hanya menggunakan angka 0dan 1Berikut adalah tabel contoh sistem bilangan biner

3 Sistem Bilangan Desimal

Sebelum mempelajari tentang bilangan biner ada baiknya mengetahui tentang sistembilangan yang umum dipakai yaitu desimal (bilangan basis 10) Perhatikan table

Contoh

1243 = (1 X 10 3 ) + (2 X 10 2 ) + (4 X 10 1 ) + (3 X 10 0 )= 1000 + 200 + 40 + 3

4 Sistem Bilangan Biner

Untuk bilangan biner (bilangan basis 2) perhatikan tabel

Contoh

101102 = (1 X 2 4 ) + (0 X 2 3 ) + (1 X 2 2 ) + (1 X 2 1 ) + (0 X 2 0 ) = (16 + 0 + 4 + 2 +0) = 2216810 = 101010002

Cara II

168 2 = 84 sisa 084 2 = 42 sisa 042 2 = 21 sisa 021 2 = 10 sisa 110 2 = 5 sisa 05 2 = 2 sisa 12 2 = 1 sisa 01 2 = 0 sisa 1Bit biner terbesar dimulai dari bawah sehingga 16810 = 101010002

5 Sistem Bilangan Heksadesimal

Bilangan heksadesimal biasa disebut bilangan basis 16 artinya ada 16 simbol yangmewakili bilangan ini Tabel 18 berikut menunjukkan konversi bilanganheksadesimal

Untuk konversi bilangan biner ke heksadesimal perhatikan contoh berikut 101101010100100102 = 0001 0110 1010 1001 0010 = 1 6 A 9 2Jadi bil biner 10110101010010010 sama dengan bil heksadesimal 16A92

6 Sistem Bilangan Oktal

Bilangan oktal disebut bilangan basis 8 artinya ada 8 simbol yang mewakili bilanganini Tabel 19 berikut menunjukkan konversi bilangan oktal

Untuk konversi bilangan biner ke oktal perhatikan contoh berikut 101101010100100102 = 010 110 101 010 010 010 = 2 6 5 2 2 2 8

Jadi bil biner 10110101010010010 sama dengan bil oktal 265222Untuk konversi dari oktal ke heksadesimal ubah terlebih dahulu bilangan oktal yangakan dikonversi menjadi biner Hal ini berlaku juga untuk konversi dari heksadesimalke oktal Perhatikan contoh berikut 7258 = 111 010 1012

= 0001 1101 0101 = 1 D 5 16

FE16 = 1111 11102

= 011 111 110 = 3 7 6 8

315 Sandi yang terdapat pada komputer

1 Sandi 8421 BCD (Binary Coded Decimal)

Sandi 8421 BCD adalah sandi yang mengkonversi bilangan desimal langsung kebilangan binernya sehingga jumlah sandi BCD adalah 10 sesuai dengan jumlahsimbol pada desimal Perhatikan tabel 210 berikut

Contoh

19710 sandi BCDnyaadalah 0001 1001 0111

2 Sandi 2421

Sandi 2421 hampir sama dengan sandi 8421 terutama untuk bilangan desimal 0sampai dengan 4 Tetapi sandi berikutnya merupakan pencerminan yang diinversiPerhatikan tabel

Perhatikan sandi desimal 5 Sandi tersebut merupakan cermin dari sandi 4 desimaltetapi logikanya diinversi Begitu pula pada sandi desimal 6 yang merupakan cermindari sandi desimal 3 yang diinversi dstContoh

37810 sandi 2421nyaadalah 0011 1101 1110

316 Boolean atau Logika Biner

Logika memberi batasan yang pasti dari suatu keadaan Sehingga keadaan tersebuttidak dapat berada dalam dua ketentuan sekaligus Karena itu dalam logika dikenalaturanaturansebagai berikut Suatukeadaan tidak dapat benar dan salah sekaligusMasingmasingadalah hanya benar atau salah (salah satu)Suatukeadaan disebut BENAR bila TIDAK SALAHDua keadaan itu dalam aljabar boole ditunjukkan dengan dua konstanta yaitu logikaldquo1rdquo dan logika ldquo0rdquo

Misal Logika ldquo1rdquo Logika ldquo0rdquoBenar SalahHidup MatiSiang MalamContoh diatas dapat dituliskan Tidak Benar atau Benar = SalahTidak Hidup atau Hidup = MatiTidak Siang atau Siang = MalamTanda garis atas dipakai untuk menunjukkan pertentangan atau lawan dari keadaanitu Sehingga tanda garis tersebut merupakan pertentangan logika (Logical Inversion)yang mempunyai fungsi untuk menyatakan ldquoTidakrdquo (Not)Ā = Tidak A atau Ā = NOT AHimpunan adalah kumpulan dari elemen yang setidaknya memiliki sifat yang samadan bisa memiliki kelompok yang terbatas atau tidak terbatas jumlahnya Misalnyahimpunan mahasiswa politeknik Himpunan tersebut tentu saja terdiri dari bermacammacamkelompok Jika dapat diambil tiga kelompok Kelompokyang berasal dari luar jawa JKelompokyang sedang kuliah KKelompokyang mengerjakan laporan akhir LSehingga seseorang setidaknya masuk dalam satu kelompok tersebut bahkan dapatterjadi masuk dalam dua kelompok sekaligus Misalnya mahasiswa luar jawa yangsedang mengerjakan laporan akhir berarti masuk kelompok J dan L (J AND L) JAND L dituliskan juga dengan J LGabungan antara mahasiswa luar jawa dan mahasiswa yang mengerjakan laporanakhir memiliki pengertian mahasiswa luar jawa atau mahasiswa mengerjakanlaporan akhir J atau L (J OR L) J OR L dituliskan juga dengan J + LLogika Biner (gerbang Boolean) adalah rangkaian digital yang menerima satu ataulebih masukan tegangan untuk memperoleh keluaran tertentu sesuai dengan aturanboole yang berlakuJika membicarakan komputer maka perbedaan tegangan yang digunakan sebagaionoff atau nilai biner 10 nilai 1 ekivalen dengan tegangan +5 volt dan nilai 0ekivalen dengan tegangan 0 volt

41 Rangkaian Logika Kombinasional amp Sekuensial

Rangkaian yang termasuk rangkaian logika kombinasional yaitu Dekoder Enkoder Multiplekser Demultiplekser Pada rangkaian-rangkaian itu terlihat bahwa kondisi keluaran hanya dipengaruhi oleh kondisi masukan pada saat itu

Rangkaian Adder Half Adder

Rangkaian Adder Full Adder

Enkoder

Dekoder

DECIMAL TO BCD ENCODER

Encoder yang sudah umum yaitu decimal to BCD encoder Switch dengan

penekan tombol mirip dengan tombol kalkulator dihubungkan dengan tegangan

Vcc Jika tombol 3 ditekan maka gerbang-gerbang OR pada jalur C dan D

akan mempunyai input bernilai 1 Oleh karena itu maka outputnya menjadi

ABCD = 0011

Dan selengkapnya dapat dilihat pada tabel dibawah ini

INPUT OUTPUT0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 10 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 00 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 10 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 00 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 10 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 00 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 10 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1

2 DECODER

Rangkaian dekoder mempunyai sifat yang berkebalikan dengan enkoder yaitu

merubah kode biner menjadi sinyal diskrit Syarat perancangan sebuah dekoder adalah m

lt= 2n dimana m adalah kombinasi keluaran dan n adalah jumlah bit masukan Sehingga

dapat disimplkan bahwa variabel keluaran bebas tapi harus tetap memperhatikan unsur

efisiensi rangkaian Misal dekoder 3 bit memiliki 8 atau kurang kombinasi keluaran tetapi

bisa memiliki jumlah saluran keluaran lebih dari 8 (10 atau 55 atau 100 dan sebagainya)

Contoh rangkaian dekoder adalah rangkaian dekoder dot matrik dan dekoder seven

segmen

Bila semua segmen menyala maka dapat dibaca sebagai angka decimal 8 Angka

decimal 0 dan 3 terlihat pada menyalanya segmen ndash segmen sesuai gambar Untuk

penampilan huruf hanya beberapa huruf saja yang dapat dibaca dari tujuh segmen

Tabel Kebenaran dekoder seven segmen

INPUT OUTPUTA B C D a b c d e f g0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 00 0 0 1 0 1 1 0 0 0 00 0 1 0 1 1 0 1 1 0 10 0 1 1 1 1 1 1 0 0 10 1 0 0 0 1 1 0 0 1 10 1 0 1 1 0 1 1 0 1 10 1 1 0 1 0 1 1 1 1 10 1 1 1 1 1 1 0 0 0 01 0 0 0 1 1 1 1 1 1 11 0 0 1 1 1 1 1 0 1 11 0 1 0 1 1 1 0 1 1 11 0 1 1 0 0 1 1 1 1 11 1 0 0 1 0 0 1 1 1 01 1 0 1 0 1 1 1 1 0 11 1 1 0 1 0 0 1 1 1 11 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1

a = sum (m0m2m3m5m6m7m8m9m10m12m14m15)

b = sum (m0m1m2m3m4m7m8m9m10m13)

c = sum (m0m1m3m4m5m6m7m8m9m10m11m13)

d = sum (m0m2m3m5m6m8m9m11m12m13m14)

e = sum (m0m2m6m8m10m11m12m13m14m15)

f = sum (m0m4m5m6m8m9m10m11m12m14m15)

g = sum (m2m3m4m5m6m8m9m10m11m13m14m15)

42 Rangkaian Logika Sekuensial (Flip-Flop)

1 Flip-Flop R-SFlip-flop R-S adalah rangkaian dasar dari semua jenis flip-flop yang ada Terdapat berbagai

macam rangkaian flip-flop R-S pada percobaan ini flip-flop R-S disusun dari empat buah gerbang NAND 2 masukan Dua masukan flip-flop ini adalah S (set) dan R (reset) serta dua keluarannya adalah Q dan Qrsquo

Kondisi keluaran akan tetap ketika kedua masukan R dan S berlogika 0 Sedangkan pada kondisi masukan R dan S berlogika 1 maka kedua keluaran akan berlogika 1 hal ini sangat dihindari karena bila kondisi masukan diubah menjadi berlogika 0 kondisi kelurannya tidak dapat diprediksi (bisa 1 atau 0) Keadaan ini disebut kondisi terlarang Selanjutnya kondisi terlarang pacu dan tak tentu akan dijelaskan melalui Tabel 31

Gambar 33 Rangkaian Percobaan Flip-Flop R-S

Tabel 32a Kondisi terlarang pacu dan tak tentu karena perubahan clockNo S R Clock Keterangan1 1 1 Aktif (1) Kondisi terlarang2 1 1 Tepi turun (Berubah dari

1 ke 0)Kondisi pacu

3 1 1 Tidak aktif (0) Kondisi tak tentu

Tabel 32b Kondisi terlarang pacu dan tak tentu karena perubahan clock dan masukan yang serempakNo S R Clock Keterangan1 1 1 Aktif (1) Kondisi terlarang2 0 0 Tepi turun Kondisi pacu3 0 0 Tidak aktif (0) Kondisi tak tentu

2 Flip-flop D

Flip-flop D dapat disusun dari flip-flop S-R atau flip-flop J-K yang masukannya saling berkebalikan Hal ini dimungkinkan dengan menambahkan salah satu masukannya dengan inverter agar kedua masukan flip-flop selalu dalam kondisi berlawanan Flip-flop ini dinamakan dengan flip-flop data karena keluarannya selalu sama dengan masukan yang diberikan Saat flip-flop pada keadaan aktif masukan akan diteruskan ke saluran keluaran

2 Flip-flop J-KFlip-flop J-K merupakan penyempurnaan dari flip-flop R-S terutama untuk mengatasi masalah

osilasi yaitu dengan adanya umpan balik serta masalah kondisi terlarang seperti yang telah dijelaskan di atas yaitu pada kondisi masukan J dan K berlogika 1 yang akan membuat kondisi keluaran menjadi berlawanan dengan kondisi keluaran sebelumnya atau dikenal dengan istilah toggle Sementara untuk keluaran berdasarkan kondisi-kondisi masukan yang lain semua sama dengan flip-flop R-S

Gambar 35 Flip-flop J-K

51 Aritmatika Logika Unit

Macam- macam operasi ALU

Adder (Penjumlahan) Half Adder Full Adder Paralel Adder

Pengurangan (Substraktor)

Perkalian (Multiplexer)

Pembagian bila hasilnya 0 amp 1

Adder

Rangkaian ALU (Arithmetic and Logic Unit) yang digunakan untuk menjumlahkanbilangan dinamakan dengan Adder Karena Adder digunakan untuk memprosesoperasi aritmetika maka Adder juga sering disebut rangkaian kombinasionalaritmetika ALU akan dijelaskan lebih detail pada bab 3 Ada 2 jenis Adder

1 Rangkaian Adder yang hanya menjumlahkan dua bit disebut Half Adder2 Rangkaian Adder yang menjumlahkan tiga bit disebut Full Adder3 Rangkaian Adder yang menjumlahkan banyak bit disebut paralel Adder

Half Adder

Rangkaian half adder merupakan dasar penjumlahan bilangan biner yang masingmasinghanya terdiri dari satu bit oleh karena itu dinamakan penjumlah tak lengkap

1 Jika A=0 dan B=0 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 02 Jika A=0 dan B=1 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 13 Jika A=1 dan B=1 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 0 dengan nilai pindahanCy(Carry Out) = 1

Dengan demikian half adder memiliki 2 masukan (A dan B) dan dua keluaran (S dan Cy)

Dari tabel diatas terlihat bahwa nilai logika dari Sum sama dengan nilai logika darigerbang XOR sedangkan nilai logika Cy sama dengan nilai dari gerbang logikaAND Dari tabel tersebut dapat dibuat rangkaian half adder seperti pada gambar

Full Adder

Full adder mengolah penjumlahan untuk 3 bit bilangan atau lebih (bit tidak terbatas)oleh karena itu dinamakan rangkaian penjumlah lengkap Perhatikan tabel kebenarandari Full adder berikut

Parallel Adder

Parallel Adder adalah rangkaian Full Adder yang disusun secara parallel danberfungsi untuk menjumlah bilangan biner berapapun bitnya tergantung jumlah FullAdder yang diparallelkan Gambar berikut menunjukkan Parallel Adder yang terdiridari 4 buah Full Adder yang tersusun parallel sehingga membentuk sebuah penjumlah 4 bit

Penjumlahan

Komputer hanya dapat melakukan proses aritmetika menggunakan bilangan binerSemua sistem bilangan harus diubah terlebih dahulu ke biner agar dapat diprosesProses yang biasa dilakukan oleh komputer untuk menjumlahkan sistem bilangandesimal biasanya adalah menyandikan ke 8421BCD terlebih dahulu sebelumdijumlahkan Sebelum mempelajari tentang penjumlahan pada 8421BCD ada baiknyamengetahui cara menjumlahkan bilangan biner

Penjumlahan Biner

Ada 4 kondisi yang terjadi pada penjumlahan biner yaitu apabila 0 + 0 0 + 1 1 + 0dan 1 + 1 Jika yang terjadi adalah 1 + 1 kita tidak dapat menyatakan hasil jumlahdalam satu digit Tetapi kita harus melakukan penyimpanan (Carry Out) kedalamkolom yang lebih tinggi Ini berlaku untuk seluruh sistem bilangan Sebagai contohpada bilangan desimal 2 + 5 = 7 dengan carry out = 0 9 + 9 = 8 dengan carry out = 1Contoh

Penjumlahan 8421BCD

Sandi 8421BCD hanya menggunakan bilangan biner untuk 0 sampai 9 karena yangdisandikan hanya 1 digit angka desimal Dalam penjumlahan yang perlu diperhatikanadalah jika hasilnya lebih dari 9 sehingga akan dihasilkan auxillary carry (Carry daribilangan keempat LSB) maupun carry dari MSBBerikut adalah aturan penjumlahan sandi 8421BCDJikajumlah biner dan jumlah BCD sama yaitu AC (Auxillary Carry) = 0 dan Carry= 0 maka tidak diperlukan aturan tambahan

Jikajumlah biner tidak sama dengan jumlah desimal maka memerlukan pengaturantambahan Jika Auxillary Carry (AC) = 0 atau AC = 1 dan Carry (Cy) = 0 dimana hasilpenjumlahan binernya lebih dari 9 desimal maka perlu ditambahkan 6 pada niblerendah tersebut dan tambahkan 1 pada nible yang lebih tinggi

Pengurangan

Pengurangan pada dasarnya merupakan penjumlahan yaitu penjumlahan denganbilangan negatif

500 ndash 255 = 245 (Pengurangan)500 + ()255 = 245 (Penjumlahan)Komputer hanya bekerja pada bilangan ldquo0rdquo dan ldquo1rdquo dan tidak mengenal bilangannegatif Untuk menunjukkan bilangan negatif komputer menggunakan tanda modulus(Modulus Sign) Pada penjumlahan desimal tanda modulus yang digunakan adalahldquo0rdquo untuk bilangan positif dan ldquo9rdquo untuk bilangan negatif Untuk bilangan negatifpada operasi penjumlahannya harus dikomplemen Komplemen yang digunakan padabilangan desimal adalah komplemen10dan komplemen9

Perkalian

Perkalian antara bilangan biner adalah perkalian yang paling mudah diantara sistembilangan lainnya

Pada Teknik Komputer perkalian dilakukan menggunakan register geser kanan (ShiftRight Register) Perhatikan contoh berikut

Register A untuk menyimpan data yang akan dikalikan (Multiplicand)Register B untuk menyimpan data pengali (Multiplier)Register P untuk menyimpan hasil perkalian

Pembagian

Kebalikan dari perkalian pembagian (Division) adalah suatu bentuk dari penguranganyang dilakukan berulangulangDan proses ini juga dapat dilakukan pada rangkaianlogika dengan cara pengurangan dan penggeseran ke kiri (menggunakan shiftleftregister) Berikut adalah aturan dari pembagianKurangkan bilangan pembagi (Divisor) dari MSB bilangan yang akan dibagi(Dividend) lihat hasil pengurangan

Bila hasilnya 1 atau positif Berarti hasil pembagian (Product) adalah 1 Setelah itu hasil pengurangan digeserkekiri satu bit dan dimulai lagi pengurangan oleh bilangan pembagi (Divisor)

Bila hasilnya 0 atau negatif Berarti hasil pembagian (Product) adalah 0 Dalam hal ini sebelum digeser ke kiriharus ditambah dulu dengan bilangan pembagi (Divisor) Setelah digeser ke kiri satubit dimulai lagi proses pengurangan oleh bilangan pembagi Pengurangan olehbilangan pembagi dilakukan dengan penjumlahan komplemen2Bila dalam

penjumlahan tersebut terdapat pindahan (Carry) maka carry tersebut diabaikanPerhatikan contoh berikut 1010 410 = 10102 1004

Karena ada hasil pengurangan yang negatif maka digit yang dihasilkansetelah itu adalah digit pecahan sehingga hasil yang benar 1012 atau 2510

61 Floating Point

71 Control Unit

CONTROL UNIT (CU)

711 Model Control Unit

Unit kontrol atau yang sering dikenal dengan control unit akan menyimpan perintah sekarang yang dilakukan oleh komputer memerintahkan ALU untuk melaksanaan dan mendapat kembali informasi (dari memori) yang diperlukan untuk melaksanakan perintah itu dan memindahkan kembali hasil ke lokasi memori yang sesuai Sekali yang terjadi unit kontrol pergi ke perintah berikutnya (biasanya ditempatkan di slot berikutnya kecuali kalau perintah itu adalah perintah lompatan yang memberitahukan kepada komputer bahwa perintah berikutnya ditempatkan di lokasi lain)

Bagian CPU yang menyebabkan fungsi komputer tercapai ini mengeluarkan sinyal-sinyal kontrol yang bersifat internal bagi CPU untuk memindahkan data antar Register agar ALU melakukan fungsinya untuk mengatur operasi-operasi internal lainnya Register yang merupakan bagian dari unit kontrol adalah tempat penyimpan data sementara dalam CPU selama proses eksekusi Apabila terjadi proses eksekusi data dalam register dikirim ke ALU untuk diproses hasil eksekusi nantinya diletakkan ke register kembali Unit kontrol akan menghasilkan sinyal yang akan mengontrol operasi ALU dan pemindahan data ke dan dari ALU Unit kontrol juga mengeluarkan sinyal kontrol eksternal bagi pertukaran data memori dan modul-modul IO

Model dari unit kontrol

712 Macam-macam unit kontrol

Macam-macam Unit Kontrol1 Unit Kontrol Single-Cycle

Proses di unit kontrol ini hanya terjadi dalam satu clock cycle artinya setiap instruksi (fetch decode execute) ada pada satu cycle maka dari itu tidak memerlukan state Dengan demikian fungsi boolean masing-masing control line hanya merupakan fungsi dari opcode saja Clock cycle harus mempunyai panjang yang sama untuk setiap jenis instruksi

Ada dua bagian pada unit kontrol ini yaitu proses men-decode opcode untuk mengelompokkannya menjadi 4 macam instruksi (yaitu di gerbang AND) dan pemberian sinyal kontrol berdasarkan jenis instruksinya (yaitu gerbang OR) Keempat jenis instruksi adalah ldquoR-formatrdquo (berhubungan dengan register) ldquolwrdquo (membaca memori) ldquoswrdquo (menulis ke memori) dan ldquobeqrdquo (branching)

Sinyal kontrol yang dihasilkan bergantung pada jenis instruksinya Misalnya jika melibatkan memori rdquoR-formatrdquo atau rdquolwrdquo maka akan sinyal rdquoRegwriterdquo akan aktif Hal lain jika melibatkan memori ldquolwrdquo atau ldquoswrdquo maka akan diberi sinyal kontrol ke ALU yaitu ldquoALUSrcrdquo

Desain single-cycle ini lebih dapat bekerja dengan baik dan benar tetapi cycle ini tidak efisien

2 Unit Kontrol Multi-CycleGambar disamping menunjukkan diagram blok dari unit kontrol multi-cycle

Berbeda dengan unit kontrol yang single-cycle unit kontrol yang multi-cycle lebih memiliki banyak fungsi

Dengan memperhatikan state dan opcode fungsi boolean dari masing-masing control line output dapat ditentukan Masing-masingnya akan menjadi fungsi dari 10 buah input logic Jadi akan terdapat banyak fungsi boolean dan masing-masingnya tidak sederhana

Pada cycle ini sinyal kontrol tidak lagi ditentukan dengan melihat pada bit-bit instruksinya Bit-bit opcode memberitahukan operasi apa yang selanjutnya akan di-execute CPU bukan instruksi cycle selanjutnya

713 Fungsi unit kontrol

Fungsi Unit Kontrol1 Pengurutan (sequencing) unit kontrol bertugas mengontrol sejumlah operasi

mikro dalam urutan yang benar

2 Eksekusi (execution) unit kontrol menyebabkan setiap operasi mikro dilakukan

state register overhead

Cycle 1Cycle 2

Cycle 3Cycle 4

Cycle 5

Fetch

Decode

Exec

Mem

WB

lw

Single cycle Implementation

Multiple Cycle Implementation

714 Input Unit Kontrol

Input Unit Kontrol

Unit kontrol mempunyai beberapa input diantaranya1 Clock berfungsi untuk sinkronisasi operasi antar komponen 2 Flag flag-flag ini diperlukan unit kontrol untuk mengetahui status CPU Flag

diset ALU sebagai hasil dari suatu operasi misalnya overflow flag diset 1 bila hasil komputasi melampaui panjang register tempat flag disimpan

3 Instruction register menggunakan opcode untuk menentukan operasi mikro yang akan dilakukan selama siklus eksekusi

4 Sinyal kontrol dari rdquobus controlrdquo memberi jalur ke unit kontrol untuk sinyal-sinyal tertentu seperti sinyal interrupt dan sinyal acknowledgment

715 Output Unit Kontrol

Sinyal kontrol di dalam CPU (control signals within CPU) output unit kontrol terdiri dari dua macam sinyal yaitu

1 sinyal-sinyal yang menyebabkan perpindahan data antar register 2 sinyal-sinyal yang dapat mengaktifkan fungsi ALU yang spesifik

Sinyal kontrol ke rdquobus controlrdquo juga terdiri atas 2 sinyal yaitu1 sinyal kontrol ke memori 2 sinyal kontrol ke modul-modul IO

716 Implementasi Unit Kontrol

1 Implementasi hardwired Unit kontrol merupakan rangkaian kombinatorial Sinyal-sinyal logika

inputnya akan didekodekan menjadi sinyal-sinyal logika output yang merupakan sinyal-sinyal kontrol ke sistem komputer Sinyal-sinyal input tersebut seperti clock flag register instruction dan sinyal kontrol merupakan input bagi unit kontrol untuk mengetahui status komputer Sinyal keluaran yang dihasilkan akan mengendalikan sistem kerja komputer

N buah input biner akan menghasilkan 2N output biner Setiap instruksi memiliki opcode yang yang berbeda-bedaOpcode yang berbeda dalam instruksi akan menghasilkan sinyal kontrol yang berbeda pula Pewaktu unit kontrol mengeluarkan rangkaian pulsa yang periodik

Pulsa waktu ini digunakan untuk mengukur durasi setiap operasi mikro yang dijalankan CPU intinya digunakan untuk sinkronisasi kerja masing-masing bagian

Masalah dalam Merancang Implementasi Hardwired Memiliki kompleksitas dalam pengurutan dan operasi mikronya Sulit didesain dan dilakukan pengetesan Tidak fleksibel Sulit untuk menambahkan instruksi baru

2 Implementasi microprogrammed Implementasi yang paling reliabel saat ini adalah implementasi

microprogrammed Unit kontrol memerlukan sebuah memori untuk menyimpan program kontrolnya

Fungsindashfungsi pengontrolan dilakukan berdasarkan program kontrol yang tersimpan pada unit kontrol Selain itu fungsindashfungsi pengontrolan tidak berdasarkan dekode dari input unit kontrol lagi

Teknik ini dapat menjawab kesulitanndashkesulitan yang ditemui dalam implementasi hardwired

81 Memori amp Piranti Penyimpanan

811 Jenis-Jenis memori

Berdasarkan komponen yang digunakan terbagi atas

1 Vacuum Tubes

Komputer generasi pertama ENIAC tahun 1946 menggunakan komponentabung hampa udara untuk main memory Memori ini relatif berukuran besardan tiap-tiap tabung hampa udara mewakili 1 bit

2 Magnetic Core Storage

Digunakan sekitar tahun 1960 ndash 1970 Terdiri dari ribuan cincin magnetikkecil berukuran 18 mm dengan lubang berdiameter 10 mm Tiap-tiap coredihubungkan dengan kabel kawat membentuk suatu bidang core (core plane)dan ditumpuk membentuk suatu core stackMasing-masing core dapat menyimpan 1 bit bila dimagnetasi dengan suatuarus listrik dari dua arah jurusan yang masing-masing bermuatan frac12 arus

3 Planar Thin-Film Storage

Terbuat dari lempengan tipis keramik atau metal tembus pandang yang berisi

kumpulan besi nikel berbentuk empat persegi panjang kecil dihubungkandengan kabel-kabel

4 Semiconductor Storage

Mulai banyak digunakan sejak tahun 1970-an hingga sekarangTerbuat dariVLSI (Very Large Scale Integration) yaitu meletakkan sejumlah besar circuitke dalam suatu chip Teknologi yang digunakan adalah MOS (Metal OxideSemiconductor) dan bersifat volatileKomputer IBM 704 pada GeneralElectric Computer facility diArizona State University 1956Sebuah mesin vacuum tubedengan magnetic core storageSingle layer thin film dengan Ta2N resistors

5 Josephson Junction

Diciptakan oleh Brian Josephson dari Inggris Merupakan memori yang dapatmelakukan switch dari bit 1 ke bit 0 atau sebaliknya dengan kecepatan yangtinggi yaitu kurang dari sepertriliun detik Menggunakan suatu tempat

tertutup yang berisi helium cair dengan suhu sekitar -200 derajat celcius

6 Charged-Coupled Device (CCD)

Merupakan memori yang terdiri dari ribuan metal bujur sangkar berukurankecil yang masing-masing dapat menyimpan informasi digit binari dalambentuk beban elektronik (electric charge)

812 Hirarki Memori

Sebagian besar komputer memiliki hirarki memori yang terdiri atas tiga level yaitu

1 Physical Register di CPU berada di Level teratas Informasi yang berada

di Register dapat diakses dalam satu Clock cycle CPU

2 Primary Memory (Executable memory ) berada dilevel tengah

Contohnya RAM Primary Memory diukur dengan satu byte dalam satu

waktu secara relatif dapat diakses dengan cepat bersifat volatil (informasi

bisa hilang ketika komputer dimatikan) CPU mengakses memori ini

dengan instruksi single load dan store dalam beberapa clock cycle

3 Secondary Memory berada dilevel bawah Contohnya disk atau tape

Secondary memory diukur sebagai kumpulan dari bytes(block of bytes)

waktu aksesnya lambat bersifat non-volatil (informasi tetap tersimpan

ketika komputer dimatikan) Memori ini diterapkan di storage device jadi

akses meliputi aksi oleh driver dan device

813 Memori Internal

Memori internal o Berada di luar CPU tetapi bersifat internal terhadap sistem komputero Diperlukan oleh CPU untuk proses eksekusi (operasi) program sehingga

dapat diakses secara langsung oleh prosesor (CPU) tanpa modul perantarao Memori internal sering juga disebut sebagai memori primer atau memori

utama o Memori internal biasanya menggunakan media RAM

Random Access Memori (RAM)

Ram adalah suatu memori baca tulis artinya data dapat dibaca dari atau ditulis ke RAM dan dapat dilakukan secara berulang-ulang dengan data yang berbeda-beda Jenis memori ini merupakan jenis volatile (mudah menguap) yaitu data yang tersimpan akan hilang jika catu dayanya dimatikan Karena alasan tersebut maka program utama tidak pernah disimpan di RAM Random artinya data yang disimpan pada RAM dapat diakses secara acak RAM dibagi lagi menjadi dua jenis yaitu jenis statik dan jenis dinamik RAM statik menyimpan satu bit informasi dalam sebuah flip-flop Jenis RAM ini asyncronous dan tidak memerlukan sinyal clock RAM statik biasanya digunakan untuk aplikasi-aplikasi yang tidak memerlukan kapasitas memori RAM yang besar RAM dinamik menyimpan satu bit informasi data sebagai muatan RAM dinamik menggunakan kapasitansi gerbang substrat sebuah transistor MOS sebagai sel memori elementer Untuk menjaga agar data yang tersimpan RAM dinamik tetap utuh data tersebut harus disegarkan kembali dengan cara membaca dan menulis ulang data tersebut kememori RAM dinamik ini digunakan untuk aplikasi ynag memerlukan RAM dengan kapasitas besar misalnya dalam sebuah komputer pribadi (PC)

Read Only Memory (ROM)

Jenis memori ini datanya hanya bisa dibaca dan tidak bisa ditulis secara berulang-ulang Memori ini berjenis non-volatile artinya data yang disimpan tidak mudah menguap (hilang) walaupun catu dayanya dimatikan Karena itu memori ini biasa digunakan untuk menyimpan program utama dari suatu sistem Jenis ROM yang dikenal dipasaran ada lima jenis yaitu

- ROM (Read Only Memory) yang diprogram dalam proses pembuatannya Jenis ini tidak dapat diprogram ulang

- PROM (Programmable ROM) yang diprogram dengan cara memutuskan hubungan sekering internal PROM hanya dapat diprogram satu kali dan tidak dapat diprogram ulang

- EPROM (Erasable PROM) yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat dari piranti Dihapus dengan cara pemberian sinar ultra violet melalui jendela pada bagian atas IC Setelah dihapus dapat diprogram ulang

- EEPROM (Electrically EPROM) sama saja dengan EPROM hanya cara penghapusannya dilakukan secara listrik

- Flash EPROM yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat pada piranti Memori ini dapat diisi ulang

Dari semua jenis memori diatas yang sering digunakan adalah memori jenis EPROM dan

EEPROM karena harganya paling murah dan mudah didapat dipasaran

814 Memori Eksternal

Memori eksternal o Bersifat eksternal terhadap sistem komputer dan tentu saja berada di luar

CPUo Diperlukan untuk menyimpan data atau instruksi secara permaneno Tidak diperlukan di dalam proses eksekusi sehingga tidak dapat diakses secara

langsung oleh prosesor (CPU) Untuk akses memori eksternal ini oleh CPU harus melalui pengontrolmodul IO

o Memori eksternal sering juga disebut sebagai memori sekunder o Memori ini terdiri atas perangkat storage peripheral seperti disk pita

magnetik dll berbagai jenis memory Eksternal

1 Berdasarkan jenis akses data

Berdasarkan jenis aksesnya memori eksternal dikelompokkan menjadi 2 jenis yaitu

a DASD (Direct Access Storage Device) dimana ia mempunyai akses langsung

terhadap data Contoh Magnetik(Floppy disk hard disk) Removable hard

disk(Zip disk Flash disk) Optical Disk

b SASD (Sequential Access Storage Device) Akses data secara tidak langsung

(berurutan) seperti Pita Magnetik

2Berdasarkan Karakteristik Bahan

Berdasarkan karakteristik bahan pembuatanya memori eksternal digolongkan

menjadi beberapa kelompok

a Punched Card atau kartu berlobang

a merupakan kartu kecil berisi lubang-lubang yang menggambarkan berbagai instruksi atau data Kartu ini dibaca melalui puch card reader yang sudah tidak digunakan lagi sejak tahun 1979

b Magnetik Disk Magnetik disk merupakan disk yang terbuat dari bahan yang bersifat magnetik contoh Floppy dan hardsik

c Optical Disk Optical disk terbuat dari bahan optik seperti resin (Polycaronate) dan dilapisi permukaan yang sangat reflektif seperti aluminium contoh CD dan DVD

d Magnetik TapeSedangkan magnetik tape terbuat dari bahan yang bersifat magnetik tetapi berbentuk pita seperti halnya pita kaset tape recorder

91 Bus amp Sistem Bus

Dalam Arsitektur komputer sebuah Bus adalah sebuah subsistem yang mentransfer data

atau listrik antar komponen komputer didalam sebuah komputer atau antar komputer

Bus komputer awal merupakan bus listrik paralel dengan banyak hubungan tetapi istilah

ini sekarang digunakan untuk pengaturan fisik yang menyediakan fungsi logika yang

sama dengan sebuah bus listrik paralel dan dapat dihubungkan dengan kabel dalam

sebuah topologi multidrop atau daisy chain atau dihubungkan dengan switch seperti

dalam kasus bus USB

System bus atau bus System dalam Arsitektur komputer merujuk pada bus yang

digunakan oleh sistem komputer untuk menghubungkan semua komponennya dalam

menjalankan tugas sebuah bus adalah sebutan untuk jalur dimana data dapat mengalir

dalam komputer jalur-jalur ini digunakan untuk komunikasi dan dapat dibuat antara dua

elemen atau lebih Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan

dieksekusi oleh CPU melalui perantara sistem bus

911 Transfer informasi pada bus

Suatu mendukung bermacam-macam transfer data Semua bus mendukung transfer baca

(master slave) dan transfer tulis( slave ke master) Pada semua multiplexed addressdata

bus pertama-tama bus digunakan untuk menspesifikasikan alamat dan kemudian untuk

melakukan transfer data Untuk operasi baca biasanya terdapat waktu tunggu pada saat

data sedang diambil dari slave untuk ditaruh pada bus Baik bagi operasi baca maupun

tulis mungkin juga terdapat delay bila hal itu diperlukan untuk melalui arbitrasi agar

mendapatkan kontrol bus untuk sisa operasi (yaitu mengambil alih bus untuk melakukan

request baca atau tulis kemudian mengambil alih lagi bus untuk membentuk operasi baca

atau tulis

Pada alamat dedicate dan bus-bus alamat ditaruh ada bus alamat dan tetap berada disana

selama data tersimpan pada bus data Bagi operasi tulis master menaruh data pada bus

data begitu alamat telah stabil dan slave telah mempunyai kesempatan untuk mengetahui

alamatnya bagi operasi baca slave menaruh data pada bus dan begitu slae mengetahui

alamatnya dan telah mengembil data

912 Sistem Bus dengan Jalur Data Alamat dan Kontrol

Jalur bus yang digunakan untuk mentransfer data dapat dikelompokkanrnenjadi tiga tipe jalur data alamat dan kontrol

Data bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi data dan instruksi

Address bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi untuk alamat di

main memory untuk data atau instruksi yang akan diambil atau direkam

Control bus yaitu bus yang digunakan untuk mengirimkan signal sebagai

pemberitahuan akan dikirimkan suatu informasi atau telah diterimanya informasi

yang akan dikirimkan dari suatu alat ke alat lainnya

913 Hirarki Bus

Bus merupakan lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih perangkat

computer Karakteristik penting sebuah bus adalah bahwa bus merupakan media

transmisi yang dapat digunakan bersama Sejumlah perangkat yang terhubung ke bus dan

suatu sinyal yang ditransmisikan oleh salah satu perangkat ini data diterimaoleh salah

satu perangkat yang terhubung ke bus

Umumnya sebuah bus terdiri dari sejumlah lintasan komunikasi atau saluran Masing-

masing saluran dapat mentransmisi sinyal yang menunjukan biner 1 dan biner 0

serangkaian digit biner dapat ditransmisi melalui saluran tunggal

914 Bus Data dan Bus Alamat

1 Bus data

Jalur data yang dilalui informasi ke dan dari microprocessor bahan data keterangan

catatan fakta fakta atau bagian dari fakta yang mengandung arti yang dihubungkan

dengan kenyataan simbol-simbol gambar kata-kata angka huruf yang menunjukan ide

objek kondisi dan lainnya

Data itu sendiri merupakan bentuk jamak dari datum yang berarti informasi jelasnya data

itu dapat berupa apa saja dan dapat ditemui dimana saja

2 Bus Alamat

Bus alamat pengalamatan transformasi data bus Pengalamatan bus ini berisi 16 2024

jalur sinyal paralel atau lebih CPU mengirim alamat lokasi memori atau port yang ingin

ditulis atau dibaca di bus ini jumlah lokasi memori yang dapat dialamati ditentukan

jumlah jalur alamat Jika CPU mempunyai N jalur alamat maka dapat mengalamati 2

pangkat N lokasi memori dan atau port secara langsung

101 Unit Input amp Output

Salah satu fitur dasar komputer adalah kemampuannya untuk mempertukarkandata dengan perangkat lain Kemampuan komunikasi ini memungkinkan operatormanusia misalnya untuk menggunakan keyboard dan layer display untuk mengolahteks dan grafik

1011 Dasar Unit Input Output

Unit IO memberi CPU kemampuan untuk berkomunikasi dengan peripheral Merupakan

entity dalam komputer yang bertanggung jawab atas pengontrol sebuah perangkat

eksternal atau lebih dan untuk pertukaran data antara alat-alat tersebut dengan memory

utama dan atau register-register dalam CPU

Alasan- alasan dipertukarkannya unit IO

Adanya aneka ragam peripheral yang memiliki macam-macam metode operasi

Perbedaan kecepatan transfer data antara sistem BUS dengan piranti IO BUS= 20

nano detik sedang IO lebih dari 100 nano detik

Peripheral seringkali menggunakan format data dan panjang word yang berlainan

dengan komputer

Perbedaan besar tegangan dan arus data yang diperlukan untuk transfer informasi

dari dan ke peripheral dengan sistem bus

Tujuan Unit IO

Melakukan kompensasi perbedaan kecepatan dan perwaktuan antara CPU dan

peripheral

Melakukan penyesuaian tegangan dan arus satu aras ke aras lain

Menyesuaikan panjang data antara sistem BUS dan BUS IO

1012 Antarmuka IO

Gambar 122 mengilustrasikan hardware yang diperlukan untukmenghubungkan perangkat IO ke bus Dekoder alamat mengenableperangkattersebut untuk mengenali alamatnya pada saat alamat ini muncul pada jalur alamatRegister data menyimpan data yang ditransfer ked an dari prosessor Register statusberisi informasi yang relevan dengan operasi perangkat IO Register data dan statusdihubungkan dengan bus data dan ditetapkan dengan alamatalamatunik Dekoderalamat register data dan status dan sirkuit control yang diperlukan untukmengkoordinasikan transfer IO membentuk sirkuit antar muka perangkatGambar 122 Antarmuka IO untuk perangkat input

Perangkat IO beroperasi pada kecepatan yang sangat berbeda denganprosessor Pada saat operator manusia memasukkan karakter pada keyboardprosessor mampu mengeksekusi jutaan instruksi antarentrikarakter yang berurutanSuatu instruksi yang membaca karakter dari keyboard sebaiknya hanya dieksekusipada saat karakter tersebut tersedia dalam input buffer antarmuka keyboard Juga kitaharus memastikan bahwa karakter input tersebut hanya dibaca sekali

1013 Transfer data pada IO

Transfer dataFormat transfer

- Paralel semua bit pada karakter (word denganpanjang tertentu) dikirim secara bersamaan dalambatas waktu yang diberikan

- Serial Data dikirim secara berurutan dalam satu saluran

Transfer data secara paralel lebih cepat daripada secaraserial karena saluran transmisinya banyak kelemahannyakalau terlalu panjang akan terjadi interferensi antarsaluran

Mode transfer data

1 Synchronous modeBaris kendali digunakan untuk mengsinkronkan waktupada semua kejadian yang terjadi selama periodewaktu tertentuKelemahanbull Tiap piranti IO berbeda-beda kecepatan operasinyasehingga harus diturunkan pada kecepatan yangpaling rendah

2 Asynchronous mode

Menggunakan teknik jabat tangan (hand shaking) untukmenyakinkan transfer data antara pengirim danpenerima tidak ada kesalahan (data valid)

111 Interupsi

Interupsi merupakan bagian penting dari sistem arsitektur komputer Setiap sistem

komputer memiliki mekanisme yang berbeda Interupsi bisa terjadi apabila perangkat

keras (hardware) atau perangkat lunak minta ldquo dilayanirdquo oleh processor apabila terjadi

interupsi maka processor menghentikan proses yang sedang dikerjakannya kemudian

beralih mengerjakan service rutin untuk melayani intrupsi tersebut Setelah selesai

mengerjakan service rutin maka prosesor kembali melanjutkan proses yang tertunda

1111 Kelas Sinyal Interupsi

Program yaitu Interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi

pada hasil eksekusi program Contioh Aritmatika overflow pembagian nol

operasi ilegal

Timer adalah Interupsi yang dibangkitkan pewaktuan dalam prosesor Sinyal ini

memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsi tertentu secara reguler

I O sinyal Interupsi yang di bangkitkan oleh Modul IO sehubngan pemberitahuan

kondisi Error dan penyelesaian suatu operasi

Hardware Failure adalah Interupsi yang dibangkitkan oleh kegagalan daya atau

kesalahan paritas memori

1112 Proses Interupsi

Dengan adanya mekanisme Interupsi prossesor dapat digunakan untuk

mengeksekusi intsruksi- instruksi lain

Saat suatu modul telah selesai menjalankan tugasnya dan siap menerima tugas

berikutnya maka modul ini akan mengirimkan permintaan interupsi ke prosesor

Kemudian prosesor akan menghentikan eksekusi yang dijalankannya untuk

menghandle routine interupsi

Setelah program interupsi selesai maka processor akan melanjutkan eksekusi

programnya kembali

Saat sinyal Interupsi diterima processor ada dua kemungkinan tindakan yaitu

Interupsi diterima ditangguhkan dan Interupsi ditolak

1113 Interupsi Ditangguhkan

Apa yang dilakukan Processor

Processor menangguhkan eksekusi program yang dijalankan dan menyimpan

konteksnya tindakan ini adalah menyimpan alamat instruksi berikutnya yang akan

dieksekusi dan data lain yang relevan

Processor menyetel program Counter (PC) ke alamat awal routine intterupt handler

1114 Sistem Operasi Kompleks

Interupsi ganda (Multiple interupt)

Misalnya suatu komputer akan menerima permintaan interupsi saat proses

pencetakan dengan printer selesai disamping itu dimungkinkan dari saluran

komunikasi akan mengirimkan permintaan interupsi setiap kali data tiba

Dapat diambil dua buah pendekatan untuk menangani interupsi ganda ini

121 Arsitektur dan Klasifikasi Sistem Komputer

Sebuah sistem operasi atau dalam bahasa asingnya Operating System adalah sebuah

program yang mengatur hardware komputer Sistem operasi juga menyediakan fondasi

untuk aplikasi diatasnya dan bertindak sebagai penghubung antara user dengan

hardwaresetiap sistem operasi memiliki caranya masing-masing untuk menyelesaikan

tugasnya Hal ini menimbulkan aneka ragam sistem operasi yang sangat menakjubkan

Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu 1 Klasifikasi Flynn

Didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data dalam sistem komputer

2 Klasifikasi Feng Didasarkan pada pemrosesan paralel dan serial

3 Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1211 Klasifikasi Fylnn

KLASIFIKASI FLYNN 1048790 Klasifikasi sistem komputer yang didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data diperkenalkan oleh Michael J Flynn 1048790 Alur instruksi (instruction stream) adalah urutan instruksi yang dilaksanakan oleh mesin 1048790 Alur data adalah urutan data yang dipanggil oleh alur instruksi 1048790 Baik instruksi maupun data diambil dari modul memori 1048790 Instruksi didecode (diartikan) oleh Control Unit 1048790 Alur data mengalir dua arah antara prosesor dan memori

Ada 4 kategori sistem komputer dalam klasifikasi Flynn 1 Single Instruction stream ndash Single Data stream (SISD) 2 Single Instruction stream ndash Multiple Data stream (SIMD) 3 Multiple Instruction stream ndash Single Data stream (MISD) 4 Multiple Instruction stream ndash Multiple Data stream (MIMD)

1212 Klasifikasi Feng

KLASIFIKASI FENG 1048790 Tse Yun Feng mengusulkan pembagian klasifikasi arsitektur komputer berdasarkan derajat keparalelan (degree of parallelism) 1048790 Jumlah bit maksimum yang dapat diproses dalam satu satuan waktu oleh sistem komputer disebut derajat keparalelan maksimum P 1048790 Bila Pi adalah jumlah bit yang dapat diproses dalam siklus prosesor ke ndash i (atau periode clock ke ndash i) 1048790 Siklus prosesor T dinyatakan oleh i = 123 T 1048790 Maka derajat keparalelan rata-rataa adalah

Ada 4 tipe Metode Pemrosesan

1048790 Word Serial and Bit Serial (WSBS) 1048790 Word Paralel and Bit Setial (WPBS) 1048790 Word Serial and Bit Paralel (WSBP) 1048790 Word Paralel and Bit Paralel (WPBP)

1213 Klasifikasi Handler

Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1214 Menjelaskan Multi Komputer amp Multi Processor

1048790 Multiprosesor MIMD dengan memori yang dapat digunakan bersama semua prosesornya memiliki akses ke pool memori utama

1048790 Multikomputer MIMD dengan memori terdistribusi setiap prosesornya memiliki memori khusus sendiri

1048790 Motivasi pembuatan organisasi multikomputer adalah untuk mengatasi keterbatasan skala multiprosesor

1048790 Karena prosesor-prosesor multikomputer harus berkomunikasi maka elemen penting perancangan multikomputer adalah jaringan interkoneksi yang harus dapat beroperasi seefisien mungkin

1048790 Ada beberapa topologi interkoneksi untuk memberikan kinerja yang efisien

1048790 Terdapat trade-off antara lintasan terpanjang dan jumlah koneksi fisik yang diperlukan

Selesai

BAB III PENUTUP

31 Kesimpulan

32 Saran

Daftar Pustaka

• Definisi
• • Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu

Contoh dari perangkat lunak

1Sistem operasi

215 Meningkatkan Performa komputer

Untuk Meningkatkan Performa kinerja komputer pertama sekali yang harus

diperhatikan adalah mengukur kapabilitas dan kompatibilitas sistem yang ada pada suatu

perangkat IO sehingga antar terjadi hubungan yang dinamis pada masing-masing

perangkat

31 Keterkaitan Data dengan komputer

311 Pengolahan data terbagi 2

Analog

Digital

Dilihat dari fungsi komputer merupakan suatu perangkat digunakan untuk memproses data kemudian hasil prosesnya diselesaikan secara elektronis didalam CPU Menurut pengolahan data komputer diklasifikasikan menjadi 2 yaitu Analog amp Digital

Analog Suatu sinyal yang dikirimkan dari suatu pemancar (transmitter) ke penerima (receiver) untuk berkomunikasi data tersebut dikirim dalam bentuk suara huruf angka dan karakter lain (tulisan tangan dicetak) foto gambar film dll

Digital Sistem yang memproses nilai diskrit (langkah demi langkah )

Permodulasian Suatu teknik untuk merubah signal Digital ke dalam bentuk signal Analog sehingga data kumpulan jajaran digit dari komputer dapat dihantar melalui kabel telfon yang menghantar informasi secara Analog

Ex AM FM PM

Permodulasian dilakukan oleh alat MODEM (Modulation Demodulation) Signal Analog Signal Digital sebaliknya

312 ASCII

ASCII singkatan dari American Standard Code for Information Interchange Standardyang digunakan pada industri untuk mengkodekan huruf angka dan karakterkarakterlain pada 256 kode (8 bit biner) yang bisa ditampung

Ex Huruf A=65 B=66 C=67 dst

313 Contoh soal Permodulasian AM

Sebuah Host mengirim data rdquo IYA rdquo dengan menggunakan permodulasian AM dengan kecepatan 1 Baud= 2 Bps Amplitudo +- 12 Volt +- 9 Volt +- 6 Volt +- 3 Volt Gbrkan bentuk signal Analog untuk menghantarkan huruf rdquoIYArdquo

Jawab 1 Baud = 2 Bps (dengan Melihat Kode ASCI ) 00 = +- 12 Volt 01 = +- 9 Volt10 = +- 6 Volt 11 = +- 3 Volt

I = 01001001Y = 01011001A = 01000001

314 Sistem Bilangan pada computer

1 BitsSetiap angka 0 dan 1 biasa disebut Bit Bit adalah singkatan dari Binary Digit Kata

Binary diambil dari nama Binary Number System (Sistem Bilangan Biner) Tabel 21berikut menunjukkan tentang bit

2 Sistem Bilangan Biner

Sistem bilangan biner disusun dari angkaangkasama seperti sistem bilangan desimal(sistem bilangan 10) yang sering digunakan saat ini Tetapi untuk desimalmenggunakan angka 0 sampai 9 sistem bilangan biner hanya menggunakan angka 0dan 1Berikut adalah tabel contoh sistem bilangan biner

3 Sistem Bilangan Desimal

Sebelum mempelajari tentang bilangan biner ada baiknya mengetahui tentang sistembilangan yang umum dipakai yaitu desimal (bilangan basis 10) Perhatikan table

Contoh

1243 = (1 X 10 3 ) + (2 X 10 2 ) + (4 X 10 1 ) + (3 X 10 0 )= 1000 + 200 + 40 + 3

4 Sistem Bilangan Biner

Untuk bilangan biner (bilangan basis 2) perhatikan tabel

Contoh

101102 = (1 X 2 4 ) + (0 X 2 3 ) + (1 X 2 2 ) + (1 X 2 1 ) + (0 X 2 0 ) = (16 + 0 + 4 + 2 +0) = 2216810 = 101010002

Cara II

168 2 = 84 sisa 084 2 = 42 sisa 042 2 = 21 sisa 021 2 = 10 sisa 110 2 = 5 sisa 05 2 = 2 sisa 12 2 = 1 sisa 01 2 = 0 sisa 1Bit biner terbesar dimulai dari bawah sehingga 16810 = 101010002

5 Sistem Bilangan Heksadesimal

Bilangan heksadesimal biasa disebut bilangan basis 16 artinya ada 16 simbol yangmewakili bilangan ini Tabel 18 berikut menunjukkan konversi bilanganheksadesimal

Untuk konversi bilangan biner ke heksadesimal perhatikan contoh berikut 101101010100100102 = 0001 0110 1010 1001 0010 = 1 6 A 9 2Jadi bil biner 10110101010010010 sama dengan bil heksadesimal 16A92

6 Sistem Bilangan Oktal

Bilangan oktal disebut bilangan basis 8 artinya ada 8 simbol yang mewakili bilanganini Tabel 19 berikut menunjukkan konversi bilangan oktal

Untuk konversi bilangan biner ke oktal perhatikan contoh berikut 101101010100100102 = 010 110 101 010 010 010 = 2 6 5 2 2 2 8

Jadi bil biner 10110101010010010 sama dengan bil oktal 265222Untuk konversi dari oktal ke heksadesimal ubah terlebih dahulu bilangan oktal yangakan dikonversi menjadi biner Hal ini berlaku juga untuk konversi dari heksadesimalke oktal Perhatikan contoh berikut 7258 = 111 010 1012

= 0001 1101 0101 = 1 D 5 16

FE16 = 1111 11102

= 011 111 110 = 3 7 6 8

315 Sandi yang terdapat pada komputer

1 Sandi 8421 BCD (Binary Coded Decimal)

Sandi 8421 BCD adalah sandi yang mengkonversi bilangan desimal langsung kebilangan binernya sehingga jumlah sandi BCD adalah 10 sesuai dengan jumlahsimbol pada desimal Perhatikan tabel 210 berikut

Contoh

19710 sandi BCDnyaadalah 0001 1001 0111

2 Sandi 2421

Sandi 2421 hampir sama dengan sandi 8421 terutama untuk bilangan desimal 0sampai dengan 4 Tetapi sandi berikutnya merupakan pencerminan yang diinversiPerhatikan tabel

Perhatikan sandi desimal 5 Sandi tersebut merupakan cermin dari sandi 4 desimaltetapi logikanya diinversi Begitu pula pada sandi desimal 6 yang merupakan cermindari sandi desimal 3 yang diinversi dstContoh

37810 sandi 2421nyaadalah 0011 1101 1110

316 Boolean atau Logika Biner

Logika memberi batasan yang pasti dari suatu keadaan Sehingga keadaan tersebuttidak dapat berada dalam dua ketentuan sekaligus Karena itu dalam logika dikenalaturanaturansebagai berikut Suatukeadaan tidak dapat benar dan salah sekaligusMasingmasingadalah hanya benar atau salah (salah satu)Suatukeadaan disebut BENAR bila TIDAK SALAHDua keadaan itu dalam aljabar boole ditunjukkan dengan dua konstanta yaitu logikaldquo1rdquo dan logika ldquo0rdquo

Misal Logika ldquo1rdquo Logika ldquo0rdquoBenar SalahHidup MatiSiang MalamContoh diatas dapat dituliskan Tidak Benar atau Benar = SalahTidak Hidup atau Hidup = MatiTidak Siang atau Siang = MalamTanda garis atas dipakai untuk menunjukkan pertentangan atau lawan dari keadaanitu Sehingga tanda garis tersebut merupakan pertentangan logika (Logical Inversion)yang mempunyai fungsi untuk menyatakan ldquoTidakrdquo (Not)Ā = Tidak A atau Ā = NOT AHimpunan adalah kumpulan dari elemen yang setidaknya memiliki sifat yang samadan bisa memiliki kelompok yang terbatas atau tidak terbatas jumlahnya Misalnyahimpunan mahasiswa politeknik Himpunan tersebut tentu saja terdiri dari bermacammacamkelompok Jika dapat diambil tiga kelompok Kelompokyang berasal dari luar jawa JKelompokyang sedang kuliah KKelompokyang mengerjakan laporan akhir LSehingga seseorang setidaknya masuk dalam satu kelompok tersebut bahkan dapatterjadi masuk dalam dua kelompok sekaligus Misalnya mahasiswa luar jawa yangsedang mengerjakan laporan akhir berarti masuk kelompok J dan L (J AND L) JAND L dituliskan juga dengan J LGabungan antara mahasiswa luar jawa dan mahasiswa yang mengerjakan laporanakhir memiliki pengertian mahasiswa luar jawa atau mahasiswa mengerjakanlaporan akhir J atau L (J OR L) J OR L dituliskan juga dengan J + LLogika Biner (gerbang Boolean) adalah rangkaian digital yang menerima satu ataulebih masukan tegangan untuk memperoleh keluaran tertentu sesuai dengan aturanboole yang berlakuJika membicarakan komputer maka perbedaan tegangan yang digunakan sebagaionoff atau nilai biner 10 nilai 1 ekivalen dengan tegangan +5 volt dan nilai 0ekivalen dengan tegangan 0 volt

41 Rangkaian Logika Kombinasional amp Sekuensial

Rangkaian yang termasuk rangkaian logika kombinasional yaitu Dekoder Enkoder Multiplekser Demultiplekser Pada rangkaian-rangkaian itu terlihat bahwa kondisi keluaran hanya dipengaruhi oleh kondisi masukan pada saat itu

Rangkaian Adder Half Adder

Rangkaian Adder Full Adder

Enkoder

Dekoder

DECIMAL TO BCD ENCODER

Encoder yang sudah umum yaitu decimal to BCD encoder Switch dengan

penekan tombol mirip dengan tombol kalkulator dihubungkan dengan tegangan

Vcc Jika tombol 3 ditekan maka gerbang-gerbang OR pada jalur C dan D

akan mempunyai input bernilai 1 Oleh karena itu maka outputnya menjadi

ABCD = 0011

Dan selengkapnya dapat dilihat pada tabel dibawah ini

INPUT OUTPUT0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 10 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 00 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 10 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 00 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 10 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 00 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 10 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1

2 DECODER

Rangkaian dekoder mempunyai sifat yang berkebalikan dengan enkoder yaitu

merubah kode biner menjadi sinyal diskrit Syarat perancangan sebuah dekoder adalah m

lt= 2n dimana m adalah kombinasi keluaran dan n adalah jumlah bit masukan Sehingga

dapat disimplkan bahwa variabel keluaran bebas tapi harus tetap memperhatikan unsur

efisiensi rangkaian Misal dekoder 3 bit memiliki 8 atau kurang kombinasi keluaran tetapi

bisa memiliki jumlah saluran keluaran lebih dari 8 (10 atau 55 atau 100 dan sebagainya)

Contoh rangkaian dekoder adalah rangkaian dekoder dot matrik dan dekoder seven

segmen

Bila semua segmen menyala maka dapat dibaca sebagai angka decimal 8 Angka

decimal 0 dan 3 terlihat pada menyalanya segmen ndash segmen sesuai gambar Untuk

penampilan huruf hanya beberapa huruf saja yang dapat dibaca dari tujuh segmen

Tabel Kebenaran dekoder seven segmen

INPUT OUTPUTA B C D a b c d e f g0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 00 0 0 1 0 1 1 0 0 0 00 0 1 0 1 1 0 1 1 0 10 0 1 1 1 1 1 1 0 0 10 1 0 0 0 1 1 0 0 1 10 1 0 1 1 0 1 1 0 1 10 1 1 0 1 0 1 1 1 1 10 1 1 1 1 1 1 0 0 0 01 0 0 0 1 1 1 1 1 1 11 0 0 1 1 1 1 1 0 1 11 0 1 0 1 1 1 0 1 1 11 0 1 1 0 0 1 1 1 1 11 1 0 0 1 0 0 1 1 1 01 1 0 1 0 1 1 1 1 0 11 1 1 0 1 0 0 1 1 1 11 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1

a = sum (m0m2m3m5m6m7m8m9m10m12m14m15)

b = sum (m0m1m2m3m4m7m8m9m10m13)

c = sum (m0m1m3m4m5m6m7m8m9m10m11m13)

d = sum (m0m2m3m5m6m8m9m11m12m13m14)

e = sum (m0m2m6m8m10m11m12m13m14m15)

f = sum (m0m4m5m6m8m9m10m11m12m14m15)

g = sum (m2m3m4m5m6m8m9m10m11m13m14m15)

42 Rangkaian Logika Sekuensial (Flip-Flop)

1 Flip-Flop R-SFlip-flop R-S adalah rangkaian dasar dari semua jenis flip-flop yang ada Terdapat berbagai

macam rangkaian flip-flop R-S pada percobaan ini flip-flop R-S disusun dari empat buah gerbang NAND 2 masukan Dua masukan flip-flop ini adalah S (set) dan R (reset) serta dua keluarannya adalah Q dan Qrsquo

Kondisi keluaran akan tetap ketika kedua masukan R dan S berlogika 0 Sedangkan pada kondisi masukan R dan S berlogika 1 maka kedua keluaran akan berlogika 1 hal ini sangat dihindari karena bila kondisi masukan diubah menjadi berlogika 0 kondisi kelurannya tidak dapat diprediksi (bisa 1 atau 0) Keadaan ini disebut kondisi terlarang Selanjutnya kondisi terlarang pacu dan tak tentu akan dijelaskan melalui Tabel 31

Gambar 33 Rangkaian Percobaan Flip-Flop R-S

Tabel 32a Kondisi terlarang pacu dan tak tentu karena perubahan clockNo S R Clock Keterangan1 1 1 Aktif (1) Kondisi terlarang2 1 1 Tepi turun (Berubah dari

1 ke 0)Kondisi pacu

3 1 1 Tidak aktif (0) Kondisi tak tentu

Tabel 32b Kondisi terlarang pacu dan tak tentu karena perubahan clock dan masukan yang serempakNo S R Clock Keterangan1 1 1 Aktif (1) Kondisi terlarang2 0 0 Tepi turun Kondisi pacu3 0 0 Tidak aktif (0) Kondisi tak tentu

2 Flip-flop D

Flip-flop D dapat disusun dari flip-flop S-R atau flip-flop J-K yang masukannya saling berkebalikan Hal ini dimungkinkan dengan menambahkan salah satu masukannya dengan inverter agar kedua masukan flip-flop selalu dalam kondisi berlawanan Flip-flop ini dinamakan dengan flip-flop data karena keluarannya selalu sama dengan masukan yang diberikan Saat flip-flop pada keadaan aktif masukan akan diteruskan ke saluran keluaran

2 Flip-flop J-KFlip-flop J-K merupakan penyempurnaan dari flip-flop R-S terutama untuk mengatasi masalah

osilasi yaitu dengan adanya umpan balik serta masalah kondisi terlarang seperti yang telah dijelaskan di atas yaitu pada kondisi masukan J dan K berlogika 1 yang akan membuat kondisi keluaran menjadi berlawanan dengan kondisi keluaran sebelumnya atau dikenal dengan istilah toggle Sementara untuk keluaran berdasarkan kondisi-kondisi masukan yang lain semua sama dengan flip-flop R-S

Gambar 35 Flip-flop J-K

51 Aritmatika Logika Unit

Macam- macam operasi ALU

Adder (Penjumlahan) Half Adder Full Adder Paralel Adder

Pengurangan (Substraktor)

Perkalian (Multiplexer)

Pembagian bila hasilnya 0 amp 1

Adder

Rangkaian ALU (Arithmetic and Logic Unit) yang digunakan untuk menjumlahkanbilangan dinamakan dengan Adder Karena Adder digunakan untuk memprosesoperasi aritmetika maka Adder juga sering disebut rangkaian kombinasionalaritmetika ALU akan dijelaskan lebih detail pada bab 3 Ada 2 jenis Adder

1 Rangkaian Adder yang hanya menjumlahkan dua bit disebut Half Adder2 Rangkaian Adder yang menjumlahkan tiga bit disebut Full Adder3 Rangkaian Adder yang menjumlahkan banyak bit disebut paralel Adder

Half Adder

Rangkaian half adder merupakan dasar penjumlahan bilangan biner yang masingmasinghanya terdiri dari satu bit oleh karena itu dinamakan penjumlah tak lengkap

1 Jika A=0 dan B=0 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 02 Jika A=0 dan B=1 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 13 Jika A=1 dan B=1 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 0 dengan nilai pindahanCy(Carry Out) = 1

Dengan demikian half adder memiliki 2 masukan (A dan B) dan dua keluaran (S dan Cy)

Dari tabel diatas terlihat bahwa nilai logika dari Sum sama dengan nilai logika darigerbang XOR sedangkan nilai logika Cy sama dengan nilai dari gerbang logikaAND Dari tabel tersebut dapat dibuat rangkaian half adder seperti pada gambar

Full Adder

Full adder mengolah penjumlahan untuk 3 bit bilangan atau lebih (bit tidak terbatas)oleh karena itu dinamakan rangkaian penjumlah lengkap Perhatikan tabel kebenarandari Full adder berikut

Parallel Adder

Parallel Adder adalah rangkaian Full Adder yang disusun secara parallel danberfungsi untuk menjumlah bilangan biner berapapun bitnya tergantung jumlah FullAdder yang diparallelkan Gambar berikut menunjukkan Parallel Adder yang terdiridari 4 buah Full Adder yang tersusun parallel sehingga membentuk sebuah penjumlah 4 bit

Penjumlahan

Komputer hanya dapat melakukan proses aritmetika menggunakan bilangan binerSemua sistem bilangan harus diubah terlebih dahulu ke biner agar dapat diprosesProses yang biasa dilakukan oleh komputer untuk menjumlahkan sistem bilangandesimal biasanya adalah menyandikan ke 8421BCD terlebih dahulu sebelumdijumlahkan Sebelum mempelajari tentang penjumlahan pada 8421BCD ada baiknyamengetahui cara menjumlahkan bilangan biner

Penjumlahan Biner

Ada 4 kondisi yang terjadi pada penjumlahan biner yaitu apabila 0 + 0 0 + 1 1 + 0dan 1 + 1 Jika yang terjadi adalah 1 + 1 kita tidak dapat menyatakan hasil jumlahdalam satu digit Tetapi kita harus melakukan penyimpanan (Carry Out) kedalamkolom yang lebih tinggi Ini berlaku untuk seluruh sistem bilangan Sebagai contohpada bilangan desimal 2 + 5 = 7 dengan carry out = 0 9 + 9 = 8 dengan carry out = 1Contoh

Penjumlahan 8421BCD

Sandi 8421BCD hanya menggunakan bilangan biner untuk 0 sampai 9 karena yangdisandikan hanya 1 digit angka desimal Dalam penjumlahan yang perlu diperhatikanadalah jika hasilnya lebih dari 9 sehingga akan dihasilkan auxillary carry (Carry daribilangan keempat LSB) maupun carry dari MSBBerikut adalah aturan penjumlahan sandi 8421BCDJikajumlah biner dan jumlah BCD sama yaitu AC (Auxillary Carry) = 0 dan Carry= 0 maka tidak diperlukan aturan tambahan

Jikajumlah biner tidak sama dengan jumlah desimal maka memerlukan pengaturantambahan Jika Auxillary Carry (AC) = 0 atau AC = 1 dan Carry (Cy) = 0 dimana hasilpenjumlahan binernya lebih dari 9 desimal maka perlu ditambahkan 6 pada niblerendah tersebut dan tambahkan 1 pada nible yang lebih tinggi

Pengurangan

Pengurangan pada dasarnya merupakan penjumlahan yaitu penjumlahan denganbilangan negatif

500 ndash 255 = 245 (Pengurangan)500 + ()255 = 245 (Penjumlahan)Komputer hanya bekerja pada bilangan ldquo0rdquo dan ldquo1rdquo dan tidak mengenal bilangannegatif Untuk menunjukkan bilangan negatif komputer menggunakan tanda modulus(Modulus Sign) Pada penjumlahan desimal tanda modulus yang digunakan adalahldquo0rdquo untuk bilangan positif dan ldquo9rdquo untuk bilangan negatif Untuk bilangan negatifpada operasi penjumlahannya harus dikomplemen Komplemen yang digunakan padabilangan desimal adalah komplemen10dan komplemen9

Perkalian

Perkalian antara bilangan biner adalah perkalian yang paling mudah diantara sistembilangan lainnya

Pada Teknik Komputer perkalian dilakukan menggunakan register geser kanan (ShiftRight Register) Perhatikan contoh berikut

Register A untuk menyimpan data yang akan dikalikan (Multiplicand)Register B untuk menyimpan data pengali (Multiplier)Register P untuk menyimpan hasil perkalian

Pembagian

Kebalikan dari perkalian pembagian (Division) adalah suatu bentuk dari penguranganyang dilakukan berulangulangDan proses ini juga dapat dilakukan pada rangkaianlogika dengan cara pengurangan dan penggeseran ke kiri (menggunakan shiftleftregister) Berikut adalah aturan dari pembagianKurangkan bilangan pembagi (Divisor) dari MSB bilangan yang akan dibagi(Dividend) lihat hasil pengurangan

Bila hasilnya 1 atau positif Berarti hasil pembagian (Product) adalah 1 Setelah itu hasil pengurangan digeserkekiri satu bit dan dimulai lagi pengurangan oleh bilangan pembagi (Divisor)

Bila hasilnya 0 atau negatif Berarti hasil pembagian (Product) adalah 0 Dalam hal ini sebelum digeser ke kiriharus ditambah dulu dengan bilangan pembagi (Divisor) Setelah digeser ke kiri satubit dimulai lagi proses pengurangan oleh bilangan pembagi Pengurangan olehbilangan pembagi dilakukan dengan penjumlahan komplemen2Bila dalam

penjumlahan tersebut terdapat pindahan (Carry) maka carry tersebut diabaikanPerhatikan contoh berikut 1010 410 = 10102 1004

Karena ada hasil pengurangan yang negatif maka digit yang dihasilkansetelah itu adalah digit pecahan sehingga hasil yang benar 1012 atau 2510

61 Floating Point

71 Control Unit

CONTROL UNIT (CU)

711 Model Control Unit

Unit kontrol atau yang sering dikenal dengan control unit akan menyimpan perintah sekarang yang dilakukan oleh komputer memerintahkan ALU untuk melaksanaan dan mendapat kembali informasi (dari memori) yang diperlukan untuk melaksanakan perintah itu dan memindahkan kembali hasil ke lokasi memori yang sesuai Sekali yang terjadi unit kontrol pergi ke perintah berikutnya (biasanya ditempatkan di slot berikutnya kecuali kalau perintah itu adalah perintah lompatan yang memberitahukan kepada komputer bahwa perintah berikutnya ditempatkan di lokasi lain)

Bagian CPU yang menyebabkan fungsi komputer tercapai ini mengeluarkan sinyal-sinyal kontrol yang bersifat internal bagi CPU untuk memindahkan data antar Register agar ALU melakukan fungsinya untuk mengatur operasi-operasi internal lainnya Register yang merupakan bagian dari unit kontrol adalah tempat penyimpan data sementara dalam CPU selama proses eksekusi Apabila terjadi proses eksekusi data dalam register dikirim ke ALU untuk diproses hasil eksekusi nantinya diletakkan ke register kembali Unit kontrol akan menghasilkan sinyal yang akan mengontrol operasi ALU dan pemindahan data ke dan dari ALU Unit kontrol juga mengeluarkan sinyal kontrol eksternal bagi pertukaran data memori dan modul-modul IO

Model dari unit kontrol

712 Macam-macam unit kontrol

Macam-macam Unit Kontrol1 Unit Kontrol Single-Cycle

Proses di unit kontrol ini hanya terjadi dalam satu clock cycle artinya setiap instruksi (fetch decode execute) ada pada satu cycle maka dari itu tidak memerlukan state Dengan demikian fungsi boolean masing-masing control line hanya merupakan fungsi dari opcode saja Clock cycle harus mempunyai panjang yang sama untuk setiap jenis instruksi

Ada dua bagian pada unit kontrol ini yaitu proses men-decode opcode untuk mengelompokkannya menjadi 4 macam instruksi (yaitu di gerbang AND) dan pemberian sinyal kontrol berdasarkan jenis instruksinya (yaitu gerbang OR) Keempat jenis instruksi adalah ldquoR-formatrdquo (berhubungan dengan register) ldquolwrdquo (membaca memori) ldquoswrdquo (menulis ke memori) dan ldquobeqrdquo (branching)

Sinyal kontrol yang dihasilkan bergantung pada jenis instruksinya Misalnya jika melibatkan memori rdquoR-formatrdquo atau rdquolwrdquo maka akan sinyal rdquoRegwriterdquo akan aktif Hal lain jika melibatkan memori ldquolwrdquo atau ldquoswrdquo maka akan diberi sinyal kontrol ke ALU yaitu ldquoALUSrcrdquo

Desain single-cycle ini lebih dapat bekerja dengan baik dan benar tetapi cycle ini tidak efisien

2 Unit Kontrol Multi-CycleGambar disamping menunjukkan diagram blok dari unit kontrol multi-cycle

Berbeda dengan unit kontrol yang single-cycle unit kontrol yang multi-cycle lebih memiliki banyak fungsi

Dengan memperhatikan state dan opcode fungsi boolean dari masing-masing control line output dapat ditentukan Masing-masingnya akan menjadi fungsi dari 10 buah input logic Jadi akan terdapat banyak fungsi boolean dan masing-masingnya tidak sederhana

Pada cycle ini sinyal kontrol tidak lagi ditentukan dengan melihat pada bit-bit instruksinya Bit-bit opcode memberitahukan operasi apa yang selanjutnya akan di-execute CPU bukan instruksi cycle selanjutnya

713 Fungsi unit kontrol

Fungsi Unit Kontrol1 Pengurutan (sequencing) unit kontrol bertugas mengontrol sejumlah operasi

mikro dalam urutan yang benar

2 Eksekusi (execution) unit kontrol menyebabkan setiap operasi mikro dilakukan

state register overhead

Cycle 1Cycle 2

Cycle 3Cycle 4

Cycle 5

Fetch

Decode

Exec

Mem

WB

lw

Single cycle Implementation

Multiple Cycle Implementation

714 Input Unit Kontrol

Input Unit Kontrol

Unit kontrol mempunyai beberapa input diantaranya1 Clock berfungsi untuk sinkronisasi operasi antar komponen 2 Flag flag-flag ini diperlukan unit kontrol untuk mengetahui status CPU Flag

diset ALU sebagai hasil dari suatu operasi misalnya overflow flag diset 1 bila hasil komputasi melampaui panjang register tempat flag disimpan

3 Instruction register menggunakan opcode untuk menentukan operasi mikro yang akan dilakukan selama siklus eksekusi

4 Sinyal kontrol dari rdquobus controlrdquo memberi jalur ke unit kontrol untuk sinyal-sinyal tertentu seperti sinyal interrupt dan sinyal acknowledgment

715 Output Unit Kontrol

Sinyal kontrol di dalam CPU (control signals within CPU) output unit kontrol terdiri dari dua macam sinyal yaitu

1 sinyal-sinyal yang menyebabkan perpindahan data antar register 2 sinyal-sinyal yang dapat mengaktifkan fungsi ALU yang spesifik

Sinyal kontrol ke rdquobus controlrdquo juga terdiri atas 2 sinyal yaitu1 sinyal kontrol ke memori 2 sinyal kontrol ke modul-modul IO

716 Implementasi Unit Kontrol

1 Implementasi hardwired Unit kontrol merupakan rangkaian kombinatorial Sinyal-sinyal logika

inputnya akan didekodekan menjadi sinyal-sinyal logika output yang merupakan sinyal-sinyal kontrol ke sistem komputer Sinyal-sinyal input tersebut seperti clock flag register instruction dan sinyal kontrol merupakan input bagi unit kontrol untuk mengetahui status komputer Sinyal keluaran yang dihasilkan akan mengendalikan sistem kerja komputer

N buah input biner akan menghasilkan 2N output biner Setiap instruksi memiliki opcode yang yang berbeda-bedaOpcode yang berbeda dalam instruksi akan menghasilkan sinyal kontrol yang berbeda pula Pewaktu unit kontrol mengeluarkan rangkaian pulsa yang periodik

Pulsa waktu ini digunakan untuk mengukur durasi setiap operasi mikro yang dijalankan CPU intinya digunakan untuk sinkronisasi kerja masing-masing bagian

Masalah dalam Merancang Implementasi Hardwired Memiliki kompleksitas dalam pengurutan dan operasi mikronya Sulit didesain dan dilakukan pengetesan Tidak fleksibel Sulit untuk menambahkan instruksi baru

2 Implementasi microprogrammed Implementasi yang paling reliabel saat ini adalah implementasi

microprogrammed Unit kontrol memerlukan sebuah memori untuk menyimpan program kontrolnya

Fungsindashfungsi pengontrolan dilakukan berdasarkan program kontrol yang tersimpan pada unit kontrol Selain itu fungsindashfungsi pengontrolan tidak berdasarkan dekode dari input unit kontrol lagi

Teknik ini dapat menjawab kesulitanndashkesulitan yang ditemui dalam implementasi hardwired

81 Memori amp Piranti Penyimpanan

811 Jenis-Jenis memori

Berdasarkan komponen yang digunakan terbagi atas

1 Vacuum Tubes

Komputer generasi pertama ENIAC tahun 1946 menggunakan komponentabung hampa udara untuk main memory Memori ini relatif berukuran besardan tiap-tiap tabung hampa udara mewakili 1 bit

2 Magnetic Core Storage

Digunakan sekitar tahun 1960 ndash 1970 Terdiri dari ribuan cincin magnetikkecil berukuran 18 mm dengan lubang berdiameter 10 mm Tiap-tiap coredihubungkan dengan kabel kawat membentuk suatu bidang core (core plane)dan ditumpuk membentuk suatu core stackMasing-masing core dapat menyimpan 1 bit bila dimagnetasi dengan suatuarus listrik dari dua arah jurusan yang masing-masing bermuatan frac12 arus

3 Planar Thin-Film Storage

Terbuat dari lempengan tipis keramik atau metal tembus pandang yang berisi

kumpulan besi nikel berbentuk empat persegi panjang kecil dihubungkandengan kabel-kabel

4 Semiconductor Storage

Mulai banyak digunakan sejak tahun 1970-an hingga sekarangTerbuat dariVLSI (Very Large Scale Integration) yaitu meletakkan sejumlah besar circuitke dalam suatu chip Teknologi yang digunakan adalah MOS (Metal OxideSemiconductor) dan bersifat volatileKomputer IBM 704 pada GeneralElectric Computer facility diArizona State University 1956Sebuah mesin vacuum tubedengan magnetic core storageSingle layer thin film dengan Ta2N resistors

5 Josephson Junction

Diciptakan oleh Brian Josephson dari Inggris Merupakan memori yang dapatmelakukan switch dari bit 1 ke bit 0 atau sebaliknya dengan kecepatan yangtinggi yaitu kurang dari sepertriliun detik Menggunakan suatu tempat

tertutup yang berisi helium cair dengan suhu sekitar -200 derajat celcius

6 Charged-Coupled Device (CCD)

Merupakan memori yang terdiri dari ribuan metal bujur sangkar berukurankecil yang masing-masing dapat menyimpan informasi digit binari dalambentuk beban elektronik (electric charge)

812 Hirarki Memori

Sebagian besar komputer memiliki hirarki memori yang terdiri atas tiga level yaitu

1 Physical Register di CPU berada di Level teratas Informasi yang berada

di Register dapat diakses dalam satu Clock cycle CPU

2 Primary Memory (Executable memory ) berada dilevel tengah

Contohnya RAM Primary Memory diukur dengan satu byte dalam satu

waktu secara relatif dapat diakses dengan cepat bersifat volatil (informasi

bisa hilang ketika komputer dimatikan) CPU mengakses memori ini

dengan instruksi single load dan store dalam beberapa clock cycle

3 Secondary Memory berada dilevel bawah Contohnya disk atau tape

Secondary memory diukur sebagai kumpulan dari bytes(block of bytes)

waktu aksesnya lambat bersifat non-volatil (informasi tetap tersimpan

ketika komputer dimatikan) Memori ini diterapkan di storage device jadi

akses meliputi aksi oleh driver dan device

813 Memori Internal

Memori internal o Berada di luar CPU tetapi bersifat internal terhadap sistem komputero Diperlukan oleh CPU untuk proses eksekusi (operasi) program sehingga

dapat diakses secara langsung oleh prosesor (CPU) tanpa modul perantarao Memori internal sering juga disebut sebagai memori primer atau memori

utama o Memori internal biasanya menggunakan media RAM

Random Access Memori (RAM)

Ram adalah suatu memori baca tulis artinya data dapat dibaca dari atau ditulis ke RAM dan dapat dilakukan secara berulang-ulang dengan data yang berbeda-beda Jenis memori ini merupakan jenis volatile (mudah menguap) yaitu data yang tersimpan akan hilang jika catu dayanya dimatikan Karena alasan tersebut maka program utama tidak pernah disimpan di RAM Random artinya data yang disimpan pada RAM dapat diakses secara acak RAM dibagi lagi menjadi dua jenis yaitu jenis statik dan jenis dinamik RAM statik menyimpan satu bit informasi dalam sebuah flip-flop Jenis RAM ini asyncronous dan tidak memerlukan sinyal clock RAM statik biasanya digunakan untuk aplikasi-aplikasi yang tidak memerlukan kapasitas memori RAM yang besar RAM dinamik menyimpan satu bit informasi data sebagai muatan RAM dinamik menggunakan kapasitansi gerbang substrat sebuah transistor MOS sebagai sel memori elementer Untuk menjaga agar data yang tersimpan RAM dinamik tetap utuh data tersebut harus disegarkan kembali dengan cara membaca dan menulis ulang data tersebut kememori RAM dinamik ini digunakan untuk aplikasi ynag memerlukan RAM dengan kapasitas besar misalnya dalam sebuah komputer pribadi (PC)

Read Only Memory (ROM)

Jenis memori ini datanya hanya bisa dibaca dan tidak bisa ditulis secara berulang-ulang Memori ini berjenis non-volatile artinya data yang disimpan tidak mudah menguap (hilang) walaupun catu dayanya dimatikan Karena itu memori ini biasa digunakan untuk menyimpan program utama dari suatu sistem Jenis ROM yang dikenal dipasaran ada lima jenis yaitu

- ROM (Read Only Memory) yang diprogram dalam proses pembuatannya Jenis ini tidak dapat diprogram ulang

- PROM (Programmable ROM) yang diprogram dengan cara memutuskan hubungan sekering internal PROM hanya dapat diprogram satu kali dan tidak dapat diprogram ulang

- EPROM (Erasable PROM) yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat dari piranti Dihapus dengan cara pemberian sinar ultra violet melalui jendela pada bagian atas IC Setelah dihapus dapat diprogram ulang

- EEPROM (Electrically EPROM) sama saja dengan EPROM hanya cara penghapusannya dilakukan secara listrik

- Flash EPROM yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat pada piranti Memori ini dapat diisi ulang

Dari semua jenis memori diatas yang sering digunakan adalah memori jenis EPROM dan

EEPROM karena harganya paling murah dan mudah didapat dipasaran

814 Memori Eksternal

Memori eksternal o Bersifat eksternal terhadap sistem komputer dan tentu saja berada di luar

CPUo Diperlukan untuk menyimpan data atau instruksi secara permaneno Tidak diperlukan di dalam proses eksekusi sehingga tidak dapat diakses secara

langsung oleh prosesor (CPU) Untuk akses memori eksternal ini oleh CPU harus melalui pengontrolmodul IO

o Memori eksternal sering juga disebut sebagai memori sekunder o Memori ini terdiri atas perangkat storage peripheral seperti disk pita

magnetik dll berbagai jenis memory Eksternal

1 Berdasarkan jenis akses data

Berdasarkan jenis aksesnya memori eksternal dikelompokkan menjadi 2 jenis yaitu

a DASD (Direct Access Storage Device) dimana ia mempunyai akses langsung

terhadap data Contoh Magnetik(Floppy disk hard disk) Removable hard

disk(Zip disk Flash disk) Optical Disk

b SASD (Sequential Access Storage Device) Akses data secara tidak langsung

(berurutan) seperti Pita Magnetik

2Berdasarkan Karakteristik Bahan

Berdasarkan karakteristik bahan pembuatanya memori eksternal digolongkan

menjadi beberapa kelompok

a Punched Card atau kartu berlobang

a merupakan kartu kecil berisi lubang-lubang yang menggambarkan berbagai instruksi atau data Kartu ini dibaca melalui puch card reader yang sudah tidak digunakan lagi sejak tahun 1979

b Magnetik Disk Magnetik disk merupakan disk yang terbuat dari bahan yang bersifat magnetik contoh Floppy dan hardsik

c Optical Disk Optical disk terbuat dari bahan optik seperti resin (Polycaronate) dan dilapisi permukaan yang sangat reflektif seperti aluminium contoh CD dan DVD

d Magnetik TapeSedangkan magnetik tape terbuat dari bahan yang bersifat magnetik tetapi berbentuk pita seperti halnya pita kaset tape recorder

91 Bus amp Sistem Bus

Dalam Arsitektur komputer sebuah Bus adalah sebuah subsistem yang mentransfer data

atau listrik antar komponen komputer didalam sebuah komputer atau antar komputer

Bus komputer awal merupakan bus listrik paralel dengan banyak hubungan tetapi istilah

ini sekarang digunakan untuk pengaturan fisik yang menyediakan fungsi logika yang

sama dengan sebuah bus listrik paralel dan dapat dihubungkan dengan kabel dalam

sebuah topologi multidrop atau daisy chain atau dihubungkan dengan switch seperti

dalam kasus bus USB

System bus atau bus System dalam Arsitektur komputer merujuk pada bus yang

digunakan oleh sistem komputer untuk menghubungkan semua komponennya dalam

menjalankan tugas sebuah bus adalah sebutan untuk jalur dimana data dapat mengalir

dalam komputer jalur-jalur ini digunakan untuk komunikasi dan dapat dibuat antara dua

elemen atau lebih Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan

dieksekusi oleh CPU melalui perantara sistem bus

911 Transfer informasi pada bus

Suatu mendukung bermacam-macam transfer data Semua bus mendukung transfer baca

(master slave) dan transfer tulis( slave ke master) Pada semua multiplexed addressdata

bus pertama-tama bus digunakan untuk menspesifikasikan alamat dan kemudian untuk

melakukan transfer data Untuk operasi baca biasanya terdapat waktu tunggu pada saat

data sedang diambil dari slave untuk ditaruh pada bus Baik bagi operasi baca maupun

tulis mungkin juga terdapat delay bila hal itu diperlukan untuk melalui arbitrasi agar

mendapatkan kontrol bus untuk sisa operasi (yaitu mengambil alih bus untuk melakukan

request baca atau tulis kemudian mengambil alih lagi bus untuk membentuk operasi baca

atau tulis

Pada alamat dedicate dan bus-bus alamat ditaruh ada bus alamat dan tetap berada disana

selama data tersimpan pada bus data Bagi operasi tulis master menaruh data pada bus

data begitu alamat telah stabil dan slave telah mempunyai kesempatan untuk mengetahui

alamatnya bagi operasi baca slave menaruh data pada bus dan begitu slae mengetahui

alamatnya dan telah mengembil data

912 Sistem Bus dengan Jalur Data Alamat dan Kontrol

Jalur bus yang digunakan untuk mentransfer data dapat dikelompokkanrnenjadi tiga tipe jalur data alamat dan kontrol

Data bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi data dan instruksi

Address bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi untuk alamat di

main memory untuk data atau instruksi yang akan diambil atau direkam

Control bus yaitu bus yang digunakan untuk mengirimkan signal sebagai

pemberitahuan akan dikirimkan suatu informasi atau telah diterimanya informasi

yang akan dikirimkan dari suatu alat ke alat lainnya

913 Hirarki Bus

Bus merupakan lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih perangkat

computer Karakteristik penting sebuah bus adalah bahwa bus merupakan media

transmisi yang dapat digunakan bersama Sejumlah perangkat yang terhubung ke bus dan

suatu sinyal yang ditransmisikan oleh salah satu perangkat ini data diterimaoleh salah

satu perangkat yang terhubung ke bus

Umumnya sebuah bus terdiri dari sejumlah lintasan komunikasi atau saluran Masing-

masing saluran dapat mentransmisi sinyal yang menunjukan biner 1 dan biner 0

serangkaian digit biner dapat ditransmisi melalui saluran tunggal

914 Bus Data dan Bus Alamat

1 Bus data

Jalur data yang dilalui informasi ke dan dari microprocessor bahan data keterangan

catatan fakta fakta atau bagian dari fakta yang mengandung arti yang dihubungkan

dengan kenyataan simbol-simbol gambar kata-kata angka huruf yang menunjukan ide

objek kondisi dan lainnya

Data itu sendiri merupakan bentuk jamak dari datum yang berarti informasi jelasnya data

itu dapat berupa apa saja dan dapat ditemui dimana saja

2 Bus Alamat

Bus alamat pengalamatan transformasi data bus Pengalamatan bus ini berisi 16 2024

jalur sinyal paralel atau lebih CPU mengirim alamat lokasi memori atau port yang ingin

ditulis atau dibaca di bus ini jumlah lokasi memori yang dapat dialamati ditentukan

jumlah jalur alamat Jika CPU mempunyai N jalur alamat maka dapat mengalamati 2

pangkat N lokasi memori dan atau port secara langsung

101 Unit Input amp Output

Salah satu fitur dasar komputer adalah kemampuannya untuk mempertukarkandata dengan perangkat lain Kemampuan komunikasi ini memungkinkan operatormanusia misalnya untuk menggunakan keyboard dan layer display untuk mengolahteks dan grafik

1011 Dasar Unit Input Output

Unit IO memberi CPU kemampuan untuk berkomunikasi dengan peripheral Merupakan

entity dalam komputer yang bertanggung jawab atas pengontrol sebuah perangkat

eksternal atau lebih dan untuk pertukaran data antara alat-alat tersebut dengan memory

utama dan atau register-register dalam CPU

Alasan- alasan dipertukarkannya unit IO

Adanya aneka ragam peripheral yang memiliki macam-macam metode operasi

Perbedaan kecepatan transfer data antara sistem BUS dengan piranti IO BUS= 20

nano detik sedang IO lebih dari 100 nano detik

Peripheral seringkali menggunakan format data dan panjang word yang berlainan

dengan komputer

Perbedaan besar tegangan dan arus data yang diperlukan untuk transfer informasi

dari dan ke peripheral dengan sistem bus

Tujuan Unit IO

Melakukan kompensasi perbedaan kecepatan dan perwaktuan antara CPU dan

peripheral

Melakukan penyesuaian tegangan dan arus satu aras ke aras lain

Menyesuaikan panjang data antara sistem BUS dan BUS IO

1012 Antarmuka IO

Gambar 122 mengilustrasikan hardware yang diperlukan untukmenghubungkan perangkat IO ke bus Dekoder alamat mengenableperangkattersebut untuk mengenali alamatnya pada saat alamat ini muncul pada jalur alamatRegister data menyimpan data yang ditransfer ked an dari prosessor Register statusberisi informasi yang relevan dengan operasi perangkat IO Register data dan statusdihubungkan dengan bus data dan ditetapkan dengan alamatalamatunik Dekoderalamat register data dan status dan sirkuit control yang diperlukan untukmengkoordinasikan transfer IO membentuk sirkuit antar muka perangkatGambar 122 Antarmuka IO untuk perangkat input

Perangkat IO beroperasi pada kecepatan yang sangat berbeda denganprosessor Pada saat operator manusia memasukkan karakter pada keyboardprosessor mampu mengeksekusi jutaan instruksi antarentrikarakter yang berurutanSuatu instruksi yang membaca karakter dari keyboard sebaiknya hanya dieksekusipada saat karakter tersebut tersedia dalam input buffer antarmuka keyboard Juga kitaharus memastikan bahwa karakter input tersebut hanya dibaca sekali

1013 Transfer data pada IO

Transfer dataFormat transfer

- Paralel semua bit pada karakter (word denganpanjang tertentu) dikirim secara bersamaan dalambatas waktu yang diberikan

- Serial Data dikirim secara berurutan dalam satu saluran

Transfer data secara paralel lebih cepat daripada secaraserial karena saluran transmisinya banyak kelemahannyakalau terlalu panjang akan terjadi interferensi antarsaluran

Mode transfer data

1 Synchronous modeBaris kendali digunakan untuk mengsinkronkan waktupada semua kejadian yang terjadi selama periodewaktu tertentuKelemahanbull Tiap piranti IO berbeda-beda kecepatan operasinyasehingga harus diturunkan pada kecepatan yangpaling rendah

2 Asynchronous mode

Menggunakan teknik jabat tangan (hand shaking) untukmenyakinkan transfer data antara pengirim danpenerima tidak ada kesalahan (data valid)

111 Interupsi

Interupsi merupakan bagian penting dari sistem arsitektur komputer Setiap sistem

komputer memiliki mekanisme yang berbeda Interupsi bisa terjadi apabila perangkat

keras (hardware) atau perangkat lunak minta ldquo dilayanirdquo oleh processor apabila terjadi

interupsi maka processor menghentikan proses yang sedang dikerjakannya kemudian

beralih mengerjakan service rutin untuk melayani intrupsi tersebut Setelah selesai

mengerjakan service rutin maka prosesor kembali melanjutkan proses yang tertunda

1111 Kelas Sinyal Interupsi

Program yaitu Interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi

pada hasil eksekusi program Contioh Aritmatika overflow pembagian nol

operasi ilegal

Timer adalah Interupsi yang dibangkitkan pewaktuan dalam prosesor Sinyal ini

memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsi tertentu secara reguler

I O sinyal Interupsi yang di bangkitkan oleh Modul IO sehubngan pemberitahuan

kondisi Error dan penyelesaian suatu operasi

Hardware Failure adalah Interupsi yang dibangkitkan oleh kegagalan daya atau

kesalahan paritas memori

1112 Proses Interupsi

Dengan adanya mekanisme Interupsi prossesor dapat digunakan untuk

mengeksekusi intsruksi- instruksi lain

Saat suatu modul telah selesai menjalankan tugasnya dan siap menerima tugas

berikutnya maka modul ini akan mengirimkan permintaan interupsi ke prosesor

Kemudian prosesor akan menghentikan eksekusi yang dijalankannya untuk

menghandle routine interupsi

Setelah program interupsi selesai maka processor akan melanjutkan eksekusi

programnya kembali

Saat sinyal Interupsi diterima processor ada dua kemungkinan tindakan yaitu

Interupsi diterima ditangguhkan dan Interupsi ditolak

1113 Interupsi Ditangguhkan

Apa yang dilakukan Processor

Processor menangguhkan eksekusi program yang dijalankan dan menyimpan

konteksnya tindakan ini adalah menyimpan alamat instruksi berikutnya yang akan

dieksekusi dan data lain yang relevan

Processor menyetel program Counter (PC) ke alamat awal routine intterupt handler

1114 Sistem Operasi Kompleks

Interupsi ganda (Multiple interupt)

Misalnya suatu komputer akan menerima permintaan interupsi saat proses

pencetakan dengan printer selesai disamping itu dimungkinkan dari saluran

komunikasi akan mengirimkan permintaan interupsi setiap kali data tiba

Dapat diambil dua buah pendekatan untuk menangani interupsi ganda ini

121 Arsitektur dan Klasifikasi Sistem Komputer

Sebuah sistem operasi atau dalam bahasa asingnya Operating System adalah sebuah

program yang mengatur hardware komputer Sistem operasi juga menyediakan fondasi

untuk aplikasi diatasnya dan bertindak sebagai penghubung antara user dengan

hardwaresetiap sistem operasi memiliki caranya masing-masing untuk menyelesaikan

tugasnya Hal ini menimbulkan aneka ragam sistem operasi yang sangat menakjubkan

Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu 1 Klasifikasi Flynn

Didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data dalam sistem komputer

2 Klasifikasi Feng Didasarkan pada pemrosesan paralel dan serial

3 Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1211 Klasifikasi Fylnn

KLASIFIKASI FLYNN 1048790 Klasifikasi sistem komputer yang didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data diperkenalkan oleh Michael J Flynn 1048790 Alur instruksi (instruction stream) adalah urutan instruksi yang dilaksanakan oleh mesin 1048790 Alur data adalah urutan data yang dipanggil oleh alur instruksi 1048790 Baik instruksi maupun data diambil dari modul memori 1048790 Instruksi didecode (diartikan) oleh Control Unit 1048790 Alur data mengalir dua arah antara prosesor dan memori

Ada 4 kategori sistem komputer dalam klasifikasi Flynn 1 Single Instruction stream ndash Single Data stream (SISD) 2 Single Instruction stream ndash Multiple Data stream (SIMD) 3 Multiple Instruction stream ndash Single Data stream (MISD) 4 Multiple Instruction stream ndash Multiple Data stream (MIMD)

1212 Klasifikasi Feng

KLASIFIKASI FENG 1048790 Tse Yun Feng mengusulkan pembagian klasifikasi arsitektur komputer berdasarkan derajat keparalelan (degree of parallelism) 1048790 Jumlah bit maksimum yang dapat diproses dalam satu satuan waktu oleh sistem komputer disebut derajat keparalelan maksimum P 1048790 Bila Pi adalah jumlah bit yang dapat diproses dalam siklus prosesor ke ndash i (atau periode clock ke ndash i) 1048790 Siklus prosesor T dinyatakan oleh i = 123 T 1048790 Maka derajat keparalelan rata-rataa adalah

Ada 4 tipe Metode Pemrosesan

1048790 Word Serial and Bit Serial (WSBS) 1048790 Word Paralel and Bit Setial (WPBS) 1048790 Word Serial and Bit Paralel (WSBP) 1048790 Word Paralel and Bit Paralel (WPBP)

1213 Klasifikasi Handler

Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1214 Menjelaskan Multi Komputer amp Multi Processor

1048790 Multiprosesor MIMD dengan memori yang dapat digunakan bersama semua prosesornya memiliki akses ke pool memori utama

1048790 Multikomputer MIMD dengan memori terdistribusi setiap prosesornya memiliki memori khusus sendiri

1048790 Motivasi pembuatan organisasi multikomputer adalah untuk mengatasi keterbatasan skala multiprosesor

1048790 Karena prosesor-prosesor multikomputer harus berkomunikasi maka elemen penting perancangan multikomputer adalah jaringan interkoneksi yang harus dapat beroperasi seefisien mungkin

1048790 Ada beberapa topologi interkoneksi untuk memberikan kinerja yang efisien

1048790 Terdapat trade-off antara lintasan terpanjang dan jumlah koneksi fisik yang diperlukan

Selesai

BAB III PENUTUP

31 Kesimpulan

32 Saran

Daftar Pustaka

• Definisi
• • Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu

Ex Huruf A=65 B=66 C=67 dst

313 Contoh soal Permodulasian AM

Sebuah Host mengirim data rdquo IYA rdquo dengan menggunakan permodulasian AM dengan kecepatan 1 Baud= 2 Bps Amplitudo +- 12 Volt +- 9 Volt +- 6 Volt +- 3 Volt Gbrkan bentuk signal Analog untuk menghantarkan huruf rdquoIYArdquo

Jawab 1 Baud = 2 Bps (dengan Melihat Kode ASCI ) 00 = +- 12 Volt 01 = +- 9 Volt10 = +- 6 Volt 11 = +- 3 Volt

I = 01001001Y = 01011001A = 01000001

314 Sistem Bilangan pada computer

1 BitsSetiap angka 0 dan 1 biasa disebut Bit Bit adalah singkatan dari Binary Digit Kata

Binary diambil dari nama Binary Number System (Sistem Bilangan Biner) Tabel 21berikut menunjukkan tentang bit

2 Sistem Bilangan Biner

Sistem bilangan biner disusun dari angkaangkasama seperti sistem bilangan desimal(sistem bilangan 10) yang sering digunakan saat ini Tetapi untuk desimalmenggunakan angka 0 sampai 9 sistem bilangan biner hanya menggunakan angka 0dan 1Berikut adalah tabel contoh sistem bilangan biner

3 Sistem Bilangan Desimal

Sebelum mempelajari tentang bilangan biner ada baiknya mengetahui tentang sistembilangan yang umum dipakai yaitu desimal (bilangan basis 10) Perhatikan table

Contoh

1243 = (1 X 10 3 ) + (2 X 10 2 ) + (4 X 10 1 ) + (3 X 10 0 )= 1000 + 200 + 40 + 3

4 Sistem Bilangan Biner

Untuk bilangan biner (bilangan basis 2) perhatikan tabel

Contoh

101102 = (1 X 2 4 ) + (0 X 2 3 ) + (1 X 2 2 ) + (1 X 2 1 ) + (0 X 2 0 ) = (16 + 0 + 4 + 2 +0) = 2216810 = 101010002

Cara II

168 2 = 84 sisa 084 2 = 42 sisa 042 2 = 21 sisa 021 2 = 10 sisa 110 2 = 5 sisa 05 2 = 2 sisa 12 2 = 1 sisa 01 2 = 0 sisa 1Bit biner terbesar dimulai dari bawah sehingga 16810 = 101010002

5 Sistem Bilangan Heksadesimal

Bilangan heksadesimal biasa disebut bilangan basis 16 artinya ada 16 simbol yangmewakili bilangan ini Tabel 18 berikut menunjukkan konversi bilanganheksadesimal

Untuk konversi bilangan biner ke heksadesimal perhatikan contoh berikut 101101010100100102 = 0001 0110 1010 1001 0010 = 1 6 A 9 2Jadi bil biner 10110101010010010 sama dengan bil heksadesimal 16A92

6 Sistem Bilangan Oktal

Bilangan oktal disebut bilangan basis 8 artinya ada 8 simbol yang mewakili bilanganini Tabel 19 berikut menunjukkan konversi bilangan oktal

Untuk konversi bilangan biner ke oktal perhatikan contoh berikut 101101010100100102 = 010 110 101 010 010 010 = 2 6 5 2 2 2 8

Jadi bil biner 10110101010010010 sama dengan bil oktal 265222Untuk konversi dari oktal ke heksadesimal ubah terlebih dahulu bilangan oktal yangakan dikonversi menjadi biner Hal ini berlaku juga untuk konversi dari heksadesimalke oktal Perhatikan contoh berikut 7258 = 111 010 1012

= 0001 1101 0101 = 1 D 5 16

FE16 = 1111 11102

= 011 111 110 = 3 7 6 8

315 Sandi yang terdapat pada komputer

1 Sandi 8421 BCD (Binary Coded Decimal)

Sandi 8421 BCD adalah sandi yang mengkonversi bilangan desimal langsung kebilangan binernya sehingga jumlah sandi BCD adalah 10 sesuai dengan jumlahsimbol pada desimal Perhatikan tabel 210 berikut

Contoh

19710 sandi BCDnyaadalah 0001 1001 0111

2 Sandi 2421

Sandi 2421 hampir sama dengan sandi 8421 terutama untuk bilangan desimal 0sampai dengan 4 Tetapi sandi berikutnya merupakan pencerminan yang diinversiPerhatikan tabel

Perhatikan sandi desimal 5 Sandi tersebut merupakan cermin dari sandi 4 desimaltetapi logikanya diinversi Begitu pula pada sandi desimal 6 yang merupakan cermindari sandi desimal 3 yang diinversi dstContoh

37810 sandi 2421nyaadalah 0011 1101 1110

316 Boolean atau Logika Biner

Logika memberi batasan yang pasti dari suatu keadaan Sehingga keadaan tersebuttidak dapat berada dalam dua ketentuan sekaligus Karena itu dalam logika dikenalaturanaturansebagai berikut Suatukeadaan tidak dapat benar dan salah sekaligusMasingmasingadalah hanya benar atau salah (salah satu)Suatukeadaan disebut BENAR bila TIDAK SALAHDua keadaan itu dalam aljabar boole ditunjukkan dengan dua konstanta yaitu logikaldquo1rdquo dan logika ldquo0rdquo

Misal Logika ldquo1rdquo Logika ldquo0rdquoBenar SalahHidup MatiSiang MalamContoh diatas dapat dituliskan Tidak Benar atau Benar = SalahTidak Hidup atau Hidup = MatiTidak Siang atau Siang = MalamTanda garis atas dipakai untuk menunjukkan pertentangan atau lawan dari keadaanitu Sehingga tanda garis tersebut merupakan pertentangan logika (Logical Inversion)yang mempunyai fungsi untuk menyatakan ldquoTidakrdquo (Not)Ā = Tidak A atau Ā = NOT AHimpunan adalah kumpulan dari elemen yang setidaknya memiliki sifat yang samadan bisa memiliki kelompok yang terbatas atau tidak terbatas jumlahnya Misalnyahimpunan mahasiswa politeknik Himpunan tersebut tentu saja terdiri dari bermacammacamkelompok Jika dapat diambil tiga kelompok Kelompokyang berasal dari luar jawa JKelompokyang sedang kuliah KKelompokyang mengerjakan laporan akhir LSehingga seseorang setidaknya masuk dalam satu kelompok tersebut bahkan dapatterjadi masuk dalam dua kelompok sekaligus Misalnya mahasiswa luar jawa yangsedang mengerjakan laporan akhir berarti masuk kelompok J dan L (J AND L) JAND L dituliskan juga dengan J LGabungan antara mahasiswa luar jawa dan mahasiswa yang mengerjakan laporanakhir memiliki pengertian mahasiswa luar jawa atau mahasiswa mengerjakanlaporan akhir J atau L (J OR L) J OR L dituliskan juga dengan J + LLogika Biner (gerbang Boolean) adalah rangkaian digital yang menerima satu ataulebih masukan tegangan untuk memperoleh keluaran tertentu sesuai dengan aturanboole yang berlakuJika membicarakan komputer maka perbedaan tegangan yang digunakan sebagaionoff atau nilai biner 10 nilai 1 ekivalen dengan tegangan +5 volt dan nilai 0ekivalen dengan tegangan 0 volt

41 Rangkaian Logika Kombinasional amp Sekuensial

Rangkaian yang termasuk rangkaian logika kombinasional yaitu Dekoder Enkoder Multiplekser Demultiplekser Pada rangkaian-rangkaian itu terlihat bahwa kondisi keluaran hanya dipengaruhi oleh kondisi masukan pada saat itu

Rangkaian Adder Half Adder

Rangkaian Adder Full Adder

Enkoder

Dekoder

DECIMAL TO BCD ENCODER

Encoder yang sudah umum yaitu decimal to BCD encoder Switch dengan

penekan tombol mirip dengan tombol kalkulator dihubungkan dengan tegangan

Vcc Jika tombol 3 ditekan maka gerbang-gerbang OR pada jalur C dan D

akan mempunyai input bernilai 1 Oleh karena itu maka outputnya menjadi

ABCD = 0011

Dan selengkapnya dapat dilihat pada tabel dibawah ini

INPUT OUTPUT0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 10 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 00 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 10 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 00 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 10 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 00 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 10 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1

2 DECODER

Rangkaian dekoder mempunyai sifat yang berkebalikan dengan enkoder yaitu

merubah kode biner menjadi sinyal diskrit Syarat perancangan sebuah dekoder adalah m

lt= 2n dimana m adalah kombinasi keluaran dan n adalah jumlah bit masukan Sehingga

dapat disimplkan bahwa variabel keluaran bebas tapi harus tetap memperhatikan unsur

efisiensi rangkaian Misal dekoder 3 bit memiliki 8 atau kurang kombinasi keluaran tetapi

bisa memiliki jumlah saluran keluaran lebih dari 8 (10 atau 55 atau 100 dan sebagainya)

Contoh rangkaian dekoder adalah rangkaian dekoder dot matrik dan dekoder seven

segmen

Bila semua segmen menyala maka dapat dibaca sebagai angka decimal 8 Angka

decimal 0 dan 3 terlihat pada menyalanya segmen ndash segmen sesuai gambar Untuk

penampilan huruf hanya beberapa huruf saja yang dapat dibaca dari tujuh segmen

Tabel Kebenaran dekoder seven segmen

INPUT OUTPUTA B C D a b c d e f g0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 00 0 0 1 0 1 1 0 0 0 00 0 1 0 1 1 0 1 1 0 10 0 1 1 1 1 1 1 0 0 10 1 0 0 0 1 1 0 0 1 10 1 0 1 1 0 1 1 0 1 10 1 1 0 1 0 1 1 1 1 10 1 1 1 1 1 1 0 0 0 01 0 0 0 1 1 1 1 1 1 11 0 0 1 1 1 1 1 0 1 11 0 1 0 1 1 1 0 1 1 11 0 1 1 0 0 1 1 1 1 11 1 0 0 1 0 0 1 1 1 01 1 0 1 0 1 1 1 1 0 11 1 1 0 1 0 0 1 1 1 11 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1

a = sum (m0m2m3m5m6m7m8m9m10m12m14m15)

b = sum (m0m1m2m3m4m7m8m9m10m13)

c = sum (m0m1m3m4m5m6m7m8m9m10m11m13)

d = sum (m0m2m3m5m6m8m9m11m12m13m14)

e = sum (m0m2m6m8m10m11m12m13m14m15)

f = sum (m0m4m5m6m8m9m10m11m12m14m15)

g = sum (m2m3m4m5m6m8m9m10m11m13m14m15)

42 Rangkaian Logika Sekuensial (Flip-Flop)

1 Flip-Flop R-SFlip-flop R-S adalah rangkaian dasar dari semua jenis flip-flop yang ada Terdapat berbagai

macam rangkaian flip-flop R-S pada percobaan ini flip-flop R-S disusun dari empat buah gerbang NAND 2 masukan Dua masukan flip-flop ini adalah S (set) dan R (reset) serta dua keluarannya adalah Q dan Qrsquo

Kondisi keluaran akan tetap ketika kedua masukan R dan S berlogika 0 Sedangkan pada kondisi masukan R dan S berlogika 1 maka kedua keluaran akan berlogika 1 hal ini sangat dihindari karena bila kondisi masukan diubah menjadi berlogika 0 kondisi kelurannya tidak dapat diprediksi (bisa 1 atau 0) Keadaan ini disebut kondisi terlarang Selanjutnya kondisi terlarang pacu dan tak tentu akan dijelaskan melalui Tabel 31

Gambar 33 Rangkaian Percobaan Flip-Flop R-S

Tabel 32a Kondisi terlarang pacu dan tak tentu karena perubahan clockNo S R Clock Keterangan1 1 1 Aktif (1) Kondisi terlarang2 1 1 Tepi turun (Berubah dari

1 ke 0)Kondisi pacu

3 1 1 Tidak aktif (0) Kondisi tak tentu

Tabel 32b Kondisi terlarang pacu dan tak tentu karena perubahan clock dan masukan yang serempakNo S R Clock Keterangan1 1 1 Aktif (1) Kondisi terlarang2 0 0 Tepi turun Kondisi pacu3 0 0 Tidak aktif (0) Kondisi tak tentu

2 Flip-flop D

Flip-flop D dapat disusun dari flip-flop S-R atau flip-flop J-K yang masukannya saling berkebalikan Hal ini dimungkinkan dengan menambahkan salah satu masukannya dengan inverter agar kedua masukan flip-flop selalu dalam kondisi berlawanan Flip-flop ini dinamakan dengan flip-flop data karena keluarannya selalu sama dengan masukan yang diberikan Saat flip-flop pada keadaan aktif masukan akan diteruskan ke saluran keluaran

2 Flip-flop J-KFlip-flop J-K merupakan penyempurnaan dari flip-flop R-S terutama untuk mengatasi masalah

osilasi yaitu dengan adanya umpan balik serta masalah kondisi terlarang seperti yang telah dijelaskan di atas yaitu pada kondisi masukan J dan K berlogika 1 yang akan membuat kondisi keluaran menjadi berlawanan dengan kondisi keluaran sebelumnya atau dikenal dengan istilah toggle Sementara untuk keluaran berdasarkan kondisi-kondisi masukan yang lain semua sama dengan flip-flop R-S

Gambar 35 Flip-flop J-K

51 Aritmatika Logika Unit

Macam- macam operasi ALU

Adder (Penjumlahan) Half Adder Full Adder Paralel Adder

Pengurangan (Substraktor)

Perkalian (Multiplexer)

Pembagian bila hasilnya 0 amp 1

Adder

Rangkaian ALU (Arithmetic and Logic Unit) yang digunakan untuk menjumlahkanbilangan dinamakan dengan Adder Karena Adder digunakan untuk memprosesoperasi aritmetika maka Adder juga sering disebut rangkaian kombinasionalaritmetika ALU akan dijelaskan lebih detail pada bab 3 Ada 2 jenis Adder

1 Rangkaian Adder yang hanya menjumlahkan dua bit disebut Half Adder2 Rangkaian Adder yang menjumlahkan tiga bit disebut Full Adder3 Rangkaian Adder yang menjumlahkan banyak bit disebut paralel Adder

Half Adder

Rangkaian half adder merupakan dasar penjumlahan bilangan biner yang masingmasinghanya terdiri dari satu bit oleh karena itu dinamakan penjumlah tak lengkap

1 Jika A=0 dan B=0 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 02 Jika A=0 dan B=1 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 13 Jika A=1 dan B=1 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 0 dengan nilai pindahanCy(Carry Out) = 1

Dengan demikian half adder memiliki 2 masukan (A dan B) dan dua keluaran (S dan Cy)

Dari tabel diatas terlihat bahwa nilai logika dari Sum sama dengan nilai logika darigerbang XOR sedangkan nilai logika Cy sama dengan nilai dari gerbang logikaAND Dari tabel tersebut dapat dibuat rangkaian half adder seperti pada gambar

Full Adder

Full adder mengolah penjumlahan untuk 3 bit bilangan atau lebih (bit tidak terbatas)oleh karena itu dinamakan rangkaian penjumlah lengkap Perhatikan tabel kebenarandari Full adder berikut

Parallel Adder

Parallel Adder adalah rangkaian Full Adder yang disusun secara parallel danberfungsi untuk menjumlah bilangan biner berapapun bitnya tergantung jumlah FullAdder yang diparallelkan Gambar berikut menunjukkan Parallel Adder yang terdiridari 4 buah Full Adder yang tersusun parallel sehingga membentuk sebuah penjumlah 4 bit

Penjumlahan

Komputer hanya dapat melakukan proses aritmetika menggunakan bilangan binerSemua sistem bilangan harus diubah terlebih dahulu ke biner agar dapat diprosesProses yang biasa dilakukan oleh komputer untuk menjumlahkan sistem bilangandesimal biasanya adalah menyandikan ke 8421BCD terlebih dahulu sebelumdijumlahkan Sebelum mempelajari tentang penjumlahan pada 8421BCD ada baiknyamengetahui cara menjumlahkan bilangan biner

Penjumlahan Biner

Ada 4 kondisi yang terjadi pada penjumlahan biner yaitu apabila 0 + 0 0 + 1 1 + 0dan 1 + 1 Jika yang terjadi adalah 1 + 1 kita tidak dapat menyatakan hasil jumlahdalam satu digit Tetapi kita harus melakukan penyimpanan (Carry Out) kedalamkolom yang lebih tinggi Ini berlaku untuk seluruh sistem bilangan Sebagai contohpada bilangan desimal 2 + 5 = 7 dengan carry out = 0 9 + 9 = 8 dengan carry out = 1Contoh

Penjumlahan 8421BCD

Sandi 8421BCD hanya menggunakan bilangan biner untuk 0 sampai 9 karena yangdisandikan hanya 1 digit angka desimal Dalam penjumlahan yang perlu diperhatikanadalah jika hasilnya lebih dari 9 sehingga akan dihasilkan auxillary carry (Carry daribilangan keempat LSB) maupun carry dari MSBBerikut adalah aturan penjumlahan sandi 8421BCDJikajumlah biner dan jumlah BCD sama yaitu AC (Auxillary Carry) = 0 dan Carry= 0 maka tidak diperlukan aturan tambahan

Jikajumlah biner tidak sama dengan jumlah desimal maka memerlukan pengaturantambahan Jika Auxillary Carry (AC) = 0 atau AC = 1 dan Carry (Cy) = 0 dimana hasilpenjumlahan binernya lebih dari 9 desimal maka perlu ditambahkan 6 pada niblerendah tersebut dan tambahkan 1 pada nible yang lebih tinggi

Pengurangan

Pengurangan pada dasarnya merupakan penjumlahan yaitu penjumlahan denganbilangan negatif

500 ndash 255 = 245 (Pengurangan)500 + ()255 = 245 (Penjumlahan)Komputer hanya bekerja pada bilangan ldquo0rdquo dan ldquo1rdquo dan tidak mengenal bilangannegatif Untuk menunjukkan bilangan negatif komputer menggunakan tanda modulus(Modulus Sign) Pada penjumlahan desimal tanda modulus yang digunakan adalahldquo0rdquo untuk bilangan positif dan ldquo9rdquo untuk bilangan negatif Untuk bilangan negatifpada operasi penjumlahannya harus dikomplemen Komplemen yang digunakan padabilangan desimal adalah komplemen10dan komplemen9

Perkalian

Perkalian antara bilangan biner adalah perkalian yang paling mudah diantara sistembilangan lainnya

Pada Teknik Komputer perkalian dilakukan menggunakan register geser kanan (ShiftRight Register) Perhatikan contoh berikut

Register A untuk menyimpan data yang akan dikalikan (Multiplicand)Register B untuk menyimpan data pengali (Multiplier)Register P untuk menyimpan hasil perkalian

Pembagian

Kebalikan dari perkalian pembagian (Division) adalah suatu bentuk dari penguranganyang dilakukan berulangulangDan proses ini juga dapat dilakukan pada rangkaianlogika dengan cara pengurangan dan penggeseran ke kiri (menggunakan shiftleftregister) Berikut adalah aturan dari pembagianKurangkan bilangan pembagi (Divisor) dari MSB bilangan yang akan dibagi(Dividend) lihat hasil pengurangan

Bila hasilnya 1 atau positif Berarti hasil pembagian (Product) adalah 1 Setelah itu hasil pengurangan digeserkekiri satu bit dan dimulai lagi pengurangan oleh bilangan pembagi (Divisor)

Bila hasilnya 0 atau negatif Berarti hasil pembagian (Product) adalah 0 Dalam hal ini sebelum digeser ke kiriharus ditambah dulu dengan bilangan pembagi (Divisor) Setelah digeser ke kiri satubit dimulai lagi proses pengurangan oleh bilangan pembagi Pengurangan olehbilangan pembagi dilakukan dengan penjumlahan komplemen2Bila dalam

penjumlahan tersebut terdapat pindahan (Carry) maka carry tersebut diabaikanPerhatikan contoh berikut 1010 410 = 10102 1004

Karena ada hasil pengurangan yang negatif maka digit yang dihasilkansetelah itu adalah digit pecahan sehingga hasil yang benar 1012 atau 2510

61 Floating Point

71 Control Unit

CONTROL UNIT (CU)

711 Model Control Unit

Unit kontrol atau yang sering dikenal dengan control unit akan menyimpan perintah sekarang yang dilakukan oleh komputer memerintahkan ALU untuk melaksanaan dan mendapat kembali informasi (dari memori) yang diperlukan untuk melaksanakan perintah itu dan memindahkan kembali hasil ke lokasi memori yang sesuai Sekali yang terjadi unit kontrol pergi ke perintah berikutnya (biasanya ditempatkan di slot berikutnya kecuali kalau perintah itu adalah perintah lompatan yang memberitahukan kepada komputer bahwa perintah berikutnya ditempatkan di lokasi lain)

Bagian CPU yang menyebabkan fungsi komputer tercapai ini mengeluarkan sinyal-sinyal kontrol yang bersifat internal bagi CPU untuk memindahkan data antar Register agar ALU melakukan fungsinya untuk mengatur operasi-operasi internal lainnya Register yang merupakan bagian dari unit kontrol adalah tempat penyimpan data sementara dalam CPU selama proses eksekusi Apabila terjadi proses eksekusi data dalam register dikirim ke ALU untuk diproses hasil eksekusi nantinya diletakkan ke register kembali Unit kontrol akan menghasilkan sinyal yang akan mengontrol operasi ALU dan pemindahan data ke dan dari ALU Unit kontrol juga mengeluarkan sinyal kontrol eksternal bagi pertukaran data memori dan modul-modul IO

Model dari unit kontrol

712 Macam-macam unit kontrol

Macam-macam Unit Kontrol1 Unit Kontrol Single-Cycle

Proses di unit kontrol ini hanya terjadi dalam satu clock cycle artinya setiap instruksi (fetch decode execute) ada pada satu cycle maka dari itu tidak memerlukan state Dengan demikian fungsi boolean masing-masing control line hanya merupakan fungsi dari opcode saja Clock cycle harus mempunyai panjang yang sama untuk setiap jenis instruksi

Ada dua bagian pada unit kontrol ini yaitu proses men-decode opcode untuk mengelompokkannya menjadi 4 macam instruksi (yaitu di gerbang AND) dan pemberian sinyal kontrol berdasarkan jenis instruksinya (yaitu gerbang OR) Keempat jenis instruksi adalah ldquoR-formatrdquo (berhubungan dengan register) ldquolwrdquo (membaca memori) ldquoswrdquo (menulis ke memori) dan ldquobeqrdquo (branching)

Sinyal kontrol yang dihasilkan bergantung pada jenis instruksinya Misalnya jika melibatkan memori rdquoR-formatrdquo atau rdquolwrdquo maka akan sinyal rdquoRegwriterdquo akan aktif Hal lain jika melibatkan memori ldquolwrdquo atau ldquoswrdquo maka akan diberi sinyal kontrol ke ALU yaitu ldquoALUSrcrdquo

Desain single-cycle ini lebih dapat bekerja dengan baik dan benar tetapi cycle ini tidak efisien

2 Unit Kontrol Multi-CycleGambar disamping menunjukkan diagram blok dari unit kontrol multi-cycle

Berbeda dengan unit kontrol yang single-cycle unit kontrol yang multi-cycle lebih memiliki banyak fungsi

Dengan memperhatikan state dan opcode fungsi boolean dari masing-masing control line output dapat ditentukan Masing-masingnya akan menjadi fungsi dari 10 buah input logic Jadi akan terdapat banyak fungsi boolean dan masing-masingnya tidak sederhana

Pada cycle ini sinyal kontrol tidak lagi ditentukan dengan melihat pada bit-bit instruksinya Bit-bit opcode memberitahukan operasi apa yang selanjutnya akan di-execute CPU bukan instruksi cycle selanjutnya

713 Fungsi unit kontrol

Fungsi Unit Kontrol1 Pengurutan (sequencing) unit kontrol bertugas mengontrol sejumlah operasi

mikro dalam urutan yang benar

2 Eksekusi (execution) unit kontrol menyebabkan setiap operasi mikro dilakukan

state register overhead

Cycle 1Cycle 2

Cycle 3Cycle 4

Cycle 5

Fetch

Decode

Exec

Mem

WB

lw

Single cycle Implementation

Multiple Cycle Implementation

714 Input Unit Kontrol

Input Unit Kontrol

Unit kontrol mempunyai beberapa input diantaranya1 Clock berfungsi untuk sinkronisasi operasi antar komponen 2 Flag flag-flag ini diperlukan unit kontrol untuk mengetahui status CPU Flag

diset ALU sebagai hasil dari suatu operasi misalnya overflow flag diset 1 bila hasil komputasi melampaui panjang register tempat flag disimpan

3 Instruction register menggunakan opcode untuk menentukan operasi mikro yang akan dilakukan selama siklus eksekusi

4 Sinyal kontrol dari rdquobus controlrdquo memberi jalur ke unit kontrol untuk sinyal-sinyal tertentu seperti sinyal interrupt dan sinyal acknowledgment

715 Output Unit Kontrol

Sinyal kontrol di dalam CPU (control signals within CPU) output unit kontrol terdiri dari dua macam sinyal yaitu

1 sinyal-sinyal yang menyebabkan perpindahan data antar register 2 sinyal-sinyal yang dapat mengaktifkan fungsi ALU yang spesifik

Sinyal kontrol ke rdquobus controlrdquo juga terdiri atas 2 sinyal yaitu1 sinyal kontrol ke memori 2 sinyal kontrol ke modul-modul IO

716 Implementasi Unit Kontrol

1 Implementasi hardwired Unit kontrol merupakan rangkaian kombinatorial Sinyal-sinyal logika

inputnya akan didekodekan menjadi sinyal-sinyal logika output yang merupakan sinyal-sinyal kontrol ke sistem komputer Sinyal-sinyal input tersebut seperti clock flag register instruction dan sinyal kontrol merupakan input bagi unit kontrol untuk mengetahui status komputer Sinyal keluaran yang dihasilkan akan mengendalikan sistem kerja komputer

N buah input biner akan menghasilkan 2N output biner Setiap instruksi memiliki opcode yang yang berbeda-bedaOpcode yang berbeda dalam instruksi akan menghasilkan sinyal kontrol yang berbeda pula Pewaktu unit kontrol mengeluarkan rangkaian pulsa yang periodik

Pulsa waktu ini digunakan untuk mengukur durasi setiap operasi mikro yang dijalankan CPU intinya digunakan untuk sinkronisasi kerja masing-masing bagian

Masalah dalam Merancang Implementasi Hardwired Memiliki kompleksitas dalam pengurutan dan operasi mikronya Sulit didesain dan dilakukan pengetesan Tidak fleksibel Sulit untuk menambahkan instruksi baru

2 Implementasi microprogrammed Implementasi yang paling reliabel saat ini adalah implementasi

microprogrammed Unit kontrol memerlukan sebuah memori untuk menyimpan program kontrolnya

Fungsindashfungsi pengontrolan dilakukan berdasarkan program kontrol yang tersimpan pada unit kontrol Selain itu fungsindashfungsi pengontrolan tidak berdasarkan dekode dari input unit kontrol lagi

Teknik ini dapat menjawab kesulitanndashkesulitan yang ditemui dalam implementasi hardwired

81 Memori amp Piranti Penyimpanan

811 Jenis-Jenis memori

Berdasarkan komponen yang digunakan terbagi atas

1 Vacuum Tubes

Komputer generasi pertama ENIAC tahun 1946 menggunakan komponentabung hampa udara untuk main memory Memori ini relatif berukuran besardan tiap-tiap tabung hampa udara mewakili 1 bit

2 Magnetic Core Storage

Digunakan sekitar tahun 1960 ndash 1970 Terdiri dari ribuan cincin magnetikkecil berukuran 18 mm dengan lubang berdiameter 10 mm Tiap-tiap coredihubungkan dengan kabel kawat membentuk suatu bidang core (core plane)dan ditumpuk membentuk suatu core stackMasing-masing core dapat menyimpan 1 bit bila dimagnetasi dengan suatuarus listrik dari dua arah jurusan yang masing-masing bermuatan frac12 arus

3 Planar Thin-Film Storage

Terbuat dari lempengan tipis keramik atau metal tembus pandang yang berisi

kumpulan besi nikel berbentuk empat persegi panjang kecil dihubungkandengan kabel-kabel

4 Semiconductor Storage

Mulai banyak digunakan sejak tahun 1970-an hingga sekarangTerbuat dariVLSI (Very Large Scale Integration) yaitu meletakkan sejumlah besar circuitke dalam suatu chip Teknologi yang digunakan adalah MOS (Metal OxideSemiconductor) dan bersifat volatileKomputer IBM 704 pada GeneralElectric Computer facility diArizona State University 1956Sebuah mesin vacuum tubedengan magnetic core storageSingle layer thin film dengan Ta2N resistors

5 Josephson Junction

Diciptakan oleh Brian Josephson dari Inggris Merupakan memori yang dapatmelakukan switch dari bit 1 ke bit 0 atau sebaliknya dengan kecepatan yangtinggi yaitu kurang dari sepertriliun detik Menggunakan suatu tempat

tertutup yang berisi helium cair dengan suhu sekitar -200 derajat celcius

6 Charged-Coupled Device (CCD)

Merupakan memori yang terdiri dari ribuan metal bujur sangkar berukurankecil yang masing-masing dapat menyimpan informasi digit binari dalambentuk beban elektronik (electric charge)

812 Hirarki Memori

Sebagian besar komputer memiliki hirarki memori yang terdiri atas tiga level yaitu

1 Physical Register di CPU berada di Level teratas Informasi yang berada

di Register dapat diakses dalam satu Clock cycle CPU

2 Primary Memory (Executable memory ) berada dilevel tengah

Contohnya RAM Primary Memory diukur dengan satu byte dalam satu

waktu secara relatif dapat diakses dengan cepat bersifat volatil (informasi

bisa hilang ketika komputer dimatikan) CPU mengakses memori ini

dengan instruksi single load dan store dalam beberapa clock cycle

3 Secondary Memory berada dilevel bawah Contohnya disk atau tape

Secondary memory diukur sebagai kumpulan dari bytes(block of bytes)

waktu aksesnya lambat bersifat non-volatil (informasi tetap tersimpan

ketika komputer dimatikan) Memori ini diterapkan di storage device jadi

akses meliputi aksi oleh driver dan device

813 Memori Internal

Memori internal o Berada di luar CPU tetapi bersifat internal terhadap sistem komputero Diperlukan oleh CPU untuk proses eksekusi (operasi) program sehingga

dapat diakses secara langsung oleh prosesor (CPU) tanpa modul perantarao Memori internal sering juga disebut sebagai memori primer atau memori

utama o Memori internal biasanya menggunakan media RAM

Random Access Memori (RAM)

Ram adalah suatu memori baca tulis artinya data dapat dibaca dari atau ditulis ke RAM dan dapat dilakukan secara berulang-ulang dengan data yang berbeda-beda Jenis memori ini merupakan jenis volatile (mudah menguap) yaitu data yang tersimpan akan hilang jika catu dayanya dimatikan Karena alasan tersebut maka program utama tidak pernah disimpan di RAM Random artinya data yang disimpan pada RAM dapat diakses secara acak RAM dibagi lagi menjadi dua jenis yaitu jenis statik dan jenis dinamik RAM statik menyimpan satu bit informasi dalam sebuah flip-flop Jenis RAM ini asyncronous dan tidak memerlukan sinyal clock RAM statik biasanya digunakan untuk aplikasi-aplikasi yang tidak memerlukan kapasitas memori RAM yang besar RAM dinamik menyimpan satu bit informasi data sebagai muatan RAM dinamik menggunakan kapasitansi gerbang substrat sebuah transistor MOS sebagai sel memori elementer Untuk menjaga agar data yang tersimpan RAM dinamik tetap utuh data tersebut harus disegarkan kembali dengan cara membaca dan menulis ulang data tersebut kememori RAM dinamik ini digunakan untuk aplikasi ynag memerlukan RAM dengan kapasitas besar misalnya dalam sebuah komputer pribadi (PC)

Read Only Memory (ROM)

Jenis memori ini datanya hanya bisa dibaca dan tidak bisa ditulis secara berulang-ulang Memori ini berjenis non-volatile artinya data yang disimpan tidak mudah menguap (hilang) walaupun catu dayanya dimatikan Karena itu memori ini biasa digunakan untuk menyimpan program utama dari suatu sistem Jenis ROM yang dikenal dipasaran ada lima jenis yaitu

- ROM (Read Only Memory) yang diprogram dalam proses pembuatannya Jenis ini tidak dapat diprogram ulang

- PROM (Programmable ROM) yang diprogram dengan cara memutuskan hubungan sekering internal PROM hanya dapat diprogram satu kali dan tidak dapat diprogram ulang

- EPROM (Erasable PROM) yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat dari piranti Dihapus dengan cara pemberian sinar ultra violet melalui jendela pada bagian atas IC Setelah dihapus dapat diprogram ulang

- EEPROM (Electrically EPROM) sama saja dengan EPROM hanya cara penghapusannya dilakukan secara listrik

- Flash EPROM yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat pada piranti Memori ini dapat diisi ulang

Dari semua jenis memori diatas yang sering digunakan adalah memori jenis EPROM dan

EEPROM karena harganya paling murah dan mudah didapat dipasaran

814 Memori Eksternal

Memori eksternal o Bersifat eksternal terhadap sistem komputer dan tentu saja berada di luar

CPUo Diperlukan untuk menyimpan data atau instruksi secara permaneno Tidak diperlukan di dalam proses eksekusi sehingga tidak dapat diakses secara

langsung oleh prosesor (CPU) Untuk akses memori eksternal ini oleh CPU harus melalui pengontrolmodul IO

o Memori eksternal sering juga disebut sebagai memori sekunder o Memori ini terdiri atas perangkat storage peripheral seperti disk pita

magnetik dll berbagai jenis memory Eksternal

1 Berdasarkan jenis akses data

Berdasarkan jenis aksesnya memori eksternal dikelompokkan menjadi 2 jenis yaitu

a DASD (Direct Access Storage Device) dimana ia mempunyai akses langsung

terhadap data Contoh Magnetik(Floppy disk hard disk) Removable hard

disk(Zip disk Flash disk) Optical Disk

b SASD (Sequential Access Storage Device) Akses data secara tidak langsung

(berurutan) seperti Pita Magnetik

2Berdasarkan Karakteristik Bahan

Berdasarkan karakteristik bahan pembuatanya memori eksternal digolongkan

menjadi beberapa kelompok

a Punched Card atau kartu berlobang

a merupakan kartu kecil berisi lubang-lubang yang menggambarkan berbagai instruksi atau data Kartu ini dibaca melalui puch card reader yang sudah tidak digunakan lagi sejak tahun 1979

b Magnetik Disk Magnetik disk merupakan disk yang terbuat dari bahan yang bersifat magnetik contoh Floppy dan hardsik

c Optical Disk Optical disk terbuat dari bahan optik seperti resin (Polycaronate) dan dilapisi permukaan yang sangat reflektif seperti aluminium contoh CD dan DVD

d Magnetik TapeSedangkan magnetik tape terbuat dari bahan yang bersifat magnetik tetapi berbentuk pita seperti halnya pita kaset tape recorder

91 Bus amp Sistem Bus

Dalam Arsitektur komputer sebuah Bus adalah sebuah subsistem yang mentransfer data

atau listrik antar komponen komputer didalam sebuah komputer atau antar komputer

Bus komputer awal merupakan bus listrik paralel dengan banyak hubungan tetapi istilah

ini sekarang digunakan untuk pengaturan fisik yang menyediakan fungsi logika yang

sama dengan sebuah bus listrik paralel dan dapat dihubungkan dengan kabel dalam

sebuah topologi multidrop atau daisy chain atau dihubungkan dengan switch seperti

dalam kasus bus USB

System bus atau bus System dalam Arsitektur komputer merujuk pada bus yang

digunakan oleh sistem komputer untuk menghubungkan semua komponennya dalam

menjalankan tugas sebuah bus adalah sebutan untuk jalur dimana data dapat mengalir

dalam komputer jalur-jalur ini digunakan untuk komunikasi dan dapat dibuat antara dua

elemen atau lebih Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan

dieksekusi oleh CPU melalui perantara sistem bus

911 Transfer informasi pada bus

Suatu mendukung bermacam-macam transfer data Semua bus mendukung transfer baca

(master slave) dan transfer tulis( slave ke master) Pada semua multiplexed addressdata

bus pertama-tama bus digunakan untuk menspesifikasikan alamat dan kemudian untuk

melakukan transfer data Untuk operasi baca biasanya terdapat waktu tunggu pada saat

data sedang diambil dari slave untuk ditaruh pada bus Baik bagi operasi baca maupun

tulis mungkin juga terdapat delay bila hal itu diperlukan untuk melalui arbitrasi agar

mendapatkan kontrol bus untuk sisa operasi (yaitu mengambil alih bus untuk melakukan

request baca atau tulis kemudian mengambil alih lagi bus untuk membentuk operasi baca

atau tulis

Pada alamat dedicate dan bus-bus alamat ditaruh ada bus alamat dan tetap berada disana

selama data tersimpan pada bus data Bagi operasi tulis master menaruh data pada bus

data begitu alamat telah stabil dan slave telah mempunyai kesempatan untuk mengetahui

alamatnya bagi operasi baca slave menaruh data pada bus dan begitu slae mengetahui

alamatnya dan telah mengembil data

912 Sistem Bus dengan Jalur Data Alamat dan Kontrol

Jalur bus yang digunakan untuk mentransfer data dapat dikelompokkanrnenjadi tiga tipe jalur data alamat dan kontrol

Data bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi data dan instruksi

Address bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi untuk alamat di

main memory untuk data atau instruksi yang akan diambil atau direkam

Control bus yaitu bus yang digunakan untuk mengirimkan signal sebagai

pemberitahuan akan dikirimkan suatu informasi atau telah diterimanya informasi

yang akan dikirimkan dari suatu alat ke alat lainnya

913 Hirarki Bus

Bus merupakan lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih perangkat

computer Karakteristik penting sebuah bus adalah bahwa bus merupakan media

transmisi yang dapat digunakan bersama Sejumlah perangkat yang terhubung ke bus dan

suatu sinyal yang ditransmisikan oleh salah satu perangkat ini data diterimaoleh salah

satu perangkat yang terhubung ke bus

Umumnya sebuah bus terdiri dari sejumlah lintasan komunikasi atau saluran Masing-

masing saluran dapat mentransmisi sinyal yang menunjukan biner 1 dan biner 0

serangkaian digit biner dapat ditransmisi melalui saluran tunggal

914 Bus Data dan Bus Alamat

1 Bus data

Jalur data yang dilalui informasi ke dan dari microprocessor bahan data keterangan

catatan fakta fakta atau bagian dari fakta yang mengandung arti yang dihubungkan

dengan kenyataan simbol-simbol gambar kata-kata angka huruf yang menunjukan ide

objek kondisi dan lainnya

Data itu sendiri merupakan bentuk jamak dari datum yang berarti informasi jelasnya data

itu dapat berupa apa saja dan dapat ditemui dimana saja

2 Bus Alamat

Bus alamat pengalamatan transformasi data bus Pengalamatan bus ini berisi 16 2024

jalur sinyal paralel atau lebih CPU mengirim alamat lokasi memori atau port yang ingin

ditulis atau dibaca di bus ini jumlah lokasi memori yang dapat dialamati ditentukan

jumlah jalur alamat Jika CPU mempunyai N jalur alamat maka dapat mengalamati 2

pangkat N lokasi memori dan atau port secara langsung

101 Unit Input amp Output

Salah satu fitur dasar komputer adalah kemampuannya untuk mempertukarkandata dengan perangkat lain Kemampuan komunikasi ini memungkinkan operatormanusia misalnya untuk menggunakan keyboard dan layer display untuk mengolahteks dan grafik

1011 Dasar Unit Input Output

Unit IO memberi CPU kemampuan untuk berkomunikasi dengan peripheral Merupakan

entity dalam komputer yang bertanggung jawab atas pengontrol sebuah perangkat

eksternal atau lebih dan untuk pertukaran data antara alat-alat tersebut dengan memory

utama dan atau register-register dalam CPU

Alasan- alasan dipertukarkannya unit IO

Adanya aneka ragam peripheral yang memiliki macam-macam metode operasi

Perbedaan kecepatan transfer data antara sistem BUS dengan piranti IO BUS= 20

nano detik sedang IO lebih dari 100 nano detik

Peripheral seringkali menggunakan format data dan panjang word yang berlainan

dengan komputer

Perbedaan besar tegangan dan arus data yang diperlukan untuk transfer informasi

dari dan ke peripheral dengan sistem bus

Tujuan Unit IO

Melakukan kompensasi perbedaan kecepatan dan perwaktuan antara CPU dan

peripheral

Melakukan penyesuaian tegangan dan arus satu aras ke aras lain

Menyesuaikan panjang data antara sistem BUS dan BUS IO

1012 Antarmuka IO

Gambar 122 mengilustrasikan hardware yang diperlukan untukmenghubungkan perangkat IO ke bus Dekoder alamat mengenableperangkattersebut untuk mengenali alamatnya pada saat alamat ini muncul pada jalur alamatRegister data menyimpan data yang ditransfer ked an dari prosessor Register statusberisi informasi yang relevan dengan operasi perangkat IO Register data dan statusdihubungkan dengan bus data dan ditetapkan dengan alamatalamatunik Dekoderalamat register data dan status dan sirkuit control yang diperlukan untukmengkoordinasikan transfer IO membentuk sirkuit antar muka perangkatGambar 122 Antarmuka IO untuk perangkat input

Perangkat IO beroperasi pada kecepatan yang sangat berbeda denganprosessor Pada saat operator manusia memasukkan karakter pada keyboardprosessor mampu mengeksekusi jutaan instruksi antarentrikarakter yang berurutanSuatu instruksi yang membaca karakter dari keyboard sebaiknya hanya dieksekusipada saat karakter tersebut tersedia dalam input buffer antarmuka keyboard Juga kitaharus memastikan bahwa karakter input tersebut hanya dibaca sekali

1013 Transfer data pada IO

Transfer dataFormat transfer

- Paralel semua bit pada karakter (word denganpanjang tertentu) dikirim secara bersamaan dalambatas waktu yang diberikan

- Serial Data dikirim secara berurutan dalam satu saluran

Transfer data secara paralel lebih cepat daripada secaraserial karena saluran transmisinya banyak kelemahannyakalau terlalu panjang akan terjadi interferensi antarsaluran

Mode transfer data

1 Synchronous modeBaris kendali digunakan untuk mengsinkronkan waktupada semua kejadian yang terjadi selama periodewaktu tertentuKelemahanbull Tiap piranti IO berbeda-beda kecepatan operasinyasehingga harus diturunkan pada kecepatan yangpaling rendah

2 Asynchronous mode

Menggunakan teknik jabat tangan (hand shaking) untukmenyakinkan transfer data antara pengirim danpenerima tidak ada kesalahan (data valid)

111 Interupsi

Interupsi merupakan bagian penting dari sistem arsitektur komputer Setiap sistem

komputer memiliki mekanisme yang berbeda Interupsi bisa terjadi apabila perangkat

keras (hardware) atau perangkat lunak minta ldquo dilayanirdquo oleh processor apabila terjadi

interupsi maka processor menghentikan proses yang sedang dikerjakannya kemudian

beralih mengerjakan service rutin untuk melayani intrupsi tersebut Setelah selesai

mengerjakan service rutin maka prosesor kembali melanjutkan proses yang tertunda

1111 Kelas Sinyal Interupsi

Program yaitu Interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi

pada hasil eksekusi program Contioh Aritmatika overflow pembagian nol

operasi ilegal

Timer adalah Interupsi yang dibangkitkan pewaktuan dalam prosesor Sinyal ini

memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsi tertentu secara reguler

I O sinyal Interupsi yang di bangkitkan oleh Modul IO sehubngan pemberitahuan

kondisi Error dan penyelesaian suatu operasi

Hardware Failure adalah Interupsi yang dibangkitkan oleh kegagalan daya atau

kesalahan paritas memori

1112 Proses Interupsi

Dengan adanya mekanisme Interupsi prossesor dapat digunakan untuk

mengeksekusi intsruksi- instruksi lain

Saat suatu modul telah selesai menjalankan tugasnya dan siap menerima tugas

berikutnya maka modul ini akan mengirimkan permintaan interupsi ke prosesor

Kemudian prosesor akan menghentikan eksekusi yang dijalankannya untuk

menghandle routine interupsi

Setelah program interupsi selesai maka processor akan melanjutkan eksekusi

programnya kembali

Saat sinyal Interupsi diterima processor ada dua kemungkinan tindakan yaitu

Interupsi diterima ditangguhkan dan Interupsi ditolak

1113 Interupsi Ditangguhkan

Apa yang dilakukan Processor

Processor menangguhkan eksekusi program yang dijalankan dan menyimpan

konteksnya tindakan ini adalah menyimpan alamat instruksi berikutnya yang akan

dieksekusi dan data lain yang relevan

Processor menyetel program Counter (PC) ke alamat awal routine intterupt handler

1114 Sistem Operasi Kompleks

Interupsi ganda (Multiple interupt)

Misalnya suatu komputer akan menerima permintaan interupsi saat proses

pencetakan dengan printer selesai disamping itu dimungkinkan dari saluran

komunikasi akan mengirimkan permintaan interupsi setiap kali data tiba

Dapat diambil dua buah pendekatan untuk menangani interupsi ganda ini

121 Arsitektur dan Klasifikasi Sistem Komputer

Sebuah sistem operasi atau dalam bahasa asingnya Operating System adalah sebuah

program yang mengatur hardware komputer Sistem operasi juga menyediakan fondasi

untuk aplikasi diatasnya dan bertindak sebagai penghubung antara user dengan

hardwaresetiap sistem operasi memiliki caranya masing-masing untuk menyelesaikan

tugasnya Hal ini menimbulkan aneka ragam sistem operasi yang sangat menakjubkan

Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu 1 Klasifikasi Flynn

Didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data dalam sistem komputer

2 Klasifikasi Feng Didasarkan pada pemrosesan paralel dan serial

3 Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1211 Klasifikasi Fylnn

KLASIFIKASI FLYNN 1048790 Klasifikasi sistem komputer yang didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data diperkenalkan oleh Michael J Flynn 1048790 Alur instruksi (instruction stream) adalah urutan instruksi yang dilaksanakan oleh mesin 1048790 Alur data adalah urutan data yang dipanggil oleh alur instruksi 1048790 Baik instruksi maupun data diambil dari modul memori 1048790 Instruksi didecode (diartikan) oleh Control Unit 1048790 Alur data mengalir dua arah antara prosesor dan memori

Ada 4 kategori sistem komputer dalam klasifikasi Flynn 1 Single Instruction stream ndash Single Data stream (SISD) 2 Single Instruction stream ndash Multiple Data stream (SIMD) 3 Multiple Instruction stream ndash Single Data stream (MISD) 4 Multiple Instruction stream ndash Multiple Data stream (MIMD)

1212 Klasifikasi Feng

KLASIFIKASI FENG 1048790 Tse Yun Feng mengusulkan pembagian klasifikasi arsitektur komputer berdasarkan derajat keparalelan (degree of parallelism) 1048790 Jumlah bit maksimum yang dapat diproses dalam satu satuan waktu oleh sistem komputer disebut derajat keparalelan maksimum P 1048790 Bila Pi adalah jumlah bit yang dapat diproses dalam siklus prosesor ke ndash i (atau periode clock ke ndash i) 1048790 Siklus prosesor T dinyatakan oleh i = 123 T 1048790 Maka derajat keparalelan rata-rataa adalah

Ada 4 tipe Metode Pemrosesan

1048790 Word Serial and Bit Serial (WSBS) 1048790 Word Paralel and Bit Setial (WPBS) 1048790 Word Serial and Bit Paralel (WSBP) 1048790 Word Paralel and Bit Paralel (WPBP)

1213 Klasifikasi Handler

Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1214 Menjelaskan Multi Komputer amp Multi Processor

1048790 Multiprosesor MIMD dengan memori yang dapat digunakan bersama semua prosesornya memiliki akses ke pool memori utama

1048790 Multikomputer MIMD dengan memori terdistribusi setiap prosesornya memiliki memori khusus sendiri

1048790 Motivasi pembuatan organisasi multikomputer adalah untuk mengatasi keterbatasan skala multiprosesor

1048790 Karena prosesor-prosesor multikomputer harus berkomunikasi maka elemen penting perancangan multikomputer adalah jaringan interkoneksi yang harus dapat beroperasi seefisien mungkin

1048790 Ada beberapa topologi interkoneksi untuk memberikan kinerja yang efisien

1048790 Terdapat trade-off antara lintasan terpanjang dan jumlah koneksi fisik yang diperlukan

Selesai

BAB III PENUTUP

31 Kesimpulan

32 Saran

Daftar Pustaka

• Definisi
• • Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu

2 Sistem Bilangan Biner

Sistem bilangan biner disusun dari angkaangkasama seperti sistem bilangan desimal(sistem bilangan 10) yang sering digunakan saat ini Tetapi untuk desimalmenggunakan angka 0 sampai 9 sistem bilangan biner hanya menggunakan angka 0dan 1Berikut adalah tabel contoh sistem bilangan biner

3 Sistem Bilangan Desimal

Sebelum mempelajari tentang bilangan biner ada baiknya mengetahui tentang sistembilangan yang umum dipakai yaitu desimal (bilangan basis 10) Perhatikan table

Contoh

1243 = (1 X 10 3 ) + (2 X 10 2 ) + (4 X 10 1 ) + (3 X 10 0 )= 1000 + 200 + 40 + 3

4 Sistem Bilangan Biner

Untuk bilangan biner (bilangan basis 2) perhatikan tabel

Contoh

101102 = (1 X 2 4 ) + (0 X 2 3 ) + (1 X 2 2 ) + (1 X 2 1 ) + (0 X 2 0 ) = (16 + 0 + 4 + 2 +0) = 2216810 = 101010002

Cara II

168 2 = 84 sisa 084 2 = 42 sisa 042 2 = 21 sisa 021 2 = 10 sisa 110 2 = 5 sisa 05 2 = 2 sisa 12 2 = 1 sisa 01 2 = 0 sisa 1Bit biner terbesar dimulai dari bawah sehingga 16810 = 101010002

5 Sistem Bilangan Heksadesimal

Bilangan heksadesimal biasa disebut bilangan basis 16 artinya ada 16 simbol yangmewakili bilangan ini Tabel 18 berikut menunjukkan konversi bilanganheksadesimal

Untuk konversi bilangan biner ke heksadesimal perhatikan contoh berikut 101101010100100102 = 0001 0110 1010 1001 0010 = 1 6 A 9 2Jadi bil biner 10110101010010010 sama dengan bil heksadesimal 16A92

6 Sistem Bilangan Oktal

Bilangan oktal disebut bilangan basis 8 artinya ada 8 simbol yang mewakili bilanganini Tabel 19 berikut menunjukkan konversi bilangan oktal

Untuk konversi bilangan biner ke oktal perhatikan contoh berikut 101101010100100102 = 010 110 101 010 010 010 = 2 6 5 2 2 2 8

Jadi bil biner 10110101010010010 sama dengan bil oktal 265222Untuk konversi dari oktal ke heksadesimal ubah terlebih dahulu bilangan oktal yangakan dikonversi menjadi biner Hal ini berlaku juga untuk konversi dari heksadesimalke oktal Perhatikan contoh berikut 7258 = 111 010 1012

= 0001 1101 0101 = 1 D 5 16

FE16 = 1111 11102

= 011 111 110 = 3 7 6 8

315 Sandi yang terdapat pada komputer

1 Sandi 8421 BCD (Binary Coded Decimal)

Sandi 8421 BCD adalah sandi yang mengkonversi bilangan desimal langsung kebilangan binernya sehingga jumlah sandi BCD adalah 10 sesuai dengan jumlahsimbol pada desimal Perhatikan tabel 210 berikut

Contoh

19710 sandi BCDnyaadalah 0001 1001 0111

2 Sandi 2421

Sandi 2421 hampir sama dengan sandi 8421 terutama untuk bilangan desimal 0sampai dengan 4 Tetapi sandi berikutnya merupakan pencerminan yang diinversiPerhatikan tabel

Perhatikan sandi desimal 5 Sandi tersebut merupakan cermin dari sandi 4 desimaltetapi logikanya diinversi Begitu pula pada sandi desimal 6 yang merupakan cermindari sandi desimal 3 yang diinversi dstContoh

37810 sandi 2421nyaadalah 0011 1101 1110

316 Boolean atau Logika Biner

Logika memberi batasan yang pasti dari suatu keadaan Sehingga keadaan tersebuttidak dapat berada dalam dua ketentuan sekaligus Karena itu dalam logika dikenalaturanaturansebagai berikut Suatukeadaan tidak dapat benar dan salah sekaligusMasingmasingadalah hanya benar atau salah (salah satu)Suatukeadaan disebut BENAR bila TIDAK SALAHDua keadaan itu dalam aljabar boole ditunjukkan dengan dua konstanta yaitu logikaldquo1rdquo dan logika ldquo0rdquo

Misal Logika ldquo1rdquo Logika ldquo0rdquoBenar SalahHidup MatiSiang MalamContoh diatas dapat dituliskan Tidak Benar atau Benar = SalahTidak Hidup atau Hidup = MatiTidak Siang atau Siang = MalamTanda garis atas dipakai untuk menunjukkan pertentangan atau lawan dari keadaanitu Sehingga tanda garis tersebut merupakan pertentangan logika (Logical Inversion)yang mempunyai fungsi untuk menyatakan ldquoTidakrdquo (Not)Ā = Tidak A atau Ā = NOT AHimpunan adalah kumpulan dari elemen yang setidaknya memiliki sifat yang samadan bisa memiliki kelompok yang terbatas atau tidak terbatas jumlahnya Misalnyahimpunan mahasiswa politeknik Himpunan tersebut tentu saja terdiri dari bermacammacamkelompok Jika dapat diambil tiga kelompok Kelompokyang berasal dari luar jawa JKelompokyang sedang kuliah KKelompokyang mengerjakan laporan akhir LSehingga seseorang setidaknya masuk dalam satu kelompok tersebut bahkan dapatterjadi masuk dalam dua kelompok sekaligus Misalnya mahasiswa luar jawa yangsedang mengerjakan laporan akhir berarti masuk kelompok J dan L (J AND L) JAND L dituliskan juga dengan J LGabungan antara mahasiswa luar jawa dan mahasiswa yang mengerjakan laporanakhir memiliki pengertian mahasiswa luar jawa atau mahasiswa mengerjakanlaporan akhir J atau L (J OR L) J OR L dituliskan juga dengan J + LLogika Biner (gerbang Boolean) adalah rangkaian digital yang menerima satu ataulebih masukan tegangan untuk memperoleh keluaran tertentu sesuai dengan aturanboole yang berlakuJika membicarakan komputer maka perbedaan tegangan yang digunakan sebagaionoff atau nilai biner 10 nilai 1 ekivalen dengan tegangan +5 volt dan nilai 0ekivalen dengan tegangan 0 volt

41 Rangkaian Logika Kombinasional amp Sekuensial

Rangkaian yang termasuk rangkaian logika kombinasional yaitu Dekoder Enkoder Multiplekser Demultiplekser Pada rangkaian-rangkaian itu terlihat bahwa kondisi keluaran hanya dipengaruhi oleh kondisi masukan pada saat itu

Rangkaian Adder Half Adder

Rangkaian Adder Full Adder

Enkoder

Dekoder

DECIMAL TO BCD ENCODER

Encoder yang sudah umum yaitu decimal to BCD encoder Switch dengan

penekan tombol mirip dengan tombol kalkulator dihubungkan dengan tegangan

Vcc Jika tombol 3 ditekan maka gerbang-gerbang OR pada jalur C dan D

akan mempunyai input bernilai 1 Oleh karena itu maka outputnya menjadi

ABCD = 0011

Dan selengkapnya dapat dilihat pada tabel dibawah ini

INPUT OUTPUT0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 10 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 00 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 10 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 00 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 10 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 00 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 10 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1

2 DECODER

Rangkaian dekoder mempunyai sifat yang berkebalikan dengan enkoder yaitu

merubah kode biner menjadi sinyal diskrit Syarat perancangan sebuah dekoder adalah m

lt= 2n dimana m adalah kombinasi keluaran dan n adalah jumlah bit masukan Sehingga

dapat disimplkan bahwa variabel keluaran bebas tapi harus tetap memperhatikan unsur

efisiensi rangkaian Misal dekoder 3 bit memiliki 8 atau kurang kombinasi keluaran tetapi

bisa memiliki jumlah saluran keluaran lebih dari 8 (10 atau 55 atau 100 dan sebagainya)

Contoh rangkaian dekoder adalah rangkaian dekoder dot matrik dan dekoder seven

segmen

Bila semua segmen menyala maka dapat dibaca sebagai angka decimal 8 Angka

decimal 0 dan 3 terlihat pada menyalanya segmen ndash segmen sesuai gambar Untuk

penampilan huruf hanya beberapa huruf saja yang dapat dibaca dari tujuh segmen

Tabel Kebenaran dekoder seven segmen

INPUT OUTPUTA B C D a b c d e f g0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 00 0 0 1 0 1 1 0 0 0 00 0 1 0 1 1 0 1 1 0 10 0 1 1 1 1 1 1 0 0 10 1 0 0 0 1 1 0 0 1 10 1 0 1 1 0 1 1 0 1 10 1 1 0 1 0 1 1 1 1 10 1 1 1 1 1 1 0 0 0 01 0 0 0 1 1 1 1 1 1 11 0 0 1 1 1 1 1 0 1 11 0 1 0 1 1 1 0 1 1 11 0 1 1 0 0 1 1 1 1 11 1 0 0 1 0 0 1 1 1 01 1 0 1 0 1 1 1 1 0 11 1 1 0 1 0 0 1 1 1 11 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1

a = sum (m0m2m3m5m6m7m8m9m10m12m14m15)

b = sum (m0m1m2m3m4m7m8m9m10m13)

c = sum (m0m1m3m4m5m6m7m8m9m10m11m13)

d = sum (m0m2m3m5m6m8m9m11m12m13m14)

e = sum (m0m2m6m8m10m11m12m13m14m15)

f = sum (m0m4m5m6m8m9m10m11m12m14m15)

g = sum (m2m3m4m5m6m8m9m10m11m13m14m15)

42 Rangkaian Logika Sekuensial (Flip-Flop)

1 Flip-Flop R-SFlip-flop R-S adalah rangkaian dasar dari semua jenis flip-flop yang ada Terdapat berbagai

macam rangkaian flip-flop R-S pada percobaan ini flip-flop R-S disusun dari empat buah gerbang NAND 2 masukan Dua masukan flip-flop ini adalah S (set) dan R (reset) serta dua keluarannya adalah Q dan Qrsquo

Kondisi keluaran akan tetap ketika kedua masukan R dan S berlogika 0 Sedangkan pada kondisi masukan R dan S berlogika 1 maka kedua keluaran akan berlogika 1 hal ini sangat dihindari karena bila kondisi masukan diubah menjadi berlogika 0 kondisi kelurannya tidak dapat diprediksi (bisa 1 atau 0) Keadaan ini disebut kondisi terlarang Selanjutnya kondisi terlarang pacu dan tak tentu akan dijelaskan melalui Tabel 31

Gambar 33 Rangkaian Percobaan Flip-Flop R-S

Tabel 32a Kondisi terlarang pacu dan tak tentu karena perubahan clockNo S R Clock Keterangan1 1 1 Aktif (1) Kondisi terlarang2 1 1 Tepi turun (Berubah dari

1 ke 0)Kondisi pacu

3 1 1 Tidak aktif (0) Kondisi tak tentu

Tabel 32b Kondisi terlarang pacu dan tak tentu karena perubahan clock dan masukan yang serempakNo S R Clock Keterangan1 1 1 Aktif (1) Kondisi terlarang2 0 0 Tepi turun Kondisi pacu3 0 0 Tidak aktif (0) Kondisi tak tentu

2 Flip-flop D

Flip-flop D dapat disusun dari flip-flop S-R atau flip-flop J-K yang masukannya saling berkebalikan Hal ini dimungkinkan dengan menambahkan salah satu masukannya dengan inverter agar kedua masukan flip-flop selalu dalam kondisi berlawanan Flip-flop ini dinamakan dengan flip-flop data karena keluarannya selalu sama dengan masukan yang diberikan Saat flip-flop pada keadaan aktif masukan akan diteruskan ke saluran keluaran

2 Flip-flop J-KFlip-flop J-K merupakan penyempurnaan dari flip-flop R-S terutama untuk mengatasi masalah

osilasi yaitu dengan adanya umpan balik serta masalah kondisi terlarang seperti yang telah dijelaskan di atas yaitu pada kondisi masukan J dan K berlogika 1 yang akan membuat kondisi keluaran menjadi berlawanan dengan kondisi keluaran sebelumnya atau dikenal dengan istilah toggle Sementara untuk keluaran berdasarkan kondisi-kondisi masukan yang lain semua sama dengan flip-flop R-S

Gambar 35 Flip-flop J-K

51 Aritmatika Logika Unit

Macam- macam operasi ALU

Adder (Penjumlahan) Half Adder Full Adder Paralel Adder

Pengurangan (Substraktor)

Perkalian (Multiplexer)

Pembagian bila hasilnya 0 amp 1

Adder

Rangkaian ALU (Arithmetic and Logic Unit) yang digunakan untuk menjumlahkanbilangan dinamakan dengan Adder Karena Adder digunakan untuk memprosesoperasi aritmetika maka Adder juga sering disebut rangkaian kombinasionalaritmetika ALU akan dijelaskan lebih detail pada bab 3 Ada 2 jenis Adder

1 Rangkaian Adder yang hanya menjumlahkan dua bit disebut Half Adder2 Rangkaian Adder yang menjumlahkan tiga bit disebut Full Adder3 Rangkaian Adder yang menjumlahkan banyak bit disebut paralel Adder

Half Adder

Rangkaian half adder merupakan dasar penjumlahan bilangan biner yang masingmasinghanya terdiri dari satu bit oleh karena itu dinamakan penjumlah tak lengkap

1 Jika A=0 dan B=0 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 02 Jika A=0 dan B=1 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 13 Jika A=1 dan B=1 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 0 dengan nilai pindahanCy(Carry Out) = 1

Dengan demikian half adder memiliki 2 masukan (A dan B) dan dua keluaran (S dan Cy)

Dari tabel diatas terlihat bahwa nilai logika dari Sum sama dengan nilai logika darigerbang XOR sedangkan nilai logika Cy sama dengan nilai dari gerbang logikaAND Dari tabel tersebut dapat dibuat rangkaian half adder seperti pada gambar

Full Adder

Full adder mengolah penjumlahan untuk 3 bit bilangan atau lebih (bit tidak terbatas)oleh karena itu dinamakan rangkaian penjumlah lengkap Perhatikan tabel kebenarandari Full adder berikut

Parallel Adder

Parallel Adder adalah rangkaian Full Adder yang disusun secara parallel danberfungsi untuk menjumlah bilangan biner berapapun bitnya tergantung jumlah FullAdder yang diparallelkan Gambar berikut menunjukkan Parallel Adder yang terdiridari 4 buah Full Adder yang tersusun parallel sehingga membentuk sebuah penjumlah 4 bit

Penjumlahan

Komputer hanya dapat melakukan proses aritmetika menggunakan bilangan binerSemua sistem bilangan harus diubah terlebih dahulu ke biner agar dapat diprosesProses yang biasa dilakukan oleh komputer untuk menjumlahkan sistem bilangandesimal biasanya adalah menyandikan ke 8421BCD terlebih dahulu sebelumdijumlahkan Sebelum mempelajari tentang penjumlahan pada 8421BCD ada baiknyamengetahui cara menjumlahkan bilangan biner

Penjumlahan Biner

Ada 4 kondisi yang terjadi pada penjumlahan biner yaitu apabila 0 + 0 0 + 1 1 + 0dan 1 + 1 Jika yang terjadi adalah 1 + 1 kita tidak dapat menyatakan hasil jumlahdalam satu digit Tetapi kita harus melakukan penyimpanan (Carry Out) kedalamkolom yang lebih tinggi Ini berlaku untuk seluruh sistem bilangan Sebagai contohpada bilangan desimal 2 + 5 = 7 dengan carry out = 0 9 + 9 = 8 dengan carry out = 1Contoh

Penjumlahan 8421BCD

Sandi 8421BCD hanya menggunakan bilangan biner untuk 0 sampai 9 karena yangdisandikan hanya 1 digit angka desimal Dalam penjumlahan yang perlu diperhatikanadalah jika hasilnya lebih dari 9 sehingga akan dihasilkan auxillary carry (Carry daribilangan keempat LSB) maupun carry dari MSBBerikut adalah aturan penjumlahan sandi 8421BCDJikajumlah biner dan jumlah BCD sama yaitu AC (Auxillary Carry) = 0 dan Carry= 0 maka tidak diperlukan aturan tambahan

Jikajumlah biner tidak sama dengan jumlah desimal maka memerlukan pengaturantambahan Jika Auxillary Carry (AC) = 0 atau AC = 1 dan Carry (Cy) = 0 dimana hasilpenjumlahan binernya lebih dari 9 desimal maka perlu ditambahkan 6 pada niblerendah tersebut dan tambahkan 1 pada nible yang lebih tinggi

Pengurangan

Pengurangan pada dasarnya merupakan penjumlahan yaitu penjumlahan denganbilangan negatif

500 ndash 255 = 245 (Pengurangan)500 + ()255 = 245 (Penjumlahan)Komputer hanya bekerja pada bilangan ldquo0rdquo dan ldquo1rdquo dan tidak mengenal bilangannegatif Untuk menunjukkan bilangan negatif komputer menggunakan tanda modulus(Modulus Sign) Pada penjumlahan desimal tanda modulus yang digunakan adalahldquo0rdquo untuk bilangan positif dan ldquo9rdquo untuk bilangan negatif Untuk bilangan negatifpada operasi penjumlahannya harus dikomplemen Komplemen yang digunakan padabilangan desimal adalah komplemen10dan komplemen9

Perkalian

Perkalian antara bilangan biner adalah perkalian yang paling mudah diantara sistembilangan lainnya

Pada Teknik Komputer perkalian dilakukan menggunakan register geser kanan (ShiftRight Register) Perhatikan contoh berikut

Register A untuk menyimpan data yang akan dikalikan (Multiplicand)Register B untuk menyimpan data pengali (Multiplier)Register P untuk menyimpan hasil perkalian

Pembagian

Kebalikan dari perkalian pembagian (Division) adalah suatu bentuk dari penguranganyang dilakukan berulangulangDan proses ini juga dapat dilakukan pada rangkaianlogika dengan cara pengurangan dan penggeseran ke kiri (menggunakan shiftleftregister) Berikut adalah aturan dari pembagianKurangkan bilangan pembagi (Divisor) dari MSB bilangan yang akan dibagi(Dividend) lihat hasil pengurangan

Bila hasilnya 1 atau positif Berarti hasil pembagian (Product) adalah 1 Setelah itu hasil pengurangan digeserkekiri satu bit dan dimulai lagi pengurangan oleh bilangan pembagi (Divisor)

Bila hasilnya 0 atau negatif Berarti hasil pembagian (Product) adalah 0 Dalam hal ini sebelum digeser ke kiriharus ditambah dulu dengan bilangan pembagi (Divisor) Setelah digeser ke kiri satubit dimulai lagi proses pengurangan oleh bilangan pembagi Pengurangan olehbilangan pembagi dilakukan dengan penjumlahan komplemen2Bila dalam

penjumlahan tersebut terdapat pindahan (Carry) maka carry tersebut diabaikanPerhatikan contoh berikut 1010 410 = 10102 1004

Karena ada hasil pengurangan yang negatif maka digit yang dihasilkansetelah itu adalah digit pecahan sehingga hasil yang benar 1012 atau 2510

61 Floating Point

71 Control Unit

CONTROL UNIT (CU)

711 Model Control Unit

Unit kontrol atau yang sering dikenal dengan control unit akan menyimpan perintah sekarang yang dilakukan oleh komputer memerintahkan ALU untuk melaksanaan dan mendapat kembali informasi (dari memori) yang diperlukan untuk melaksanakan perintah itu dan memindahkan kembali hasil ke lokasi memori yang sesuai Sekali yang terjadi unit kontrol pergi ke perintah berikutnya (biasanya ditempatkan di slot berikutnya kecuali kalau perintah itu adalah perintah lompatan yang memberitahukan kepada komputer bahwa perintah berikutnya ditempatkan di lokasi lain)

Bagian CPU yang menyebabkan fungsi komputer tercapai ini mengeluarkan sinyal-sinyal kontrol yang bersifat internal bagi CPU untuk memindahkan data antar Register agar ALU melakukan fungsinya untuk mengatur operasi-operasi internal lainnya Register yang merupakan bagian dari unit kontrol adalah tempat penyimpan data sementara dalam CPU selama proses eksekusi Apabila terjadi proses eksekusi data dalam register dikirim ke ALU untuk diproses hasil eksekusi nantinya diletakkan ke register kembali Unit kontrol akan menghasilkan sinyal yang akan mengontrol operasi ALU dan pemindahan data ke dan dari ALU Unit kontrol juga mengeluarkan sinyal kontrol eksternal bagi pertukaran data memori dan modul-modul IO

Model dari unit kontrol

712 Macam-macam unit kontrol

Macam-macam Unit Kontrol1 Unit Kontrol Single-Cycle

Proses di unit kontrol ini hanya terjadi dalam satu clock cycle artinya setiap instruksi (fetch decode execute) ada pada satu cycle maka dari itu tidak memerlukan state Dengan demikian fungsi boolean masing-masing control line hanya merupakan fungsi dari opcode saja Clock cycle harus mempunyai panjang yang sama untuk setiap jenis instruksi

Ada dua bagian pada unit kontrol ini yaitu proses men-decode opcode untuk mengelompokkannya menjadi 4 macam instruksi (yaitu di gerbang AND) dan pemberian sinyal kontrol berdasarkan jenis instruksinya (yaitu gerbang OR) Keempat jenis instruksi adalah ldquoR-formatrdquo (berhubungan dengan register) ldquolwrdquo (membaca memori) ldquoswrdquo (menulis ke memori) dan ldquobeqrdquo (branching)

Sinyal kontrol yang dihasilkan bergantung pada jenis instruksinya Misalnya jika melibatkan memori rdquoR-formatrdquo atau rdquolwrdquo maka akan sinyal rdquoRegwriterdquo akan aktif Hal lain jika melibatkan memori ldquolwrdquo atau ldquoswrdquo maka akan diberi sinyal kontrol ke ALU yaitu ldquoALUSrcrdquo

Desain single-cycle ini lebih dapat bekerja dengan baik dan benar tetapi cycle ini tidak efisien

2 Unit Kontrol Multi-CycleGambar disamping menunjukkan diagram blok dari unit kontrol multi-cycle

Berbeda dengan unit kontrol yang single-cycle unit kontrol yang multi-cycle lebih memiliki banyak fungsi

Dengan memperhatikan state dan opcode fungsi boolean dari masing-masing control line output dapat ditentukan Masing-masingnya akan menjadi fungsi dari 10 buah input logic Jadi akan terdapat banyak fungsi boolean dan masing-masingnya tidak sederhana

Pada cycle ini sinyal kontrol tidak lagi ditentukan dengan melihat pada bit-bit instruksinya Bit-bit opcode memberitahukan operasi apa yang selanjutnya akan di-execute CPU bukan instruksi cycle selanjutnya

713 Fungsi unit kontrol

Fungsi Unit Kontrol1 Pengurutan (sequencing) unit kontrol bertugas mengontrol sejumlah operasi

mikro dalam urutan yang benar

2 Eksekusi (execution) unit kontrol menyebabkan setiap operasi mikro dilakukan

state register overhead

Cycle 1Cycle 2

Cycle 3Cycle 4

Cycle 5

Fetch

Decode

Exec

Mem

WB

lw

Single cycle Implementation

Multiple Cycle Implementation

714 Input Unit Kontrol

Input Unit Kontrol

Unit kontrol mempunyai beberapa input diantaranya1 Clock berfungsi untuk sinkronisasi operasi antar komponen 2 Flag flag-flag ini diperlukan unit kontrol untuk mengetahui status CPU Flag

diset ALU sebagai hasil dari suatu operasi misalnya overflow flag diset 1 bila hasil komputasi melampaui panjang register tempat flag disimpan

3 Instruction register menggunakan opcode untuk menentukan operasi mikro yang akan dilakukan selama siklus eksekusi

4 Sinyal kontrol dari rdquobus controlrdquo memberi jalur ke unit kontrol untuk sinyal-sinyal tertentu seperti sinyal interrupt dan sinyal acknowledgment

715 Output Unit Kontrol

Sinyal kontrol di dalam CPU (control signals within CPU) output unit kontrol terdiri dari dua macam sinyal yaitu

1 sinyal-sinyal yang menyebabkan perpindahan data antar register 2 sinyal-sinyal yang dapat mengaktifkan fungsi ALU yang spesifik

Sinyal kontrol ke rdquobus controlrdquo juga terdiri atas 2 sinyal yaitu1 sinyal kontrol ke memori 2 sinyal kontrol ke modul-modul IO

716 Implementasi Unit Kontrol

1 Implementasi hardwired Unit kontrol merupakan rangkaian kombinatorial Sinyal-sinyal logika

inputnya akan didekodekan menjadi sinyal-sinyal logika output yang merupakan sinyal-sinyal kontrol ke sistem komputer Sinyal-sinyal input tersebut seperti clock flag register instruction dan sinyal kontrol merupakan input bagi unit kontrol untuk mengetahui status komputer Sinyal keluaran yang dihasilkan akan mengendalikan sistem kerja komputer

N buah input biner akan menghasilkan 2N output biner Setiap instruksi memiliki opcode yang yang berbeda-bedaOpcode yang berbeda dalam instruksi akan menghasilkan sinyal kontrol yang berbeda pula Pewaktu unit kontrol mengeluarkan rangkaian pulsa yang periodik

Pulsa waktu ini digunakan untuk mengukur durasi setiap operasi mikro yang dijalankan CPU intinya digunakan untuk sinkronisasi kerja masing-masing bagian

Masalah dalam Merancang Implementasi Hardwired Memiliki kompleksitas dalam pengurutan dan operasi mikronya Sulit didesain dan dilakukan pengetesan Tidak fleksibel Sulit untuk menambahkan instruksi baru

2 Implementasi microprogrammed Implementasi yang paling reliabel saat ini adalah implementasi

microprogrammed Unit kontrol memerlukan sebuah memori untuk menyimpan program kontrolnya

Fungsindashfungsi pengontrolan dilakukan berdasarkan program kontrol yang tersimpan pada unit kontrol Selain itu fungsindashfungsi pengontrolan tidak berdasarkan dekode dari input unit kontrol lagi

Teknik ini dapat menjawab kesulitanndashkesulitan yang ditemui dalam implementasi hardwired

81 Memori amp Piranti Penyimpanan

811 Jenis-Jenis memori

Berdasarkan komponen yang digunakan terbagi atas

1 Vacuum Tubes

Komputer generasi pertama ENIAC tahun 1946 menggunakan komponentabung hampa udara untuk main memory Memori ini relatif berukuran besardan tiap-tiap tabung hampa udara mewakili 1 bit

2 Magnetic Core Storage

Digunakan sekitar tahun 1960 ndash 1970 Terdiri dari ribuan cincin magnetikkecil berukuran 18 mm dengan lubang berdiameter 10 mm Tiap-tiap coredihubungkan dengan kabel kawat membentuk suatu bidang core (core plane)dan ditumpuk membentuk suatu core stackMasing-masing core dapat menyimpan 1 bit bila dimagnetasi dengan suatuarus listrik dari dua arah jurusan yang masing-masing bermuatan frac12 arus

3 Planar Thin-Film Storage

Terbuat dari lempengan tipis keramik atau metal tembus pandang yang berisi

kumpulan besi nikel berbentuk empat persegi panjang kecil dihubungkandengan kabel-kabel

4 Semiconductor Storage

Mulai banyak digunakan sejak tahun 1970-an hingga sekarangTerbuat dariVLSI (Very Large Scale Integration) yaitu meletakkan sejumlah besar circuitke dalam suatu chip Teknologi yang digunakan adalah MOS (Metal OxideSemiconductor) dan bersifat volatileKomputer IBM 704 pada GeneralElectric Computer facility diArizona State University 1956Sebuah mesin vacuum tubedengan magnetic core storageSingle layer thin film dengan Ta2N resistors

5 Josephson Junction

Diciptakan oleh Brian Josephson dari Inggris Merupakan memori yang dapatmelakukan switch dari bit 1 ke bit 0 atau sebaliknya dengan kecepatan yangtinggi yaitu kurang dari sepertriliun detik Menggunakan suatu tempat

tertutup yang berisi helium cair dengan suhu sekitar -200 derajat celcius

6 Charged-Coupled Device (CCD)

Merupakan memori yang terdiri dari ribuan metal bujur sangkar berukurankecil yang masing-masing dapat menyimpan informasi digit binari dalambentuk beban elektronik (electric charge)

812 Hirarki Memori

Sebagian besar komputer memiliki hirarki memori yang terdiri atas tiga level yaitu

1 Physical Register di CPU berada di Level teratas Informasi yang berada

di Register dapat diakses dalam satu Clock cycle CPU

2 Primary Memory (Executable memory ) berada dilevel tengah

Contohnya RAM Primary Memory diukur dengan satu byte dalam satu

waktu secara relatif dapat diakses dengan cepat bersifat volatil (informasi

bisa hilang ketika komputer dimatikan) CPU mengakses memori ini

dengan instruksi single load dan store dalam beberapa clock cycle

3 Secondary Memory berada dilevel bawah Contohnya disk atau tape

Secondary memory diukur sebagai kumpulan dari bytes(block of bytes)

waktu aksesnya lambat bersifat non-volatil (informasi tetap tersimpan

ketika komputer dimatikan) Memori ini diterapkan di storage device jadi

akses meliputi aksi oleh driver dan device

813 Memori Internal

Memori internal o Berada di luar CPU tetapi bersifat internal terhadap sistem komputero Diperlukan oleh CPU untuk proses eksekusi (operasi) program sehingga

dapat diakses secara langsung oleh prosesor (CPU) tanpa modul perantarao Memori internal sering juga disebut sebagai memori primer atau memori

utama o Memori internal biasanya menggunakan media RAM

Random Access Memori (RAM)

Ram adalah suatu memori baca tulis artinya data dapat dibaca dari atau ditulis ke RAM dan dapat dilakukan secara berulang-ulang dengan data yang berbeda-beda Jenis memori ini merupakan jenis volatile (mudah menguap) yaitu data yang tersimpan akan hilang jika catu dayanya dimatikan Karena alasan tersebut maka program utama tidak pernah disimpan di RAM Random artinya data yang disimpan pada RAM dapat diakses secara acak RAM dibagi lagi menjadi dua jenis yaitu jenis statik dan jenis dinamik RAM statik menyimpan satu bit informasi dalam sebuah flip-flop Jenis RAM ini asyncronous dan tidak memerlukan sinyal clock RAM statik biasanya digunakan untuk aplikasi-aplikasi yang tidak memerlukan kapasitas memori RAM yang besar RAM dinamik menyimpan satu bit informasi data sebagai muatan RAM dinamik menggunakan kapasitansi gerbang substrat sebuah transistor MOS sebagai sel memori elementer Untuk menjaga agar data yang tersimpan RAM dinamik tetap utuh data tersebut harus disegarkan kembali dengan cara membaca dan menulis ulang data tersebut kememori RAM dinamik ini digunakan untuk aplikasi ynag memerlukan RAM dengan kapasitas besar misalnya dalam sebuah komputer pribadi (PC)

Read Only Memory (ROM)

Jenis memori ini datanya hanya bisa dibaca dan tidak bisa ditulis secara berulang-ulang Memori ini berjenis non-volatile artinya data yang disimpan tidak mudah menguap (hilang) walaupun catu dayanya dimatikan Karena itu memori ini biasa digunakan untuk menyimpan program utama dari suatu sistem Jenis ROM yang dikenal dipasaran ada lima jenis yaitu

- ROM (Read Only Memory) yang diprogram dalam proses pembuatannya Jenis ini tidak dapat diprogram ulang

- PROM (Programmable ROM) yang diprogram dengan cara memutuskan hubungan sekering internal PROM hanya dapat diprogram satu kali dan tidak dapat diprogram ulang

- EPROM (Erasable PROM) yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat dari piranti Dihapus dengan cara pemberian sinar ultra violet melalui jendela pada bagian atas IC Setelah dihapus dapat diprogram ulang

- EEPROM (Electrically EPROM) sama saja dengan EPROM hanya cara penghapusannya dilakukan secara listrik

- Flash EPROM yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat pada piranti Memori ini dapat diisi ulang

Dari semua jenis memori diatas yang sering digunakan adalah memori jenis EPROM dan

EEPROM karena harganya paling murah dan mudah didapat dipasaran

814 Memori Eksternal

Memori eksternal o Bersifat eksternal terhadap sistem komputer dan tentu saja berada di luar

CPUo Diperlukan untuk menyimpan data atau instruksi secara permaneno Tidak diperlukan di dalam proses eksekusi sehingga tidak dapat diakses secara

langsung oleh prosesor (CPU) Untuk akses memori eksternal ini oleh CPU harus melalui pengontrolmodul IO

o Memori eksternal sering juga disebut sebagai memori sekunder o Memori ini terdiri atas perangkat storage peripheral seperti disk pita

magnetik dll berbagai jenis memory Eksternal

1 Berdasarkan jenis akses data

Berdasarkan jenis aksesnya memori eksternal dikelompokkan menjadi 2 jenis yaitu

a DASD (Direct Access Storage Device) dimana ia mempunyai akses langsung

terhadap data Contoh Magnetik(Floppy disk hard disk) Removable hard

disk(Zip disk Flash disk) Optical Disk

b SASD (Sequential Access Storage Device) Akses data secara tidak langsung

(berurutan) seperti Pita Magnetik

2Berdasarkan Karakteristik Bahan

Berdasarkan karakteristik bahan pembuatanya memori eksternal digolongkan

menjadi beberapa kelompok

a Punched Card atau kartu berlobang

a merupakan kartu kecil berisi lubang-lubang yang menggambarkan berbagai instruksi atau data Kartu ini dibaca melalui puch card reader yang sudah tidak digunakan lagi sejak tahun 1979

b Magnetik Disk Magnetik disk merupakan disk yang terbuat dari bahan yang bersifat magnetik contoh Floppy dan hardsik

c Optical Disk Optical disk terbuat dari bahan optik seperti resin (Polycaronate) dan dilapisi permukaan yang sangat reflektif seperti aluminium contoh CD dan DVD

d Magnetik TapeSedangkan magnetik tape terbuat dari bahan yang bersifat magnetik tetapi berbentuk pita seperti halnya pita kaset tape recorder

91 Bus amp Sistem Bus

Dalam Arsitektur komputer sebuah Bus adalah sebuah subsistem yang mentransfer data

atau listrik antar komponen komputer didalam sebuah komputer atau antar komputer

Bus komputer awal merupakan bus listrik paralel dengan banyak hubungan tetapi istilah

ini sekarang digunakan untuk pengaturan fisik yang menyediakan fungsi logika yang

sama dengan sebuah bus listrik paralel dan dapat dihubungkan dengan kabel dalam

sebuah topologi multidrop atau daisy chain atau dihubungkan dengan switch seperti

dalam kasus bus USB

System bus atau bus System dalam Arsitektur komputer merujuk pada bus yang

digunakan oleh sistem komputer untuk menghubungkan semua komponennya dalam

menjalankan tugas sebuah bus adalah sebutan untuk jalur dimana data dapat mengalir

dalam komputer jalur-jalur ini digunakan untuk komunikasi dan dapat dibuat antara dua

elemen atau lebih Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan

dieksekusi oleh CPU melalui perantara sistem bus

911 Transfer informasi pada bus

Suatu mendukung bermacam-macam transfer data Semua bus mendukung transfer baca

(master slave) dan transfer tulis( slave ke master) Pada semua multiplexed addressdata

bus pertama-tama bus digunakan untuk menspesifikasikan alamat dan kemudian untuk

melakukan transfer data Untuk operasi baca biasanya terdapat waktu tunggu pada saat

data sedang diambil dari slave untuk ditaruh pada bus Baik bagi operasi baca maupun

tulis mungkin juga terdapat delay bila hal itu diperlukan untuk melalui arbitrasi agar

mendapatkan kontrol bus untuk sisa operasi (yaitu mengambil alih bus untuk melakukan

request baca atau tulis kemudian mengambil alih lagi bus untuk membentuk operasi baca

atau tulis

Pada alamat dedicate dan bus-bus alamat ditaruh ada bus alamat dan tetap berada disana

selama data tersimpan pada bus data Bagi operasi tulis master menaruh data pada bus

data begitu alamat telah stabil dan slave telah mempunyai kesempatan untuk mengetahui

alamatnya bagi operasi baca slave menaruh data pada bus dan begitu slae mengetahui

alamatnya dan telah mengembil data

912 Sistem Bus dengan Jalur Data Alamat dan Kontrol

Jalur bus yang digunakan untuk mentransfer data dapat dikelompokkanrnenjadi tiga tipe jalur data alamat dan kontrol

Data bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi data dan instruksi

Address bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi untuk alamat di

main memory untuk data atau instruksi yang akan diambil atau direkam

Control bus yaitu bus yang digunakan untuk mengirimkan signal sebagai

pemberitahuan akan dikirimkan suatu informasi atau telah diterimanya informasi

yang akan dikirimkan dari suatu alat ke alat lainnya

913 Hirarki Bus

Bus merupakan lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih perangkat

computer Karakteristik penting sebuah bus adalah bahwa bus merupakan media

transmisi yang dapat digunakan bersama Sejumlah perangkat yang terhubung ke bus dan

suatu sinyal yang ditransmisikan oleh salah satu perangkat ini data diterimaoleh salah

satu perangkat yang terhubung ke bus

Umumnya sebuah bus terdiri dari sejumlah lintasan komunikasi atau saluran Masing-

masing saluran dapat mentransmisi sinyal yang menunjukan biner 1 dan biner 0

serangkaian digit biner dapat ditransmisi melalui saluran tunggal

914 Bus Data dan Bus Alamat

1 Bus data

Jalur data yang dilalui informasi ke dan dari microprocessor bahan data keterangan

catatan fakta fakta atau bagian dari fakta yang mengandung arti yang dihubungkan

dengan kenyataan simbol-simbol gambar kata-kata angka huruf yang menunjukan ide

objek kondisi dan lainnya

Data itu sendiri merupakan bentuk jamak dari datum yang berarti informasi jelasnya data

itu dapat berupa apa saja dan dapat ditemui dimana saja

2 Bus Alamat

Bus alamat pengalamatan transformasi data bus Pengalamatan bus ini berisi 16 2024

jalur sinyal paralel atau lebih CPU mengirim alamat lokasi memori atau port yang ingin

ditulis atau dibaca di bus ini jumlah lokasi memori yang dapat dialamati ditentukan

jumlah jalur alamat Jika CPU mempunyai N jalur alamat maka dapat mengalamati 2

pangkat N lokasi memori dan atau port secara langsung

101 Unit Input amp Output

Salah satu fitur dasar komputer adalah kemampuannya untuk mempertukarkandata dengan perangkat lain Kemampuan komunikasi ini memungkinkan operatormanusia misalnya untuk menggunakan keyboard dan layer display untuk mengolahteks dan grafik

1011 Dasar Unit Input Output

Unit IO memberi CPU kemampuan untuk berkomunikasi dengan peripheral Merupakan

entity dalam komputer yang bertanggung jawab atas pengontrol sebuah perangkat

eksternal atau lebih dan untuk pertukaran data antara alat-alat tersebut dengan memory

utama dan atau register-register dalam CPU

Alasan- alasan dipertukarkannya unit IO

Adanya aneka ragam peripheral yang memiliki macam-macam metode operasi

Perbedaan kecepatan transfer data antara sistem BUS dengan piranti IO BUS= 20

nano detik sedang IO lebih dari 100 nano detik

Peripheral seringkali menggunakan format data dan panjang word yang berlainan

dengan komputer

Perbedaan besar tegangan dan arus data yang diperlukan untuk transfer informasi

dari dan ke peripheral dengan sistem bus

Tujuan Unit IO

Melakukan kompensasi perbedaan kecepatan dan perwaktuan antara CPU dan

peripheral

Melakukan penyesuaian tegangan dan arus satu aras ke aras lain

Menyesuaikan panjang data antara sistem BUS dan BUS IO

1012 Antarmuka IO

Gambar 122 mengilustrasikan hardware yang diperlukan untukmenghubungkan perangkat IO ke bus Dekoder alamat mengenableperangkattersebut untuk mengenali alamatnya pada saat alamat ini muncul pada jalur alamatRegister data menyimpan data yang ditransfer ked an dari prosessor Register statusberisi informasi yang relevan dengan operasi perangkat IO Register data dan statusdihubungkan dengan bus data dan ditetapkan dengan alamatalamatunik Dekoderalamat register data dan status dan sirkuit control yang diperlukan untukmengkoordinasikan transfer IO membentuk sirkuit antar muka perangkatGambar 122 Antarmuka IO untuk perangkat input

Perangkat IO beroperasi pada kecepatan yang sangat berbeda denganprosessor Pada saat operator manusia memasukkan karakter pada keyboardprosessor mampu mengeksekusi jutaan instruksi antarentrikarakter yang berurutanSuatu instruksi yang membaca karakter dari keyboard sebaiknya hanya dieksekusipada saat karakter tersebut tersedia dalam input buffer antarmuka keyboard Juga kitaharus memastikan bahwa karakter input tersebut hanya dibaca sekali

1013 Transfer data pada IO

Transfer dataFormat transfer

- Paralel semua bit pada karakter (word denganpanjang tertentu) dikirim secara bersamaan dalambatas waktu yang diberikan

- Serial Data dikirim secara berurutan dalam satu saluran

Transfer data secara paralel lebih cepat daripada secaraserial karena saluran transmisinya banyak kelemahannyakalau terlalu panjang akan terjadi interferensi antarsaluran

Mode transfer data

1 Synchronous modeBaris kendali digunakan untuk mengsinkronkan waktupada semua kejadian yang terjadi selama periodewaktu tertentuKelemahanbull Tiap piranti IO berbeda-beda kecepatan operasinyasehingga harus diturunkan pada kecepatan yangpaling rendah

2 Asynchronous mode

Menggunakan teknik jabat tangan (hand shaking) untukmenyakinkan transfer data antara pengirim danpenerima tidak ada kesalahan (data valid)

111 Interupsi

Interupsi merupakan bagian penting dari sistem arsitektur komputer Setiap sistem

komputer memiliki mekanisme yang berbeda Interupsi bisa terjadi apabila perangkat

keras (hardware) atau perangkat lunak minta ldquo dilayanirdquo oleh processor apabila terjadi

interupsi maka processor menghentikan proses yang sedang dikerjakannya kemudian

beralih mengerjakan service rutin untuk melayani intrupsi tersebut Setelah selesai

mengerjakan service rutin maka prosesor kembali melanjutkan proses yang tertunda

1111 Kelas Sinyal Interupsi

Program yaitu Interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi

pada hasil eksekusi program Contioh Aritmatika overflow pembagian nol

operasi ilegal

Timer adalah Interupsi yang dibangkitkan pewaktuan dalam prosesor Sinyal ini

memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsi tertentu secara reguler

I O sinyal Interupsi yang di bangkitkan oleh Modul IO sehubngan pemberitahuan

kondisi Error dan penyelesaian suatu operasi

Hardware Failure adalah Interupsi yang dibangkitkan oleh kegagalan daya atau

kesalahan paritas memori

1112 Proses Interupsi

Dengan adanya mekanisme Interupsi prossesor dapat digunakan untuk

mengeksekusi intsruksi- instruksi lain

Saat suatu modul telah selesai menjalankan tugasnya dan siap menerima tugas

berikutnya maka modul ini akan mengirimkan permintaan interupsi ke prosesor

Kemudian prosesor akan menghentikan eksekusi yang dijalankannya untuk

menghandle routine interupsi

Setelah program interupsi selesai maka processor akan melanjutkan eksekusi

programnya kembali

Saat sinyal Interupsi diterima processor ada dua kemungkinan tindakan yaitu

Interupsi diterima ditangguhkan dan Interupsi ditolak

1113 Interupsi Ditangguhkan

Apa yang dilakukan Processor

Processor menangguhkan eksekusi program yang dijalankan dan menyimpan

konteksnya tindakan ini adalah menyimpan alamat instruksi berikutnya yang akan

dieksekusi dan data lain yang relevan

Processor menyetel program Counter (PC) ke alamat awal routine intterupt handler

1114 Sistem Operasi Kompleks

Interupsi ganda (Multiple interupt)

Misalnya suatu komputer akan menerima permintaan interupsi saat proses

pencetakan dengan printer selesai disamping itu dimungkinkan dari saluran

komunikasi akan mengirimkan permintaan interupsi setiap kali data tiba

Dapat diambil dua buah pendekatan untuk menangani interupsi ganda ini

121 Arsitektur dan Klasifikasi Sistem Komputer

Sebuah sistem operasi atau dalam bahasa asingnya Operating System adalah sebuah

program yang mengatur hardware komputer Sistem operasi juga menyediakan fondasi

untuk aplikasi diatasnya dan bertindak sebagai penghubung antara user dengan

hardwaresetiap sistem operasi memiliki caranya masing-masing untuk menyelesaikan

tugasnya Hal ini menimbulkan aneka ragam sistem operasi yang sangat menakjubkan

Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu 1 Klasifikasi Flynn

Didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data dalam sistem komputer

2 Klasifikasi Feng Didasarkan pada pemrosesan paralel dan serial

3 Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1211 Klasifikasi Fylnn

KLASIFIKASI FLYNN 1048790 Klasifikasi sistem komputer yang didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data diperkenalkan oleh Michael J Flynn 1048790 Alur instruksi (instruction stream) adalah urutan instruksi yang dilaksanakan oleh mesin 1048790 Alur data adalah urutan data yang dipanggil oleh alur instruksi 1048790 Baik instruksi maupun data diambil dari modul memori 1048790 Instruksi didecode (diartikan) oleh Control Unit 1048790 Alur data mengalir dua arah antara prosesor dan memori

Ada 4 kategori sistem komputer dalam klasifikasi Flynn 1 Single Instruction stream ndash Single Data stream (SISD) 2 Single Instruction stream ndash Multiple Data stream (SIMD) 3 Multiple Instruction stream ndash Single Data stream (MISD) 4 Multiple Instruction stream ndash Multiple Data stream (MIMD)

1212 Klasifikasi Feng

KLASIFIKASI FENG 1048790 Tse Yun Feng mengusulkan pembagian klasifikasi arsitektur komputer berdasarkan derajat keparalelan (degree of parallelism) 1048790 Jumlah bit maksimum yang dapat diproses dalam satu satuan waktu oleh sistem komputer disebut derajat keparalelan maksimum P 1048790 Bila Pi adalah jumlah bit yang dapat diproses dalam siklus prosesor ke ndash i (atau periode clock ke ndash i) 1048790 Siklus prosesor T dinyatakan oleh i = 123 T 1048790 Maka derajat keparalelan rata-rataa adalah

Ada 4 tipe Metode Pemrosesan

1048790 Word Serial and Bit Serial (WSBS) 1048790 Word Paralel and Bit Setial (WPBS) 1048790 Word Serial and Bit Paralel (WSBP) 1048790 Word Paralel and Bit Paralel (WPBP)

1213 Klasifikasi Handler

Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1214 Menjelaskan Multi Komputer amp Multi Processor

1048790 Multiprosesor MIMD dengan memori yang dapat digunakan bersama semua prosesornya memiliki akses ke pool memori utama

1048790 Multikomputer MIMD dengan memori terdistribusi setiap prosesornya memiliki memori khusus sendiri

1048790 Motivasi pembuatan organisasi multikomputer adalah untuk mengatasi keterbatasan skala multiprosesor

1048790 Karena prosesor-prosesor multikomputer harus berkomunikasi maka elemen penting perancangan multikomputer adalah jaringan interkoneksi yang harus dapat beroperasi seefisien mungkin

1048790 Ada beberapa topologi interkoneksi untuk memberikan kinerja yang efisien

1048790 Terdapat trade-off antara lintasan terpanjang dan jumlah koneksi fisik yang diperlukan

Selesai

BAB III PENUTUP

31 Kesimpulan

32 Saran

Daftar Pustaka

• Definisi
• • Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu

Contoh

1243 = (1 X 10 3 ) + (2 X 10 2 ) + (4 X 10 1 ) + (3 X 10 0 )= 1000 + 200 + 40 + 3

4 Sistem Bilangan Biner

Untuk bilangan biner (bilangan basis 2) perhatikan tabel

Contoh

101102 = (1 X 2 4 ) + (0 X 2 3 ) + (1 X 2 2 ) + (1 X 2 1 ) + (0 X 2 0 ) = (16 + 0 + 4 + 2 +0) = 2216810 = 101010002

Cara II

168 2 = 84 sisa 084 2 = 42 sisa 042 2 = 21 sisa 021 2 = 10 sisa 110 2 = 5 sisa 05 2 = 2 sisa 12 2 = 1 sisa 01 2 = 0 sisa 1Bit biner terbesar dimulai dari bawah sehingga 16810 = 101010002

5 Sistem Bilangan Heksadesimal

Bilangan heksadesimal biasa disebut bilangan basis 16 artinya ada 16 simbol yangmewakili bilangan ini Tabel 18 berikut menunjukkan konversi bilanganheksadesimal

Untuk konversi bilangan biner ke heksadesimal perhatikan contoh berikut 101101010100100102 = 0001 0110 1010 1001 0010 = 1 6 A 9 2Jadi bil biner 10110101010010010 sama dengan bil heksadesimal 16A92

6 Sistem Bilangan Oktal

Bilangan oktal disebut bilangan basis 8 artinya ada 8 simbol yang mewakili bilanganini Tabel 19 berikut menunjukkan konversi bilangan oktal

Untuk konversi bilangan biner ke oktal perhatikan contoh berikut 101101010100100102 = 010 110 101 010 010 010 = 2 6 5 2 2 2 8

Jadi bil biner 10110101010010010 sama dengan bil oktal 265222Untuk konversi dari oktal ke heksadesimal ubah terlebih dahulu bilangan oktal yangakan dikonversi menjadi biner Hal ini berlaku juga untuk konversi dari heksadesimalke oktal Perhatikan contoh berikut 7258 = 111 010 1012

= 0001 1101 0101 = 1 D 5 16

FE16 = 1111 11102

= 011 111 110 = 3 7 6 8

315 Sandi yang terdapat pada komputer

1 Sandi 8421 BCD (Binary Coded Decimal)

Sandi 8421 BCD adalah sandi yang mengkonversi bilangan desimal langsung kebilangan binernya sehingga jumlah sandi BCD adalah 10 sesuai dengan jumlahsimbol pada desimal Perhatikan tabel 210 berikut

Contoh

19710 sandi BCDnyaadalah 0001 1001 0111

2 Sandi 2421

Sandi 2421 hampir sama dengan sandi 8421 terutama untuk bilangan desimal 0sampai dengan 4 Tetapi sandi berikutnya merupakan pencerminan yang diinversiPerhatikan tabel

Perhatikan sandi desimal 5 Sandi tersebut merupakan cermin dari sandi 4 desimaltetapi logikanya diinversi Begitu pula pada sandi desimal 6 yang merupakan cermindari sandi desimal 3 yang diinversi dstContoh

37810 sandi 2421nyaadalah 0011 1101 1110

316 Boolean atau Logika Biner

Logika memberi batasan yang pasti dari suatu keadaan Sehingga keadaan tersebuttidak dapat berada dalam dua ketentuan sekaligus Karena itu dalam logika dikenalaturanaturansebagai berikut Suatukeadaan tidak dapat benar dan salah sekaligusMasingmasingadalah hanya benar atau salah (salah satu)Suatukeadaan disebut BENAR bila TIDAK SALAHDua keadaan itu dalam aljabar boole ditunjukkan dengan dua konstanta yaitu logikaldquo1rdquo dan logika ldquo0rdquo

Misal Logika ldquo1rdquo Logika ldquo0rdquoBenar SalahHidup MatiSiang MalamContoh diatas dapat dituliskan Tidak Benar atau Benar = SalahTidak Hidup atau Hidup = MatiTidak Siang atau Siang = MalamTanda garis atas dipakai untuk menunjukkan pertentangan atau lawan dari keadaanitu Sehingga tanda garis tersebut merupakan pertentangan logika (Logical Inversion)yang mempunyai fungsi untuk menyatakan ldquoTidakrdquo (Not)Ā = Tidak A atau Ā = NOT AHimpunan adalah kumpulan dari elemen yang setidaknya memiliki sifat yang samadan bisa memiliki kelompok yang terbatas atau tidak terbatas jumlahnya Misalnyahimpunan mahasiswa politeknik Himpunan tersebut tentu saja terdiri dari bermacammacamkelompok Jika dapat diambil tiga kelompok Kelompokyang berasal dari luar jawa JKelompokyang sedang kuliah KKelompokyang mengerjakan laporan akhir LSehingga seseorang setidaknya masuk dalam satu kelompok tersebut bahkan dapatterjadi masuk dalam dua kelompok sekaligus Misalnya mahasiswa luar jawa yangsedang mengerjakan laporan akhir berarti masuk kelompok J dan L (J AND L) JAND L dituliskan juga dengan J LGabungan antara mahasiswa luar jawa dan mahasiswa yang mengerjakan laporanakhir memiliki pengertian mahasiswa luar jawa atau mahasiswa mengerjakanlaporan akhir J atau L (J OR L) J OR L dituliskan juga dengan J + LLogika Biner (gerbang Boolean) adalah rangkaian digital yang menerima satu ataulebih masukan tegangan untuk memperoleh keluaran tertentu sesuai dengan aturanboole yang berlakuJika membicarakan komputer maka perbedaan tegangan yang digunakan sebagaionoff atau nilai biner 10 nilai 1 ekivalen dengan tegangan +5 volt dan nilai 0ekivalen dengan tegangan 0 volt

41 Rangkaian Logika Kombinasional amp Sekuensial

Rangkaian yang termasuk rangkaian logika kombinasional yaitu Dekoder Enkoder Multiplekser Demultiplekser Pada rangkaian-rangkaian itu terlihat bahwa kondisi keluaran hanya dipengaruhi oleh kondisi masukan pada saat itu

Rangkaian Adder Half Adder

Rangkaian Adder Full Adder

Enkoder

Dekoder

DECIMAL TO BCD ENCODER

Encoder yang sudah umum yaitu decimal to BCD encoder Switch dengan

penekan tombol mirip dengan tombol kalkulator dihubungkan dengan tegangan

Vcc Jika tombol 3 ditekan maka gerbang-gerbang OR pada jalur C dan D

akan mempunyai input bernilai 1 Oleh karena itu maka outputnya menjadi

ABCD = 0011

Dan selengkapnya dapat dilihat pada tabel dibawah ini

INPUT OUTPUT0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 10 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 00 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 10 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 00 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 10 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 00 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 10 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1

2 DECODER

Rangkaian dekoder mempunyai sifat yang berkebalikan dengan enkoder yaitu

merubah kode biner menjadi sinyal diskrit Syarat perancangan sebuah dekoder adalah m

lt= 2n dimana m adalah kombinasi keluaran dan n adalah jumlah bit masukan Sehingga

dapat disimplkan bahwa variabel keluaran bebas tapi harus tetap memperhatikan unsur

efisiensi rangkaian Misal dekoder 3 bit memiliki 8 atau kurang kombinasi keluaran tetapi

bisa memiliki jumlah saluran keluaran lebih dari 8 (10 atau 55 atau 100 dan sebagainya)

Contoh rangkaian dekoder adalah rangkaian dekoder dot matrik dan dekoder seven

segmen

Bila semua segmen menyala maka dapat dibaca sebagai angka decimal 8 Angka

decimal 0 dan 3 terlihat pada menyalanya segmen ndash segmen sesuai gambar Untuk

penampilan huruf hanya beberapa huruf saja yang dapat dibaca dari tujuh segmen

Tabel Kebenaran dekoder seven segmen

INPUT OUTPUTA B C D a b c d e f g0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 00 0 0 1 0 1 1 0 0 0 00 0 1 0 1 1 0 1 1 0 10 0 1 1 1 1 1 1 0 0 10 1 0 0 0 1 1 0 0 1 10 1 0 1 1 0 1 1 0 1 10 1 1 0 1 0 1 1 1 1 10 1 1 1 1 1 1 0 0 0 01 0 0 0 1 1 1 1 1 1 11 0 0 1 1 1 1 1 0 1 11 0 1 0 1 1 1 0 1 1 11 0 1 1 0 0 1 1 1 1 11 1 0 0 1 0 0 1 1 1 01 1 0 1 0 1 1 1 1 0 11 1 1 0 1 0 0 1 1 1 11 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1

a = sum (m0m2m3m5m6m7m8m9m10m12m14m15)

b = sum (m0m1m2m3m4m7m8m9m10m13)

c = sum (m0m1m3m4m5m6m7m8m9m10m11m13)

d = sum (m0m2m3m5m6m8m9m11m12m13m14)

e = sum (m0m2m6m8m10m11m12m13m14m15)

f = sum (m0m4m5m6m8m9m10m11m12m14m15)

g = sum (m2m3m4m5m6m8m9m10m11m13m14m15)

42 Rangkaian Logika Sekuensial (Flip-Flop)

1 Flip-Flop R-SFlip-flop R-S adalah rangkaian dasar dari semua jenis flip-flop yang ada Terdapat berbagai

macam rangkaian flip-flop R-S pada percobaan ini flip-flop R-S disusun dari empat buah gerbang NAND 2 masukan Dua masukan flip-flop ini adalah S (set) dan R (reset) serta dua keluarannya adalah Q dan Qrsquo

Kondisi keluaran akan tetap ketika kedua masukan R dan S berlogika 0 Sedangkan pada kondisi masukan R dan S berlogika 1 maka kedua keluaran akan berlogika 1 hal ini sangat dihindari karena bila kondisi masukan diubah menjadi berlogika 0 kondisi kelurannya tidak dapat diprediksi (bisa 1 atau 0) Keadaan ini disebut kondisi terlarang Selanjutnya kondisi terlarang pacu dan tak tentu akan dijelaskan melalui Tabel 31

Gambar 33 Rangkaian Percobaan Flip-Flop R-S

Tabel 32a Kondisi terlarang pacu dan tak tentu karena perubahan clockNo S R Clock Keterangan1 1 1 Aktif (1) Kondisi terlarang2 1 1 Tepi turun (Berubah dari

1 ke 0)Kondisi pacu

3 1 1 Tidak aktif (0) Kondisi tak tentu

Tabel 32b Kondisi terlarang pacu dan tak tentu karena perubahan clock dan masukan yang serempakNo S R Clock Keterangan1 1 1 Aktif (1) Kondisi terlarang2 0 0 Tepi turun Kondisi pacu3 0 0 Tidak aktif (0) Kondisi tak tentu

2 Flip-flop D

Flip-flop D dapat disusun dari flip-flop S-R atau flip-flop J-K yang masukannya saling berkebalikan Hal ini dimungkinkan dengan menambahkan salah satu masukannya dengan inverter agar kedua masukan flip-flop selalu dalam kondisi berlawanan Flip-flop ini dinamakan dengan flip-flop data karena keluarannya selalu sama dengan masukan yang diberikan Saat flip-flop pada keadaan aktif masukan akan diteruskan ke saluran keluaran

2 Flip-flop J-KFlip-flop J-K merupakan penyempurnaan dari flip-flop R-S terutama untuk mengatasi masalah

osilasi yaitu dengan adanya umpan balik serta masalah kondisi terlarang seperti yang telah dijelaskan di atas yaitu pada kondisi masukan J dan K berlogika 1 yang akan membuat kondisi keluaran menjadi berlawanan dengan kondisi keluaran sebelumnya atau dikenal dengan istilah toggle Sementara untuk keluaran berdasarkan kondisi-kondisi masukan yang lain semua sama dengan flip-flop R-S

Gambar 35 Flip-flop J-K

51 Aritmatika Logika Unit

Macam- macam operasi ALU

Adder (Penjumlahan) Half Adder Full Adder Paralel Adder

Pengurangan (Substraktor)

Perkalian (Multiplexer)

Pembagian bila hasilnya 0 amp 1

Adder

Rangkaian ALU (Arithmetic and Logic Unit) yang digunakan untuk menjumlahkanbilangan dinamakan dengan Adder Karena Adder digunakan untuk memprosesoperasi aritmetika maka Adder juga sering disebut rangkaian kombinasionalaritmetika ALU akan dijelaskan lebih detail pada bab 3 Ada 2 jenis Adder

1 Rangkaian Adder yang hanya menjumlahkan dua bit disebut Half Adder2 Rangkaian Adder yang menjumlahkan tiga bit disebut Full Adder3 Rangkaian Adder yang menjumlahkan banyak bit disebut paralel Adder

Half Adder

Rangkaian half adder merupakan dasar penjumlahan bilangan biner yang masingmasinghanya terdiri dari satu bit oleh karena itu dinamakan penjumlah tak lengkap

1 Jika A=0 dan B=0 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 02 Jika A=0 dan B=1 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 13 Jika A=1 dan B=1 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 0 dengan nilai pindahanCy(Carry Out) = 1

Dengan demikian half adder memiliki 2 masukan (A dan B) dan dua keluaran (S dan Cy)

Dari tabel diatas terlihat bahwa nilai logika dari Sum sama dengan nilai logika darigerbang XOR sedangkan nilai logika Cy sama dengan nilai dari gerbang logikaAND Dari tabel tersebut dapat dibuat rangkaian half adder seperti pada gambar

Full Adder

Full adder mengolah penjumlahan untuk 3 bit bilangan atau lebih (bit tidak terbatas)oleh karena itu dinamakan rangkaian penjumlah lengkap Perhatikan tabel kebenarandari Full adder berikut

Parallel Adder

Parallel Adder adalah rangkaian Full Adder yang disusun secara parallel danberfungsi untuk menjumlah bilangan biner berapapun bitnya tergantung jumlah FullAdder yang diparallelkan Gambar berikut menunjukkan Parallel Adder yang terdiridari 4 buah Full Adder yang tersusun parallel sehingga membentuk sebuah penjumlah 4 bit

Penjumlahan

Komputer hanya dapat melakukan proses aritmetika menggunakan bilangan binerSemua sistem bilangan harus diubah terlebih dahulu ke biner agar dapat diprosesProses yang biasa dilakukan oleh komputer untuk menjumlahkan sistem bilangandesimal biasanya adalah menyandikan ke 8421BCD terlebih dahulu sebelumdijumlahkan Sebelum mempelajari tentang penjumlahan pada 8421BCD ada baiknyamengetahui cara menjumlahkan bilangan biner

Penjumlahan Biner

Ada 4 kondisi yang terjadi pada penjumlahan biner yaitu apabila 0 + 0 0 + 1 1 + 0dan 1 + 1 Jika yang terjadi adalah 1 + 1 kita tidak dapat menyatakan hasil jumlahdalam satu digit Tetapi kita harus melakukan penyimpanan (Carry Out) kedalamkolom yang lebih tinggi Ini berlaku untuk seluruh sistem bilangan Sebagai contohpada bilangan desimal 2 + 5 = 7 dengan carry out = 0 9 + 9 = 8 dengan carry out = 1Contoh

Penjumlahan 8421BCD

Sandi 8421BCD hanya menggunakan bilangan biner untuk 0 sampai 9 karena yangdisandikan hanya 1 digit angka desimal Dalam penjumlahan yang perlu diperhatikanadalah jika hasilnya lebih dari 9 sehingga akan dihasilkan auxillary carry (Carry daribilangan keempat LSB) maupun carry dari MSBBerikut adalah aturan penjumlahan sandi 8421BCDJikajumlah biner dan jumlah BCD sama yaitu AC (Auxillary Carry) = 0 dan Carry= 0 maka tidak diperlukan aturan tambahan

Jikajumlah biner tidak sama dengan jumlah desimal maka memerlukan pengaturantambahan Jika Auxillary Carry (AC) = 0 atau AC = 1 dan Carry (Cy) = 0 dimana hasilpenjumlahan binernya lebih dari 9 desimal maka perlu ditambahkan 6 pada niblerendah tersebut dan tambahkan 1 pada nible yang lebih tinggi

Pengurangan

Pengurangan pada dasarnya merupakan penjumlahan yaitu penjumlahan denganbilangan negatif

500 ndash 255 = 245 (Pengurangan)500 + ()255 = 245 (Penjumlahan)Komputer hanya bekerja pada bilangan ldquo0rdquo dan ldquo1rdquo dan tidak mengenal bilangannegatif Untuk menunjukkan bilangan negatif komputer menggunakan tanda modulus(Modulus Sign) Pada penjumlahan desimal tanda modulus yang digunakan adalahldquo0rdquo untuk bilangan positif dan ldquo9rdquo untuk bilangan negatif Untuk bilangan negatifpada operasi penjumlahannya harus dikomplemen Komplemen yang digunakan padabilangan desimal adalah komplemen10dan komplemen9

Perkalian

Perkalian antara bilangan biner adalah perkalian yang paling mudah diantara sistembilangan lainnya

Pada Teknik Komputer perkalian dilakukan menggunakan register geser kanan (ShiftRight Register) Perhatikan contoh berikut

Register A untuk menyimpan data yang akan dikalikan (Multiplicand)Register B untuk menyimpan data pengali (Multiplier)Register P untuk menyimpan hasil perkalian

Pembagian

Kebalikan dari perkalian pembagian (Division) adalah suatu bentuk dari penguranganyang dilakukan berulangulangDan proses ini juga dapat dilakukan pada rangkaianlogika dengan cara pengurangan dan penggeseran ke kiri (menggunakan shiftleftregister) Berikut adalah aturan dari pembagianKurangkan bilangan pembagi (Divisor) dari MSB bilangan yang akan dibagi(Dividend) lihat hasil pengurangan

Bila hasilnya 1 atau positif Berarti hasil pembagian (Product) adalah 1 Setelah itu hasil pengurangan digeserkekiri satu bit dan dimulai lagi pengurangan oleh bilangan pembagi (Divisor)

Bila hasilnya 0 atau negatif Berarti hasil pembagian (Product) adalah 0 Dalam hal ini sebelum digeser ke kiriharus ditambah dulu dengan bilangan pembagi (Divisor) Setelah digeser ke kiri satubit dimulai lagi proses pengurangan oleh bilangan pembagi Pengurangan olehbilangan pembagi dilakukan dengan penjumlahan komplemen2Bila dalam

penjumlahan tersebut terdapat pindahan (Carry) maka carry tersebut diabaikanPerhatikan contoh berikut 1010 410 = 10102 1004

Karena ada hasil pengurangan yang negatif maka digit yang dihasilkansetelah itu adalah digit pecahan sehingga hasil yang benar 1012 atau 2510

61 Floating Point

71 Control Unit

CONTROL UNIT (CU)

711 Model Control Unit

Unit kontrol atau yang sering dikenal dengan control unit akan menyimpan perintah sekarang yang dilakukan oleh komputer memerintahkan ALU untuk melaksanaan dan mendapat kembali informasi (dari memori) yang diperlukan untuk melaksanakan perintah itu dan memindahkan kembali hasil ke lokasi memori yang sesuai Sekali yang terjadi unit kontrol pergi ke perintah berikutnya (biasanya ditempatkan di slot berikutnya kecuali kalau perintah itu adalah perintah lompatan yang memberitahukan kepada komputer bahwa perintah berikutnya ditempatkan di lokasi lain)

Bagian CPU yang menyebabkan fungsi komputer tercapai ini mengeluarkan sinyal-sinyal kontrol yang bersifat internal bagi CPU untuk memindahkan data antar Register agar ALU melakukan fungsinya untuk mengatur operasi-operasi internal lainnya Register yang merupakan bagian dari unit kontrol adalah tempat penyimpan data sementara dalam CPU selama proses eksekusi Apabila terjadi proses eksekusi data dalam register dikirim ke ALU untuk diproses hasil eksekusi nantinya diletakkan ke register kembali Unit kontrol akan menghasilkan sinyal yang akan mengontrol operasi ALU dan pemindahan data ke dan dari ALU Unit kontrol juga mengeluarkan sinyal kontrol eksternal bagi pertukaran data memori dan modul-modul IO

Model dari unit kontrol

712 Macam-macam unit kontrol

Macam-macam Unit Kontrol1 Unit Kontrol Single-Cycle

Proses di unit kontrol ini hanya terjadi dalam satu clock cycle artinya setiap instruksi (fetch decode execute) ada pada satu cycle maka dari itu tidak memerlukan state Dengan demikian fungsi boolean masing-masing control line hanya merupakan fungsi dari opcode saja Clock cycle harus mempunyai panjang yang sama untuk setiap jenis instruksi

Ada dua bagian pada unit kontrol ini yaitu proses men-decode opcode untuk mengelompokkannya menjadi 4 macam instruksi (yaitu di gerbang AND) dan pemberian sinyal kontrol berdasarkan jenis instruksinya (yaitu gerbang OR) Keempat jenis instruksi adalah ldquoR-formatrdquo (berhubungan dengan register) ldquolwrdquo (membaca memori) ldquoswrdquo (menulis ke memori) dan ldquobeqrdquo (branching)

Sinyal kontrol yang dihasilkan bergantung pada jenis instruksinya Misalnya jika melibatkan memori rdquoR-formatrdquo atau rdquolwrdquo maka akan sinyal rdquoRegwriterdquo akan aktif Hal lain jika melibatkan memori ldquolwrdquo atau ldquoswrdquo maka akan diberi sinyal kontrol ke ALU yaitu ldquoALUSrcrdquo

Desain single-cycle ini lebih dapat bekerja dengan baik dan benar tetapi cycle ini tidak efisien

2 Unit Kontrol Multi-CycleGambar disamping menunjukkan diagram blok dari unit kontrol multi-cycle

Berbeda dengan unit kontrol yang single-cycle unit kontrol yang multi-cycle lebih memiliki banyak fungsi

Dengan memperhatikan state dan opcode fungsi boolean dari masing-masing control line output dapat ditentukan Masing-masingnya akan menjadi fungsi dari 10 buah input logic Jadi akan terdapat banyak fungsi boolean dan masing-masingnya tidak sederhana

Pada cycle ini sinyal kontrol tidak lagi ditentukan dengan melihat pada bit-bit instruksinya Bit-bit opcode memberitahukan operasi apa yang selanjutnya akan di-execute CPU bukan instruksi cycle selanjutnya

713 Fungsi unit kontrol

Fungsi Unit Kontrol1 Pengurutan (sequencing) unit kontrol bertugas mengontrol sejumlah operasi

mikro dalam urutan yang benar

2 Eksekusi (execution) unit kontrol menyebabkan setiap operasi mikro dilakukan

state register overhead

Cycle 1Cycle 2

Cycle 3Cycle 4

Cycle 5

Fetch

Decode

Exec

Mem

WB

lw

Single cycle Implementation

Multiple Cycle Implementation

714 Input Unit Kontrol

Input Unit Kontrol

Unit kontrol mempunyai beberapa input diantaranya1 Clock berfungsi untuk sinkronisasi operasi antar komponen 2 Flag flag-flag ini diperlukan unit kontrol untuk mengetahui status CPU Flag

diset ALU sebagai hasil dari suatu operasi misalnya overflow flag diset 1 bila hasil komputasi melampaui panjang register tempat flag disimpan

3 Instruction register menggunakan opcode untuk menentukan operasi mikro yang akan dilakukan selama siklus eksekusi

4 Sinyal kontrol dari rdquobus controlrdquo memberi jalur ke unit kontrol untuk sinyal-sinyal tertentu seperti sinyal interrupt dan sinyal acknowledgment

715 Output Unit Kontrol

Sinyal kontrol di dalam CPU (control signals within CPU) output unit kontrol terdiri dari dua macam sinyal yaitu

1 sinyal-sinyal yang menyebabkan perpindahan data antar register 2 sinyal-sinyal yang dapat mengaktifkan fungsi ALU yang spesifik

Sinyal kontrol ke rdquobus controlrdquo juga terdiri atas 2 sinyal yaitu1 sinyal kontrol ke memori 2 sinyal kontrol ke modul-modul IO

716 Implementasi Unit Kontrol

1 Implementasi hardwired Unit kontrol merupakan rangkaian kombinatorial Sinyal-sinyal logika

inputnya akan didekodekan menjadi sinyal-sinyal logika output yang merupakan sinyal-sinyal kontrol ke sistem komputer Sinyal-sinyal input tersebut seperti clock flag register instruction dan sinyal kontrol merupakan input bagi unit kontrol untuk mengetahui status komputer Sinyal keluaran yang dihasilkan akan mengendalikan sistem kerja komputer

N buah input biner akan menghasilkan 2N output biner Setiap instruksi memiliki opcode yang yang berbeda-bedaOpcode yang berbeda dalam instruksi akan menghasilkan sinyal kontrol yang berbeda pula Pewaktu unit kontrol mengeluarkan rangkaian pulsa yang periodik

Pulsa waktu ini digunakan untuk mengukur durasi setiap operasi mikro yang dijalankan CPU intinya digunakan untuk sinkronisasi kerja masing-masing bagian

Masalah dalam Merancang Implementasi Hardwired Memiliki kompleksitas dalam pengurutan dan operasi mikronya Sulit didesain dan dilakukan pengetesan Tidak fleksibel Sulit untuk menambahkan instruksi baru

2 Implementasi microprogrammed Implementasi yang paling reliabel saat ini adalah implementasi

microprogrammed Unit kontrol memerlukan sebuah memori untuk menyimpan program kontrolnya

Fungsindashfungsi pengontrolan dilakukan berdasarkan program kontrol yang tersimpan pada unit kontrol Selain itu fungsindashfungsi pengontrolan tidak berdasarkan dekode dari input unit kontrol lagi

Teknik ini dapat menjawab kesulitanndashkesulitan yang ditemui dalam implementasi hardwired

81 Memori amp Piranti Penyimpanan

811 Jenis-Jenis memori

Berdasarkan komponen yang digunakan terbagi atas

1 Vacuum Tubes

Komputer generasi pertama ENIAC tahun 1946 menggunakan komponentabung hampa udara untuk main memory Memori ini relatif berukuran besardan tiap-tiap tabung hampa udara mewakili 1 bit

2 Magnetic Core Storage

Digunakan sekitar tahun 1960 ndash 1970 Terdiri dari ribuan cincin magnetikkecil berukuran 18 mm dengan lubang berdiameter 10 mm Tiap-tiap coredihubungkan dengan kabel kawat membentuk suatu bidang core (core plane)dan ditumpuk membentuk suatu core stackMasing-masing core dapat menyimpan 1 bit bila dimagnetasi dengan suatuarus listrik dari dua arah jurusan yang masing-masing bermuatan frac12 arus

3 Planar Thin-Film Storage

Terbuat dari lempengan tipis keramik atau metal tembus pandang yang berisi

kumpulan besi nikel berbentuk empat persegi panjang kecil dihubungkandengan kabel-kabel

4 Semiconductor Storage

Mulai banyak digunakan sejak tahun 1970-an hingga sekarangTerbuat dariVLSI (Very Large Scale Integration) yaitu meletakkan sejumlah besar circuitke dalam suatu chip Teknologi yang digunakan adalah MOS (Metal OxideSemiconductor) dan bersifat volatileKomputer IBM 704 pada GeneralElectric Computer facility diArizona State University 1956Sebuah mesin vacuum tubedengan magnetic core storageSingle layer thin film dengan Ta2N resistors

5 Josephson Junction

Diciptakan oleh Brian Josephson dari Inggris Merupakan memori yang dapatmelakukan switch dari bit 1 ke bit 0 atau sebaliknya dengan kecepatan yangtinggi yaitu kurang dari sepertriliun detik Menggunakan suatu tempat

tertutup yang berisi helium cair dengan suhu sekitar -200 derajat celcius

6 Charged-Coupled Device (CCD)

Merupakan memori yang terdiri dari ribuan metal bujur sangkar berukurankecil yang masing-masing dapat menyimpan informasi digit binari dalambentuk beban elektronik (electric charge)

812 Hirarki Memori

Sebagian besar komputer memiliki hirarki memori yang terdiri atas tiga level yaitu

1 Physical Register di CPU berada di Level teratas Informasi yang berada

di Register dapat diakses dalam satu Clock cycle CPU

2 Primary Memory (Executable memory ) berada dilevel tengah

Contohnya RAM Primary Memory diukur dengan satu byte dalam satu

waktu secara relatif dapat diakses dengan cepat bersifat volatil (informasi

bisa hilang ketika komputer dimatikan) CPU mengakses memori ini

dengan instruksi single load dan store dalam beberapa clock cycle

3 Secondary Memory berada dilevel bawah Contohnya disk atau tape

Secondary memory diukur sebagai kumpulan dari bytes(block of bytes)

waktu aksesnya lambat bersifat non-volatil (informasi tetap tersimpan

ketika komputer dimatikan) Memori ini diterapkan di storage device jadi

akses meliputi aksi oleh driver dan device

813 Memori Internal

Memori internal o Berada di luar CPU tetapi bersifat internal terhadap sistem komputero Diperlukan oleh CPU untuk proses eksekusi (operasi) program sehingga

dapat diakses secara langsung oleh prosesor (CPU) tanpa modul perantarao Memori internal sering juga disebut sebagai memori primer atau memori

utama o Memori internal biasanya menggunakan media RAM

Random Access Memori (RAM)

Ram adalah suatu memori baca tulis artinya data dapat dibaca dari atau ditulis ke RAM dan dapat dilakukan secara berulang-ulang dengan data yang berbeda-beda Jenis memori ini merupakan jenis volatile (mudah menguap) yaitu data yang tersimpan akan hilang jika catu dayanya dimatikan Karena alasan tersebut maka program utama tidak pernah disimpan di RAM Random artinya data yang disimpan pada RAM dapat diakses secara acak RAM dibagi lagi menjadi dua jenis yaitu jenis statik dan jenis dinamik RAM statik menyimpan satu bit informasi dalam sebuah flip-flop Jenis RAM ini asyncronous dan tidak memerlukan sinyal clock RAM statik biasanya digunakan untuk aplikasi-aplikasi yang tidak memerlukan kapasitas memori RAM yang besar RAM dinamik menyimpan satu bit informasi data sebagai muatan RAM dinamik menggunakan kapasitansi gerbang substrat sebuah transistor MOS sebagai sel memori elementer Untuk menjaga agar data yang tersimpan RAM dinamik tetap utuh data tersebut harus disegarkan kembali dengan cara membaca dan menulis ulang data tersebut kememori RAM dinamik ini digunakan untuk aplikasi ynag memerlukan RAM dengan kapasitas besar misalnya dalam sebuah komputer pribadi (PC)

Read Only Memory (ROM)

Jenis memori ini datanya hanya bisa dibaca dan tidak bisa ditulis secara berulang-ulang Memori ini berjenis non-volatile artinya data yang disimpan tidak mudah menguap (hilang) walaupun catu dayanya dimatikan Karena itu memori ini biasa digunakan untuk menyimpan program utama dari suatu sistem Jenis ROM yang dikenal dipasaran ada lima jenis yaitu

- ROM (Read Only Memory) yang diprogram dalam proses pembuatannya Jenis ini tidak dapat diprogram ulang

- PROM (Programmable ROM) yang diprogram dengan cara memutuskan hubungan sekering internal PROM hanya dapat diprogram satu kali dan tidak dapat diprogram ulang

- EPROM (Erasable PROM) yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat dari piranti Dihapus dengan cara pemberian sinar ultra violet melalui jendela pada bagian atas IC Setelah dihapus dapat diprogram ulang

- EEPROM (Electrically EPROM) sama saja dengan EPROM hanya cara penghapusannya dilakukan secara listrik

- Flash EPROM yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat pada piranti Memori ini dapat diisi ulang

Dari semua jenis memori diatas yang sering digunakan adalah memori jenis EPROM dan

EEPROM karena harganya paling murah dan mudah didapat dipasaran

814 Memori Eksternal

Memori eksternal o Bersifat eksternal terhadap sistem komputer dan tentu saja berada di luar

CPUo Diperlukan untuk menyimpan data atau instruksi secara permaneno Tidak diperlukan di dalam proses eksekusi sehingga tidak dapat diakses secara

langsung oleh prosesor (CPU) Untuk akses memori eksternal ini oleh CPU harus melalui pengontrolmodul IO

o Memori eksternal sering juga disebut sebagai memori sekunder o Memori ini terdiri atas perangkat storage peripheral seperti disk pita

magnetik dll berbagai jenis memory Eksternal

1 Berdasarkan jenis akses data

Berdasarkan jenis aksesnya memori eksternal dikelompokkan menjadi 2 jenis yaitu

a DASD (Direct Access Storage Device) dimana ia mempunyai akses langsung

terhadap data Contoh Magnetik(Floppy disk hard disk) Removable hard

disk(Zip disk Flash disk) Optical Disk

b SASD (Sequential Access Storage Device) Akses data secara tidak langsung

(berurutan) seperti Pita Magnetik

2Berdasarkan Karakteristik Bahan

Berdasarkan karakteristik bahan pembuatanya memori eksternal digolongkan

menjadi beberapa kelompok

a Punched Card atau kartu berlobang

a merupakan kartu kecil berisi lubang-lubang yang menggambarkan berbagai instruksi atau data Kartu ini dibaca melalui puch card reader yang sudah tidak digunakan lagi sejak tahun 1979

b Magnetik Disk Magnetik disk merupakan disk yang terbuat dari bahan yang bersifat magnetik contoh Floppy dan hardsik

c Optical Disk Optical disk terbuat dari bahan optik seperti resin (Polycaronate) dan dilapisi permukaan yang sangat reflektif seperti aluminium contoh CD dan DVD

d Magnetik TapeSedangkan magnetik tape terbuat dari bahan yang bersifat magnetik tetapi berbentuk pita seperti halnya pita kaset tape recorder

91 Bus amp Sistem Bus

Dalam Arsitektur komputer sebuah Bus adalah sebuah subsistem yang mentransfer data

atau listrik antar komponen komputer didalam sebuah komputer atau antar komputer

Bus komputer awal merupakan bus listrik paralel dengan banyak hubungan tetapi istilah

ini sekarang digunakan untuk pengaturan fisik yang menyediakan fungsi logika yang

sama dengan sebuah bus listrik paralel dan dapat dihubungkan dengan kabel dalam

sebuah topologi multidrop atau daisy chain atau dihubungkan dengan switch seperti

dalam kasus bus USB

System bus atau bus System dalam Arsitektur komputer merujuk pada bus yang

digunakan oleh sistem komputer untuk menghubungkan semua komponennya dalam

menjalankan tugas sebuah bus adalah sebutan untuk jalur dimana data dapat mengalir

dalam komputer jalur-jalur ini digunakan untuk komunikasi dan dapat dibuat antara dua

elemen atau lebih Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan

dieksekusi oleh CPU melalui perantara sistem bus

911 Transfer informasi pada bus

Suatu mendukung bermacam-macam transfer data Semua bus mendukung transfer baca

(master slave) dan transfer tulis( slave ke master) Pada semua multiplexed addressdata

bus pertama-tama bus digunakan untuk menspesifikasikan alamat dan kemudian untuk

melakukan transfer data Untuk operasi baca biasanya terdapat waktu tunggu pada saat

data sedang diambil dari slave untuk ditaruh pada bus Baik bagi operasi baca maupun

tulis mungkin juga terdapat delay bila hal itu diperlukan untuk melalui arbitrasi agar

mendapatkan kontrol bus untuk sisa operasi (yaitu mengambil alih bus untuk melakukan

request baca atau tulis kemudian mengambil alih lagi bus untuk membentuk operasi baca

atau tulis

Pada alamat dedicate dan bus-bus alamat ditaruh ada bus alamat dan tetap berada disana

selama data tersimpan pada bus data Bagi operasi tulis master menaruh data pada bus

data begitu alamat telah stabil dan slave telah mempunyai kesempatan untuk mengetahui

alamatnya bagi operasi baca slave menaruh data pada bus dan begitu slae mengetahui

alamatnya dan telah mengembil data

912 Sistem Bus dengan Jalur Data Alamat dan Kontrol

Jalur bus yang digunakan untuk mentransfer data dapat dikelompokkanrnenjadi tiga tipe jalur data alamat dan kontrol

Data bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi data dan instruksi

Address bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi untuk alamat di

main memory untuk data atau instruksi yang akan diambil atau direkam

Control bus yaitu bus yang digunakan untuk mengirimkan signal sebagai

pemberitahuan akan dikirimkan suatu informasi atau telah diterimanya informasi

yang akan dikirimkan dari suatu alat ke alat lainnya

913 Hirarki Bus

Bus merupakan lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih perangkat

computer Karakteristik penting sebuah bus adalah bahwa bus merupakan media

transmisi yang dapat digunakan bersama Sejumlah perangkat yang terhubung ke bus dan

suatu sinyal yang ditransmisikan oleh salah satu perangkat ini data diterimaoleh salah

satu perangkat yang terhubung ke bus

Umumnya sebuah bus terdiri dari sejumlah lintasan komunikasi atau saluran Masing-

masing saluran dapat mentransmisi sinyal yang menunjukan biner 1 dan biner 0

serangkaian digit biner dapat ditransmisi melalui saluran tunggal

914 Bus Data dan Bus Alamat

1 Bus data

Jalur data yang dilalui informasi ke dan dari microprocessor bahan data keterangan

catatan fakta fakta atau bagian dari fakta yang mengandung arti yang dihubungkan

dengan kenyataan simbol-simbol gambar kata-kata angka huruf yang menunjukan ide

objek kondisi dan lainnya

Data itu sendiri merupakan bentuk jamak dari datum yang berarti informasi jelasnya data

itu dapat berupa apa saja dan dapat ditemui dimana saja

2 Bus Alamat

Bus alamat pengalamatan transformasi data bus Pengalamatan bus ini berisi 16 2024

jalur sinyal paralel atau lebih CPU mengirim alamat lokasi memori atau port yang ingin

ditulis atau dibaca di bus ini jumlah lokasi memori yang dapat dialamati ditentukan

jumlah jalur alamat Jika CPU mempunyai N jalur alamat maka dapat mengalamati 2

pangkat N lokasi memori dan atau port secara langsung

101 Unit Input amp Output

Salah satu fitur dasar komputer adalah kemampuannya untuk mempertukarkandata dengan perangkat lain Kemampuan komunikasi ini memungkinkan operatormanusia misalnya untuk menggunakan keyboard dan layer display untuk mengolahteks dan grafik

1011 Dasar Unit Input Output

Unit IO memberi CPU kemampuan untuk berkomunikasi dengan peripheral Merupakan

entity dalam komputer yang bertanggung jawab atas pengontrol sebuah perangkat

eksternal atau lebih dan untuk pertukaran data antara alat-alat tersebut dengan memory

utama dan atau register-register dalam CPU

Alasan- alasan dipertukarkannya unit IO

Adanya aneka ragam peripheral yang memiliki macam-macam metode operasi

Perbedaan kecepatan transfer data antara sistem BUS dengan piranti IO BUS= 20

nano detik sedang IO lebih dari 100 nano detik

Peripheral seringkali menggunakan format data dan panjang word yang berlainan

dengan komputer

Perbedaan besar tegangan dan arus data yang diperlukan untuk transfer informasi

dari dan ke peripheral dengan sistem bus

Tujuan Unit IO

Melakukan kompensasi perbedaan kecepatan dan perwaktuan antara CPU dan

peripheral

Melakukan penyesuaian tegangan dan arus satu aras ke aras lain

Menyesuaikan panjang data antara sistem BUS dan BUS IO

1012 Antarmuka IO

Gambar 122 mengilustrasikan hardware yang diperlukan untukmenghubungkan perangkat IO ke bus Dekoder alamat mengenableperangkattersebut untuk mengenali alamatnya pada saat alamat ini muncul pada jalur alamatRegister data menyimpan data yang ditransfer ked an dari prosessor Register statusberisi informasi yang relevan dengan operasi perangkat IO Register data dan statusdihubungkan dengan bus data dan ditetapkan dengan alamatalamatunik Dekoderalamat register data dan status dan sirkuit control yang diperlukan untukmengkoordinasikan transfer IO membentuk sirkuit antar muka perangkatGambar 122 Antarmuka IO untuk perangkat input

Perangkat IO beroperasi pada kecepatan yang sangat berbeda denganprosessor Pada saat operator manusia memasukkan karakter pada keyboardprosessor mampu mengeksekusi jutaan instruksi antarentrikarakter yang berurutanSuatu instruksi yang membaca karakter dari keyboard sebaiknya hanya dieksekusipada saat karakter tersebut tersedia dalam input buffer antarmuka keyboard Juga kitaharus memastikan bahwa karakter input tersebut hanya dibaca sekali

1013 Transfer data pada IO

Transfer dataFormat transfer

- Paralel semua bit pada karakter (word denganpanjang tertentu) dikirim secara bersamaan dalambatas waktu yang diberikan

- Serial Data dikirim secara berurutan dalam satu saluran

Transfer data secara paralel lebih cepat daripada secaraserial karena saluran transmisinya banyak kelemahannyakalau terlalu panjang akan terjadi interferensi antarsaluran

Mode transfer data

1 Synchronous modeBaris kendali digunakan untuk mengsinkronkan waktupada semua kejadian yang terjadi selama periodewaktu tertentuKelemahanbull Tiap piranti IO berbeda-beda kecepatan operasinyasehingga harus diturunkan pada kecepatan yangpaling rendah

2 Asynchronous mode

Menggunakan teknik jabat tangan (hand shaking) untukmenyakinkan transfer data antara pengirim danpenerima tidak ada kesalahan (data valid)

111 Interupsi

Interupsi merupakan bagian penting dari sistem arsitektur komputer Setiap sistem

komputer memiliki mekanisme yang berbeda Interupsi bisa terjadi apabila perangkat

keras (hardware) atau perangkat lunak minta ldquo dilayanirdquo oleh processor apabila terjadi

interupsi maka processor menghentikan proses yang sedang dikerjakannya kemudian

beralih mengerjakan service rutin untuk melayani intrupsi tersebut Setelah selesai

mengerjakan service rutin maka prosesor kembali melanjutkan proses yang tertunda

1111 Kelas Sinyal Interupsi

Program yaitu Interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi

pada hasil eksekusi program Contioh Aritmatika overflow pembagian nol

operasi ilegal

Timer adalah Interupsi yang dibangkitkan pewaktuan dalam prosesor Sinyal ini

memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsi tertentu secara reguler

I O sinyal Interupsi yang di bangkitkan oleh Modul IO sehubngan pemberitahuan

kondisi Error dan penyelesaian suatu operasi

Hardware Failure adalah Interupsi yang dibangkitkan oleh kegagalan daya atau

kesalahan paritas memori

1112 Proses Interupsi

Dengan adanya mekanisme Interupsi prossesor dapat digunakan untuk

mengeksekusi intsruksi- instruksi lain

Saat suatu modul telah selesai menjalankan tugasnya dan siap menerima tugas

berikutnya maka modul ini akan mengirimkan permintaan interupsi ke prosesor

Kemudian prosesor akan menghentikan eksekusi yang dijalankannya untuk

menghandle routine interupsi

Setelah program interupsi selesai maka processor akan melanjutkan eksekusi

programnya kembali

Saat sinyal Interupsi diterima processor ada dua kemungkinan tindakan yaitu

Interupsi diterima ditangguhkan dan Interupsi ditolak

1113 Interupsi Ditangguhkan

Apa yang dilakukan Processor

Processor menangguhkan eksekusi program yang dijalankan dan menyimpan

konteksnya tindakan ini adalah menyimpan alamat instruksi berikutnya yang akan

dieksekusi dan data lain yang relevan

Processor menyetel program Counter (PC) ke alamat awal routine intterupt handler

1114 Sistem Operasi Kompleks

Interupsi ganda (Multiple interupt)

Misalnya suatu komputer akan menerima permintaan interupsi saat proses

pencetakan dengan printer selesai disamping itu dimungkinkan dari saluran

komunikasi akan mengirimkan permintaan interupsi setiap kali data tiba

Dapat diambil dua buah pendekatan untuk menangani interupsi ganda ini

121 Arsitektur dan Klasifikasi Sistem Komputer

Sebuah sistem operasi atau dalam bahasa asingnya Operating System adalah sebuah

program yang mengatur hardware komputer Sistem operasi juga menyediakan fondasi

untuk aplikasi diatasnya dan bertindak sebagai penghubung antara user dengan

hardwaresetiap sistem operasi memiliki caranya masing-masing untuk menyelesaikan

tugasnya Hal ini menimbulkan aneka ragam sistem operasi yang sangat menakjubkan

Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu 1 Klasifikasi Flynn

Didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data dalam sistem komputer

2 Klasifikasi Feng Didasarkan pada pemrosesan paralel dan serial

3 Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1211 Klasifikasi Fylnn

KLASIFIKASI FLYNN 1048790 Klasifikasi sistem komputer yang didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data diperkenalkan oleh Michael J Flynn 1048790 Alur instruksi (instruction stream) adalah urutan instruksi yang dilaksanakan oleh mesin 1048790 Alur data adalah urutan data yang dipanggil oleh alur instruksi 1048790 Baik instruksi maupun data diambil dari modul memori 1048790 Instruksi didecode (diartikan) oleh Control Unit 1048790 Alur data mengalir dua arah antara prosesor dan memori

Ada 4 kategori sistem komputer dalam klasifikasi Flynn 1 Single Instruction stream ndash Single Data stream (SISD) 2 Single Instruction stream ndash Multiple Data stream (SIMD) 3 Multiple Instruction stream ndash Single Data stream (MISD) 4 Multiple Instruction stream ndash Multiple Data stream (MIMD)

1212 Klasifikasi Feng

KLASIFIKASI FENG 1048790 Tse Yun Feng mengusulkan pembagian klasifikasi arsitektur komputer berdasarkan derajat keparalelan (degree of parallelism) 1048790 Jumlah bit maksimum yang dapat diproses dalam satu satuan waktu oleh sistem komputer disebut derajat keparalelan maksimum P 1048790 Bila Pi adalah jumlah bit yang dapat diproses dalam siklus prosesor ke ndash i (atau periode clock ke ndash i) 1048790 Siklus prosesor T dinyatakan oleh i = 123 T 1048790 Maka derajat keparalelan rata-rataa adalah

Ada 4 tipe Metode Pemrosesan

1048790 Word Serial and Bit Serial (WSBS) 1048790 Word Paralel and Bit Setial (WPBS) 1048790 Word Serial and Bit Paralel (WSBP) 1048790 Word Paralel and Bit Paralel (WPBP)

1213 Klasifikasi Handler

Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1214 Menjelaskan Multi Komputer amp Multi Processor

1048790 Multiprosesor MIMD dengan memori yang dapat digunakan bersama semua prosesornya memiliki akses ke pool memori utama

1048790 Multikomputer MIMD dengan memori terdistribusi setiap prosesornya memiliki memori khusus sendiri

1048790 Motivasi pembuatan organisasi multikomputer adalah untuk mengatasi keterbatasan skala multiprosesor

1048790 Karena prosesor-prosesor multikomputer harus berkomunikasi maka elemen penting perancangan multikomputer adalah jaringan interkoneksi yang harus dapat beroperasi seefisien mungkin

1048790 Ada beberapa topologi interkoneksi untuk memberikan kinerja yang efisien

1048790 Terdapat trade-off antara lintasan terpanjang dan jumlah koneksi fisik yang diperlukan

Selesai

BAB III PENUTUP

31 Kesimpulan

32 Saran

Daftar Pustaka

• Definisi
• • Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu

Untuk konversi bilangan biner ke heksadesimal perhatikan contoh berikut 101101010100100102 = 0001 0110 1010 1001 0010 = 1 6 A 9 2Jadi bil biner 10110101010010010 sama dengan bil heksadesimal 16A92

6 Sistem Bilangan Oktal

Bilangan oktal disebut bilangan basis 8 artinya ada 8 simbol yang mewakili bilanganini Tabel 19 berikut menunjukkan konversi bilangan oktal

Untuk konversi bilangan biner ke oktal perhatikan contoh berikut 101101010100100102 = 010 110 101 010 010 010 = 2 6 5 2 2 2 8

Jadi bil biner 10110101010010010 sama dengan bil oktal 265222Untuk konversi dari oktal ke heksadesimal ubah terlebih dahulu bilangan oktal yangakan dikonversi menjadi biner Hal ini berlaku juga untuk konversi dari heksadesimalke oktal Perhatikan contoh berikut 7258 = 111 010 1012

= 0001 1101 0101 = 1 D 5 16

FE16 = 1111 11102

= 011 111 110 = 3 7 6 8

315 Sandi yang terdapat pada komputer

1 Sandi 8421 BCD (Binary Coded Decimal)

Sandi 8421 BCD adalah sandi yang mengkonversi bilangan desimal langsung kebilangan binernya sehingga jumlah sandi BCD adalah 10 sesuai dengan jumlahsimbol pada desimal Perhatikan tabel 210 berikut

Contoh

19710 sandi BCDnyaadalah 0001 1001 0111

2 Sandi 2421

Sandi 2421 hampir sama dengan sandi 8421 terutama untuk bilangan desimal 0sampai dengan 4 Tetapi sandi berikutnya merupakan pencerminan yang diinversiPerhatikan tabel

Perhatikan sandi desimal 5 Sandi tersebut merupakan cermin dari sandi 4 desimaltetapi logikanya diinversi Begitu pula pada sandi desimal 6 yang merupakan cermindari sandi desimal 3 yang diinversi dstContoh

37810 sandi 2421nyaadalah 0011 1101 1110

316 Boolean atau Logika Biner

Logika memberi batasan yang pasti dari suatu keadaan Sehingga keadaan tersebuttidak dapat berada dalam dua ketentuan sekaligus Karena itu dalam logika dikenalaturanaturansebagai berikut Suatukeadaan tidak dapat benar dan salah sekaligusMasingmasingadalah hanya benar atau salah (salah satu)Suatukeadaan disebut BENAR bila TIDAK SALAHDua keadaan itu dalam aljabar boole ditunjukkan dengan dua konstanta yaitu logikaldquo1rdquo dan logika ldquo0rdquo

Misal Logika ldquo1rdquo Logika ldquo0rdquoBenar SalahHidup MatiSiang MalamContoh diatas dapat dituliskan Tidak Benar atau Benar = SalahTidak Hidup atau Hidup = MatiTidak Siang atau Siang = MalamTanda garis atas dipakai untuk menunjukkan pertentangan atau lawan dari keadaanitu Sehingga tanda garis tersebut merupakan pertentangan logika (Logical Inversion)yang mempunyai fungsi untuk menyatakan ldquoTidakrdquo (Not)Ā = Tidak A atau Ā = NOT AHimpunan adalah kumpulan dari elemen yang setidaknya memiliki sifat yang samadan bisa memiliki kelompok yang terbatas atau tidak terbatas jumlahnya Misalnyahimpunan mahasiswa politeknik Himpunan tersebut tentu saja terdiri dari bermacammacamkelompok Jika dapat diambil tiga kelompok Kelompokyang berasal dari luar jawa JKelompokyang sedang kuliah KKelompokyang mengerjakan laporan akhir LSehingga seseorang setidaknya masuk dalam satu kelompok tersebut bahkan dapatterjadi masuk dalam dua kelompok sekaligus Misalnya mahasiswa luar jawa yangsedang mengerjakan laporan akhir berarti masuk kelompok J dan L (J AND L) JAND L dituliskan juga dengan J LGabungan antara mahasiswa luar jawa dan mahasiswa yang mengerjakan laporanakhir memiliki pengertian mahasiswa luar jawa atau mahasiswa mengerjakanlaporan akhir J atau L (J OR L) J OR L dituliskan juga dengan J + LLogika Biner (gerbang Boolean) adalah rangkaian digital yang menerima satu ataulebih masukan tegangan untuk memperoleh keluaran tertentu sesuai dengan aturanboole yang berlakuJika membicarakan komputer maka perbedaan tegangan yang digunakan sebagaionoff atau nilai biner 10 nilai 1 ekivalen dengan tegangan +5 volt dan nilai 0ekivalen dengan tegangan 0 volt

41 Rangkaian Logika Kombinasional amp Sekuensial

Rangkaian yang termasuk rangkaian logika kombinasional yaitu Dekoder Enkoder Multiplekser Demultiplekser Pada rangkaian-rangkaian itu terlihat bahwa kondisi keluaran hanya dipengaruhi oleh kondisi masukan pada saat itu

Rangkaian Adder Half Adder

Rangkaian Adder Full Adder

Enkoder

Dekoder

DECIMAL TO BCD ENCODER

Encoder yang sudah umum yaitu decimal to BCD encoder Switch dengan

penekan tombol mirip dengan tombol kalkulator dihubungkan dengan tegangan

Vcc Jika tombol 3 ditekan maka gerbang-gerbang OR pada jalur C dan D

akan mempunyai input bernilai 1 Oleh karena itu maka outputnya menjadi

ABCD = 0011

Dan selengkapnya dapat dilihat pada tabel dibawah ini

INPUT OUTPUT0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 10 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 00 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 10 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 00 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 10 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 00 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 10 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1

2 DECODER

Rangkaian dekoder mempunyai sifat yang berkebalikan dengan enkoder yaitu

merubah kode biner menjadi sinyal diskrit Syarat perancangan sebuah dekoder adalah m

lt= 2n dimana m adalah kombinasi keluaran dan n adalah jumlah bit masukan Sehingga

dapat disimplkan bahwa variabel keluaran bebas tapi harus tetap memperhatikan unsur

efisiensi rangkaian Misal dekoder 3 bit memiliki 8 atau kurang kombinasi keluaran tetapi

bisa memiliki jumlah saluran keluaran lebih dari 8 (10 atau 55 atau 100 dan sebagainya)

Contoh rangkaian dekoder adalah rangkaian dekoder dot matrik dan dekoder seven

segmen

Bila semua segmen menyala maka dapat dibaca sebagai angka decimal 8 Angka

decimal 0 dan 3 terlihat pada menyalanya segmen ndash segmen sesuai gambar Untuk

penampilan huruf hanya beberapa huruf saja yang dapat dibaca dari tujuh segmen

Tabel Kebenaran dekoder seven segmen

INPUT OUTPUTA B C D a b c d e f g0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 00 0 0 1 0 1 1 0 0 0 00 0 1 0 1 1 0 1 1 0 10 0 1 1 1 1 1 1 0 0 10 1 0 0 0 1 1 0 0 1 10 1 0 1 1 0 1 1 0 1 10 1 1 0 1 0 1 1 1 1 10 1 1 1 1 1 1 0 0 0 01 0 0 0 1 1 1 1 1 1 11 0 0 1 1 1 1 1 0 1 11 0 1 0 1 1 1 0 1 1 11 0 1 1 0 0 1 1 1 1 11 1 0 0 1 0 0 1 1 1 01 1 0 1 0 1 1 1 1 0 11 1 1 0 1 0 0 1 1 1 11 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1

a = sum (m0m2m3m5m6m7m8m9m10m12m14m15)

b = sum (m0m1m2m3m4m7m8m9m10m13)

c = sum (m0m1m3m4m5m6m7m8m9m10m11m13)

d = sum (m0m2m3m5m6m8m9m11m12m13m14)

e = sum (m0m2m6m8m10m11m12m13m14m15)

f = sum (m0m4m5m6m8m9m10m11m12m14m15)

g = sum (m2m3m4m5m6m8m9m10m11m13m14m15)

42 Rangkaian Logika Sekuensial (Flip-Flop)

1 Flip-Flop R-SFlip-flop R-S adalah rangkaian dasar dari semua jenis flip-flop yang ada Terdapat berbagai

macam rangkaian flip-flop R-S pada percobaan ini flip-flop R-S disusun dari empat buah gerbang NAND 2 masukan Dua masukan flip-flop ini adalah S (set) dan R (reset) serta dua keluarannya adalah Q dan Qrsquo

Kondisi keluaran akan tetap ketika kedua masukan R dan S berlogika 0 Sedangkan pada kondisi masukan R dan S berlogika 1 maka kedua keluaran akan berlogika 1 hal ini sangat dihindari karena bila kondisi masukan diubah menjadi berlogika 0 kondisi kelurannya tidak dapat diprediksi (bisa 1 atau 0) Keadaan ini disebut kondisi terlarang Selanjutnya kondisi terlarang pacu dan tak tentu akan dijelaskan melalui Tabel 31

Gambar 33 Rangkaian Percobaan Flip-Flop R-S

Tabel 32a Kondisi terlarang pacu dan tak tentu karena perubahan clockNo S R Clock Keterangan1 1 1 Aktif (1) Kondisi terlarang2 1 1 Tepi turun (Berubah dari

1 ke 0)Kondisi pacu

3 1 1 Tidak aktif (0) Kondisi tak tentu

Tabel 32b Kondisi terlarang pacu dan tak tentu karena perubahan clock dan masukan yang serempakNo S R Clock Keterangan1 1 1 Aktif (1) Kondisi terlarang2 0 0 Tepi turun Kondisi pacu3 0 0 Tidak aktif (0) Kondisi tak tentu

2 Flip-flop D

Flip-flop D dapat disusun dari flip-flop S-R atau flip-flop J-K yang masukannya saling berkebalikan Hal ini dimungkinkan dengan menambahkan salah satu masukannya dengan inverter agar kedua masukan flip-flop selalu dalam kondisi berlawanan Flip-flop ini dinamakan dengan flip-flop data karena keluarannya selalu sama dengan masukan yang diberikan Saat flip-flop pada keadaan aktif masukan akan diteruskan ke saluran keluaran

2 Flip-flop J-KFlip-flop J-K merupakan penyempurnaan dari flip-flop R-S terutama untuk mengatasi masalah

osilasi yaitu dengan adanya umpan balik serta masalah kondisi terlarang seperti yang telah dijelaskan di atas yaitu pada kondisi masukan J dan K berlogika 1 yang akan membuat kondisi keluaran menjadi berlawanan dengan kondisi keluaran sebelumnya atau dikenal dengan istilah toggle Sementara untuk keluaran berdasarkan kondisi-kondisi masukan yang lain semua sama dengan flip-flop R-S

Gambar 35 Flip-flop J-K

51 Aritmatika Logika Unit

Macam- macam operasi ALU

Adder (Penjumlahan) Half Adder Full Adder Paralel Adder

Pengurangan (Substraktor)

Perkalian (Multiplexer)

Pembagian bila hasilnya 0 amp 1

Adder

Rangkaian ALU (Arithmetic and Logic Unit) yang digunakan untuk menjumlahkanbilangan dinamakan dengan Adder Karena Adder digunakan untuk memprosesoperasi aritmetika maka Adder juga sering disebut rangkaian kombinasionalaritmetika ALU akan dijelaskan lebih detail pada bab 3 Ada 2 jenis Adder

1 Rangkaian Adder yang hanya menjumlahkan dua bit disebut Half Adder2 Rangkaian Adder yang menjumlahkan tiga bit disebut Full Adder3 Rangkaian Adder yang menjumlahkan banyak bit disebut paralel Adder

Half Adder

Rangkaian half adder merupakan dasar penjumlahan bilangan biner yang masingmasinghanya terdiri dari satu bit oleh karena itu dinamakan penjumlah tak lengkap

1 Jika A=0 dan B=0 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 02 Jika A=0 dan B=1 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 13 Jika A=1 dan B=1 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 0 dengan nilai pindahanCy(Carry Out) = 1

Dengan demikian half adder memiliki 2 masukan (A dan B) dan dua keluaran (S dan Cy)

Dari tabel diatas terlihat bahwa nilai logika dari Sum sama dengan nilai logika darigerbang XOR sedangkan nilai logika Cy sama dengan nilai dari gerbang logikaAND Dari tabel tersebut dapat dibuat rangkaian half adder seperti pada gambar

Full Adder

Full adder mengolah penjumlahan untuk 3 bit bilangan atau lebih (bit tidak terbatas)oleh karena itu dinamakan rangkaian penjumlah lengkap Perhatikan tabel kebenarandari Full adder berikut

Parallel Adder

Parallel Adder adalah rangkaian Full Adder yang disusun secara parallel danberfungsi untuk menjumlah bilangan biner berapapun bitnya tergantung jumlah FullAdder yang diparallelkan Gambar berikut menunjukkan Parallel Adder yang terdiridari 4 buah Full Adder yang tersusun parallel sehingga membentuk sebuah penjumlah 4 bit

Penjumlahan

Komputer hanya dapat melakukan proses aritmetika menggunakan bilangan binerSemua sistem bilangan harus diubah terlebih dahulu ke biner agar dapat diprosesProses yang biasa dilakukan oleh komputer untuk menjumlahkan sistem bilangandesimal biasanya adalah menyandikan ke 8421BCD terlebih dahulu sebelumdijumlahkan Sebelum mempelajari tentang penjumlahan pada 8421BCD ada baiknyamengetahui cara menjumlahkan bilangan biner

Penjumlahan Biner

Ada 4 kondisi yang terjadi pada penjumlahan biner yaitu apabila 0 + 0 0 + 1 1 + 0dan 1 + 1 Jika yang terjadi adalah 1 + 1 kita tidak dapat menyatakan hasil jumlahdalam satu digit Tetapi kita harus melakukan penyimpanan (Carry Out) kedalamkolom yang lebih tinggi Ini berlaku untuk seluruh sistem bilangan Sebagai contohpada bilangan desimal 2 + 5 = 7 dengan carry out = 0 9 + 9 = 8 dengan carry out = 1Contoh

Penjumlahan 8421BCD

Sandi 8421BCD hanya menggunakan bilangan biner untuk 0 sampai 9 karena yangdisandikan hanya 1 digit angka desimal Dalam penjumlahan yang perlu diperhatikanadalah jika hasilnya lebih dari 9 sehingga akan dihasilkan auxillary carry (Carry daribilangan keempat LSB) maupun carry dari MSBBerikut adalah aturan penjumlahan sandi 8421BCDJikajumlah biner dan jumlah BCD sama yaitu AC (Auxillary Carry) = 0 dan Carry= 0 maka tidak diperlukan aturan tambahan

Jikajumlah biner tidak sama dengan jumlah desimal maka memerlukan pengaturantambahan Jika Auxillary Carry (AC) = 0 atau AC = 1 dan Carry (Cy) = 0 dimana hasilpenjumlahan binernya lebih dari 9 desimal maka perlu ditambahkan 6 pada niblerendah tersebut dan tambahkan 1 pada nible yang lebih tinggi

Pengurangan

Pengurangan pada dasarnya merupakan penjumlahan yaitu penjumlahan denganbilangan negatif

500 ndash 255 = 245 (Pengurangan)500 + ()255 = 245 (Penjumlahan)Komputer hanya bekerja pada bilangan ldquo0rdquo dan ldquo1rdquo dan tidak mengenal bilangannegatif Untuk menunjukkan bilangan negatif komputer menggunakan tanda modulus(Modulus Sign) Pada penjumlahan desimal tanda modulus yang digunakan adalahldquo0rdquo untuk bilangan positif dan ldquo9rdquo untuk bilangan negatif Untuk bilangan negatifpada operasi penjumlahannya harus dikomplemen Komplemen yang digunakan padabilangan desimal adalah komplemen10dan komplemen9

Perkalian

Perkalian antara bilangan biner adalah perkalian yang paling mudah diantara sistembilangan lainnya

Pada Teknik Komputer perkalian dilakukan menggunakan register geser kanan (ShiftRight Register) Perhatikan contoh berikut

Register A untuk menyimpan data yang akan dikalikan (Multiplicand)Register B untuk menyimpan data pengali (Multiplier)Register P untuk menyimpan hasil perkalian

Pembagian

Kebalikan dari perkalian pembagian (Division) adalah suatu bentuk dari penguranganyang dilakukan berulangulangDan proses ini juga dapat dilakukan pada rangkaianlogika dengan cara pengurangan dan penggeseran ke kiri (menggunakan shiftleftregister) Berikut adalah aturan dari pembagianKurangkan bilangan pembagi (Divisor) dari MSB bilangan yang akan dibagi(Dividend) lihat hasil pengurangan

Bila hasilnya 1 atau positif Berarti hasil pembagian (Product) adalah 1 Setelah itu hasil pengurangan digeserkekiri satu bit dan dimulai lagi pengurangan oleh bilangan pembagi (Divisor)

Bila hasilnya 0 atau negatif Berarti hasil pembagian (Product) adalah 0 Dalam hal ini sebelum digeser ke kiriharus ditambah dulu dengan bilangan pembagi (Divisor) Setelah digeser ke kiri satubit dimulai lagi proses pengurangan oleh bilangan pembagi Pengurangan olehbilangan pembagi dilakukan dengan penjumlahan komplemen2Bila dalam

penjumlahan tersebut terdapat pindahan (Carry) maka carry tersebut diabaikanPerhatikan contoh berikut 1010 410 = 10102 1004

Karena ada hasil pengurangan yang negatif maka digit yang dihasilkansetelah itu adalah digit pecahan sehingga hasil yang benar 1012 atau 2510

61 Floating Point

71 Control Unit

CONTROL UNIT (CU)

711 Model Control Unit

Unit kontrol atau yang sering dikenal dengan control unit akan menyimpan perintah sekarang yang dilakukan oleh komputer memerintahkan ALU untuk melaksanaan dan mendapat kembali informasi (dari memori) yang diperlukan untuk melaksanakan perintah itu dan memindahkan kembali hasil ke lokasi memori yang sesuai Sekali yang terjadi unit kontrol pergi ke perintah berikutnya (biasanya ditempatkan di slot berikutnya kecuali kalau perintah itu adalah perintah lompatan yang memberitahukan kepada komputer bahwa perintah berikutnya ditempatkan di lokasi lain)

Bagian CPU yang menyebabkan fungsi komputer tercapai ini mengeluarkan sinyal-sinyal kontrol yang bersifat internal bagi CPU untuk memindahkan data antar Register agar ALU melakukan fungsinya untuk mengatur operasi-operasi internal lainnya Register yang merupakan bagian dari unit kontrol adalah tempat penyimpan data sementara dalam CPU selama proses eksekusi Apabila terjadi proses eksekusi data dalam register dikirim ke ALU untuk diproses hasil eksekusi nantinya diletakkan ke register kembali Unit kontrol akan menghasilkan sinyal yang akan mengontrol operasi ALU dan pemindahan data ke dan dari ALU Unit kontrol juga mengeluarkan sinyal kontrol eksternal bagi pertukaran data memori dan modul-modul IO

Model dari unit kontrol

712 Macam-macam unit kontrol

Macam-macam Unit Kontrol1 Unit Kontrol Single-Cycle

Proses di unit kontrol ini hanya terjadi dalam satu clock cycle artinya setiap instruksi (fetch decode execute) ada pada satu cycle maka dari itu tidak memerlukan state Dengan demikian fungsi boolean masing-masing control line hanya merupakan fungsi dari opcode saja Clock cycle harus mempunyai panjang yang sama untuk setiap jenis instruksi

Ada dua bagian pada unit kontrol ini yaitu proses men-decode opcode untuk mengelompokkannya menjadi 4 macam instruksi (yaitu di gerbang AND) dan pemberian sinyal kontrol berdasarkan jenis instruksinya (yaitu gerbang OR) Keempat jenis instruksi adalah ldquoR-formatrdquo (berhubungan dengan register) ldquolwrdquo (membaca memori) ldquoswrdquo (menulis ke memori) dan ldquobeqrdquo (branching)

Sinyal kontrol yang dihasilkan bergantung pada jenis instruksinya Misalnya jika melibatkan memori rdquoR-formatrdquo atau rdquolwrdquo maka akan sinyal rdquoRegwriterdquo akan aktif Hal lain jika melibatkan memori ldquolwrdquo atau ldquoswrdquo maka akan diberi sinyal kontrol ke ALU yaitu ldquoALUSrcrdquo

Desain single-cycle ini lebih dapat bekerja dengan baik dan benar tetapi cycle ini tidak efisien

2 Unit Kontrol Multi-CycleGambar disamping menunjukkan diagram blok dari unit kontrol multi-cycle

Berbeda dengan unit kontrol yang single-cycle unit kontrol yang multi-cycle lebih memiliki banyak fungsi

Dengan memperhatikan state dan opcode fungsi boolean dari masing-masing control line output dapat ditentukan Masing-masingnya akan menjadi fungsi dari 10 buah input logic Jadi akan terdapat banyak fungsi boolean dan masing-masingnya tidak sederhana

Pada cycle ini sinyal kontrol tidak lagi ditentukan dengan melihat pada bit-bit instruksinya Bit-bit opcode memberitahukan operasi apa yang selanjutnya akan di-execute CPU bukan instruksi cycle selanjutnya

713 Fungsi unit kontrol

Fungsi Unit Kontrol1 Pengurutan (sequencing) unit kontrol bertugas mengontrol sejumlah operasi

mikro dalam urutan yang benar

2 Eksekusi (execution) unit kontrol menyebabkan setiap operasi mikro dilakukan

state register overhead

Cycle 1Cycle 2

Cycle 3Cycle 4

Cycle 5

Fetch

Decode

Exec

Mem

WB

lw

Single cycle Implementation

Multiple Cycle Implementation

714 Input Unit Kontrol

Input Unit Kontrol

Unit kontrol mempunyai beberapa input diantaranya1 Clock berfungsi untuk sinkronisasi operasi antar komponen 2 Flag flag-flag ini diperlukan unit kontrol untuk mengetahui status CPU Flag

diset ALU sebagai hasil dari suatu operasi misalnya overflow flag diset 1 bila hasil komputasi melampaui panjang register tempat flag disimpan

3 Instruction register menggunakan opcode untuk menentukan operasi mikro yang akan dilakukan selama siklus eksekusi

4 Sinyal kontrol dari rdquobus controlrdquo memberi jalur ke unit kontrol untuk sinyal-sinyal tertentu seperti sinyal interrupt dan sinyal acknowledgment

715 Output Unit Kontrol

Sinyal kontrol di dalam CPU (control signals within CPU) output unit kontrol terdiri dari dua macam sinyal yaitu

1 sinyal-sinyal yang menyebabkan perpindahan data antar register 2 sinyal-sinyal yang dapat mengaktifkan fungsi ALU yang spesifik

Sinyal kontrol ke rdquobus controlrdquo juga terdiri atas 2 sinyal yaitu1 sinyal kontrol ke memori 2 sinyal kontrol ke modul-modul IO

716 Implementasi Unit Kontrol

1 Implementasi hardwired Unit kontrol merupakan rangkaian kombinatorial Sinyal-sinyal logika

inputnya akan didekodekan menjadi sinyal-sinyal logika output yang merupakan sinyal-sinyal kontrol ke sistem komputer Sinyal-sinyal input tersebut seperti clock flag register instruction dan sinyal kontrol merupakan input bagi unit kontrol untuk mengetahui status komputer Sinyal keluaran yang dihasilkan akan mengendalikan sistem kerja komputer

N buah input biner akan menghasilkan 2N output biner Setiap instruksi memiliki opcode yang yang berbeda-bedaOpcode yang berbeda dalam instruksi akan menghasilkan sinyal kontrol yang berbeda pula Pewaktu unit kontrol mengeluarkan rangkaian pulsa yang periodik

Pulsa waktu ini digunakan untuk mengukur durasi setiap operasi mikro yang dijalankan CPU intinya digunakan untuk sinkronisasi kerja masing-masing bagian

Masalah dalam Merancang Implementasi Hardwired Memiliki kompleksitas dalam pengurutan dan operasi mikronya Sulit didesain dan dilakukan pengetesan Tidak fleksibel Sulit untuk menambahkan instruksi baru

2 Implementasi microprogrammed Implementasi yang paling reliabel saat ini adalah implementasi

microprogrammed Unit kontrol memerlukan sebuah memori untuk menyimpan program kontrolnya

Fungsindashfungsi pengontrolan dilakukan berdasarkan program kontrol yang tersimpan pada unit kontrol Selain itu fungsindashfungsi pengontrolan tidak berdasarkan dekode dari input unit kontrol lagi

Teknik ini dapat menjawab kesulitanndashkesulitan yang ditemui dalam implementasi hardwired

81 Memori amp Piranti Penyimpanan

811 Jenis-Jenis memori

Berdasarkan komponen yang digunakan terbagi atas

1 Vacuum Tubes

Komputer generasi pertama ENIAC tahun 1946 menggunakan komponentabung hampa udara untuk main memory Memori ini relatif berukuran besardan tiap-tiap tabung hampa udara mewakili 1 bit

2 Magnetic Core Storage

Digunakan sekitar tahun 1960 ndash 1970 Terdiri dari ribuan cincin magnetikkecil berukuran 18 mm dengan lubang berdiameter 10 mm Tiap-tiap coredihubungkan dengan kabel kawat membentuk suatu bidang core (core plane)dan ditumpuk membentuk suatu core stackMasing-masing core dapat menyimpan 1 bit bila dimagnetasi dengan suatuarus listrik dari dua arah jurusan yang masing-masing bermuatan frac12 arus

3 Planar Thin-Film Storage

Terbuat dari lempengan tipis keramik atau metal tembus pandang yang berisi

kumpulan besi nikel berbentuk empat persegi panjang kecil dihubungkandengan kabel-kabel

4 Semiconductor Storage

Mulai banyak digunakan sejak tahun 1970-an hingga sekarangTerbuat dariVLSI (Very Large Scale Integration) yaitu meletakkan sejumlah besar circuitke dalam suatu chip Teknologi yang digunakan adalah MOS (Metal OxideSemiconductor) dan bersifat volatileKomputer IBM 704 pada GeneralElectric Computer facility diArizona State University 1956Sebuah mesin vacuum tubedengan magnetic core storageSingle layer thin film dengan Ta2N resistors

5 Josephson Junction

Diciptakan oleh Brian Josephson dari Inggris Merupakan memori yang dapatmelakukan switch dari bit 1 ke bit 0 atau sebaliknya dengan kecepatan yangtinggi yaitu kurang dari sepertriliun detik Menggunakan suatu tempat

tertutup yang berisi helium cair dengan suhu sekitar -200 derajat celcius

6 Charged-Coupled Device (CCD)

Merupakan memori yang terdiri dari ribuan metal bujur sangkar berukurankecil yang masing-masing dapat menyimpan informasi digit binari dalambentuk beban elektronik (electric charge)

812 Hirarki Memori

Sebagian besar komputer memiliki hirarki memori yang terdiri atas tiga level yaitu

1 Physical Register di CPU berada di Level teratas Informasi yang berada

di Register dapat diakses dalam satu Clock cycle CPU

2 Primary Memory (Executable memory ) berada dilevel tengah

Contohnya RAM Primary Memory diukur dengan satu byte dalam satu

waktu secara relatif dapat diakses dengan cepat bersifat volatil (informasi

bisa hilang ketika komputer dimatikan) CPU mengakses memori ini

dengan instruksi single load dan store dalam beberapa clock cycle

3 Secondary Memory berada dilevel bawah Contohnya disk atau tape

Secondary memory diukur sebagai kumpulan dari bytes(block of bytes)

waktu aksesnya lambat bersifat non-volatil (informasi tetap tersimpan

ketika komputer dimatikan) Memori ini diterapkan di storage device jadi

akses meliputi aksi oleh driver dan device

813 Memori Internal

Memori internal o Berada di luar CPU tetapi bersifat internal terhadap sistem komputero Diperlukan oleh CPU untuk proses eksekusi (operasi) program sehingga

dapat diakses secara langsung oleh prosesor (CPU) tanpa modul perantarao Memori internal sering juga disebut sebagai memori primer atau memori

utama o Memori internal biasanya menggunakan media RAM

Random Access Memori (RAM)

Ram adalah suatu memori baca tulis artinya data dapat dibaca dari atau ditulis ke RAM dan dapat dilakukan secara berulang-ulang dengan data yang berbeda-beda Jenis memori ini merupakan jenis volatile (mudah menguap) yaitu data yang tersimpan akan hilang jika catu dayanya dimatikan Karena alasan tersebut maka program utama tidak pernah disimpan di RAM Random artinya data yang disimpan pada RAM dapat diakses secara acak RAM dibagi lagi menjadi dua jenis yaitu jenis statik dan jenis dinamik RAM statik menyimpan satu bit informasi dalam sebuah flip-flop Jenis RAM ini asyncronous dan tidak memerlukan sinyal clock RAM statik biasanya digunakan untuk aplikasi-aplikasi yang tidak memerlukan kapasitas memori RAM yang besar RAM dinamik menyimpan satu bit informasi data sebagai muatan RAM dinamik menggunakan kapasitansi gerbang substrat sebuah transistor MOS sebagai sel memori elementer Untuk menjaga agar data yang tersimpan RAM dinamik tetap utuh data tersebut harus disegarkan kembali dengan cara membaca dan menulis ulang data tersebut kememori RAM dinamik ini digunakan untuk aplikasi ynag memerlukan RAM dengan kapasitas besar misalnya dalam sebuah komputer pribadi (PC)

Read Only Memory (ROM)

Jenis memori ini datanya hanya bisa dibaca dan tidak bisa ditulis secara berulang-ulang Memori ini berjenis non-volatile artinya data yang disimpan tidak mudah menguap (hilang) walaupun catu dayanya dimatikan Karena itu memori ini biasa digunakan untuk menyimpan program utama dari suatu sistem Jenis ROM yang dikenal dipasaran ada lima jenis yaitu

- ROM (Read Only Memory) yang diprogram dalam proses pembuatannya Jenis ini tidak dapat diprogram ulang

- PROM (Programmable ROM) yang diprogram dengan cara memutuskan hubungan sekering internal PROM hanya dapat diprogram satu kali dan tidak dapat diprogram ulang

- EPROM (Erasable PROM) yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat dari piranti Dihapus dengan cara pemberian sinar ultra violet melalui jendela pada bagian atas IC Setelah dihapus dapat diprogram ulang

- EEPROM (Electrically EPROM) sama saja dengan EPROM hanya cara penghapusannya dilakukan secara listrik

- Flash EPROM yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat pada piranti Memori ini dapat diisi ulang

Dari semua jenis memori diatas yang sering digunakan adalah memori jenis EPROM dan

EEPROM karena harganya paling murah dan mudah didapat dipasaran

814 Memori Eksternal

Memori eksternal o Bersifat eksternal terhadap sistem komputer dan tentu saja berada di luar

CPUo Diperlukan untuk menyimpan data atau instruksi secara permaneno Tidak diperlukan di dalam proses eksekusi sehingga tidak dapat diakses secara

langsung oleh prosesor (CPU) Untuk akses memori eksternal ini oleh CPU harus melalui pengontrolmodul IO

o Memori eksternal sering juga disebut sebagai memori sekunder o Memori ini terdiri atas perangkat storage peripheral seperti disk pita

magnetik dll berbagai jenis memory Eksternal

1 Berdasarkan jenis akses data

Berdasarkan jenis aksesnya memori eksternal dikelompokkan menjadi 2 jenis yaitu

a DASD (Direct Access Storage Device) dimana ia mempunyai akses langsung

terhadap data Contoh Magnetik(Floppy disk hard disk) Removable hard

disk(Zip disk Flash disk) Optical Disk

b SASD (Sequential Access Storage Device) Akses data secara tidak langsung

(berurutan) seperti Pita Magnetik

2Berdasarkan Karakteristik Bahan

Berdasarkan karakteristik bahan pembuatanya memori eksternal digolongkan

menjadi beberapa kelompok

a Punched Card atau kartu berlobang

a merupakan kartu kecil berisi lubang-lubang yang menggambarkan berbagai instruksi atau data Kartu ini dibaca melalui puch card reader yang sudah tidak digunakan lagi sejak tahun 1979

b Magnetik Disk Magnetik disk merupakan disk yang terbuat dari bahan yang bersifat magnetik contoh Floppy dan hardsik

c Optical Disk Optical disk terbuat dari bahan optik seperti resin (Polycaronate) dan dilapisi permukaan yang sangat reflektif seperti aluminium contoh CD dan DVD

d Magnetik TapeSedangkan magnetik tape terbuat dari bahan yang bersifat magnetik tetapi berbentuk pita seperti halnya pita kaset tape recorder

91 Bus amp Sistem Bus

Dalam Arsitektur komputer sebuah Bus adalah sebuah subsistem yang mentransfer data

atau listrik antar komponen komputer didalam sebuah komputer atau antar komputer

Bus komputer awal merupakan bus listrik paralel dengan banyak hubungan tetapi istilah

ini sekarang digunakan untuk pengaturan fisik yang menyediakan fungsi logika yang

sama dengan sebuah bus listrik paralel dan dapat dihubungkan dengan kabel dalam

sebuah topologi multidrop atau daisy chain atau dihubungkan dengan switch seperti

dalam kasus bus USB

System bus atau bus System dalam Arsitektur komputer merujuk pada bus yang

digunakan oleh sistem komputer untuk menghubungkan semua komponennya dalam

menjalankan tugas sebuah bus adalah sebutan untuk jalur dimana data dapat mengalir

dalam komputer jalur-jalur ini digunakan untuk komunikasi dan dapat dibuat antara dua

elemen atau lebih Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan

dieksekusi oleh CPU melalui perantara sistem bus

911 Transfer informasi pada bus

Suatu mendukung bermacam-macam transfer data Semua bus mendukung transfer baca

(master slave) dan transfer tulis( slave ke master) Pada semua multiplexed addressdata

bus pertama-tama bus digunakan untuk menspesifikasikan alamat dan kemudian untuk

melakukan transfer data Untuk operasi baca biasanya terdapat waktu tunggu pada saat

data sedang diambil dari slave untuk ditaruh pada bus Baik bagi operasi baca maupun

tulis mungkin juga terdapat delay bila hal itu diperlukan untuk melalui arbitrasi agar

mendapatkan kontrol bus untuk sisa operasi (yaitu mengambil alih bus untuk melakukan

request baca atau tulis kemudian mengambil alih lagi bus untuk membentuk operasi baca

atau tulis

Pada alamat dedicate dan bus-bus alamat ditaruh ada bus alamat dan tetap berada disana

selama data tersimpan pada bus data Bagi operasi tulis master menaruh data pada bus

data begitu alamat telah stabil dan slave telah mempunyai kesempatan untuk mengetahui

alamatnya bagi operasi baca slave menaruh data pada bus dan begitu slae mengetahui

alamatnya dan telah mengembil data

912 Sistem Bus dengan Jalur Data Alamat dan Kontrol

Jalur bus yang digunakan untuk mentransfer data dapat dikelompokkanrnenjadi tiga tipe jalur data alamat dan kontrol

Data bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi data dan instruksi

Address bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi untuk alamat di

main memory untuk data atau instruksi yang akan diambil atau direkam

Control bus yaitu bus yang digunakan untuk mengirimkan signal sebagai

pemberitahuan akan dikirimkan suatu informasi atau telah diterimanya informasi

yang akan dikirimkan dari suatu alat ke alat lainnya

913 Hirarki Bus

Bus merupakan lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih perangkat

computer Karakteristik penting sebuah bus adalah bahwa bus merupakan media

transmisi yang dapat digunakan bersama Sejumlah perangkat yang terhubung ke bus dan

suatu sinyal yang ditransmisikan oleh salah satu perangkat ini data diterimaoleh salah

satu perangkat yang terhubung ke bus

Umumnya sebuah bus terdiri dari sejumlah lintasan komunikasi atau saluran Masing-

masing saluran dapat mentransmisi sinyal yang menunjukan biner 1 dan biner 0

serangkaian digit biner dapat ditransmisi melalui saluran tunggal

914 Bus Data dan Bus Alamat

1 Bus data

Jalur data yang dilalui informasi ke dan dari microprocessor bahan data keterangan

catatan fakta fakta atau bagian dari fakta yang mengandung arti yang dihubungkan

dengan kenyataan simbol-simbol gambar kata-kata angka huruf yang menunjukan ide

objek kondisi dan lainnya

Data itu sendiri merupakan bentuk jamak dari datum yang berarti informasi jelasnya data

itu dapat berupa apa saja dan dapat ditemui dimana saja

2 Bus Alamat

Bus alamat pengalamatan transformasi data bus Pengalamatan bus ini berisi 16 2024

jalur sinyal paralel atau lebih CPU mengirim alamat lokasi memori atau port yang ingin

ditulis atau dibaca di bus ini jumlah lokasi memori yang dapat dialamati ditentukan

jumlah jalur alamat Jika CPU mempunyai N jalur alamat maka dapat mengalamati 2

pangkat N lokasi memori dan atau port secara langsung

101 Unit Input amp Output

Salah satu fitur dasar komputer adalah kemampuannya untuk mempertukarkandata dengan perangkat lain Kemampuan komunikasi ini memungkinkan operatormanusia misalnya untuk menggunakan keyboard dan layer display untuk mengolahteks dan grafik

1011 Dasar Unit Input Output

Unit IO memberi CPU kemampuan untuk berkomunikasi dengan peripheral Merupakan

entity dalam komputer yang bertanggung jawab atas pengontrol sebuah perangkat

eksternal atau lebih dan untuk pertukaran data antara alat-alat tersebut dengan memory

utama dan atau register-register dalam CPU

Alasan- alasan dipertukarkannya unit IO

Adanya aneka ragam peripheral yang memiliki macam-macam metode operasi

Perbedaan kecepatan transfer data antara sistem BUS dengan piranti IO BUS= 20

nano detik sedang IO lebih dari 100 nano detik

Peripheral seringkali menggunakan format data dan panjang word yang berlainan

dengan komputer

Perbedaan besar tegangan dan arus data yang diperlukan untuk transfer informasi

dari dan ke peripheral dengan sistem bus

Tujuan Unit IO

Melakukan kompensasi perbedaan kecepatan dan perwaktuan antara CPU dan

peripheral

Melakukan penyesuaian tegangan dan arus satu aras ke aras lain

Menyesuaikan panjang data antara sistem BUS dan BUS IO

1012 Antarmuka IO

Gambar 122 mengilustrasikan hardware yang diperlukan untukmenghubungkan perangkat IO ke bus Dekoder alamat mengenableperangkattersebut untuk mengenali alamatnya pada saat alamat ini muncul pada jalur alamatRegister data menyimpan data yang ditransfer ked an dari prosessor Register statusberisi informasi yang relevan dengan operasi perangkat IO Register data dan statusdihubungkan dengan bus data dan ditetapkan dengan alamatalamatunik Dekoderalamat register data dan status dan sirkuit control yang diperlukan untukmengkoordinasikan transfer IO membentuk sirkuit antar muka perangkatGambar 122 Antarmuka IO untuk perangkat input

Perangkat IO beroperasi pada kecepatan yang sangat berbeda denganprosessor Pada saat operator manusia memasukkan karakter pada keyboardprosessor mampu mengeksekusi jutaan instruksi antarentrikarakter yang berurutanSuatu instruksi yang membaca karakter dari keyboard sebaiknya hanya dieksekusipada saat karakter tersebut tersedia dalam input buffer antarmuka keyboard Juga kitaharus memastikan bahwa karakter input tersebut hanya dibaca sekali

1013 Transfer data pada IO

Transfer dataFormat transfer

- Paralel semua bit pada karakter (word denganpanjang tertentu) dikirim secara bersamaan dalambatas waktu yang diberikan

- Serial Data dikirim secara berurutan dalam satu saluran

Transfer data secara paralel lebih cepat daripada secaraserial karena saluran transmisinya banyak kelemahannyakalau terlalu panjang akan terjadi interferensi antarsaluran

Mode transfer data

1 Synchronous modeBaris kendali digunakan untuk mengsinkronkan waktupada semua kejadian yang terjadi selama periodewaktu tertentuKelemahanbull Tiap piranti IO berbeda-beda kecepatan operasinyasehingga harus diturunkan pada kecepatan yangpaling rendah

2 Asynchronous mode

Menggunakan teknik jabat tangan (hand shaking) untukmenyakinkan transfer data antara pengirim danpenerima tidak ada kesalahan (data valid)

111 Interupsi

Interupsi merupakan bagian penting dari sistem arsitektur komputer Setiap sistem

komputer memiliki mekanisme yang berbeda Interupsi bisa terjadi apabila perangkat

keras (hardware) atau perangkat lunak minta ldquo dilayanirdquo oleh processor apabila terjadi

interupsi maka processor menghentikan proses yang sedang dikerjakannya kemudian

beralih mengerjakan service rutin untuk melayani intrupsi tersebut Setelah selesai

mengerjakan service rutin maka prosesor kembali melanjutkan proses yang tertunda

1111 Kelas Sinyal Interupsi

Program yaitu Interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi

pada hasil eksekusi program Contioh Aritmatika overflow pembagian nol

operasi ilegal

Timer adalah Interupsi yang dibangkitkan pewaktuan dalam prosesor Sinyal ini

memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsi tertentu secara reguler

I O sinyal Interupsi yang di bangkitkan oleh Modul IO sehubngan pemberitahuan

kondisi Error dan penyelesaian suatu operasi

Hardware Failure adalah Interupsi yang dibangkitkan oleh kegagalan daya atau

kesalahan paritas memori

1112 Proses Interupsi

Dengan adanya mekanisme Interupsi prossesor dapat digunakan untuk

mengeksekusi intsruksi- instruksi lain

Saat suatu modul telah selesai menjalankan tugasnya dan siap menerima tugas

berikutnya maka modul ini akan mengirimkan permintaan interupsi ke prosesor

Kemudian prosesor akan menghentikan eksekusi yang dijalankannya untuk

menghandle routine interupsi

Setelah program interupsi selesai maka processor akan melanjutkan eksekusi

programnya kembali

Saat sinyal Interupsi diterima processor ada dua kemungkinan tindakan yaitu

Interupsi diterima ditangguhkan dan Interupsi ditolak

1113 Interupsi Ditangguhkan

Apa yang dilakukan Processor

Processor menangguhkan eksekusi program yang dijalankan dan menyimpan

konteksnya tindakan ini adalah menyimpan alamat instruksi berikutnya yang akan

dieksekusi dan data lain yang relevan

Processor menyetel program Counter (PC) ke alamat awal routine intterupt handler

1114 Sistem Operasi Kompleks

Interupsi ganda (Multiple interupt)

Misalnya suatu komputer akan menerima permintaan interupsi saat proses

pencetakan dengan printer selesai disamping itu dimungkinkan dari saluran

komunikasi akan mengirimkan permintaan interupsi setiap kali data tiba

Dapat diambil dua buah pendekatan untuk menangani interupsi ganda ini

121 Arsitektur dan Klasifikasi Sistem Komputer

Sebuah sistem operasi atau dalam bahasa asingnya Operating System adalah sebuah

program yang mengatur hardware komputer Sistem operasi juga menyediakan fondasi

untuk aplikasi diatasnya dan bertindak sebagai penghubung antara user dengan

hardwaresetiap sistem operasi memiliki caranya masing-masing untuk menyelesaikan

tugasnya Hal ini menimbulkan aneka ragam sistem operasi yang sangat menakjubkan

Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu 1 Klasifikasi Flynn

Didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data dalam sistem komputer

2 Klasifikasi Feng Didasarkan pada pemrosesan paralel dan serial

3 Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1211 Klasifikasi Fylnn

KLASIFIKASI FLYNN 1048790 Klasifikasi sistem komputer yang didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data diperkenalkan oleh Michael J Flynn 1048790 Alur instruksi (instruction stream) adalah urutan instruksi yang dilaksanakan oleh mesin 1048790 Alur data adalah urutan data yang dipanggil oleh alur instruksi 1048790 Baik instruksi maupun data diambil dari modul memori 1048790 Instruksi didecode (diartikan) oleh Control Unit 1048790 Alur data mengalir dua arah antara prosesor dan memori

Ada 4 kategori sistem komputer dalam klasifikasi Flynn 1 Single Instruction stream ndash Single Data stream (SISD) 2 Single Instruction stream ndash Multiple Data stream (SIMD) 3 Multiple Instruction stream ndash Single Data stream (MISD) 4 Multiple Instruction stream ndash Multiple Data stream (MIMD)

1212 Klasifikasi Feng

KLASIFIKASI FENG 1048790 Tse Yun Feng mengusulkan pembagian klasifikasi arsitektur komputer berdasarkan derajat keparalelan (degree of parallelism) 1048790 Jumlah bit maksimum yang dapat diproses dalam satu satuan waktu oleh sistem komputer disebut derajat keparalelan maksimum P 1048790 Bila Pi adalah jumlah bit yang dapat diproses dalam siklus prosesor ke ndash i (atau periode clock ke ndash i) 1048790 Siklus prosesor T dinyatakan oleh i = 123 T 1048790 Maka derajat keparalelan rata-rataa adalah

Ada 4 tipe Metode Pemrosesan

1048790 Word Serial and Bit Serial (WSBS) 1048790 Word Paralel and Bit Setial (WPBS) 1048790 Word Serial and Bit Paralel (WSBP) 1048790 Word Paralel and Bit Paralel (WPBP)

1213 Klasifikasi Handler

Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1214 Menjelaskan Multi Komputer amp Multi Processor

1048790 Multiprosesor MIMD dengan memori yang dapat digunakan bersama semua prosesornya memiliki akses ke pool memori utama

1048790 Multikomputer MIMD dengan memori terdistribusi setiap prosesornya memiliki memori khusus sendiri

1048790 Motivasi pembuatan organisasi multikomputer adalah untuk mengatasi keterbatasan skala multiprosesor

1048790 Karena prosesor-prosesor multikomputer harus berkomunikasi maka elemen penting perancangan multikomputer adalah jaringan interkoneksi yang harus dapat beroperasi seefisien mungkin

1048790 Ada beberapa topologi interkoneksi untuk memberikan kinerja yang efisien

1048790 Terdapat trade-off antara lintasan terpanjang dan jumlah koneksi fisik yang diperlukan

Selesai

BAB III PENUTUP

31 Kesimpulan

32 Saran

Daftar Pustaka

• Definisi
• • Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu

Untuk konversi bilangan biner ke oktal perhatikan contoh berikut 101101010100100102 = 010 110 101 010 010 010 = 2 6 5 2 2 2 8

Jadi bil biner 10110101010010010 sama dengan bil oktal 265222Untuk konversi dari oktal ke heksadesimal ubah terlebih dahulu bilangan oktal yangakan dikonversi menjadi biner Hal ini berlaku juga untuk konversi dari heksadesimalke oktal Perhatikan contoh berikut 7258 = 111 010 1012

= 0001 1101 0101 = 1 D 5 16

FE16 = 1111 11102

= 011 111 110 = 3 7 6 8

315 Sandi yang terdapat pada komputer

1 Sandi 8421 BCD (Binary Coded Decimal)

Sandi 8421 BCD adalah sandi yang mengkonversi bilangan desimal langsung kebilangan binernya sehingga jumlah sandi BCD adalah 10 sesuai dengan jumlahsimbol pada desimal Perhatikan tabel 210 berikut

Contoh

19710 sandi BCDnyaadalah 0001 1001 0111

2 Sandi 2421

Sandi 2421 hampir sama dengan sandi 8421 terutama untuk bilangan desimal 0sampai dengan 4 Tetapi sandi berikutnya merupakan pencerminan yang diinversiPerhatikan tabel

Perhatikan sandi desimal 5 Sandi tersebut merupakan cermin dari sandi 4 desimaltetapi logikanya diinversi Begitu pula pada sandi desimal 6 yang merupakan cermindari sandi desimal 3 yang diinversi dstContoh

37810 sandi 2421nyaadalah 0011 1101 1110

316 Boolean atau Logika Biner

Logika memberi batasan yang pasti dari suatu keadaan Sehingga keadaan tersebuttidak dapat berada dalam dua ketentuan sekaligus Karena itu dalam logika dikenalaturanaturansebagai berikut Suatukeadaan tidak dapat benar dan salah sekaligusMasingmasingadalah hanya benar atau salah (salah satu)Suatukeadaan disebut BENAR bila TIDAK SALAHDua keadaan itu dalam aljabar boole ditunjukkan dengan dua konstanta yaitu logikaldquo1rdquo dan logika ldquo0rdquo

Misal Logika ldquo1rdquo Logika ldquo0rdquoBenar SalahHidup MatiSiang MalamContoh diatas dapat dituliskan Tidak Benar atau Benar = SalahTidak Hidup atau Hidup = MatiTidak Siang atau Siang = MalamTanda garis atas dipakai untuk menunjukkan pertentangan atau lawan dari keadaanitu Sehingga tanda garis tersebut merupakan pertentangan logika (Logical Inversion)yang mempunyai fungsi untuk menyatakan ldquoTidakrdquo (Not)Ā = Tidak A atau Ā = NOT AHimpunan adalah kumpulan dari elemen yang setidaknya memiliki sifat yang samadan bisa memiliki kelompok yang terbatas atau tidak terbatas jumlahnya Misalnyahimpunan mahasiswa politeknik Himpunan tersebut tentu saja terdiri dari bermacammacamkelompok Jika dapat diambil tiga kelompok Kelompokyang berasal dari luar jawa JKelompokyang sedang kuliah KKelompokyang mengerjakan laporan akhir LSehingga seseorang setidaknya masuk dalam satu kelompok tersebut bahkan dapatterjadi masuk dalam dua kelompok sekaligus Misalnya mahasiswa luar jawa yangsedang mengerjakan laporan akhir berarti masuk kelompok J dan L (J AND L) JAND L dituliskan juga dengan J LGabungan antara mahasiswa luar jawa dan mahasiswa yang mengerjakan laporanakhir memiliki pengertian mahasiswa luar jawa atau mahasiswa mengerjakanlaporan akhir J atau L (J OR L) J OR L dituliskan juga dengan J + LLogika Biner (gerbang Boolean) adalah rangkaian digital yang menerima satu ataulebih masukan tegangan untuk memperoleh keluaran tertentu sesuai dengan aturanboole yang berlakuJika membicarakan komputer maka perbedaan tegangan yang digunakan sebagaionoff atau nilai biner 10 nilai 1 ekivalen dengan tegangan +5 volt dan nilai 0ekivalen dengan tegangan 0 volt

41 Rangkaian Logika Kombinasional amp Sekuensial

Rangkaian yang termasuk rangkaian logika kombinasional yaitu Dekoder Enkoder Multiplekser Demultiplekser Pada rangkaian-rangkaian itu terlihat bahwa kondisi keluaran hanya dipengaruhi oleh kondisi masukan pada saat itu

Rangkaian Adder Half Adder

Rangkaian Adder Full Adder

Enkoder

Dekoder

DECIMAL TO BCD ENCODER

Encoder yang sudah umum yaitu decimal to BCD encoder Switch dengan

penekan tombol mirip dengan tombol kalkulator dihubungkan dengan tegangan

Vcc Jika tombol 3 ditekan maka gerbang-gerbang OR pada jalur C dan D

akan mempunyai input bernilai 1 Oleh karena itu maka outputnya menjadi

ABCD = 0011

Dan selengkapnya dapat dilihat pada tabel dibawah ini

INPUT OUTPUT0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 10 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 00 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 10 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 00 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 10 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 00 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 10 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1

2 DECODER

Rangkaian dekoder mempunyai sifat yang berkebalikan dengan enkoder yaitu

merubah kode biner menjadi sinyal diskrit Syarat perancangan sebuah dekoder adalah m

lt= 2n dimana m adalah kombinasi keluaran dan n adalah jumlah bit masukan Sehingga

dapat disimplkan bahwa variabel keluaran bebas tapi harus tetap memperhatikan unsur

efisiensi rangkaian Misal dekoder 3 bit memiliki 8 atau kurang kombinasi keluaran tetapi

bisa memiliki jumlah saluran keluaran lebih dari 8 (10 atau 55 atau 100 dan sebagainya)

Contoh rangkaian dekoder adalah rangkaian dekoder dot matrik dan dekoder seven

segmen

Bila semua segmen menyala maka dapat dibaca sebagai angka decimal 8 Angka

decimal 0 dan 3 terlihat pada menyalanya segmen ndash segmen sesuai gambar Untuk

penampilan huruf hanya beberapa huruf saja yang dapat dibaca dari tujuh segmen

Tabel Kebenaran dekoder seven segmen

INPUT OUTPUTA B C D a b c d e f g0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 00 0 0 1 0 1 1 0 0 0 00 0 1 0 1 1 0 1 1 0 10 0 1 1 1 1 1 1 0 0 10 1 0 0 0 1 1 0 0 1 10 1 0 1 1 0 1 1 0 1 10 1 1 0 1 0 1 1 1 1 10 1 1 1 1 1 1 0 0 0 01 0 0 0 1 1 1 1 1 1 11 0 0 1 1 1 1 1 0 1 11 0 1 0 1 1 1 0 1 1 11 0 1 1 0 0 1 1 1 1 11 1 0 0 1 0 0 1 1 1 01 1 0 1 0 1 1 1 1 0 11 1 1 0 1 0 0 1 1 1 11 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1

a = sum (m0m2m3m5m6m7m8m9m10m12m14m15)

b = sum (m0m1m2m3m4m7m8m9m10m13)

c = sum (m0m1m3m4m5m6m7m8m9m10m11m13)

d = sum (m0m2m3m5m6m8m9m11m12m13m14)

e = sum (m0m2m6m8m10m11m12m13m14m15)

f = sum (m0m4m5m6m8m9m10m11m12m14m15)

g = sum (m2m3m4m5m6m8m9m10m11m13m14m15)

42 Rangkaian Logika Sekuensial (Flip-Flop)

1 Flip-Flop R-SFlip-flop R-S adalah rangkaian dasar dari semua jenis flip-flop yang ada Terdapat berbagai

macam rangkaian flip-flop R-S pada percobaan ini flip-flop R-S disusun dari empat buah gerbang NAND 2 masukan Dua masukan flip-flop ini adalah S (set) dan R (reset) serta dua keluarannya adalah Q dan Qrsquo

Kondisi keluaran akan tetap ketika kedua masukan R dan S berlogika 0 Sedangkan pada kondisi masukan R dan S berlogika 1 maka kedua keluaran akan berlogika 1 hal ini sangat dihindari karena bila kondisi masukan diubah menjadi berlogika 0 kondisi kelurannya tidak dapat diprediksi (bisa 1 atau 0) Keadaan ini disebut kondisi terlarang Selanjutnya kondisi terlarang pacu dan tak tentu akan dijelaskan melalui Tabel 31

Gambar 33 Rangkaian Percobaan Flip-Flop R-S

Tabel 32a Kondisi terlarang pacu dan tak tentu karena perubahan clockNo S R Clock Keterangan1 1 1 Aktif (1) Kondisi terlarang2 1 1 Tepi turun (Berubah dari

1 ke 0)Kondisi pacu

3 1 1 Tidak aktif (0) Kondisi tak tentu

Tabel 32b Kondisi terlarang pacu dan tak tentu karena perubahan clock dan masukan yang serempakNo S R Clock Keterangan1 1 1 Aktif (1) Kondisi terlarang2 0 0 Tepi turun Kondisi pacu3 0 0 Tidak aktif (0) Kondisi tak tentu

2 Flip-flop D

Flip-flop D dapat disusun dari flip-flop S-R atau flip-flop J-K yang masukannya saling berkebalikan Hal ini dimungkinkan dengan menambahkan salah satu masukannya dengan inverter agar kedua masukan flip-flop selalu dalam kondisi berlawanan Flip-flop ini dinamakan dengan flip-flop data karena keluarannya selalu sama dengan masukan yang diberikan Saat flip-flop pada keadaan aktif masukan akan diteruskan ke saluran keluaran

2 Flip-flop J-KFlip-flop J-K merupakan penyempurnaan dari flip-flop R-S terutama untuk mengatasi masalah

osilasi yaitu dengan adanya umpan balik serta masalah kondisi terlarang seperti yang telah dijelaskan di atas yaitu pada kondisi masukan J dan K berlogika 1 yang akan membuat kondisi keluaran menjadi berlawanan dengan kondisi keluaran sebelumnya atau dikenal dengan istilah toggle Sementara untuk keluaran berdasarkan kondisi-kondisi masukan yang lain semua sama dengan flip-flop R-S

Gambar 35 Flip-flop J-K

51 Aritmatika Logika Unit

Macam- macam operasi ALU

Adder (Penjumlahan) Half Adder Full Adder Paralel Adder

Pengurangan (Substraktor)

Perkalian (Multiplexer)

Pembagian bila hasilnya 0 amp 1

Adder

Rangkaian ALU (Arithmetic and Logic Unit) yang digunakan untuk menjumlahkanbilangan dinamakan dengan Adder Karena Adder digunakan untuk memprosesoperasi aritmetika maka Adder juga sering disebut rangkaian kombinasionalaritmetika ALU akan dijelaskan lebih detail pada bab 3 Ada 2 jenis Adder

1 Rangkaian Adder yang hanya menjumlahkan dua bit disebut Half Adder2 Rangkaian Adder yang menjumlahkan tiga bit disebut Full Adder3 Rangkaian Adder yang menjumlahkan banyak bit disebut paralel Adder

Half Adder

Rangkaian half adder merupakan dasar penjumlahan bilangan biner yang masingmasinghanya terdiri dari satu bit oleh karena itu dinamakan penjumlah tak lengkap

1 Jika A=0 dan B=0 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 02 Jika A=0 dan B=1 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 13 Jika A=1 dan B=1 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 0 dengan nilai pindahanCy(Carry Out) = 1

Dengan demikian half adder memiliki 2 masukan (A dan B) dan dua keluaran (S dan Cy)

Dari tabel diatas terlihat bahwa nilai logika dari Sum sama dengan nilai logika darigerbang XOR sedangkan nilai logika Cy sama dengan nilai dari gerbang logikaAND Dari tabel tersebut dapat dibuat rangkaian half adder seperti pada gambar

Full Adder

Full adder mengolah penjumlahan untuk 3 bit bilangan atau lebih (bit tidak terbatas)oleh karena itu dinamakan rangkaian penjumlah lengkap Perhatikan tabel kebenarandari Full adder berikut

Parallel Adder

Parallel Adder adalah rangkaian Full Adder yang disusun secara parallel danberfungsi untuk menjumlah bilangan biner berapapun bitnya tergantung jumlah FullAdder yang diparallelkan Gambar berikut menunjukkan Parallel Adder yang terdiridari 4 buah Full Adder yang tersusun parallel sehingga membentuk sebuah penjumlah 4 bit

Penjumlahan

Komputer hanya dapat melakukan proses aritmetika menggunakan bilangan binerSemua sistem bilangan harus diubah terlebih dahulu ke biner agar dapat diprosesProses yang biasa dilakukan oleh komputer untuk menjumlahkan sistem bilangandesimal biasanya adalah menyandikan ke 8421BCD terlebih dahulu sebelumdijumlahkan Sebelum mempelajari tentang penjumlahan pada 8421BCD ada baiknyamengetahui cara menjumlahkan bilangan biner

Penjumlahan Biner

Ada 4 kondisi yang terjadi pada penjumlahan biner yaitu apabila 0 + 0 0 + 1 1 + 0dan 1 + 1 Jika yang terjadi adalah 1 + 1 kita tidak dapat menyatakan hasil jumlahdalam satu digit Tetapi kita harus melakukan penyimpanan (Carry Out) kedalamkolom yang lebih tinggi Ini berlaku untuk seluruh sistem bilangan Sebagai contohpada bilangan desimal 2 + 5 = 7 dengan carry out = 0 9 + 9 = 8 dengan carry out = 1Contoh

Penjumlahan 8421BCD

Sandi 8421BCD hanya menggunakan bilangan biner untuk 0 sampai 9 karena yangdisandikan hanya 1 digit angka desimal Dalam penjumlahan yang perlu diperhatikanadalah jika hasilnya lebih dari 9 sehingga akan dihasilkan auxillary carry (Carry daribilangan keempat LSB) maupun carry dari MSBBerikut adalah aturan penjumlahan sandi 8421BCDJikajumlah biner dan jumlah BCD sama yaitu AC (Auxillary Carry) = 0 dan Carry= 0 maka tidak diperlukan aturan tambahan

Jikajumlah biner tidak sama dengan jumlah desimal maka memerlukan pengaturantambahan Jika Auxillary Carry (AC) = 0 atau AC = 1 dan Carry (Cy) = 0 dimana hasilpenjumlahan binernya lebih dari 9 desimal maka perlu ditambahkan 6 pada niblerendah tersebut dan tambahkan 1 pada nible yang lebih tinggi

Pengurangan

Pengurangan pada dasarnya merupakan penjumlahan yaitu penjumlahan denganbilangan negatif

500 ndash 255 = 245 (Pengurangan)500 + ()255 = 245 (Penjumlahan)Komputer hanya bekerja pada bilangan ldquo0rdquo dan ldquo1rdquo dan tidak mengenal bilangannegatif Untuk menunjukkan bilangan negatif komputer menggunakan tanda modulus(Modulus Sign) Pada penjumlahan desimal tanda modulus yang digunakan adalahldquo0rdquo untuk bilangan positif dan ldquo9rdquo untuk bilangan negatif Untuk bilangan negatifpada operasi penjumlahannya harus dikomplemen Komplemen yang digunakan padabilangan desimal adalah komplemen10dan komplemen9

Perkalian

Perkalian antara bilangan biner adalah perkalian yang paling mudah diantara sistembilangan lainnya

Pada Teknik Komputer perkalian dilakukan menggunakan register geser kanan (ShiftRight Register) Perhatikan contoh berikut

Register A untuk menyimpan data yang akan dikalikan (Multiplicand)Register B untuk menyimpan data pengali (Multiplier)Register P untuk menyimpan hasil perkalian

Pembagian

Kebalikan dari perkalian pembagian (Division) adalah suatu bentuk dari penguranganyang dilakukan berulangulangDan proses ini juga dapat dilakukan pada rangkaianlogika dengan cara pengurangan dan penggeseran ke kiri (menggunakan shiftleftregister) Berikut adalah aturan dari pembagianKurangkan bilangan pembagi (Divisor) dari MSB bilangan yang akan dibagi(Dividend) lihat hasil pengurangan

Bila hasilnya 1 atau positif Berarti hasil pembagian (Product) adalah 1 Setelah itu hasil pengurangan digeserkekiri satu bit dan dimulai lagi pengurangan oleh bilangan pembagi (Divisor)

Bila hasilnya 0 atau negatif Berarti hasil pembagian (Product) adalah 0 Dalam hal ini sebelum digeser ke kiriharus ditambah dulu dengan bilangan pembagi (Divisor) Setelah digeser ke kiri satubit dimulai lagi proses pengurangan oleh bilangan pembagi Pengurangan olehbilangan pembagi dilakukan dengan penjumlahan komplemen2Bila dalam

penjumlahan tersebut terdapat pindahan (Carry) maka carry tersebut diabaikanPerhatikan contoh berikut 1010 410 = 10102 1004

Karena ada hasil pengurangan yang negatif maka digit yang dihasilkansetelah itu adalah digit pecahan sehingga hasil yang benar 1012 atau 2510

61 Floating Point

71 Control Unit

CONTROL UNIT (CU)

711 Model Control Unit

Unit kontrol atau yang sering dikenal dengan control unit akan menyimpan perintah sekarang yang dilakukan oleh komputer memerintahkan ALU untuk melaksanaan dan mendapat kembali informasi (dari memori) yang diperlukan untuk melaksanakan perintah itu dan memindahkan kembali hasil ke lokasi memori yang sesuai Sekali yang terjadi unit kontrol pergi ke perintah berikutnya (biasanya ditempatkan di slot berikutnya kecuali kalau perintah itu adalah perintah lompatan yang memberitahukan kepada komputer bahwa perintah berikutnya ditempatkan di lokasi lain)

Bagian CPU yang menyebabkan fungsi komputer tercapai ini mengeluarkan sinyal-sinyal kontrol yang bersifat internal bagi CPU untuk memindahkan data antar Register agar ALU melakukan fungsinya untuk mengatur operasi-operasi internal lainnya Register yang merupakan bagian dari unit kontrol adalah tempat penyimpan data sementara dalam CPU selama proses eksekusi Apabila terjadi proses eksekusi data dalam register dikirim ke ALU untuk diproses hasil eksekusi nantinya diletakkan ke register kembali Unit kontrol akan menghasilkan sinyal yang akan mengontrol operasi ALU dan pemindahan data ke dan dari ALU Unit kontrol juga mengeluarkan sinyal kontrol eksternal bagi pertukaran data memori dan modul-modul IO

Model dari unit kontrol

712 Macam-macam unit kontrol

Macam-macam Unit Kontrol1 Unit Kontrol Single-Cycle

Proses di unit kontrol ini hanya terjadi dalam satu clock cycle artinya setiap instruksi (fetch decode execute) ada pada satu cycle maka dari itu tidak memerlukan state Dengan demikian fungsi boolean masing-masing control line hanya merupakan fungsi dari opcode saja Clock cycle harus mempunyai panjang yang sama untuk setiap jenis instruksi

Ada dua bagian pada unit kontrol ini yaitu proses men-decode opcode untuk mengelompokkannya menjadi 4 macam instruksi (yaitu di gerbang AND) dan pemberian sinyal kontrol berdasarkan jenis instruksinya (yaitu gerbang OR) Keempat jenis instruksi adalah ldquoR-formatrdquo (berhubungan dengan register) ldquolwrdquo (membaca memori) ldquoswrdquo (menulis ke memori) dan ldquobeqrdquo (branching)

Sinyal kontrol yang dihasilkan bergantung pada jenis instruksinya Misalnya jika melibatkan memori rdquoR-formatrdquo atau rdquolwrdquo maka akan sinyal rdquoRegwriterdquo akan aktif Hal lain jika melibatkan memori ldquolwrdquo atau ldquoswrdquo maka akan diberi sinyal kontrol ke ALU yaitu ldquoALUSrcrdquo

Desain single-cycle ini lebih dapat bekerja dengan baik dan benar tetapi cycle ini tidak efisien

2 Unit Kontrol Multi-CycleGambar disamping menunjukkan diagram blok dari unit kontrol multi-cycle

Berbeda dengan unit kontrol yang single-cycle unit kontrol yang multi-cycle lebih memiliki banyak fungsi

Dengan memperhatikan state dan opcode fungsi boolean dari masing-masing control line output dapat ditentukan Masing-masingnya akan menjadi fungsi dari 10 buah input logic Jadi akan terdapat banyak fungsi boolean dan masing-masingnya tidak sederhana

Pada cycle ini sinyal kontrol tidak lagi ditentukan dengan melihat pada bit-bit instruksinya Bit-bit opcode memberitahukan operasi apa yang selanjutnya akan di-execute CPU bukan instruksi cycle selanjutnya

713 Fungsi unit kontrol

Fungsi Unit Kontrol1 Pengurutan (sequencing) unit kontrol bertugas mengontrol sejumlah operasi

mikro dalam urutan yang benar

2 Eksekusi (execution) unit kontrol menyebabkan setiap operasi mikro dilakukan

state register overhead

Cycle 1Cycle 2

Cycle 3Cycle 4

Cycle 5

Fetch

Decode

Exec

Mem

WB

lw

Single cycle Implementation

Multiple Cycle Implementation

714 Input Unit Kontrol

Input Unit Kontrol

Unit kontrol mempunyai beberapa input diantaranya1 Clock berfungsi untuk sinkronisasi operasi antar komponen 2 Flag flag-flag ini diperlukan unit kontrol untuk mengetahui status CPU Flag

diset ALU sebagai hasil dari suatu operasi misalnya overflow flag diset 1 bila hasil komputasi melampaui panjang register tempat flag disimpan

3 Instruction register menggunakan opcode untuk menentukan operasi mikro yang akan dilakukan selama siklus eksekusi

4 Sinyal kontrol dari rdquobus controlrdquo memberi jalur ke unit kontrol untuk sinyal-sinyal tertentu seperti sinyal interrupt dan sinyal acknowledgment

715 Output Unit Kontrol

Sinyal kontrol di dalam CPU (control signals within CPU) output unit kontrol terdiri dari dua macam sinyal yaitu

1 sinyal-sinyal yang menyebabkan perpindahan data antar register 2 sinyal-sinyal yang dapat mengaktifkan fungsi ALU yang spesifik

Sinyal kontrol ke rdquobus controlrdquo juga terdiri atas 2 sinyal yaitu1 sinyal kontrol ke memori 2 sinyal kontrol ke modul-modul IO

716 Implementasi Unit Kontrol

1 Implementasi hardwired Unit kontrol merupakan rangkaian kombinatorial Sinyal-sinyal logika

inputnya akan didekodekan menjadi sinyal-sinyal logika output yang merupakan sinyal-sinyal kontrol ke sistem komputer Sinyal-sinyal input tersebut seperti clock flag register instruction dan sinyal kontrol merupakan input bagi unit kontrol untuk mengetahui status komputer Sinyal keluaran yang dihasilkan akan mengendalikan sistem kerja komputer

N buah input biner akan menghasilkan 2N output biner Setiap instruksi memiliki opcode yang yang berbeda-bedaOpcode yang berbeda dalam instruksi akan menghasilkan sinyal kontrol yang berbeda pula Pewaktu unit kontrol mengeluarkan rangkaian pulsa yang periodik

Pulsa waktu ini digunakan untuk mengukur durasi setiap operasi mikro yang dijalankan CPU intinya digunakan untuk sinkronisasi kerja masing-masing bagian

Masalah dalam Merancang Implementasi Hardwired Memiliki kompleksitas dalam pengurutan dan operasi mikronya Sulit didesain dan dilakukan pengetesan Tidak fleksibel Sulit untuk menambahkan instruksi baru

2 Implementasi microprogrammed Implementasi yang paling reliabel saat ini adalah implementasi

microprogrammed Unit kontrol memerlukan sebuah memori untuk menyimpan program kontrolnya

Fungsindashfungsi pengontrolan dilakukan berdasarkan program kontrol yang tersimpan pada unit kontrol Selain itu fungsindashfungsi pengontrolan tidak berdasarkan dekode dari input unit kontrol lagi

Teknik ini dapat menjawab kesulitanndashkesulitan yang ditemui dalam implementasi hardwired

81 Memori amp Piranti Penyimpanan

811 Jenis-Jenis memori

Berdasarkan komponen yang digunakan terbagi atas

1 Vacuum Tubes

Komputer generasi pertama ENIAC tahun 1946 menggunakan komponentabung hampa udara untuk main memory Memori ini relatif berukuran besardan tiap-tiap tabung hampa udara mewakili 1 bit

2 Magnetic Core Storage

Digunakan sekitar tahun 1960 ndash 1970 Terdiri dari ribuan cincin magnetikkecil berukuran 18 mm dengan lubang berdiameter 10 mm Tiap-tiap coredihubungkan dengan kabel kawat membentuk suatu bidang core (core plane)dan ditumpuk membentuk suatu core stackMasing-masing core dapat menyimpan 1 bit bila dimagnetasi dengan suatuarus listrik dari dua arah jurusan yang masing-masing bermuatan frac12 arus

3 Planar Thin-Film Storage

Terbuat dari lempengan tipis keramik atau metal tembus pandang yang berisi

kumpulan besi nikel berbentuk empat persegi panjang kecil dihubungkandengan kabel-kabel

4 Semiconductor Storage

Mulai banyak digunakan sejak tahun 1970-an hingga sekarangTerbuat dariVLSI (Very Large Scale Integration) yaitu meletakkan sejumlah besar circuitke dalam suatu chip Teknologi yang digunakan adalah MOS (Metal OxideSemiconductor) dan bersifat volatileKomputer IBM 704 pada GeneralElectric Computer facility diArizona State University 1956Sebuah mesin vacuum tubedengan magnetic core storageSingle layer thin film dengan Ta2N resistors

5 Josephson Junction

Diciptakan oleh Brian Josephson dari Inggris Merupakan memori yang dapatmelakukan switch dari bit 1 ke bit 0 atau sebaliknya dengan kecepatan yangtinggi yaitu kurang dari sepertriliun detik Menggunakan suatu tempat

tertutup yang berisi helium cair dengan suhu sekitar -200 derajat celcius

6 Charged-Coupled Device (CCD)

Merupakan memori yang terdiri dari ribuan metal bujur sangkar berukurankecil yang masing-masing dapat menyimpan informasi digit binari dalambentuk beban elektronik (electric charge)

812 Hirarki Memori

Sebagian besar komputer memiliki hirarki memori yang terdiri atas tiga level yaitu

1 Physical Register di CPU berada di Level teratas Informasi yang berada

di Register dapat diakses dalam satu Clock cycle CPU

2 Primary Memory (Executable memory ) berada dilevel tengah

Contohnya RAM Primary Memory diukur dengan satu byte dalam satu

waktu secara relatif dapat diakses dengan cepat bersifat volatil (informasi

bisa hilang ketika komputer dimatikan) CPU mengakses memori ini

dengan instruksi single load dan store dalam beberapa clock cycle

3 Secondary Memory berada dilevel bawah Contohnya disk atau tape

Secondary memory diukur sebagai kumpulan dari bytes(block of bytes)

waktu aksesnya lambat bersifat non-volatil (informasi tetap tersimpan

ketika komputer dimatikan) Memori ini diterapkan di storage device jadi

akses meliputi aksi oleh driver dan device

813 Memori Internal

Memori internal o Berada di luar CPU tetapi bersifat internal terhadap sistem komputero Diperlukan oleh CPU untuk proses eksekusi (operasi) program sehingga

dapat diakses secara langsung oleh prosesor (CPU) tanpa modul perantarao Memori internal sering juga disebut sebagai memori primer atau memori

utama o Memori internal biasanya menggunakan media RAM

Random Access Memori (RAM)

Ram adalah suatu memori baca tulis artinya data dapat dibaca dari atau ditulis ke RAM dan dapat dilakukan secara berulang-ulang dengan data yang berbeda-beda Jenis memori ini merupakan jenis volatile (mudah menguap) yaitu data yang tersimpan akan hilang jika catu dayanya dimatikan Karena alasan tersebut maka program utama tidak pernah disimpan di RAM Random artinya data yang disimpan pada RAM dapat diakses secara acak RAM dibagi lagi menjadi dua jenis yaitu jenis statik dan jenis dinamik RAM statik menyimpan satu bit informasi dalam sebuah flip-flop Jenis RAM ini asyncronous dan tidak memerlukan sinyal clock RAM statik biasanya digunakan untuk aplikasi-aplikasi yang tidak memerlukan kapasitas memori RAM yang besar RAM dinamik menyimpan satu bit informasi data sebagai muatan RAM dinamik menggunakan kapasitansi gerbang substrat sebuah transistor MOS sebagai sel memori elementer Untuk menjaga agar data yang tersimpan RAM dinamik tetap utuh data tersebut harus disegarkan kembali dengan cara membaca dan menulis ulang data tersebut kememori RAM dinamik ini digunakan untuk aplikasi ynag memerlukan RAM dengan kapasitas besar misalnya dalam sebuah komputer pribadi (PC)

Read Only Memory (ROM)

Jenis memori ini datanya hanya bisa dibaca dan tidak bisa ditulis secara berulang-ulang Memori ini berjenis non-volatile artinya data yang disimpan tidak mudah menguap (hilang) walaupun catu dayanya dimatikan Karena itu memori ini biasa digunakan untuk menyimpan program utama dari suatu sistem Jenis ROM yang dikenal dipasaran ada lima jenis yaitu

- ROM (Read Only Memory) yang diprogram dalam proses pembuatannya Jenis ini tidak dapat diprogram ulang

- PROM (Programmable ROM) yang diprogram dengan cara memutuskan hubungan sekering internal PROM hanya dapat diprogram satu kali dan tidak dapat diprogram ulang

- EPROM (Erasable PROM) yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat dari piranti Dihapus dengan cara pemberian sinar ultra violet melalui jendela pada bagian atas IC Setelah dihapus dapat diprogram ulang

- EEPROM (Electrically EPROM) sama saja dengan EPROM hanya cara penghapusannya dilakukan secara listrik

- Flash EPROM yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat pada piranti Memori ini dapat diisi ulang

Dari semua jenis memori diatas yang sering digunakan adalah memori jenis EPROM dan

EEPROM karena harganya paling murah dan mudah didapat dipasaran

814 Memori Eksternal

Memori eksternal o Bersifat eksternal terhadap sistem komputer dan tentu saja berada di luar

CPUo Diperlukan untuk menyimpan data atau instruksi secara permaneno Tidak diperlukan di dalam proses eksekusi sehingga tidak dapat diakses secara

langsung oleh prosesor (CPU) Untuk akses memori eksternal ini oleh CPU harus melalui pengontrolmodul IO

o Memori eksternal sering juga disebut sebagai memori sekunder o Memori ini terdiri atas perangkat storage peripheral seperti disk pita

magnetik dll berbagai jenis memory Eksternal

1 Berdasarkan jenis akses data

Berdasarkan jenis aksesnya memori eksternal dikelompokkan menjadi 2 jenis yaitu

a DASD (Direct Access Storage Device) dimana ia mempunyai akses langsung

terhadap data Contoh Magnetik(Floppy disk hard disk) Removable hard

disk(Zip disk Flash disk) Optical Disk

b SASD (Sequential Access Storage Device) Akses data secara tidak langsung

(berurutan) seperti Pita Magnetik

2Berdasarkan Karakteristik Bahan

Berdasarkan karakteristik bahan pembuatanya memori eksternal digolongkan

menjadi beberapa kelompok

a Punched Card atau kartu berlobang

a merupakan kartu kecil berisi lubang-lubang yang menggambarkan berbagai instruksi atau data Kartu ini dibaca melalui puch card reader yang sudah tidak digunakan lagi sejak tahun 1979

b Magnetik Disk Magnetik disk merupakan disk yang terbuat dari bahan yang bersifat magnetik contoh Floppy dan hardsik

c Optical Disk Optical disk terbuat dari bahan optik seperti resin (Polycaronate) dan dilapisi permukaan yang sangat reflektif seperti aluminium contoh CD dan DVD

d Magnetik TapeSedangkan magnetik tape terbuat dari bahan yang bersifat magnetik tetapi berbentuk pita seperti halnya pita kaset tape recorder

91 Bus amp Sistem Bus

Dalam Arsitektur komputer sebuah Bus adalah sebuah subsistem yang mentransfer data

atau listrik antar komponen komputer didalam sebuah komputer atau antar komputer

Bus komputer awal merupakan bus listrik paralel dengan banyak hubungan tetapi istilah

ini sekarang digunakan untuk pengaturan fisik yang menyediakan fungsi logika yang

sama dengan sebuah bus listrik paralel dan dapat dihubungkan dengan kabel dalam

sebuah topologi multidrop atau daisy chain atau dihubungkan dengan switch seperti

dalam kasus bus USB

System bus atau bus System dalam Arsitektur komputer merujuk pada bus yang

digunakan oleh sistem komputer untuk menghubungkan semua komponennya dalam

menjalankan tugas sebuah bus adalah sebutan untuk jalur dimana data dapat mengalir

dalam komputer jalur-jalur ini digunakan untuk komunikasi dan dapat dibuat antara dua

elemen atau lebih Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan

dieksekusi oleh CPU melalui perantara sistem bus

911 Transfer informasi pada bus

Suatu mendukung bermacam-macam transfer data Semua bus mendukung transfer baca

(master slave) dan transfer tulis( slave ke master) Pada semua multiplexed addressdata

bus pertama-tama bus digunakan untuk menspesifikasikan alamat dan kemudian untuk

melakukan transfer data Untuk operasi baca biasanya terdapat waktu tunggu pada saat

data sedang diambil dari slave untuk ditaruh pada bus Baik bagi operasi baca maupun

tulis mungkin juga terdapat delay bila hal itu diperlukan untuk melalui arbitrasi agar

mendapatkan kontrol bus untuk sisa operasi (yaitu mengambil alih bus untuk melakukan

request baca atau tulis kemudian mengambil alih lagi bus untuk membentuk operasi baca

atau tulis

Pada alamat dedicate dan bus-bus alamat ditaruh ada bus alamat dan tetap berada disana

selama data tersimpan pada bus data Bagi operasi tulis master menaruh data pada bus

data begitu alamat telah stabil dan slave telah mempunyai kesempatan untuk mengetahui

alamatnya bagi operasi baca slave menaruh data pada bus dan begitu slae mengetahui

alamatnya dan telah mengembil data

912 Sistem Bus dengan Jalur Data Alamat dan Kontrol

Jalur bus yang digunakan untuk mentransfer data dapat dikelompokkanrnenjadi tiga tipe jalur data alamat dan kontrol

Data bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi data dan instruksi

Address bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi untuk alamat di

main memory untuk data atau instruksi yang akan diambil atau direkam

Control bus yaitu bus yang digunakan untuk mengirimkan signal sebagai

pemberitahuan akan dikirimkan suatu informasi atau telah diterimanya informasi

yang akan dikirimkan dari suatu alat ke alat lainnya

913 Hirarki Bus

Bus merupakan lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih perangkat

computer Karakteristik penting sebuah bus adalah bahwa bus merupakan media

transmisi yang dapat digunakan bersama Sejumlah perangkat yang terhubung ke bus dan

suatu sinyal yang ditransmisikan oleh salah satu perangkat ini data diterimaoleh salah

satu perangkat yang terhubung ke bus

Umumnya sebuah bus terdiri dari sejumlah lintasan komunikasi atau saluran Masing-

masing saluran dapat mentransmisi sinyal yang menunjukan biner 1 dan biner 0

serangkaian digit biner dapat ditransmisi melalui saluran tunggal

914 Bus Data dan Bus Alamat

1 Bus data

Jalur data yang dilalui informasi ke dan dari microprocessor bahan data keterangan

catatan fakta fakta atau bagian dari fakta yang mengandung arti yang dihubungkan

dengan kenyataan simbol-simbol gambar kata-kata angka huruf yang menunjukan ide

objek kondisi dan lainnya

Data itu sendiri merupakan bentuk jamak dari datum yang berarti informasi jelasnya data

itu dapat berupa apa saja dan dapat ditemui dimana saja

2 Bus Alamat

Bus alamat pengalamatan transformasi data bus Pengalamatan bus ini berisi 16 2024

jalur sinyal paralel atau lebih CPU mengirim alamat lokasi memori atau port yang ingin

ditulis atau dibaca di bus ini jumlah lokasi memori yang dapat dialamati ditentukan

jumlah jalur alamat Jika CPU mempunyai N jalur alamat maka dapat mengalamati 2

pangkat N lokasi memori dan atau port secara langsung

101 Unit Input amp Output

Salah satu fitur dasar komputer adalah kemampuannya untuk mempertukarkandata dengan perangkat lain Kemampuan komunikasi ini memungkinkan operatormanusia misalnya untuk menggunakan keyboard dan layer display untuk mengolahteks dan grafik

1011 Dasar Unit Input Output

Unit IO memberi CPU kemampuan untuk berkomunikasi dengan peripheral Merupakan

entity dalam komputer yang bertanggung jawab atas pengontrol sebuah perangkat

eksternal atau lebih dan untuk pertukaran data antara alat-alat tersebut dengan memory

utama dan atau register-register dalam CPU

Alasan- alasan dipertukarkannya unit IO

Adanya aneka ragam peripheral yang memiliki macam-macam metode operasi

Perbedaan kecepatan transfer data antara sistem BUS dengan piranti IO BUS= 20

nano detik sedang IO lebih dari 100 nano detik

Peripheral seringkali menggunakan format data dan panjang word yang berlainan

dengan komputer

Perbedaan besar tegangan dan arus data yang diperlukan untuk transfer informasi

dari dan ke peripheral dengan sistem bus

Tujuan Unit IO

Melakukan kompensasi perbedaan kecepatan dan perwaktuan antara CPU dan

peripheral

Melakukan penyesuaian tegangan dan arus satu aras ke aras lain

Menyesuaikan panjang data antara sistem BUS dan BUS IO

1012 Antarmuka IO

Gambar 122 mengilustrasikan hardware yang diperlukan untukmenghubungkan perangkat IO ke bus Dekoder alamat mengenableperangkattersebut untuk mengenali alamatnya pada saat alamat ini muncul pada jalur alamatRegister data menyimpan data yang ditransfer ked an dari prosessor Register statusberisi informasi yang relevan dengan operasi perangkat IO Register data dan statusdihubungkan dengan bus data dan ditetapkan dengan alamatalamatunik Dekoderalamat register data dan status dan sirkuit control yang diperlukan untukmengkoordinasikan transfer IO membentuk sirkuit antar muka perangkatGambar 122 Antarmuka IO untuk perangkat input

Perangkat IO beroperasi pada kecepatan yang sangat berbeda denganprosessor Pada saat operator manusia memasukkan karakter pada keyboardprosessor mampu mengeksekusi jutaan instruksi antarentrikarakter yang berurutanSuatu instruksi yang membaca karakter dari keyboard sebaiknya hanya dieksekusipada saat karakter tersebut tersedia dalam input buffer antarmuka keyboard Juga kitaharus memastikan bahwa karakter input tersebut hanya dibaca sekali

1013 Transfer data pada IO

Transfer dataFormat transfer

- Paralel semua bit pada karakter (word denganpanjang tertentu) dikirim secara bersamaan dalambatas waktu yang diberikan

- Serial Data dikirim secara berurutan dalam satu saluran

Transfer data secara paralel lebih cepat daripada secaraserial karena saluran transmisinya banyak kelemahannyakalau terlalu panjang akan terjadi interferensi antarsaluran

Mode transfer data

1 Synchronous modeBaris kendali digunakan untuk mengsinkronkan waktupada semua kejadian yang terjadi selama periodewaktu tertentuKelemahanbull Tiap piranti IO berbeda-beda kecepatan operasinyasehingga harus diturunkan pada kecepatan yangpaling rendah

2 Asynchronous mode

Menggunakan teknik jabat tangan (hand shaking) untukmenyakinkan transfer data antara pengirim danpenerima tidak ada kesalahan (data valid)

111 Interupsi

Interupsi merupakan bagian penting dari sistem arsitektur komputer Setiap sistem

komputer memiliki mekanisme yang berbeda Interupsi bisa terjadi apabila perangkat

keras (hardware) atau perangkat lunak minta ldquo dilayanirdquo oleh processor apabila terjadi

interupsi maka processor menghentikan proses yang sedang dikerjakannya kemudian

beralih mengerjakan service rutin untuk melayani intrupsi tersebut Setelah selesai

mengerjakan service rutin maka prosesor kembali melanjutkan proses yang tertunda

1111 Kelas Sinyal Interupsi

Program yaitu Interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi

pada hasil eksekusi program Contioh Aritmatika overflow pembagian nol

operasi ilegal

Timer adalah Interupsi yang dibangkitkan pewaktuan dalam prosesor Sinyal ini

memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsi tertentu secara reguler

I O sinyal Interupsi yang di bangkitkan oleh Modul IO sehubngan pemberitahuan

kondisi Error dan penyelesaian suatu operasi

Hardware Failure adalah Interupsi yang dibangkitkan oleh kegagalan daya atau

kesalahan paritas memori

1112 Proses Interupsi

Dengan adanya mekanisme Interupsi prossesor dapat digunakan untuk

mengeksekusi intsruksi- instruksi lain

Saat suatu modul telah selesai menjalankan tugasnya dan siap menerima tugas

berikutnya maka modul ini akan mengirimkan permintaan interupsi ke prosesor

Kemudian prosesor akan menghentikan eksekusi yang dijalankannya untuk

menghandle routine interupsi

Setelah program interupsi selesai maka processor akan melanjutkan eksekusi

programnya kembali

Saat sinyal Interupsi diterima processor ada dua kemungkinan tindakan yaitu

Interupsi diterima ditangguhkan dan Interupsi ditolak

1113 Interupsi Ditangguhkan

Apa yang dilakukan Processor

Processor menangguhkan eksekusi program yang dijalankan dan menyimpan

konteksnya tindakan ini adalah menyimpan alamat instruksi berikutnya yang akan

dieksekusi dan data lain yang relevan

Processor menyetel program Counter (PC) ke alamat awal routine intterupt handler

1114 Sistem Operasi Kompleks

Interupsi ganda (Multiple interupt)

Misalnya suatu komputer akan menerima permintaan interupsi saat proses

pencetakan dengan printer selesai disamping itu dimungkinkan dari saluran

komunikasi akan mengirimkan permintaan interupsi setiap kali data tiba

Dapat diambil dua buah pendekatan untuk menangani interupsi ganda ini

121 Arsitektur dan Klasifikasi Sistem Komputer

Sebuah sistem operasi atau dalam bahasa asingnya Operating System adalah sebuah

program yang mengatur hardware komputer Sistem operasi juga menyediakan fondasi

untuk aplikasi diatasnya dan bertindak sebagai penghubung antara user dengan

hardwaresetiap sistem operasi memiliki caranya masing-masing untuk menyelesaikan

tugasnya Hal ini menimbulkan aneka ragam sistem operasi yang sangat menakjubkan

Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu 1 Klasifikasi Flynn

Didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data dalam sistem komputer

2 Klasifikasi Feng Didasarkan pada pemrosesan paralel dan serial

3 Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1211 Klasifikasi Fylnn

KLASIFIKASI FLYNN 1048790 Klasifikasi sistem komputer yang didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data diperkenalkan oleh Michael J Flynn 1048790 Alur instruksi (instruction stream) adalah urutan instruksi yang dilaksanakan oleh mesin 1048790 Alur data adalah urutan data yang dipanggil oleh alur instruksi 1048790 Baik instruksi maupun data diambil dari modul memori 1048790 Instruksi didecode (diartikan) oleh Control Unit 1048790 Alur data mengalir dua arah antara prosesor dan memori

Ada 4 kategori sistem komputer dalam klasifikasi Flynn 1 Single Instruction stream ndash Single Data stream (SISD) 2 Single Instruction stream ndash Multiple Data stream (SIMD) 3 Multiple Instruction stream ndash Single Data stream (MISD) 4 Multiple Instruction stream ndash Multiple Data stream (MIMD)

1212 Klasifikasi Feng

KLASIFIKASI FENG 1048790 Tse Yun Feng mengusulkan pembagian klasifikasi arsitektur komputer berdasarkan derajat keparalelan (degree of parallelism) 1048790 Jumlah bit maksimum yang dapat diproses dalam satu satuan waktu oleh sistem komputer disebut derajat keparalelan maksimum P 1048790 Bila Pi adalah jumlah bit yang dapat diproses dalam siklus prosesor ke ndash i (atau periode clock ke ndash i) 1048790 Siklus prosesor T dinyatakan oleh i = 123 T 1048790 Maka derajat keparalelan rata-rataa adalah

Ada 4 tipe Metode Pemrosesan

1048790 Word Serial and Bit Serial (WSBS) 1048790 Word Paralel and Bit Setial (WPBS) 1048790 Word Serial and Bit Paralel (WSBP) 1048790 Word Paralel and Bit Paralel (WPBP)

1213 Klasifikasi Handler

Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1214 Menjelaskan Multi Komputer amp Multi Processor

1048790 Multiprosesor MIMD dengan memori yang dapat digunakan bersama semua prosesornya memiliki akses ke pool memori utama

1048790 Multikomputer MIMD dengan memori terdistribusi setiap prosesornya memiliki memori khusus sendiri

1048790 Motivasi pembuatan organisasi multikomputer adalah untuk mengatasi keterbatasan skala multiprosesor

1048790 Karena prosesor-prosesor multikomputer harus berkomunikasi maka elemen penting perancangan multikomputer adalah jaringan interkoneksi yang harus dapat beroperasi seefisien mungkin

1048790 Ada beberapa topologi interkoneksi untuk memberikan kinerja yang efisien

1048790 Terdapat trade-off antara lintasan terpanjang dan jumlah koneksi fisik yang diperlukan

Selesai

BAB III PENUTUP

31 Kesimpulan

32 Saran

Daftar Pustaka

• Definisi
• • Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu

2 Sandi 2421

Sandi 2421 hampir sama dengan sandi 8421 terutama untuk bilangan desimal 0sampai dengan 4 Tetapi sandi berikutnya merupakan pencerminan yang diinversiPerhatikan tabel

Perhatikan sandi desimal 5 Sandi tersebut merupakan cermin dari sandi 4 desimaltetapi logikanya diinversi Begitu pula pada sandi desimal 6 yang merupakan cermindari sandi desimal 3 yang diinversi dstContoh

37810 sandi 2421nyaadalah 0011 1101 1110

316 Boolean atau Logika Biner

Logika memberi batasan yang pasti dari suatu keadaan Sehingga keadaan tersebuttidak dapat berada dalam dua ketentuan sekaligus Karena itu dalam logika dikenalaturanaturansebagai berikut Suatukeadaan tidak dapat benar dan salah sekaligusMasingmasingadalah hanya benar atau salah (salah satu)Suatukeadaan disebut BENAR bila TIDAK SALAHDua keadaan itu dalam aljabar boole ditunjukkan dengan dua konstanta yaitu logikaldquo1rdquo dan logika ldquo0rdquo

Misal Logika ldquo1rdquo Logika ldquo0rdquoBenar SalahHidup MatiSiang MalamContoh diatas dapat dituliskan Tidak Benar atau Benar = SalahTidak Hidup atau Hidup = MatiTidak Siang atau Siang = MalamTanda garis atas dipakai untuk menunjukkan pertentangan atau lawan dari keadaanitu Sehingga tanda garis tersebut merupakan pertentangan logika (Logical Inversion)yang mempunyai fungsi untuk menyatakan ldquoTidakrdquo (Not)Ā = Tidak A atau Ā = NOT AHimpunan adalah kumpulan dari elemen yang setidaknya memiliki sifat yang samadan bisa memiliki kelompok yang terbatas atau tidak terbatas jumlahnya Misalnyahimpunan mahasiswa politeknik Himpunan tersebut tentu saja terdiri dari bermacammacamkelompok Jika dapat diambil tiga kelompok Kelompokyang berasal dari luar jawa JKelompokyang sedang kuliah KKelompokyang mengerjakan laporan akhir LSehingga seseorang setidaknya masuk dalam satu kelompok tersebut bahkan dapatterjadi masuk dalam dua kelompok sekaligus Misalnya mahasiswa luar jawa yangsedang mengerjakan laporan akhir berarti masuk kelompok J dan L (J AND L) JAND L dituliskan juga dengan J LGabungan antara mahasiswa luar jawa dan mahasiswa yang mengerjakan laporanakhir memiliki pengertian mahasiswa luar jawa atau mahasiswa mengerjakanlaporan akhir J atau L (J OR L) J OR L dituliskan juga dengan J + LLogika Biner (gerbang Boolean) adalah rangkaian digital yang menerima satu ataulebih masukan tegangan untuk memperoleh keluaran tertentu sesuai dengan aturanboole yang berlakuJika membicarakan komputer maka perbedaan tegangan yang digunakan sebagaionoff atau nilai biner 10 nilai 1 ekivalen dengan tegangan +5 volt dan nilai 0ekivalen dengan tegangan 0 volt

41 Rangkaian Logika Kombinasional amp Sekuensial

Rangkaian yang termasuk rangkaian logika kombinasional yaitu Dekoder Enkoder Multiplekser Demultiplekser Pada rangkaian-rangkaian itu terlihat bahwa kondisi keluaran hanya dipengaruhi oleh kondisi masukan pada saat itu

Rangkaian Adder Half Adder

Rangkaian Adder Full Adder

Enkoder

Dekoder

DECIMAL TO BCD ENCODER

Encoder yang sudah umum yaitu decimal to BCD encoder Switch dengan

penekan tombol mirip dengan tombol kalkulator dihubungkan dengan tegangan

Vcc Jika tombol 3 ditekan maka gerbang-gerbang OR pada jalur C dan D

akan mempunyai input bernilai 1 Oleh karena itu maka outputnya menjadi

ABCD = 0011

Dan selengkapnya dapat dilihat pada tabel dibawah ini

INPUT OUTPUT0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 10 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 00 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 10 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 00 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 10 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 00 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 10 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1

2 DECODER

Rangkaian dekoder mempunyai sifat yang berkebalikan dengan enkoder yaitu

merubah kode biner menjadi sinyal diskrit Syarat perancangan sebuah dekoder adalah m

lt= 2n dimana m adalah kombinasi keluaran dan n adalah jumlah bit masukan Sehingga

dapat disimplkan bahwa variabel keluaran bebas tapi harus tetap memperhatikan unsur

efisiensi rangkaian Misal dekoder 3 bit memiliki 8 atau kurang kombinasi keluaran tetapi

bisa memiliki jumlah saluran keluaran lebih dari 8 (10 atau 55 atau 100 dan sebagainya)

Contoh rangkaian dekoder adalah rangkaian dekoder dot matrik dan dekoder seven

segmen

Bila semua segmen menyala maka dapat dibaca sebagai angka decimal 8 Angka

decimal 0 dan 3 terlihat pada menyalanya segmen ndash segmen sesuai gambar Untuk

penampilan huruf hanya beberapa huruf saja yang dapat dibaca dari tujuh segmen

Tabel Kebenaran dekoder seven segmen

INPUT OUTPUTA B C D a b c d e f g0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 00 0 0 1 0 1 1 0 0 0 00 0 1 0 1 1 0 1 1 0 10 0 1 1 1 1 1 1 0 0 10 1 0 0 0 1 1 0 0 1 10 1 0 1 1 0 1 1 0 1 10 1 1 0 1 0 1 1 1 1 10 1 1 1 1 1 1 0 0 0 01 0 0 0 1 1 1 1 1 1 11 0 0 1 1 1 1 1 0 1 11 0 1 0 1 1 1 0 1 1 11 0 1 1 0 0 1 1 1 1 11 1 0 0 1 0 0 1 1 1 01 1 0 1 0 1 1 1 1 0 11 1 1 0 1 0 0 1 1 1 11 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1

a = sum (m0m2m3m5m6m7m8m9m10m12m14m15)

b = sum (m0m1m2m3m4m7m8m9m10m13)

c = sum (m0m1m3m4m5m6m7m8m9m10m11m13)

d = sum (m0m2m3m5m6m8m9m11m12m13m14)

e = sum (m0m2m6m8m10m11m12m13m14m15)

f = sum (m0m4m5m6m8m9m10m11m12m14m15)

g = sum (m2m3m4m5m6m8m9m10m11m13m14m15)

42 Rangkaian Logika Sekuensial (Flip-Flop)

1 Flip-Flop R-SFlip-flop R-S adalah rangkaian dasar dari semua jenis flip-flop yang ada Terdapat berbagai

macam rangkaian flip-flop R-S pada percobaan ini flip-flop R-S disusun dari empat buah gerbang NAND 2 masukan Dua masukan flip-flop ini adalah S (set) dan R (reset) serta dua keluarannya adalah Q dan Qrsquo

Kondisi keluaran akan tetap ketika kedua masukan R dan S berlogika 0 Sedangkan pada kondisi masukan R dan S berlogika 1 maka kedua keluaran akan berlogika 1 hal ini sangat dihindari karena bila kondisi masukan diubah menjadi berlogika 0 kondisi kelurannya tidak dapat diprediksi (bisa 1 atau 0) Keadaan ini disebut kondisi terlarang Selanjutnya kondisi terlarang pacu dan tak tentu akan dijelaskan melalui Tabel 31

Gambar 33 Rangkaian Percobaan Flip-Flop R-S

Tabel 32a Kondisi terlarang pacu dan tak tentu karena perubahan clockNo S R Clock Keterangan1 1 1 Aktif (1) Kondisi terlarang2 1 1 Tepi turun (Berubah dari

1 ke 0)Kondisi pacu

3 1 1 Tidak aktif (0) Kondisi tak tentu

Tabel 32b Kondisi terlarang pacu dan tak tentu karena perubahan clock dan masukan yang serempakNo S R Clock Keterangan1 1 1 Aktif (1) Kondisi terlarang2 0 0 Tepi turun Kondisi pacu3 0 0 Tidak aktif (0) Kondisi tak tentu

2 Flip-flop D

Flip-flop D dapat disusun dari flip-flop S-R atau flip-flop J-K yang masukannya saling berkebalikan Hal ini dimungkinkan dengan menambahkan salah satu masukannya dengan inverter agar kedua masukan flip-flop selalu dalam kondisi berlawanan Flip-flop ini dinamakan dengan flip-flop data karena keluarannya selalu sama dengan masukan yang diberikan Saat flip-flop pada keadaan aktif masukan akan diteruskan ke saluran keluaran

2 Flip-flop J-KFlip-flop J-K merupakan penyempurnaan dari flip-flop R-S terutama untuk mengatasi masalah

osilasi yaitu dengan adanya umpan balik serta masalah kondisi terlarang seperti yang telah dijelaskan di atas yaitu pada kondisi masukan J dan K berlogika 1 yang akan membuat kondisi keluaran menjadi berlawanan dengan kondisi keluaran sebelumnya atau dikenal dengan istilah toggle Sementara untuk keluaran berdasarkan kondisi-kondisi masukan yang lain semua sama dengan flip-flop R-S

Gambar 35 Flip-flop J-K

51 Aritmatika Logika Unit

Macam- macam operasi ALU

Adder (Penjumlahan) Half Adder Full Adder Paralel Adder

Pengurangan (Substraktor)

Perkalian (Multiplexer)

Pembagian bila hasilnya 0 amp 1

Adder

Rangkaian ALU (Arithmetic and Logic Unit) yang digunakan untuk menjumlahkanbilangan dinamakan dengan Adder Karena Adder digunakan untuk memprosesoperasi aritmetika maka Adder juga sering disebut rangkaian kombinasionalaritmetika ALU akan dijelaskan lebih detail pada bab 3 Ada 2 jenis Adder

1 Rangkaian Adder yang hanya menjumlahkan dua bit disebut Half Adder2 Rangkaian Adder yang menjumlahkan tiga bit disebut Full Adder3 Rangkaian Adder yang menjumlahkan banyak bit disebut paralel Adder

Half Adder

Rangkaian half adder merupakan dasar penjumlahan bilangan biner yang masingmasinghanya terdiri dari satu bit oleh karena itu dinamakan penjumlah tak lengkap

1 Jika A=0 dan B=0 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 02 Jika A=0 dan B=1 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 13 Jika A=1 dan B=1 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 0 dengan nilai pindahanCy(Carry Out) = 1

Dengan demikian half adder memiliki 2 masukan (A dan B) dan dua keluaran (S dan Cy)

Dari tabel diatas terlihat bahwa nilai logika dari Sum sama dengan nilai logika darigerbang XOR sedangkan nilai logika Cy sama dengan nilai dari gerbang logikaAND Dari tabel tersebut dapat dibuat rangkaian half adder seperti pada gambar

Full Adder

Full adder mengolah penjumlahan untuk 3 bit bilangan atau lebih (bit tidak terbatas)oleh karena itu dinamakan rangkaian penjumlah lengkap Perhatikan tabel kebenarandari Full adder berikut

Parallel Adder

Parallel Adder adalah rangkaian Full Adder yang disusun secara parallel danberfungsi untuk menjumlah bilangan biner berapapun bitnya tergantung jumlah FullAdder yang diparallelkan Gambar berikut menunjukkan Parallel Adder yang terdiridari 4 buah Full Adder yang tersusun parallel sehingga membentuk sebuah penjumlah 4 bit

Penjumlahan

Komputer hanya dapat melakukan proses aritmetika menggunakan bilangan binerSemua sistem bilangan harus diubah terlebih dahulu ke biner agar dapat diprosesProses yang biasa dilakukan oleh komputer untuk menjumlahkan sistem bilangandesimal biasanya adalah menyandikan ke 8421BCD terlebih dahulu sebelumdijumlahkan Sebelum mempelajari tentang penjumlahan pada 8421BCD ada baiknyamengetahui cara menjumlahkan bilangan biner

Penjumlahan Biner

Ada 4 kondisi yang terjadi pada penjumlahan biner yaitu apabila 0 + 0 0 + 1 1 + 0dan 1 + 1 Jika yang terjadi adalah 1 + 1 kita tidak dapat menyatakan hasil jumlahdalam satu digit Tetapi kita harus melakukan penyimpanan (Carry Out) kedalamkolom yang lebih tinggi Ini berlaku untuk seluruh sistem bilangan Sebagai contohpada bilangan desimal 2 + 5 = 7 dengan carry out = 0 9 + 9 = 8 dengan carry out = 1Contoh

Penjumlahan 8421BCD

Sandi 8421BCD hanya menggunakan bilangan biner untuk 0 sampai 9 karena yangdisandikan hanya 1 digit angka desimal Dalam penjumlahan yang perlu diperhatikanadalah jika hasilnya lebih dari 9 sehingga akan dihasilkan auxillary carry (Carry daribilangan keempat LSB) maupun carry dari MSBBerikut adalah aturan penjumlahan sandi 8421BCDJikajumlah biner dan jumlah BCD sama yaitu AC (Auxillary Carry) = 0 dan Carry= 0 maka tidak diperlukan aturan tambahan

Jikajumlah biner tidak sama dengan jumlah desimal maka memerlukan pengaturantambahan Jika Auxillary Carry (AC) = 0 atau AC = 1 dan Carry (Cy) = 0 dimana hasilpenjumlahan binernya lebih dari 9 desimal maka perlu ditambahkan 6 pada niblerendah tersebut dan tambahkan 1 pada nible yang lebih tinggi

Pengurangan

Pengurangan pada dasarnya merupakan penjumlahan yaitu penjumlahan denganbilangan negatif

500 ndash 255 = 245 (Pengurangan)500 + ()255 = 245 (Penjumlahan)Komputer hanya bekerja pada bilangan ldquo0rdquo dan ldquo1rdquo dan tidak mengenal bilangannegatif Untuk menunjukkan bilangan negatif komputer menggunakan tanda modulus(Modulus Sign) Pada penjumlahan desimal tanda modulus yang digunakan adalahldquo0rdquo untuk bilangan positif dan ldquo9rdquo untuk bilangan negatif Untuk bilangan negatifpada operasi penjumlahannya harus dikomplemen Komplemen yang digunakan padabilangan desimal adalah komplemen10dan komplemen9

Perkalian

Perkalian antara bilangan biner adalah perkalian yang paling mudah diantara sistembilangan lainnya

Pada Teknik Komputer perkalian dilakukan menggunakan register geser kanan (ShiftRight Register) Perhatikan contoh berikut

Register A untuk menyimpan data yang akan dikalikan (Multiplicand)Register B untuk menyimpan data pengali (Multiplier)Register P untuk menyimpan hasil perkalian

Pembagian

Kebalikan dari perkalian pembagian (Division) adalah suatu bentuk dari penguranganyang dilakukan berulangulangDan proses ini juga dapat dilakukan pada rangkaianlogika dengan cara pengurangan dan penggeseran ke kiri (menggunakan shiftleftregister) Berikut adalah aturan dari pembagianKurangkan bilangan pembagi (Divisor) dari MSB bilangan yang akan dibagi(Dividend) lihat hasil pengurangan

Bila hasilnya 1 atau positif Berarti hasil pembagian (Product) adalah 1 Setelah itu hasil pengurangan digeserkekiri satu bit dan dimulai lagi pengurangan oleh bilangan pembagi (Divisor)

Bila hasilnya 0 atau negatif Berarti hasil pembagian (Product) adalah 0 Dalam hal ini sebelum digeser ke kiriharus ditambah dulu dengan bilangan pembagi (Divisor) Setelah digeser ke kiri satubit dimulai lagi proses pengurangan oleh bilangan pembagi Pengurangan olehbilangan pembagi dilakukan dengan penjumlahan komplemen2Bila dalam

penjumlahan tersebut terdapat pindahan (Carry) maka carry tersebut diabaikanPerhatikan contoh berikut 1010 410 = 10102 1004

Karena ada hasil pengurangan yang negatif maka digit yang dihasilkansetelah itu adalah digit pecahan sehingga hasil yang benar 1012 atau 2510

61 Floating Point

71 Control Unit

CONTROL UNIT (CU)

711 Model Control Unit

Unit kontrol atau yang sering dikenal dengan control unit akan menyimpan perintah sekarang yang dilakukan oleh komputer memerintahkan ALU untuk melaksanaan dan mendapat kembali informasi (dari memori) yang diperlukan untuk melaksanakan perintah itu dan memindahkan kembali hasil ke lokasi memori yang sesuai Sekali yang terjadi unit kontrol pergi ke perintah berikutnya (biasanya ditempatkan di slot berikutnya kecuali kalau perintah itu adalah perintah lompatan yang memberitahukan kepada komputer bahwa perintah berikutnya ditempatkan di lokasi lain)

Bagian CPU yang menyebabkan fungsi komputer tercapai ini mengeluarkan sinyal-sinyal kontrol yang bersifat internal bagi CPU untuk memindahkan data antar Register agar ALU melakukan fungsinya untuk mengatur operasi-operasi internal lainnya Register yang merupakan bagian dari unit kontrol adalah tempat penyimpan data sementara dalam CPU selama proses eksekusi Apabila terjadi proses eksekusi data dalam register dikirim ke ALU untuk diproses hasil eksekusi nantinya diletakkan ke register kembali Unit kontrol akan menghasilkan sinyal yang akan mengontrol operasi ALU dan pemindahan data ke dan dari ALU Unit kontrol juga mengeluarkan sinyal kontrol eksternal bagi pertukaran data memori dan modul-modul IO

Model dari unit kontrol

712 Macam-macam unit kontrol

Macam-macam Unit Kontrol1 Unit Kontrol Single-Cycle

Proses di unit kontrol ini hanya terjadi dalam satu clock cycle artinya setiap instruksi (fetch decode execute) ada pada satu cycle maka dari itu tidak memerlukan state Dengan demikian fungsi boolean masing-masing control line hanya merupakan fungsi dari opcode saja Clock cycle harus mempunyai panjang yang sama untuk setiap jenis instruksi

Ada dua bagian pada unit kontrol ini yaitu proses men-decode opcode untuk mengelompokkannya menjadi 4 macam instruksi (yaitu di gerbang AND) dan pemberian sinyal kontrol berdasarkan jenis instruksinya (yaitu gerbang OR) Keempat jenis instruksi adalah ldquoR-formatrdquo (berhubungan dengan register) ldquolwrdquo (membaca memori) ldquoswrdquo (menulis ke memori) dan ldquobeqrdquo (branching)

Sinyal kontrol yang dihasilkan bergantung pada jenis instruksinya Misalnya jika melibatkan memori rdquoR-formatrdquo atau rdquolwrdquo maka akan sinyal rdquoRegwriterdquo akan aktif Hal lain jika melibatkan memori ldquolwrdquo atau ldquoswrdquo maka akan diberi sinyal kontrol ke ALU yaitu ldquoALUSrcrdquo

Desain single-cycle ini lebih dapat bekerja dengan baik dan benar tetapi cycle ini tidak efisien

2 Unit Kontrol Multi-CycleGambar disamping menunjukkan diagram blok dari unit kontrol multi-cycle

Berbeda dengan unit kontrol yang single-cycle unit kontrol yang multi-cycle lebih memiliki banyak fungsi

Dengan memperhatikan state dan opcode fungsi boolean dari masing-masing control line output dapat ditentukan Masing-masingnya akan menjadi fungsi dari 10 buah input logic Jadi akan terdapat banyak fungsi boolean dan masing-masingnya tidak sederhana

Pada cycle ini sinyal kontrol tidak lagi ditentukan dengan melihat pada bit-bit instruksinya Bit-bit opcode memberitahukan operasi apa yang selanjutnya akan di-execute CPU bukan instruksi cycle selanjutnya

713 Fungsi unit kontrol

Fungsi Unit Kontrol1 Pengurutan (sequencing) unit kontrol bertugas mengontrol sejumlah operasi

mikro dalam urutan yang benar

2 Eksekusi (execution) unit kontrol menyebabkan setiap operasi mikro dilakukan

state register overhead

Cycle 1Cycle 2

Cycle 3Cycle 4

Cycle 5

Fetch

Decode

Exec

Mem

WB

lw

Single cycle Implementation

Multiple Cycle Implementation

714 Input Unit Kontrol

Input Unit Kontrol

Unit kontrol mempunyai beberapa input diantaranya1 Clock berfungsi untuk sinkronisasi operasi antar komponen 2 Flag flag-flag ini diperlukan unit kontrol untuk mengetahui status CPU Flag

diset ALU sebagai hasil dari suatu operasi misalnya overflow flag diset 1 bila hasil komputasi melampaui panjang register tempat flag disimpan

3 Instruction register menggunakan opcode untuk menentukan operasi mikro yang akan dilakukan selama siklus eksekusi

4 Sinyal kontrol dari rdquobus controlrdquo memberi jalur ke unit kontrol untuk sinyal-sinyal tertentu seperti sinyal interrupt dan sinyal acknowledgment

715 Output Unit Kontrol

Sinyal kontrol di dalam CPU (control signals within CPU) output unit kontrol terdiri dari dua macam sinyal yaitu

1 sinyal-sinyal yang menyebabkan perpindahan data antar register 2 sinyal-sinyal yang dapat mengaktifkan fungsi ALU yang spesifik

Sinyal kontrol ke rdquobus controlrdquo juga terdiri atas 2 sinyal yaitu1 sinyal kontrol ke memori 2 sinyal kontrol ke modul-modul IO

716 Implementasi Unit Kontrol

1 Implementasi hardwired Unit kontrol merupakan rangkaian kombinatorial Sinyal-sinyal logika

inputnya akan didekodekan menjadi sinyal-sinyal logika output yang merupakan sinyal-sinyal kontrol ke sistem komputer Sinyal-sinyal input tersebut seperti clock flag register instruction dan sinyal kontrol merupakan input bagi unit kontrol untuk mengetahui status komputer Sinyal keluaran yang dihasilkan akan mengendalikan sistem kerja komputer

N buah input biner akan menghasilkan 2N output biner Setiap instruksi memiliki opcode yang yang berbeda-bedaOpcode yang berbeda dalam instruksi akan menghasilkan sinyal kontrol yang berbeda pula Pewaktu unit kontrol mengeluarkan rangkaian pulsa yang periodik

Pulsa waktu ini digunakan untuk mengukur durasi setiap operasi mikro yang dijalankan CPU intinya digunakan untuk sinkronisasi kerja masing-masing bagian

Masalah dalam Merancang Implementasi Hardwired Memiliki kompleksitas dalam pengurutan dan operasi mikronya Sulit didesain dan dilakukan pengetesan Tidak fleksibel Sulit untuk menambahkan instruksi baru

2 Implementasi microprogrammed Implementasi yang paling reliabel saat ini adalah implementasi

microprogrammed Unit kontrol memerlukan sebuah memori untuk menyimpan program kontrolnya

Fungsindashfungsi pengontrolan dilakukan berdasarkan program kontrol yang tersimpan pada unit kontrol Selain itu fungsindashfungsi pengontrolan tidak berdasarkan dekode dari input unit kontrol lagi

Teknik ini dapat menjawab kesulitanndashkesulitan yang ditemui dalam implementasi hardwired

81 Memori amp Piranti Penyimpanan

811 Jenis-Jenis memori

Berdasarkan komponen yang digunakan terbagi atas

1 Vacuum Tubes

Komputer generasi pertama ENIAC tahun 1946 menggunakan komponentabung hampa udara untuk main memory Memori ini relatif berukuran besardan tiap-tiap tabung hampa udara mewakili 1 bit

2 Magnetic Core Storage

Digunakan sekitar tahun 1960 ndash 1970 Terdiri dari ribuan cincin magnetikkecil berukuran 18 mm dengan lubang berdiameter 10 mm Tiap-tiap coredihubungkan dengan kabel kawat membentuk suatu bidang core (core plane)dan ditumpuk membentuk suatu core stackMasing-masing core dapat menyimpan 1 bit bila dimagnetasi dengan suatuarus listrik dari dua arah jurusan yang masing-masing bermuatan frac12 arus

3 Planar Thin-Film Storage

Terbuat dari lempengan tipis keramik atau metal tembus pandang yang berisi

kumpulan besi nikel berbentuk empat persegi panjang kecil dihubungkandengan kabel-kabel

4 Semiconductor Storage

Mulai banyak digunakan sejak tahun 1970-an hingga sekarangTerbuat dariVLSI (Very Large Scale Integration) yaitu meletakkan sejumlah besar circuitke dalam suatu chip Teknologi yang digunakan adalah MOS (Metal OxideSemiconductor) dan bersifat volatileKomputer IBM 704 pada GeneralElectric Computer facility diArizona State University 1956Sebuah mesin vacuum tubedengan magnetic core storageSingle layer thin film dengan Ta2N resistors

5 Josephson Junction

Diciptakan oleh Brian Josephson dari Inggris Merupakan memori yang dapatmelakukan switch dari bit 1 ke bit 0 atau sebaliknya dengan kecepatan yangtinggi yaitu kurang dari sepertriliun detik Menggunakan suatu tempat

tertutup yang berisi helium cair dengan suhu sekitar -200 derajat celcius

6 Charged-Coupled Device (CCD)

Merupakan memori yang terdiri dari ribuan metal bujur sangkar berukurankecil yang masing-masing dapat menyimpan informasi digit binari dalambentuk beban elektronik (electric charge)

812 Hirarki Memori

Sebagian besar komputer memiliki hirarki memori yang terdiri atas tiga level yaitu

1 Physical Register di CPU berada di Level teratas Informasi yang berada

di Register dapat diakses dalam satu Clock cycle CPU

2 Primary Memory (Executable memory ) berada dilevel tengah

Contohnya RAM Primary Memory diukur dengan satu byte dalam satu

waktu secara relatif dapat diakses dengan cepat bersifat volatil (informasi

bisa hilang ketika komputer dimatikan) CPU mengakses memori ini

dengan instruksi single load dan store dalam beberapa clock cycle

3 Secondary Memory berada dilevel bawah Contohnya disk atau tape

Secondary memory diukur sebagai kumpulan dari bytes(block of bytes)

waktu aksesnya lambat bersifat non-volatil (informasi tetap tersimpan

ketika komputer dimatikan) Memori ini diterapkan di storage device jadi

akses meliputi aksi oleh driver dan device

813 Memori Internal

Memori internal o Berada di luar CPU tetapi bersifat internal terhadap sistem komputero Diperlukan oleh CPU untuk proses eksekusi (operasi) program sehingga

dapat diakses secara langsung oleh prosesor (CPU) tanpa modul perantarao Memori internal sering juga disebut sebagai memori primer atau memori

utama o Memori internal biasanya menggunakan media RAM

Random Access Memori (RAM)

Ram adalah suatu memori baca tulis artinya data dapat dibaca dari atau ditulis ke RAM dan dapat dilakukan secara berulang-ulang dengan data yang berbeda-beda Jenis memori ini merupakan jenis volatile (mudah menguap) yaitu data yang tersimpan akan hilang jika catu dayanya dimatikan Karena alasan tersebut maka program utama tidak pernah disimpan di RAM Random artinya data yang disimpan pada RAM dapat diakses secara acak RAM dibagi lagi menjadi dua jenis yaitu jenis statik dan jenis dinamik RAM statik menyimpan satu bit informasi dalam sebuah flip-flop Jenis RAM ini asyncronous dan tidak memerlukan sinyal clock RAM statik biasanya digunakan untuk aplikasi-aplikasi yang tidak memerlukan kapasitas memori RAM yang besar RAM dinamik menyimpan satu bit informasi data sebagai muatan RAM dinamik menggunakan kapasitansi gerbang substrat sebuah transistor MOS sebagai sel memori elementer Untuk menjaga agar data yang tersimpan RAM dinamik tetap utuh data tersebut harus disegarkan kembali dengan cara membaca dan menulis ulang data tersebut kememori RAM dinamik ini digunakan untuk aplikasi ynag memerlukan RAM dengan kapasitas besar misalnya dalam sebuah komputer pribadi (PC)

Read Only Memory (ROM)

Jenis memori ini datanya hanya bisa dibaca dan tidak bisa ditulis secara berulang-ulang Memori ini berjenis non-volatile artinya data yang disimpan tidak mudah menguap (hilang) walaupun catu dayanya dimatikan Karena itu memori ini biasa digunakan untuk menyimpan program utama dari suatu sistem Jenis ROM yang dikenal dipasaran ada lima jenis yaitu

- ROM (Read Only Memory) yang diprogram dalam proses pembuatannya Jenis ini tidak dapat diprogram ulang

- PROM (Programmable ROM) yang diprogram dengan cara memutuskan hubungan sekering internal PROM hanya dapat diprogram satu kali dan tidak dapat diprogram ulang

- EPROM (Erasable PROM) yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat dari piranti Dihapus dengan cara pemberian sinar ultra violet melalui jendela pada bagian atas IC Setelah dihapus dapat diprogram ulang

- EEPROM (Electrically EPROM) sama saja dengan EPROM hanya cara penghapusannya dilakukan secara listrik

- Flash EPROM yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat pada piranti Memori ini dapat diisi ulang

Dari semua jenis memori diatas yang sering digunakan adalah memori jenis EPROM dan

EEPROM karena harganya paling murah dan mudah didapat dipasaran

814 Memori Eksternal

Memori eksternal o Bersifat eksternal terhadap sistem komputer dan tentu saja berada di luar

CPUo Diperlukan untuk menyimpan data atau instruksi secara permaneno Tidak diperlukan di dalam proses eksekusi sehingga tidak dapat diakses secara

langsung oleh prosesor (CPU) Untuk akses memori eksternal ini oleh CPU harus melalui pengontrolmodul IO

o Memori eksternal sering juga disebut sebagai memori sekunder o Memori ini terdiri atas perangkat storage peripheral seperti disk pita

magnetik dll berbagai jenis memory Eksternal

1 Berdasarkan jenis akses data

Berdasarkan jenis aksesnya memori eksternal dikelompokkan menjadi 2 jenis yaitu

a DASD (Direct Access Storage Device) dimana ia mempunyai akses langsung

terhadap data Contoh Magnetik(Floppy disk hard disk) Removable hard

disk(Zip disk Flash disk) Optical Disk

b SASD (Sequential Access Storage Device) Akses data secara tidak langsung

(berurutan) seperti Pita Magnetik

2Berdasarkan Karakteristik Bahan

Berdasarkan karakteristik bahan pembuatanya memori eksternal digolongkan

menjadi beberapa kelompok

a Punched Card atau kartu berlobang

a merupakan kartu kecil berisi lubang-lubang yang menggambarkan berbagai instruksi atau data Kartu ini dibaca melalui puch card reader yang sudah tidak digunakan lagi sejak tahun 1979

b Magnetik Disk Magnetik disk merupakan disk yang terbuat dari bahan yang bersifat magnetik contoh Floppy dan hardsik

c Optical Disk Optical disk terbuat dari bahan optik seperti resin (Polycaronate) dan dilapisi permukaan yang sangat reflektif seperti aluminium contoh CD dan DVD

d Magnetik TapeSedangkan magnetik tape terbuat dari bahan yang bersifat magnetik tetapi berbentuk pita seperti halnya pita kaset tape recorder

91 Bus amp Sistem Bus

Dalam Arsitektur komputer sebuah Bus adalah sebuah subsistem yang mentransfer data

atau listrik antar komponen komputer didalam sebuah komputer atau antar komputer

Bus komputer awal merupakan bus listrik paralel dengan banyak hubungan tetapi istilah

ini sekarang digunakan untuk pengaturan fisik yang menyediakan fungsi logika yang

sama dengan sebuah bus listrik paralel dan dapat dihubungkan dengan kabel dalam

sebuah topologi multidrop atau daisy chain atau dihubungkan dengan switch seperti

dalam kasus bus USB

System bus atau bus System dalam Arsitektur komputer merujuk pada bus yang

digunakan oleh sistem komputer untuk menghubungkan semua komponennya dalam

menjalankan tugas sebuah bus adalah sebutan untuk jalur dimana data dapat mengalir

dalam komputer jalur-jalur ini digunakan untuk komunikasi dan dapat dibuat antara dua

elemen atau lebih Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan

dieksekusi oleh CPU melalui perantara sistem bus

911 Transfer informasi pada bus

Suatu mendukung bermacam-macam transfer data Semua bus mendukung transfer baca

(master slave) dan transfer tulis( slave ke master) Pada semua multiplexed addressdata

bus pertama-tama bus digunakan untuk menspesifikasikan alamat dan kemudian untuk

melakukan transfer data Untuk operasi baca biasanya terdapat waktu tunggu pada saat

data sedang diambil dari slave untuk ditaruh pada bus Baik bagi operasi baca maupun

tulis mungkin juga terdapat delay bila hal itu diperlukan untuk melalui arbitrasi agar

mendapatkan kontrol bus untuk sisa operasi (yaitu mengambil alih bus untuk melakukan

request baca atau tulis kemudian mengambil alih lagi bus untuk membentuk operasi baca

atau tulis

Pada alamat dedicate dan bus-bus alamat ditaruh ada bus alamat dan tetap berada disana

selama data tersimpan pada bus data Bagi operasi tulis master menaruh data pada bus

data begitu alamat telah stabil dan slave telah mempunyai kesempatan untuk mengetahui

alamatnya bagi operasi baca slave menaruh data pada bus dan begitu slae mengetahui

alamatnya dan telah mengembil data

912 Sistem Bus dengan Jalur Data Alamat dan Kontrol

Jalur bus yang digunakan untuk mentransfer data dapat dikelompokkanrnenjadi tiga tipe jalur data alamat dan kontrol

Data bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi data dan instruksi

Address bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi untuk alamat di

main memory untuk data atau instruksi yang akan diambil atau direkam

Control bus yaitu bus yang digunakan untuk mengirimkan signal sebagai

pemberitahuan akan dikirimkan suatu informasi atau telah diterimanya informasi

yang akan dikirimkan dari suatu alat ke alat lainnya

913 Hirarki Bus

Bus merupakan lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih perangkat

computer Karakteristik penting sebuah bus adalah bahwa bus merupakan media

transmisi yang dapat digunakan bersama Sejumlah perangkat yang terhubung ke bus dan

suatu sinyal yang ditransmisikan oleh salah satu perangkat ini data diterimaoleh salah

satu perangkat yang terhubung ke bus

Umumnya sebuah bus terdiri dari sejumlah lintasan komunikasi atau saluran Masing-

masing saluran dapat mentransmisi sinyal yang menunjukan biner 1 dan biner 0

serangkaian digit biner dapat ditransmisi melalui saluran tunggal

914 Bus Data dan Bus Alamat

1 Bus data

Jalur data yang dilalui informasi ke dan dari microprocessor bahan data keterangan

catatan fakta fakta atau bagian dari fakta yang mengandung arti yang dihubungkan

dengan kenyataan simbol-simbol gambar kata-kata angka huruf yang menunjukan ide

objek kondisi dan lainnya

Data itu sendiri merupakan bentuk jamak dari datum yang berarti informasi jelasnya data

itu dapat berupa apa saja dan dapat ditemui dimana saja

2 Bus Alamat

Bus alamat pengalamatan transformasi data bus Pengalamatan bus ini berisi 16 2024

jalur sinyal paralel atau lebih CPU mengirim alamat lokasi memori atau port yang ingin

ditulis atau dibaca di bus ini jumlah lokasi memori yang dapat dialamati ditentukan

jumlah jalur alamat Jika CPU mempunyai N jalur alamat maka dapat mengalamati 2

pangkat N lokasi memori dan atau port secara langsung

101 Unit Input amp Output

Salah satu fitur dasar komputer adalah kemampuannya untuk mempertukarkandata dengan perangkat lain Kemampuan komunikasi ini memungkinkan operatormanusia misalnya untuk menggunakan keyboard dan layer display untuk mengolahteks dan grafik

1011 Dasar Unit Input Output

Unit IO memberi CPU kemampuan untuk berkomunikasi dengan peripheral Merupakan

entity dalam komputer yang bertanggung jawab atas pengontrol sebuah perangkat

eksternal atau lebih dan untuk pertukaran data antara alat-alat tersebut dengan memory

utama dan atau register-register dalam CPU

Alasan- alasan dipertukarkannya unit IO

Adanya aneka ragam peripheral yang memiliki macam-macam metode operasi

Perbedaan kecepatan transfer data antara sistem BUS dengan piranti IO BUS= 20

nano detik sedang IO lebih dari 100 nano detik

Peripheral seringkali menggunakan format data dan panjang word yang berlainan

dengan komputer

Perbedaan besar tegangan dan arus data yang diperlukan untuk transfer informasi

dari dan ke peripheral dengan sistem bus

Tujuan Unit IO

Melakukan kompensasi perbedaan kecepatan dan perwaktuan antara CPU dan

peripheral

Melakukan penyesuaian tegangan dan arus satu aras ke aras lain

Menyesuaikan panjang data antara sistem BUS dan BUS IO

1012 Antarmuka IO

Gambar 122 mengilustrasikan hardware yang diperlukan untukmenghubungkan perangkat IO ke bus Dekoder alamat mengenableperangkattersebut untuk mengenali alamatnya pada saat alamat ini muncul pada jalur alamatRegister data menyimpan data yang ditransfer ked an dari prosessor Register statusberisi informasi yang relevan dengan operasi perangkat IO Register data dan statusdihubungkan dengan bus data dan ditetapkan dengan alamatalamatunik Dekoderalamat register data dan status dan sirkuit control yang diperlukan untukmengkoordinasikan transfer IO membentuk sirkuit antar muka perangkatGambar 122 Antarmuka IO untuk perangkat input

Perangkat IO beroperasi pada kecepatan yang sangat berbeda denganprosessor Pada saat operator manusia memasukkan karakter pada keyboardprosessor mampu mengeksekusi jutaan instruksi antarentrikarakter yang berurutanSuatu instruksi yang membaca karakter dari keyboard sebaiknya hanya dieksekusipada saat karakter tersebut tersedia dalam input buffer antarmuka keyboard Juga kitaharus memastikan bahwa karakter input tersebut hanya dibaca sekali

1013 Transfer data pada IO

Transfer dataFormat transfer

- Paralel semua bit pada karakter (word denganpanjang tertentu) dikirim secara bersamaan dalambatas waktu yang diberikan

- Serial Data dikirim secara berurutan dalam satu saluran

Transfer data secara paralel lebih cepat daripada secaraserial karena saluran transmisinya banyak kelemahannyakalau terlalu panjang akan terjadi interferensi antarsaluran

Mode transfer data

1 Synchronous modeBaris kendali digunakan untuk mengsinkronkan waktupada semua kejadian yang terjadi selama periodewaktu tertentuKelemahanbull Tiap piranti IO berbeda-beda kecepatan operasinyasehingga harus diturunkan pada kecepatan yangpaling rendah

2 Asynchronous mode

Menggunakan teknik jabat tangan (hand shaking) untukmenyakinkan transfer data antara pengirim danpenerima tidak ada kesalahan (data valid)

111 Interupsi

Interupsi merupakan bagian penting dari sistem arsitektur komputer Setiap sistem

komputer memiliki mekanisme yang berbeda Interupsi bisa terjadi apabila perangkat

keras (hardware) atau perangkat lunak minta ldquo dilayanirdquo oleh processor apabila terjadi

interupsi maka processor menghentikan proses yang sedang dikerjakannya kemudian

beralih mengerjakan service rutin untuk melayani intrupsi tersebut Setelah selesai

mengerjakan service rutin maka prosesor kembali melanjutkan proses yang tertunda

1111 Kelas Sinyal Interupsi

Program yaitu Interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi

pada hasil eksekusi program Contioh Aritmatika overflow pembagian nol

operasi ilegal

Timer adalah Interupsi yang dibangkitkan pewaktuan dalam prosesor Sinyal ini

memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsi tertentu secara reguler

I O sinyal Interupsi yang di bangkitkan oleh Modul IO sehubngan pemberitahuan

kondisi Error dan penyelesaian suatu operasi

Hardware Failure adalah Interupsi yang dibangkitkan oleh kegagalan daya atau

kesalahan paritas memori

1112 Proses Interupsi

Dengan adanya mekanisme Interupsi prossesor dapat digunakan untuk

mengeksekusi intsruksi- instruksi lain

Saat suatu modul telah selesai menjalankan tugasnya dan siap menerima tugas

berikutnya maka modul ini akan mengirimkan permintaan interupsi ke prosesor

Kemudian prosesor akan menghentikan eksekusi yang dijalankannya untuk

menghandle routine interupsi

Setelah program interupsi selesai maka processor akan melanjutkan eksekusi

programnya kembali

Saat sinyal Interupsi diterima processor ada dua kemungkinan tindakan yaitu

Interupsi diterima ditangguhkan dan Interupsi ditolak

1113 Interupsi Ditangguhkan

Apa yang dilakukan Processor

Processor menangguhkan eksekusi program yang dijalankan dan menyimpan

konteksnya tindakan ini adalah menyimpan alamat instruksi berikutnya yang akan

dieksekusi dan data lain yang relevan

Processor menyetel program Counter (PC) ke alamat awal routine intterupt handler

1114 Sistem Operasi Kompleks

Interupsi ganda (Multiple interupt)

Misalnya suatu komputer akan menerima permintaan interupsi saat proses

pencetakan dengan printer selesai disamping itu dimungkinkan dari saluran

komunikasi akan mengirimkan permintaan interupsi setiap kali data tiba

Dapat diambil dua buah pendekatan untuk menangani interupsi ganda ini

121 Arsitektur dan Klasifikasi Sistem Komputer

Sebuah sistem operasi atau dalam bahasa asingnya Operating System adalah sebuah

program yang mengatur hardware komputer Sistem operasi juga menyediakan fondasi

untuk aplikasi diatasnya dan bertindak sebagai penghubung antara user dengan

hardwaresetiap sistem operasi memiliki caranya masing-masing untuk menyelesaikan

tugasnya Hal ini menimbulkan aneka ragam sistem operasi yang sangat menakjubkan

Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu 1 Klasifikasi Flynn

Didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data dalam sistem komputer

2 Klasifikasi Feng Didasarkan pada pemrosesan paralel dan serial

3 Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1211 Klasifikasi Fylnn

KLASIFIKASI FLYNN 1048790 Klasifikasi sistem komputer yang didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data diperkenalkan oleh Michael J Flynn 1048790 Alur instruksi (instruction stream) adalah urutan instruksi yang dilaksanakan oleh mesin 1048790 Alur data adalah urutan data yang dipanggil oleh alur instruksi 1048790 Baik instruksi maupun data diambil dari modul memori 1048790 Instruksi didecode (diartikan) oleh Control Unit 1048790 Alur data mengalir dua arah antara prosesor dan memori

Ada 4 kategori sistem komputer dalam klasifikasi Flynn 1 Single Instruction stream ndash Single Data stream (SISD) 2 Single Instruction stream ndash Multiple Data stream (SIMD) 3 Multiple Instruction stream ndash Single Data stream (MISD) 4 Multiple Instruction stream ndash Multiple Data stream (MIMD)

1212 Klasifikasi Feng

KLASIFIKASI FENG 1048790 Tse Yun Feng mengusulkan pembagian klasifikasi arsitektur komputer berdasarkan derajat keparalelan (degree of parallelism) 1048790 Jumlah bit maksimum yang dapat diproses dalam satu satuan waktu oleh sistem komputer disebut derajat keparalelan maksimum P 1048790 Bila Pi adalah jumlah bit yang dapat diproses dalam siklus prosesor ke ndash i (atau periode clock ke ndash i) 1048790 Siklus prosesor T dinyatakan oleh i = 123 T 1048790 Maka derajat keparalelan rata-rataa adalah

Ada 4 tipe Metode Pemrosesan

1048790 Word Serial and Bit Serial (WSBS) 1048790 Word Paralel and Bit Setial (WPBS) 1048790 Word Serial and Bit Paralel (WSBP) 1048790 Word Paralel and Bit Paralel (WPBP)

1213 Klasifikasi Handler

Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1214 Menjelaskan Multi Komputer amp Multi Processor

1048790 Multiprosesor MIMD dengan memori yang dapat digunakan bersama semua prosesornya memiliki akses ke pool memori utama

1048790 Multikomputer MIMD dengan memori terdistribusi setiap prosesornya memiliki memori khusus sendiri

1048790 Motivasi pembuatan organisasi multikomputer adalah untuk mengatasi keterbatasan skala multiprosesor

1048790 Karena prosesor-prosesor multikomputer harus berkomunikasi maka elemen penting perancangan multikomputer adalah jaringan interkoneksi yang harus dapat beroperasi seefisien mungkin

1048790 Ada beberapa topologi interkoneksi untuk memberikan kinerja yang efisien

1048790 Terdapat trade-off antara lintasan terpanjang dan jumlah koneksi fisik yang diperlukan

Selesai

BAB III PENUTUP

31 Kesimpulan

32 Saran

Daftar Pustaka

• Definisi
• • Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu

Misal Logika ldquo1rdquo Logika ldquo0rdquoBenar SalahHidup MatiSiang MalamContoh diatas dapat dituliskan Tidak Benar atau Benar = SalahTidak Hidup atau Hidup = MatiTidak Siang atau Siang = MalamTanda garis atas dipakai untuk menunjukkan pertentangan atau lawan dari keadaanitu Sehingga tanda garis tersebut merupakan pertentangan logika (Logical Inversion)yang mempunyai fungsi untuk menyatakan ldquoTidakrdquo (Not)Ā = Tidak A atau Ā = NOT AHimpunan adalah kumpulan dari elemen yang setidaknya memiliki sifat yang samadan bisa memiliki kelompok yang terbatas atau tidak terbatas jumlahnya Misalnyahimpunan mahasiswa politeknik Himpunan tersebut tentu saja terdiri dari bermacammacamkelompok Jika dapat diambil tiga kelompok Kelompokyang berasal dari luar jawa JKelompokyang sedang kuliah KKelompokyang mengerjakan laporan akhir LSehingga seseorang setidaknya masuk dalam satu kelompok tersebut bahkan dapatterjadi masuk dalam dua kelompok sekaligus Misalnya mahasiswa luar jawa yangsedang mengerjakan laporan akhir berarti masuk kelompok J dan L (J AND L) JAND L dituliskan juga dengan J LGabungan antara mahasiswa luar jawa dan mahasiswa yang mengerjakan laporanakhir memiliki pengertian mahasiswa luar jawa atau mahasiswa mengerjakanlaporan akhir J atau L (J OR L) J OR L dituliskan juga dengan J + LLogika Biner (gerbang Boolean) adalah rangkaian digital yang menerima satu ataulebih masukan tegangan untuk memperoleh keluaran tertentu sesuai dengan aturanboole yang berlakuJika membicarakan komputer maka perbedaan tegangan yang digunakan sebagaionoff atau nilai biner 10 nilai 1 ekivalen dengan tegangan +5 volt dan nilai 0ekivalen dengan tegangan 0 volt

41 Rangkaian Logika Kombinasional amp Sekuensial

Rangkaian yang termasuk rangkaian logika kombinasional yaitu Dekoder Enkoder Multiplekser Demultiplekser Pada rangkaian-rangkaian itu terlihat bahwa kondisi keluaran hanya dipengaruhi oleh kondisi masukan pada saat itu

Rangkaian Adder Half Adder

Rangkaian Adder Full Adder

Enkoder

Dekoder

DECIMAL TO BCD ENCODER

Encoder yang sudah umum yaitu decimal to BCD encoder Switch dengan

penekan tombol mirip dengan tombol kalkulator dihubungkan dengan tegangan

Vcc Jika tombol 3 ditekan maka gerbang-gerbang OR pada jalur C dan D

akan mempunyai input bernilai 1 Oleh karena itu maka outputnya menjadi

ABCD = 0011

Dan selengkapnya dapat dilihat pada tabel dibawah ini

INPUT OUTPUT0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 10 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 00 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 10 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 00 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 10 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 00 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 10 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1

2 DECODER

Rangkaian dekoder mempunyai sifat yang berkebalikan dengan enkoder yaitu

merubah kode biner menjadi sinyal diskrit Syarat perancangan sebuah dekoder adalah m

lt= 2n dimana m adalah kombinasi keluaran dan n adalah jumlah bit masukan Sehingga

dapat disimplkan bahwa variabel keluaran bebas tapi harus tetap memperhatikan unsur

efisiensi rangkaian Misal dekoder 3 bit memiliki 8 atau kurang kombinasi keluaran tetapi

bisa memiliki jumlah saluran keluaran lebih dari 8 (10 atau 55 atau 100 dan sebagainya)

Contoh rangkaian dekoder adalah rangkaian dekoder dot matrik dan dekoder seven

segmen

Bila semua segmen menyala maka dapat dibaca sebagai angka decimal 8 Angka

decimal 0 dan 3 terlihat pada menyalanya segmen ndash segmen sesuai gambar Untuk

penampilan huruf hanya beberapa huruf saja yang dapat dibaca dari tujuh segmen

Tabel Kebenaran dekoder seven segmen

INPUT OUTPUTA B C D a b c d e f g0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 00 0 0 1 0 1 1 0 0 0 00 0 1 0 1 1 0 1 1 0 10 0 1 1 1 1 1 1 0 0 10 1 0 0 0 1 1 0 0 1 10 1 0 1 1 0 1 1 0 1 10 1 1 0 1 0 1 1 1 1 10 1 1 1 1 1 1 0 0 0 01 0 0 0 1 1 1 1 1 1 11 0 0 1 1 1 1 1 0 1 11 0 1 0 1 1 1 0 1 1 11 0 1 1 0 0 1 1 1 1 11 1 0 0 1 0 0 1 1 1 01 1 0 1 0 1 1 1 1 0 11 1 1 0 1 0 0 1 1 1 11 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1

a = sum (m0m2m3m5m6m7m8m9m10m12m14m15)

b = sum (m0m1m2m3m4m7m8m9m10m13)

c = sum (m0m1m3m4m5m6m7m8m9m10m11m13)

d = sum (m0m2m3m5m6m8m9m11m12m13m14)

e = sum (m0m2m6m8m10m11m12m13m14m15)

f = sum (m0m4m5m6m8m9m10m11m12m14m15)

g = sum (m2m3m4m5m6m8m9m10m11m13m14m15)

42 Rangkaian Logika Sekuensial (Flip-Flop)

1 Flip-Flop R-SFlip-flop R-S adalah rangkaian dasar dari semua jenis flip-flop yang ada Terdapat berbagai

macam rangkaian flip-flop R-S pada percobaan ini flip-flop R-S disusun dari empat buah gerbang NAND 2 masukan Dua masukan flip-flop ini adalah S (set) dan R (reset) serta dua keluarannya adalah Q dan Qrsquo

Kondisi keluaran akan tetap ketika kedua masukan R dan S berlogika 0 Sedangkan pada kondisi masukan R dan S berlogika 1 maka kedua keluaran akan berlogika 1 hal ini sangat dihindari karena bila kondisi masukan diubah menjadi berlogika 0 kondisi kelurannya tidak dapat diprediksi (bisa 1 atau 0) Keadaan ini disebut kondisi terlarang Selanjutnya kondisi terlarang pacu dan tak tentu akan dijelaskan melalui Tabel 31

Gambar 33 Rangkaian Percobaan Flip-Flop R-S

Tabel 32a Kondisi terlarang pacu dan tak tentu karena perubahan clockNo S R Clock Keterangan1 1 1 Aktif (1) Kondisi terlarang2 1 1 Tepi turun (Berubah dari

1 ke 0)Kondisi pacu

3 1 1 Tidak aktif (0) Kondisi tak tentu

Tabel 32b Kondisi terlarang pacu dan tak tentu karena perubahan clock dan masukan yang serempakNo S R Clock Keterangan1 1 1 Aktif (1) Kondisi terlarang2 0 0 Tepi turun Kondisi pacu3 0 0 Tidak aktif (0) Kondisi tak tentu

2 Flip-flop D

Flip-flop D dapat disusun dari flip-flop S-R atau flip-flop J-K yang masukannya saling berkebalikan Hal ini dimungkinkan dengan menambahkan salah satu masukannya dengan inverter agar kedua masukan flip-flop selalu dalam kondisi berlawanan Flip-flop ini dinamakan dengan flip-flop data karena keluarannya selalu sama dengan masukan yang diberikan Saat flip-flop pada keadaan aktif masukan akan diteruskan ke saluran keluaran

2 Flip-flop J-KFlip-flop J-K merupakan penyempurnaan dari flip-flop R-S terutama untuk mengatasi masalah

osilasi yaitu dengan adanya umpan balik serta masalah kondisi terlarang seperti yang telah dijelaskan di atas yaitu pada kondisi masukan J dan K berlogika 1 yang akan membuat kondisi keluaran menjadi berlawanan dengan kondisi keluaran sebelumnya atau dikenal dengan istilah toggle Sementara untuk keluaran berdasarkan kondisi-kondisi masukan yang lain semua sama dengan flip-flop R-S

Gambar 35 Flip-flop J-K

51 Aritmatika Logika Unit

Macam- macam operasi ALU

Adder (Penjumlahan) Half Adder Full Adder Paralel Adder

Pengurangan (Substraktor)

Perkalian (Multiplexer)

Pembagian bila hasilnya 0 amp 1

Adder

Rangkaian ALU (Arithmetic and Logic Unit) yang digunakan untuk menjumlahkanbilangan dinamakan dengan Adder Karena Adder digunakan untuk memprosesoperasi aritmetika maka Adder juga sering disebut rangkaian kombinasionalaritmetika ALU akan dijelaskan lebih detail pada bab 3 Ada 2 jenis Adder

1 Rangkaian Adder yang hanya menjumlahkan dua bit disebut Half Adder2 Rangkaian Adder yang menjumlahkan tiga bit disebut Full Adder3 Rangkaian Adder yang menjumlahkan banyak bit disebut paralel Adder

Half Adder

Rangkaian half adder merupakan dasar penjumlahan bilangan biner yang masingmasinghanya terdiri dari satu bit oleh karena itu dinamakan penjumlah tak lengkap

1 Jika A=0 dan B=0 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 02 Jika A=0 dan B=1 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 13 Jika A=1 dan B=1 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 0 dengan nilai pindahanCy(Carry Out) = 1

Dengan demikian half adder memiliki 2 masukan (A dan B) dan dua keluaran (S dan Cy)

Dari tabel diatas terlihat bahwa nilai logika dari Sum sama dengan nilai logika darigerbang XOR sedangkan nilai logika Cy sama dengan nilai dari gerbang logikaAND Dari tabel tersebut dapat dibuat rangkaian half adder seperti pada gambar

Full Adder

Full adder mengolah penjumlahan untuk 3 bit bilangan atau lebih (bit tidak terbatas)oleh karena itu dinamakan rangkaian penjumlah lengkap Perhatikan tabel kebenarandari Full adder berikut

Parallel Adder

Parallel Adder adalah rangkaian Full Adder yang disusun secara parallel danberfungsi untuk menjumlah bilangan biner berapapun bitnya tergantung jumlah FullAdder yang diparallelkan Gambar berikut menunjukkan Parallel Adder yang terdiridari 4 buah Full Adder yang tersusun parallel sehingga membentuk sebuah penjumlah 4 bit

Penjumlahan

Komputer hanya dapat melakukan proses aritmetika menggunakan bilangan binerSemua sistem bilangan harus diubah terlebih dahulu ke biner agar dapat diprosesProses yang biasa dilakukan oleh komputer untuk menjumlahkan sistem bilangandesimal biasanya adalah menyandikan ke 8421BCD terlebih dahulu sebelumdijumlahkan Sebelum mempelajari tentang penjumlahan pada 8421BCD ada baiknyamengetahui cara menjumlahkan bilangan biner

Penjumlahan Biner

Ada 4 kondisi yang terjadi pada penjumlahan biner yaitu apabila 0 + 0 0 + 1 1 + 0dan 1 + 1 Jika yang terjadi adalah 1 + 1 kita tidak dapat menyatakan hasil jumlahdalam satu digit Tetapi kita harus melakukan penyimpanan (Carry Out) kedalamkolom yang lebih tinggi Ini berlaku untuk seluruh sistem bilangan Sebagai contohpada bilangan desimal 2 + 5 = 7 dengan carry out = 0 9 + 9 = 8 dengan carry out = 1Contoh

Penjumlahan 8421BCD

Sandi 8421BCD hanya menggunakan bilangan biner untuk 0 sampai 9 karena yangdisandikan hanya 1 digit angka desimal Dalam penjumlahan yang perlu diperhatikanadalah jika hasilnya lebih dari 9 sehingga akan dihasilkan auxillary carry (Carry daribilangan keempat LSB) maupun carry dari MSBBerikut adalah aturan penjumlahan sandi 8421BCDJikajumlah biner dan jumlah BCD sama yaitu AC (Auxillary Carry) = 0 dan Carry= 0 maka tidak diperlukan aturan tambahan

Jikajumlah biner tidak sama dengan jumlah desimal maka memerlukan pengaturantambahan Jika Auxillary Carry (AC) = 0 atau AC = 1 dan Carry (Cy) = 0 dimana hasilpenjumlahan binernya lebih dari 9 desimal maka perlu ditambahkan 6 pada niblerendah tersebut dan tambahkan 1 pada nible yang lebih tinggi

Pengurangan

Pengurangan pada dasarnya merupakan penjumlahan yaitu penjumlahan denganbilangan negatif

500 ndash 255 = 245 (Pengurangan)500 + ()255 = 245 (Penjumlahan)Komputer hanya bekerja pada bilangan ldquo0rdquo dan ldquo1rdquo dan tidak mengenal bilangannegatif Untuk menunjukkan bilangan negatif komputer menggunakan tanda modulus(Modulus Sign) Pada penjumlahan desimal tanda modulus yang digunakan adalahldquo0rdquo untuk bilangan positif dan ldquo9rdquo untuk bilangan negatif Untuk bilangan negatifpada operasi penjumlahannya harus dikomplemen Komplemen yang digunakan padabilangan desimal adalah komplemen10dan komplemen9

Perkalian

Perkalian antara bilangan biner adalah perkalian yang paling mudah diantara sistembilangan lainnya

Pada Teknik Komputer perkalian dilakukan menggunakan register geser kanan (ShiftRight Register) Perhatikan contoh berikut

Register A untuk menyimpan data yang akan dikalikan (Multiplicand)Register B untuk menyimpan data pengali (Multiplier)Register P untuk menyimpan hasil perkalian

Pembagian

Kebalikan dari perkalian pembagian (Division) adalah suatu bentuk dari penguranganyang dilakukan berulangulangDan proses ini juga dapat dilakukan pada rangkaianlogika dengan cara pengurangan dan penggeseran ke kiri (menggunakan shiftleftregister) Berikut adalah aturan dari pembagianKurangkan bilangan pembagi (Divisor) dari MSB bilangan yang akan dibagi(Dividend) lihat hasil pengurangan

Bila hasilnya 1 atau positif Berarti hasil pembagian (Product) adalah 1 Setelah itu hasil pengurangan digeserkekiri satu bit dan dimulai lagi pengurangan oleh bilangan pembagi (Divisor)

Bila hasilnya 0 atau negatif Berarti hasil pembagian (Product) adalah 0 Dalam hal ini sebelum digeser ke kiriharus ditambah dulu dengan bilangan pembagi (Divisor) Setelah digeser ke kiri satubit dimulai lagi proses pengurangan oleh bilangan pembagi Pengurangan olehbilangan pembagi dilakukan dengan penjumlahan komplemen2Bila dalam

penjumlahan tersebut terdapat pindahan (Carry) maka carry tersebut diabaikanPerhatikan contoh berikut 1010 410 = 10102 1004

Karena ada hasil pengurangan yang negatif maka digit yang dihasilkansetelah itu adalah digit pecahan sehingga hasil yang benar 1012 atau 2510

61 Floating Point

71 Control Unit

CONTROL UNIT (CU)

711 Model Control Unit

Unit kontrol atau yang sering dikenal dengan control unit akan menyimpan perintah sekarang yang dilakukan oleh komputer memerintahkan ALU untuk melaksanaan dan mendapat kembali informasi (dari memori) yang diperlukan untuk melaksanakan perintah itu dan memindahkan kembali hasil ke lokasi memori yang sesuai Sekali yang terjadi unit kontrol pergi ke perintah berikutnya (biasanya ditempatkan di slot berikutnya kecuali kalau perintah itu adalah perintah lompatan yang memberitahukan kepada komputer bahwa perintah berikutnya ditempatkan di lokasi lain)

Bagian CPU yang menyebabkan fungsi komputer tercapai ini mengeluarkan sinyal-sinyal kontrol yang bersifat internal bagi CPU untuk memindahkan data antar Register agar ALU melakukan fungsinya untuk mengatur operasi-operasi internal lainnya Register yang merupakan bagian dari unit kontrol adalah tempat penyimpan data sementara dalam CPU selama proses eksekusi Apabila terjadi proses eksekusi data dalam register dikirim ke ALU untuk diproses hasil eksekusi nantinya diletakkan ke register kembali Unit kontrol akan menghasilkan sinyal yang akan mengontrol operasi ALU dan pemindahan data ke dan dari ALU Unit kontrol juga mengeluarkan sinyal kontrol eksternal bagi pertukaran data memori dan modul-modul IO

Model dari unit kontrol

712 Macam-macam unit kontrol

Macam-macam Unit Kontrol1 Unit Kontrol Single-Cycle

Proses di unit kontrol ini hanya terjadi dalam satu clock cycle artinya setiap instruksi (fetch decode execute) ada pada satu cycle maka dari itu tidak memerlukan state Dengan demikian fungsi boolean masing-masing control line hanya merupakan fungsi dari opcode saja Clock cycle harus mempunyai panjang yang sama untuk setiap jenis instruksi

Ada dua bagian pada unit kontrol ini yaitu proses men-decode opcode untuk mengelompokkannya menjadi 4 macam instruksi (yaitu di gerbang AND) dan pemberian sinyal kontrol berdasarkan jenis instruksinya (yaitu gerbang OR) Keempat jenis instruksi adalah ldquoR-formatrdquo (berhubungan dengan register) ldquolwrdquo (membaca memori) ldquoswrdquo (menulis ke memori) dan ldquobeqrdquo (branching)

Sinyal kontrol yang dihasilkan bergantung pada jenis instruksinya Misalnya jika melibatkan memori rdquoR-formatrdquo atau rdquolwrdquo maka akan sinyal rdquoRegwriterdquo akan aktif Hal lain jika melibatkan memori ldquolwrdquo atau ldquoswrdquo maka akan diberi sinyal kontrol ke ALU yaitu ldquoALUSrcrdquo

Desain single-cycle ini lebih dapat bekerja dengan baik dan benar tetapi cycle ini tidak efisien

2 Unit Kontrol Multi-CycleGambar disamping menunjukkan diagram blok dari unit kontrol multi-cycle

Berbeda dengan unit kontrol yang single-cycle unit kontrol yang multi-cycle lebih memiliki banyak fungsi

Dengan memperhatikan state dan opcode fungsi boolean dari masing-masing control line output dapat ditentukan Masing-masingnya akan menjadi fungsi dari 10 buah input logic Jadi akan terdapat banyak fungsi boolean dan masing-masingnya tidak sederhana

Pada cycle ini sinyal kontrol tidak lagi ditentukan dengan melihat pada bit-bit instruksinya Bit-bit opcode memberitahukan operasi apa yang selanjutnya akan di-execute CPU bukan instruksi cycle selanjutnya

713 Fungsi unit kontrol

Fungsi Unit Kontrol1 Pengurutan (sequencing) unit kontrol bertugas mengontrol sejumlah operasi

mikro dalam urutan yang benar

2 Eksekusi (execution) unit kontrol menyebabkan setiap operasi mikro dilakukan

state register overhead

Cycle 1Cycle 2

Cycle 3Cycle 4

Cycle 5

Fetch

Decode

Exec

Mem

WB

lw

Single cycle Implementation

Multiple Cycle Implementation

714 Input Unit Kontrol

Input Unit Kontrol

Unit kontrol mempunyai beberapa input diantaranya1 Clock berfungsi untuk sinkronisasi operasi antar komponen 2 Flag flag-flag ini diperlukan unit kontrol untuk mengetahui status CPU Flag

diset ALU sebagai hasil dari suatu operasi misalnya overflow flag diset 1 bila hasil komputasi melampaui panjang register tempat flag disimpan

3 Instruction register menggunakan opcode untuk menentukan operasi mikro yang akan dilakukan selama siklus eksekusi

4 Sinyal kontrol dari rdquobus controlrdquo memberi jalur ke unit kontrol untuk sinyal-sinyal tertentu seperti sinyal interrupt dan sinyal acknowledgment

715 Output Unit Kontrol

Sinyal kontrol di dalam CPU (control signals within CPU) output unit kontrol terdiri dari dua macam sinyal yaitu

1 sinyal-sinyal yang menyebabkan perpindahan data antar register 2 sinyal-sinyal yang dapat mengaktifkan fungsi ALU yang spesifik

Sinyal kontrol ke rdquobus controlrdquo juga terdiri atas 2 sinyal yaitu1 sinyal kontrol ke memori 2 sinyal kontrol ke modul-modul IO

716 Implementasi Unit Kontrol

1 Implementasi hardwired Unit kontrol merupakan rangkaian kombinatorial Sinyal-sinyal logika

inputnya akan didekodekan menjadi sinyal-sinyal logika output yang merupakan sinyal-sinyal kontrol ke sistem komputer Sinyal-sinyal input tersebut seperti clock flag register instruction dan sinyal kontrol merupakan input bagi unit kontrol untuk mengetahui status komputer Sinyal keluaran yang dihasilkan akan mengendalikan sistem kerja komputer

N buah input biner akan menghasilkan 2N output biner Setiap instruksi memiliki opcode yang yang berbeda-bedaOpcode yang berbeda dalam instruksi akan menghasilkan sinyal kontrol yang berbeda pula Pewaktu unit kontrol mengeluarkan rangkaian pulsa yang periodik

Pulsa waktu ini digunakan untuk mengukur durasi setiap operasi mikro yang dijalankan CPU intinya digunakan untuk sinkronisasi kerja masing-masing bagian

Masalah dalam Merancang Implementasi Hardwired Memiliki kompleksitas dalam pengurutan dan operasi mikronya Sulit didesain dan dilakukan pengetesan Tidak fleksibel Sulit untuk menambahkan instruksi baru

2 Implementasi microprogrammed Implementasi yang paling reliabel saat ini adalah implementasi

microprogrammed Unit kontrol memerlukan sebuah memori untuk menyimpan program kontrolnya

Fungsindashfungsi pengontrolan dilakukan berdasarkan program kontrol yang tersimpan pada unit kontrol Selain itu fungsindashfungsi pengontrolan tidak berdasarkan dekode dari input unit kontrol lagi

Teknik ini dapat menjawab kesulitanndashkesulitan yang ditemui dalam implementasi hardwired

81 Memori amp Piranti Penyimpanan

811 Jenis-Jenis memori

Berdasarkan komponen yang digunakan terbagi atas

1 Vacuum Tubes

Komputer generasi pertama ENIAC tahun 1946 menggunakan komponentabung hampa udara untuk main memory Memori ini relatif berukuran besardan tiap-tiap tabung hampa udara mewakili 1 bit

2 Magnetic Core Storage

Digunakan sekitar tahun 1960 ndash 1970 Terdiri dari ribuan cincin magnetikkecil berukuran 18 mm dengan lubang berdiameter 10 mm Tiap-tiap coredihubungkan dengan kabel kawat membentuk suatu bidang core (core plane)dan ditumpuk membentuk suatu core stackMasing-masing core dapat menyimpan 1 bit bila dimagnetasi dengan suatuarus listrik dari dua arah jurusan yang masing-masing bermuatan frac12 arus

3 Planar Thin-Film Storage

Terbuat dari lempengan tipis keramik atau metal tembus pandang yang berisi

kumpulan besi nikel berbentuk empat persegi panjang kecil dihubungkandengan kabel-kabel

4 Semiconductor Storage

Mulai banyak digunakan sejak tahun 1970-an hingga sekarangTerbuat dariVLSI (Very Large Scale Integration) yaitu meletakkan sejumlah besar circuitke dalam suatu chip Teknologi yang digunakan adalah MOS (Metal OxideSemiconductor) dan bersifat volatileKomputer IBM 704 pada GeneralElectric Computer facility diArizona State University 1956Sebuah mesin vacuum tubedengan magnetic core storageSingle layer thin film dengan Ta2N resistors

5 Josephson Junction

Diciptakan oleh Brian Josephson dari Inggris Merupakan memori yang dapatmelakukan switch dari bit 1 ke bit 0 atau sebaliknya dengan kecepatan yangtinggi yaitu kurang dari sepertriliun detik Menggunakan suatu tempat

tertutup yang berisi helium cair dengan suhu sekitar -200 derajat celcius

6 Charged-Coupled Device (CCD)

Merupakan memori yang terdiri dari ribuan metal bujur sangkar berukurankecil yang masing-masing dapat menyimpan informasi digit binari dalambentuk beban elektronik (electric charge)

812 Hirarki Memori

Sebagian besar komputer memiliki hirarki memori yang terdiri atas tiga level yaitu

1 Physical Register di CPU berada di Level teratas Informasi yang berada

di Register dapat diakses dalam satu Clock cycle CPU

2 Primary Memory (Executable memory ) berada dilevel tengah

Contohnya RAM Primary Memory diukur dengan satu byte dalam satu

waktu secara relatif dapat diakses dengan cepat bersifat volatil (informasi

bisa hilang ketika komputer dimatikan) CPU mengakses memori ini

dengan instruksi single load dan store dalam beberapa clock cycle

3 Secondary Memory berada dilevel bawah Contohnya disk atau tape

Secondary memory diukur sebagai kumpulan dari bytes(block of bytes)

waktu aksesnya lambat bersifat non-volatil (informasi tetap tersimpan

ketika komputer dimatikan) Memori ini diterapkan di storage device jadi

akses meliputi aksi oleh driver dan device

813 Memori Internal

Memori internal o Berada di luar CPU tetapi bersifat internal terhadap sistem komputero Diperlukan oleh CPU untuk proses eksekusi (operasi) program sehingga

dapat diakses secara langsung oleh prosesor (CPU) tanpa modul perantarao Memori internal sering juga disebut sebagai memori primer atau memori

utama o Memori internal biasanya menggunakan media RAM

Random Access Memori (RAM)

Ram adalah suatu memori baca tulis artinya data dapat dibaca dari atau ditulis ke RAM dan dapat dilakukan secara berulang-ulang dengan data yang berbeda-beda Jenis memori ini merupakan jenis volatile (mudah menguap) yaitu data yang tersimpan akan hilang jika catu dayanya dimatikan Karena alasan tersebut maka program utama tidak pernah disimpan di RAM Random artinya data yang disimpan pada RAM dapat diakses secara acak RAM dibagi lagi menjadi dua jenis yaitu jenis statik dan jenis dinamik RAM statik menyimpan satu bit informasi dalam sebuah flip-flop Jenis RAM ini asyncronous dan tidak memerlukan sinyal clock RAM statik biasanya digunakan untuk aplikasi-aplikasi yang tidak memerlukan kapasitas memori RAM yang besar RAM dinamik menyimpan satu bit informasi data sebagai muatan RAM dinamik menggunakan kapasitansi gerbang substrat sebuah transistor MOS sebagai sel memori elementer Untuk menjaga agar data yang tersimpan RAM dinamik tetap utuh data tersebut harus disegarkan kembali dengan cara membaca dan menulis ulang data tersebut kememori RAM dinamik ini digunakan untuk aplikasi ynag memerlukan RAM dengan kapasitas besar misalnya dalam sebuah komputer pribadi (PC)

Read Only Memory (ROM)

Jenis memori ini datanya hanya bisa dibaca dan tidak bisa ditulis secara berulang-ulang Memori ini berjenis non-volatile artinya data yang disimpan tidak mudah menguap (hilang) walaupun catu dayanya dimatikan Karena itu memori ini biasa digunakan untuk menyimpan program utama dari suatu sistem Jenis ROM yang dikenal dipasaran ada lima jenis yaitu

- ROM (Read Only Memory) yang diprogram dalam proses pembuatannya Jenis ini tidak dapat diprogram ulang

- PROM (Programmable ROM) yang diprogram dengan cara memutuskan hubungan sekering internal PROM hanya dapat diprogram satu kali dan tidak dapat diprogram ulang

- EPROM (Erasable PROM) yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat dari piranti Dihapus dengan cara pemberian sinar ultra violet melalui jendela pada bagian atas IC Setelah dihapus dapat diprogram ulang

- EEPROM (Electrically EPROM) sama saja dengan EPROM hanya cara penghapusannya dilakukan secara listrik

- Flash EPROM yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat pada piranti Memori ini dapat diisi ulang

Dari semua jenis memori diatas yang sering digunakan adalah memori jenis EPROM dan

EEPROM karena harganya paling murah dan mudah didapat dipasaran

814 Memori Eksternal

Memori eksternal o Bersifat eksternal terhadap sistem komputer dan tentu saja berada di luar

CPUo Diperlukan untuk menyimpan data atau instruksi secara permaneno Tidak diperlukan di dalam proses eksekusi sehingga tidak dapat diakses secara

langsung oleh prosesor (CPU) Untuk akses memori eksternal ini oleh CPU harus melalui pengontrolmodul IO

o Memori eksternal sering juga disebut sebagai memori sekunder o Memori ini terdiri atas perangkat storage peripheral seperti disk pita

magnetik dll berbagai jenis memory Eksternal

1 Berdasarkan jenis akses data

Berdasarkan jenis aksesnya memori eksternal dikelompokkan menjadi 2 jenis yaitu

a DASD (Direct Access Storage Device) dimana ia mempunyai akses langsung

terhadap data Contoh Magnetik(Floppy disk hard disk) Removable hard

disk(Zip disk Flash disk) Optical Disk

b SASD (Sequential Access Storage Device) Akses data secara tidak langsung

(berurutan) seperti Pita Magnetik

2Berdasarkan Karakteristik Bahan

Berdasarkan karakteristik bahan pembuatanya memori eksternal digolongkan

menjadi beberapa kelompok

a Punched Card atau kartu berlobang

a merupakan kartu kecil berisi lubang-lubang yang menggambarkan berbagai instruksi atau data Kartu ini dibaca melalui puch card reader yang sudah tidak digunakan lagi sejak tahun 1979

b Magnetik Disk Magnetik disk merupakan disk yang terbuat dari bahan yang bersifat magnetik contoh Floppy dan hardsik

c Optical Disk Optical disk terbuat dari bahan optik seperti resin (Polycaronate) dan dilapisi permukaan yang sangat reflektif seperti aluminium contoh CD dan DVD

d Magnetik TapeSedangkan magnetik tape terbuat dari bahan yang bersifat magnetik tetapi berbentuk pita seperti halnya pita kaset tape recorder

91 Bus amp Sistem Bus

Dalam Arsitektur komputer sebuah Bus adalah sebuah subsistem yang mentransfer data

atau listrik antar komponen komputer didalam sebuah komputer atau antar komputer

Bus komputer awal merupakan bus listrik paralel dengan banyak hubungan tetapi istilah

ini sekarang digunakan untuk pengaturan fisik yang menyediakan fungsi logika yang

sama dengan sebuah bus listrik paralel dan dapat dihubungkan dengan kabel dalam

sebuah topologi multidrop atau daisy chain atau dihubungkan dengan switch seperti

dalam kasus bus USB

System bus atau bus System dalam Arsitektur komputer merujuk pada bus yang

digunakan oleh sistem komputer untuk menghubungkan semua komponennya dalam

menjalankan tugas sebuah bus adalah sebutan untuk jalur dimana data dapat mengalir

dalam komputer jalur-jalur ini digunakan untuk komunikasi dan dapat dibuat antara dua

elemen atau lebih Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan

dieksekusi oleh CPU melalui perantara sistem bus

911 Transfer informasi pada bus

Suatu mendukung bermacam-macam transfer data Semua bus mendukung transfer baca

(master slave) dan transfer tulis( slave ke master) Pada semua multiplexed addressdata

bus pertama-tama bus digunakan untuk menspesifikasikan alamat dan kemudian untuk

melakukan transfer data Untuk operasi baca biasanya terdapat waktu tunggu pada saat

data sedang diambil dari slave untuk ditaruh pada bus Baik bagi operasi baca maupun

tulis mungkin juga terdapat delay bila hal itu diperlukan untuk melalui arbitrasi agar

mendapatkan kontrol bus untuk sisa operasi (yaitu mengambil alih bus untuk melakukan

request baca atau tulis kemudian mengambil alih lagi bus untuk membentuk operasi baca

atau tulis

Pada alamat dedicate dan bus-bus alamat ditaruh ada bus alamat dan tetap berada disana

selama data tersimpan pada bus data Bagi operasi tulis master menaruh data pada bus

data begitu alamat telah stabil dan slave telah mempunyai kesempatan untuk mengetahui

alamatnya bagi operasi baca slave menaruh data pada bus dan begitu slae mengetahui

alamatnya dan telah mengembil data

912 Sistem Bus dengan Jalur Data Alamat dan Kontrol

Jalur bus yang digunakan untuk mentransfer data dapat dikelompokkanrnenjadi tiga tipe jalur data alamat dan kontrol

Data bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi data dan instruksi

Address bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi untuk alamat di

main memory untuk data atau instruksi yang akan diambil atau direkam

Control bus yaitu bus yang digunakan untuk mengirimkan signal sebagai

pemberitahuan akan dikirimkan suatu informasi atau telah diterimanya informasi

yang akan dikirimkan dari suatu alat ke alat lainnya

913 Hirarki Bus

Bus merupakan lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih perangkat

computer Karakteristik penting sebuah bus adalah bahwa bus merupakan media

transmisi yang dapat digunakan bersama Sejumlah perangkat yang terhubung ke bus dan

suatu sinyal yang ditransmisikan oleh salah satu perangkat ini data diterimaoleh salah

satu perangkat yang terhubung ke bus

Umumnya sebuah bus terdiri dari sejumlah lintasan komunikasi atau saluran Masing-

masing saluran dapat mentransmisi sinyal yang menunjukan biner 1 dan biner 0

serangkaian digit biner dapat ditransmisi melalui saluran tunggal

914 Bus Data dan Bus Alamat

1 Bus data

Jalur data yang dilalui informasi ke dan dari microprocessor bahan data keterangan

catatan fakta fakta atau bagian dari fakta yang mengandung arti yang dihubungkan

dengan kenyataan simbol-simbol gambar kata-kata angka huruf yang menunjukan ide

objek kondisi dan lainnya

Data itu sendiri merupakan bentuk jamak dari datum yang berarti informasi jelasnya data

itu dapat berupa apa saja dan dapat ditemui dimana saja

2 Bus Alamat

Bus alamat pengalamatan transformasi data bus Pengalamatan bus ini berisi 16 2024

jalur sinyal paralel atau lebih CPU mengirim alamat lokasi memori atau port yang ingin

ditulis atau dibaca di bus ini jumlah lokasi memori yang dapat dialamati ditentukan

jumlah jalur alamat Jika CPU mempunyai N jalur alamat maka dapat mengalamati 2

pangkat N lokasi memori dan atau port secara langsung

101 Unit Input amp Output

Salah satu fitur dasar komputer adalah kemampuannya untuk mempertukarkandata dengan perangkat lain Kemampuan komunikasi ini memungkinkan operatormanusia misalnya untuk menggunakan keyboard dan layer display untuk mengolahteks dan grafik

1011 Dasar Unit Input Output

Unit IO memberi CPU kemampuan untuk berkomunikasi dengan peripheral Merupakan

entity dalam komputer yang bertanggung jawab atas pengontrol sebuah perangkat

eksternal atau lebih dan untuk pertukaran data antara alat-alat tersebut dengan memory

utama dan atau register-register dalam CPU

Alasan- alasan dipertukarkannya unit IO

Adanya aneka ragam peripheral yang memiliki macam-macam metode operasi

Perbedaan kecepatan transfer data antara sistem BUS dengan piranti IO BUS= 20

nano detik sedang IO lebih dari 100 nano detik

Peripheral seringkali menggunakan format data dan panjang word yang berlainan

dengan komputer

Perbedaan besar tegangan dan arus data yang diperlukan untuk transfer informasi

dari dan ke peripheral dengan sistem bus

Tujuan Unit IO

Melakukan kompensasi perbedaan kecepatan dan perwaktuan antara CPU dan

peripheral

Melakukan penyesuaian tegangan dan arus satu aras ke aras lain

Menyesuaikan panjang data antara sistem BUS dan BUS IO

1012 Antarmuka IO

Gambar 122 mengilustrasikan hardware yang diperlukan untukmenghubungkan perangkat IO ke bus Dekoder alamat mengenableperangkattersebut untuk mengenali alamatnya pada saat alamat ini muncul pada jalur alamatRegister data menyimpan data yang ditransfer ked an dari prosessor Register statusberisi informasi yang relevan dengan operasi perangkat IO Register data dan statusdihubungkan dengan bus data dan ditetapkan dengan alamatalamatunik Dekoderalamat register data dan status dan sirkuit control yang diperlukan untukmengkoordinasikan transfer IO membentuk sirkuit antar muka perangkatGambar 122 Antarmuka IO untuk perangkat input

Perangkat IO beroperasi pada kecepatan yang sangat berbeda denganprosessor Pada saat operator manusia memasukkan karakter pada keyboardprosessor mampu mengeksekusi jutaan instruksi antarentrikarakter yang berurutanSuatu instruksi yang membaca karakter dari keyboard sebaiknya hanya dieksekusipada saat karakter tersebut tersedia dalam input buffer antarmuka keyboard Juga kitaharus memastikan bahwa karakter input tersebut hanya dibaca sekali

1013 Transfer data pada IO

Transfer dataFormat transfer

- Paralel semua bit pada karakter (word denganpanjang tertentu) dikirim secara bersamaan dalambatas waktu yang diberikan

- Serial Data dikirim secara berurutan dalam satu saluran

Transfer data secara paralel lebih cepat daripada secaraserial karena saluran transmisinya banyak kelemahannyakalau terlalu panjang akan terjadi interferensi antarsaluran

Mode transfer data

1 Synchronous modeBaris kendali digunakan untuk mengsinkronkan waktupada semua kejadian yang terjadi selama periodewaktu tertentuKelemahanbull Tiap piranti IO berbeda-beda kecepatan operasinyasehingga harus diturunkan pada kecepatan yangpaling rendah

2 Asynchronous mode

Menggunakan teknik jabat tangan (hand shaking) untukmenyakinkan transfer data antara pengirim danpenerima tidak ada kesalahan (data valid)

111 Interupsi

Interupsi merupakan bagian penting dari sistem arsitektur komputer Setiap sistem

komputer memiliki mekanisme yang berbeda Interupsi bisa terjadi apabila perangkat

keras (hardware) atau perangkat lunak minta ldquo dilayanirdquo oleh processor apabila terjadi

interupsi maka processor menghentikan proses yang sedang dikerjakannya kemudian

beralih mengerjakan service rutin untuk melayani intrupsi tersebut Setelah selesai

mengerjakan service rutin maka prosesor kembali melanjutkan proses yang tertunda

1111 Kelas Sinyal Interupsi

Program yaitu Interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi

pada hasil eksekusi program Contioh Aritmatika overflow pembagian nol

operasi ilegal

Timer adalah Interupsi yang dibangkitkan pewaktuan dalam prosesor Sinyal ini

memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsi tertentu secara reguler

I O sinyal Interupsi yang di bangkitkan oleh Modul IO sehubngan pemberitahuan

kondisi Error dan penyelesaian suatu operasi

Hardware Failure adalah Interupsi yang dibangkitkan oleh kegagalan daya atau

kesalahan paritas memori

1112 Proses Interupsi

Dengan adanya mekanisme Interupsi prossesor dapat digunakan untuk

mengeksekusi intsruksi- instruksi lain

Saat suatu modul telah selesai menjalankan tugasnya dan siap menerima tugas

berikutnya maka modul ini akan mengirimkan permintaan interupsi ke prosesor

Kemudian prosesor akan menghentikan eksekusi yang dijalankannya untuk

menghandle routine interupsi

Setelah program interupsi selesai maka processor akan melanjutkan eksekusi

programnya kembali

Saat sinyal Interupsi diterima processor ada dua kemungkinan tindakan yaitu

Interupsi diterima ditangguhkan dan Interupsi ditolak

1113 Interupsi Ditangguhkan

Apa yang dilakukan Processor

Processor menangguhkan eksekusi program yang dijalankan dan menyimpan

konteksnya tindakan ini adalah menyimpan alamat instruksi berikutnya yang akan

dieksekusi dan data lain yang relevan

Processor menyetel program Counter (PC) ke alamat awal routine intterupt handler

1114 Sistem Operasi Kompleks

Interupsi ganda (Multiple interupt)

Misalnya suatu komputer akan menerima permintaan interupsi saat proses

pencetakan dengan printer selesai disamping itu dimungkinkan dari saluran

komunikasi akan mengirimkan permintaan interupsi setiap kali data tiba

Dapat diambil dua buah pendekatan untuk menangani interupsi ganda ini

121 Arsitektur dan Klasifikasi Sistem Komputer

Sebuah sistem operasi atau dalam bahasa asingnya Operating System adalah sebuah

program yang mengatur hardware komputer Sistem operasi juga menyediakan fondasi

untuk aplikasi diatasnya dan bertindak sebagai penghubung antara user dengan

hardwaresetiap sistem operasi memiliki caranya masing-masing untuk menyelesaikan

tugasnya Hal ini menimbulkan aneka ragam sistem operasi yang sangat menakjubkan

Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu 1 Klasifikasi Flynn

Didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data dalam sistem komputer

2 Klasifikasi Feng Didasarkan pada pemrosesan paralel dan serial

3 Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1211 Klasifikasi Fylnn

KLASIFIKASI FLYNN 1048790 Klasifikasi sistem komputer yang didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data diperkenalkan oleh Michael J Flynn 1048790 Alur instruksi (instruction stream) adalah urutan instruksi yang dilaksanakan oleh mesin 1048790 Alur data adalah urutan data yang dipanggil oleh alur instruksi 1048790 Baik instruksi maupun data diambil dari modul memori 1048790 Instruksi didecode (diartikan) oleh Control Unit 1048790 Alur data mengalir dua arah antara prosesor dan memori

Ada 4 kategori sistem komputer dalam klasifikasi Flynn 1 Single Instruction stream ndash Single Data stream (SISD) 2 Single Instruction stream ndash Multiple Data stream (SIMD) 3 Multiple Instruction stream ndash Single Data stream (MISD) 4 Multiple Instruction stream ndash Multiple Data stream (MIMD)

1212 Klasifikasi Feng

KLASIFIKASI FENG 1048790 Tse Yun Feng mengusulkan pembagian klasifikasi arsitektur komputer berdasarkan derajat keparalelan (degree of parallelism) 1048790 Jumlah bit maksimum yang dapat diproses dalam satu satuan waktu oleh sistem komputer disebut derajat keparalelan maksimum P 1048790 Bila Pi adalah jumlah bit yang dapat diproses dalam siklus prosesor ke ndash i (atau periode clock ke ndash i) 1048790 Siklus prosesor T dinyatakan oleh i = 123 T 1048790 Maka derajat keparalelan rata-rataa adalah

Ada 4 tipe Metode Pemrosesan

1048790 Word Serial and Bit Serial (WSBS) 1048790 Word Paralel and Bit Setial (WPBS) 1048790 Word Serial and Bit Paralel (WSBP) 1048790 Word Paralel and Bit Paralel (WPBP)

1213 Klasifikasi Handler

Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1214 Menjelaskan Multi Komputer amp Multi Processor

1048790 Multiprosesor MIMD dengan memori yang dapat digunakan bersama semua prosesornya memiliki akses ke pool memori utama

1048790 Multikomputer MIMD dengan memori terdistribusi setiap prosesornya memiliki memori khusus sendiri

1048790 Motivasi pembuatan organisasi multikomputer adalah untuk mengatasi keterbatasan skala multiprosesor

1048790 Karena prosesor-prosesor multikomputer harus berkomunikasi maka elemen penting perancangan multikomputer adalah jaringan interkoneksi yang harus dapat beroperasi seefisien mungkin

1048790 Ada beberapa topologi interkoneksi untuk memberikan kinerja yang efisien

1048790 Terdapat trade-off antara lintasan terpanjang dan jumlah koneksi fisik yang diperlukan

Selesai

BAB III PENUTUP

31 Kesimpulan

32 Saran

Daftar Pustaka

• Definisi
• • Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu

41 Rangkaian Logika Kombinasional amp Sekuensial

Rangkaian yang termasuk rangkaian logika kombinasional yaitu Dekoder Enkoder Multiplekser Demultiplekser Pada rangkaian-rangkaian itu terlihat bahwa kondisi keluaran hanya dipengaruhi oleh kondisi masukan pada saat itu

Rangkaian Adder Half Adder

Rangkaian Adder Full Adder

Enkoder

Dekoder

DECIMAL TO BCD ENCODER

Encoder yang sudah umum yaitu decimal to BCD encoder Switch dengan

penekan tombol mirip dengan tombol kalkulator dihubungkan dengan tegangan

Vcc Jika tombol 3 ditekan maka gerbang-gerbang OR pada jalur C dan D

akan mempunyai input bernilai 1 Oleh karena itu maka outputnya menjadi

ABCD = 0011

Dan selengkapnya dapat dilihat pada tabel dibawah ini

INPUT OUTPUT0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 10 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 00 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 10 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 00 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 10 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 00 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 10 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1

2 DECODER

Rangkaian dekoder mempunyai sifat yang berkebalikan dengan enkoder yaitu

merubah kode biner menjadi sinyal diskrit Syarat perancangan sebuah dekoder adalah m

lt= 2n dimana m adalah kombinasi keluaran dan n adalah jumlah bit masukan Sehingga

dapat disimplkan bahwa variabel keluaran bebas tapi harus tetap memperhatikan unsur

efisiensi rangkaian Misal dekoder 3 bit memiliki 8 atau kurang kombinasi keluaran tetapi

bisa memiliki jumlah saluran keluaran lebih dari 8 (10 atau 55 atau 100 dan sebagainya)

Contoh rangkaian dekoder adalah rangkaian dekoder dot matrik dan dekoder seven

segmen

Bila semua segmen menyala maka dapat dibaca sebagai angka decimal 8 Angka

decimal 0 dan 3 terlihat pada menyalanya segmen ndash segmen sesuai gambar Untuk

penampilan huruf hanya beberapa huruf saja yang dapat dibaca dari tujuh segmen

Tabel Kebenaran dekoder seven segmen

INPUT OUTPUTA B C D a b c d e f g0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 00 0 0 1 0 1 1 0 0 0 00 0 1 0 1 1 0 1 1 0 10 0 1 1 1 1 1 1 0 0 10 1 0 0 0 1 1 0 0 1 10 1 0 1 1 0 1 1 0 1 10 1 1 0 1 0 1 1 1 1 10 1 1 1 1 1 1 0 0 0 01 0 0 0 1 1 1 1 1 1 11 0 0 1 1 1 1 1 0 1 11 0 1 0 1 1 1 0 1 1 11 0 1 1 0 0 1 1 1 1 11 1 0 0 1 0 0 1 1 1 01 1 0 1 0 1 1 1 1 0 11 1 1 0 1 0 0 1 1 1 11 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1

a = sum (m0m2m3m5m6m7m8m9m10m12m14m15)

b = sum (m0m1m2m3m4m7m8m9m10m13)

c = sum (m0m1m3m4m5m6m7m8m9m10m11m13)

d = sum (m0m2m3m5m6m8m9m11m12m13m14)

e = sum (m0m2m6m8m10m11m12m13m14m15)

f = sum (m0m4m5m6m8m9m10m11m12m14m15)

g = sum (m2m3m4m5m6m8m9m10m11m13m14m15)

42 Rangkaian Logika Sekuensial (Flip-Flop)

1 Flip-Flop R-SFlip-flop R-S adalah rangkaian dasar dari semua jenis flip-flop yang ada Terdapat berbagai

macam rangkaian flip-flop R-S pada percobaan ini flip-flop R-S disusun dari empat buah gerbang NAND 2 masukan Dua masukan flip-flop ini adalah S (set) dan R (reset) serta dua keluarannya adalah Q dan Qrsquo

Kondisi keluaran akan tetap ketika kedua masukan R dan S berlogika 0 Sedangkan pada kondisi masukan R dan S berlogika 1 maka kedua keluaran akan berlogika 1 hal ini sangat dihindari karena bila kondisi masukan diubah menjadi berlogika 0 kondisi kelurannya tidak dapat diprediksi (bisa 1 atau 0) Keadaan ini disebut kondisi terlarang Selanjutnya kondisi terlarang pacu dan tak tentu akan dijelaskan melalui Tabel 31

Gambar 33 Rangkaian Percobaan Flip-Flop R-S

Tabel 32a Kondisi terlarang pacu dan tak tentu karena perubahan clockNo S R Clock Keterangan1 1 1 Aktif (1) Kondisi terlarang2 1 1 Tepi turun (Berubah dari

1 ke 0)Kondisi pacu

3 1 1 Tidak aktif (0) Kondisi tak tentu

Tabel 32b Kondisi terlarang pacu dan tak tentu karena perubahan clock dan masukan yang serempakNo S R Clock Keterangan1 1 1 Aktif (1) Kondisi terlarang2 0 0 Tepi turun Kondisi pacu3 0 0 Tidak aktif (0) Kondisi tak tentu

2 Flip-flop D

Flip-flop D dapat disusun dari flip-flop S-R atau flip-flop J-K yang masukannya saling berkebalikan Hal ini dimungkinkan dengan menambahkan salah satu masukannya dengan inverter agar kedua masukan flip-flop selalu dalam kondisi berlawanan Flip-flop ini dinamakan dengan flip-flop data karena keluarannya selalu sama dengan masukan yang diberikan Saat flip-flop pada keadaan aktif masukan akan diteruskan ke saluran keluaran

2 Flip-flop J-KFlip-flop J-K merupakan penyempurnaan dari flip-flop R-S terutama untuk mengatasi masalah

osilasi yaitu dengan adanya umpan balik serta masalah kondisi terlarang seperti yang telah dijelaskan di atas yaitu pada kondisi masukan J dan K berlogika 1 yang akan membuat kondisi keluaran menjadi berlawanan dengan kondisi keluaran sebelumnya atau dikenal dengan istilah toggle Sementara untuk keluaran berdasarkan kondisi-kondisi masukan yang lain semua sama dengan flip-flop R-S

Gambar 35 Flip-flop J-K

51 Aritmatika Logika Unit

Macam- macam operasi ALU

Adder (Penjumlahan) Half Adder Full Adder Paralel Adder

Pengurangan (Substraktor)

Perkalian (Multiplexer)

Pembagian bila hasilnya 0 amp 1

Adder

Rangkaian ALU (Arithmetic and Logic Unit) yang digunakan untuk menjumlahkanbilangan dinamakan dengan Adder Karena Adder digunakan untuk memprosesoperasi aritmetika maka Adder juga sering disebut rangkaian kombinasionalaritmetika ALU akan dijelaskan lebih detail pada bab 3 Ada 2 jenis Adder

1 Rangkaian Adder yang hanya menjumlahkan dua bit disebut Half Adder2 Rangkaian Adder yang menjumlahkan tiga bit disebut Full Adder3 Rangkaian Adder yang menjumlahkan banyak bit disebut paralel Adder

Half Adder

Rangkaian half adder merupakan dasar penjumlahan bilangan biner yang masingmasinghanya terdiri dari satu bit oleh karena itu dinamakan penjumlah tak lengkap

1 Jika A=0 dan B=0 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 02 Jika A=0 dan B=1 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 13 Jika A=1 dan B=1 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 0 dengan nilai pindahanCy(Carry Out) = 1

Dengan demikian half adder memiliki 2 masukan (A dan B) dan dua keluaran (S dan Cy)

Dari tabel diatas terlihat bahwa nilai logika dari Sum sama dengan nilai logika darigerbang XOR sedangkan nilai logika Cy sama dengan nilai dari gerbang logikaAND Dari tabel tersebut dapat dibuat rangkaian half adder seperti pada gambar

Full Adder

Full adder mengolah penjumlahan untuk 3 bit bilangan atau lebih (bit tidak terbatas)oleh karena itu dinamakan rangkaian penjumlah lengkap Perhatikan tabel kebenarandari Full adder berikut

Parallel Adder

Parallel Adder adalah rangkaian Full Adder yang disusun secara parallel danberfungsi untuk menjumlah bilangan biner berapapun bitnya tergantung jumlah FullAdder yang diparallelkan Gambar berikut menunjukkan Parallel Adder yang terdiridari 4 buah Full Adder yang tersusun parallel sehingga membentuk sebuah penjumlah 4 bit

Penjumlahan

Komputer hanya dapat melakukan proses aritmetika menggunakan bilangan binerSemua sistem bilangan harus diubah terlebih dahulu ke biner agar dapat diprosesProses yang biasa dilakukan oleh komputer untuk menjumlahkan sistem bilangandesimal biasanya adalah menyandikan ke 8421BCD terlebih dahulu sebelumdijumlahkan Sebelum mempelajari tentang penjumlahan pada 8421BCD ada baiknyamengetahui cara menjumlahkan bilangan biner

Penjumlahan Biner

Ada 4 kondisi yang terjadi pada penjumlahan biner yaitu apabila 0 + 0 0 + 1 1 + 0dan 1 + 1 Jika yang terjadi adalah 1 + 1 kita tidak dapat menyatakan hasil jumlahdalam satu digit Tetapi kita harus melakukan penyimpanan (Carry Out) kedalamkolom yang lebih tinggi Ini berlaku untuk seluruh sistem bilangan Sebagai contohpada bilangan desimal 2 + 5 = 7 dengan carry out = 0 9 + 9 = 8 dengan carry out = 1Contoh

Penjumlahan 8421BCD

Sandi 8421BCD hanya menggunakan bilangan biner untuk 0 sampai 9 karena yangdisandikan hanya 1 digit angka desimal Dalam penjumlahan yang perlu diperhatikanadalah jika hasilnya lebih dari 9 sehingga akan dihasilkan auxillary carry (Carry daribilangan keempat LSB) maupun carry dari MSBBerikut adalah aturan penjumlahan sandi 8421BCDJikajumlah biner dan jumlah BCD sama yaitu AC (Auxillary Carry) = 0 dan Carry= 0 maka tidak diperlukan aturan tambahan

Jikajumlah biner tidak sama dengan jumlah desimal maka memerlukan pengaturantambahan Jika Auxillary Carry (AC) = 0 atau AC = 1 dan Carry (Cy) = 0 dimana hasilpenjumlahan binernya lebih dari 9 desimal maka perlu ditambahkan 6 pada niblerendah tersebut dan tambahkan 1 pada nible yang lebih tinggi

Pengurangan

Pengurangan pada dasarnya merupakan penjumlahan yaitu penjumlahan denganbilangan negatif

500 ndash 255 = 245 (Pengurangan)500 + ()255 = 245 (Penjumlahan)Komputer hanya bekerja pada bilangan ldquo0rdquo dan ldquo1rdquo dan tidak mengenal bilangannegatif Untuk menunjukkan bilangan negatif komputer menggunakan tanda modulus(Modulus Sign) Pada penjumlahan desimal tanda modulus yang digunakan adalahldquo0rdquo untuk bilangan positif dan ldquo9rdquo untuk bilangan negatif Untuk bilangan negatifpada operasi penjumlahannya harus dikomplemen Komplemen yang digunakan padabilangan desimal adalah komplemen10dan komplemen9

Perkalian

Perkalian antara bilangan biner adalah perkalian yang paling mudah diantara sistembilangan lainnya

Pada Teknik Komputer perkalian dilakukan menggunakan register geser kanan (ShiftRight Register) Perhatikan contoh berikut

Register A untuk menyimpan data yang akan dikalikan (Multiplicand)Register B untuk menyimpan data pengali (Multiplier)Register P untuk menyimpan hasil perkalian

Pembagian

Kebalikan dari perkalian pembagian (Division) adalah suatu bentuk dari penguranganyang dilakukan berulangulangDan proses ini juga dapat dilakukan pada rangkaianlogika dengan cara pengurangan dan penggeseran ke kiri (menggunakan shiftleftregister) Berikut adalah aturan dari pembagianKurangkan bilangan pembagi (Divisor) dari MSB bilangan yang akan dibagi(Dividend) lihat hasil pengurangan

Bila hasilnya 1 atau positif Berarti hasil pembagian (Product) adalah 1 Setelah itu hasil pengurangan digeserkekiri satu bit dan dimulai lagi pengurangan oleh bilangan pembagi (Divisor)

Bila hasilnya 0 atau negatif Berarti hasil pembagian (Product) adalah 0 Dalam hal ini sebelum digeser ke kiriharus ditambah dulu dengan bilangan pembagi (Divisor) Setelah digeser ke kiri satubit dimulai lagi proses pengurangan oleh bilangan pembagi Pengurangan olehbilangan pembagi dilakukan dengan penjumlahan komplemen2Bila dalam

penjumlahan tersebut terdapat pindahan (Carry) maka carry tersebut diabaikanPerhatikan contoh berikut 1010 410 = 10102 1004

Karena ada hasil pengurangan yang negatif maka digit yang dihasilkansetelah itu adalah digit pecahan sehingga hasil yang benar 1012 atau 2510

61 Floating Point

71 Control Unit

CONTROL UNIT (CU)

711 Model Control Unit

Unit kontrol atau yang sering dikenal dengan control unit akan menyimpan perintah sekarang yang dilakukan oleh komputer memerintahkan ALU untuk melaksanaan dan mendapat kembali informasi (dari memori) yang diperlukan untuk melaksanakan perintah itu dan memindahkan kembali hasil ke lokasi memori yang sesuai Sekali yang terjadi unit kontrol pergi ke perintah berikutnya (biasanya ditempatkan di slot berikutnya kecuali kalau perintah itu adalah perintah lompatan yang memberitahukan kepada komputer bahwa perintah berikutnya ditempatkan di lokasi lain)

Bagian CPU yang menyebabkan fungsi komputer tercapai ini mengeluarkan sinyal-sinyal kontrol yang bersifat internal bagi CPU untuk memindahkan data antar Register agar ALU melakukan fungsinya untuk mengatur operasi-operasi internal lainnya Register yang merupakan bagian dari unit kontrol adalah tempat penyimpan data sementara dalam CPU selama proses eksekusi Apabila terjadi proses eksekusi data dalam register dikirim ke ALU untuk diproses hasil eksekusi nantinya diletakkan ke register kembali Unit kontrol akan menghasilkan sinyal yang akan mengontrol operasi ALU dan pemindahan data ke dan dari ALU Unit kontrol juga mengeluarkan sinyal kontrol eksternal bagi pertukaran data memori dan modul-modul IO

Model dari unit kontrol

712 Macam-macam unit kontrol

Macam-macam Unit Kontrol1 Unit Kontrol Single-Cycle

Proses di unit kontrol ini hanya terjadi dalam satu clock cycle artinya setiap instruksi (fetch decode execute) ada pada satu cycle maka dari itu tidak memerlukan state Dengan demikian fungsi boolean masing-masing control line hanya merupakan fungsi dari opcode saja Clock cycle harus mempunyai panjang yang sama untuk setiap jenis instruksi

Ada dua bagian pada unit kontrol ini yaitu proses men-decode opcode untuk mengelompokkannya menjadi 4 macam instruksi (yaitu di gerbang AND) dan pemberian sinyal kontrol berdasarkan jenis instruksinya (yaitu gerbang OR) Keempat jenis instruksi adalah ldquoR-formatrdquo (berhubungan dengan register) ldquolwrdquo (membaca memori) ldquoswrdquo (menulis ke memori) dan ldquobeqrdquo (branching)

Sinyal kontrol yang dihasilkan bergantung pada jenis instruksinya Misalnya jika melibatkan memori rdquoR-formatrdquo atau rdquolwrdquo maka akan sinyal rdquoRegwriterdquo akan aktif Hal lain jika melibatkan memori ldquolwrdquo atau ldquoswrdquo maka akan diberi sinyal kontrol ke ALU yaitu ldquoALUSrcrdquo

Desain single-cycle ini lebih dapat bekerja dengan baik dan benar tetapi cycle ini tidak efisien

2 Unit Kontrol Multi-CycleGambar disamping menunjukkan diagram blok dari unit kontrol multi-cycle

Berbeda dengan unit kontrol yang single-cycle unit kontrol yang multi-cycle lebih memiliki banyak fungsi

Dengan memperhatikan state dan opcode fungsi boolean dari masing-masing control line output dapat ditentukan Masing-masingnya akan menjadi fungsi dari 10 buah input logic Jadi akan terdapat banyak fungsi boolean dan masing-masingnya tidak sederhana

Pada cycle ini sinyal kontrol tidak lagi ditentukan dengan melihat pada bit-bit instruksinya Bit-bit opcode memberitahukan operasi apa yang selanjutnya akan di-execute CPU bukan instruksi cycle selanjutnya

713 Fungsi unit kontrol

Fungsi Unit Kontrol1 Pengurutan (sequencing) unit kontrol bertugas mengontrol sejumlah operasi

mikro dalam urutan yang benar

2 Eksekusi (execution) unit kontrol menyebabkan setiap operasi mikro dilakukan

state register overhead

Cycle 1Cycle 2

Cycle 3Cycle 4

Cycle 5

Fetch

Decode

Exec

Mem

WB

lw

Single cycle Implementation

Multiple Cycle Implementation

714 Input Unit Kontrol

Input Unit Kontrol

Unit kontrol mempunyai beberapa input diantaranya1 Clock berfungsi untuk sinkronisasi operasi antar komponen 2 Flag flag-flag ini diperlukan unit kontrol untuk mengetahui status CPU Flag

diset ALU sebagai hasil dari suatu operasi misalnya overflow flag diset 1 bila hasil komputasi melampaui panjang register tempat flag disimpan

3 Instruction register menggunakan opcode untuk menentukan operasi mikro yang akan dilakukan selama siklus eksekusi

4 Sinyal kontrol dari rdquobus controlrdquo memberi jalur ke unit kontrol untuk sinyal-sinyal tertentu seperti sinyal interrupt dan sinyal acknowledgment

715 Output Unit Kontrol

Sinyal kontrol di dalam CPU (control signals within CPU) output unit kontrol terdiri dari dua macam sinyal yaitu

1 sinyal-sinyal yang menyebabkan perpindahan data antar register 2 sinyal-sinyal yang dapat mengaktifkan fungsi ALU yang spesifik

Sinyal kontrol ke rdquobus controlrdquo juga terdiri atas 2 sinyal yaitu1 sinyal kontrol ke memori 2 sinyal kontrol ke modul-modul IO

716 Implementasi Unit Kontrol

1 Implementasi hardwired Unit kontrol merupakan rangkaian kombinatorial Sinyal-sinyal logika

inputnya akan didekodekan menjadi sinyal-sinyal logika output yang merupakan sinyal-sinyal kontrol ke sistem komputer Sinyal-sinyal input tersebut seperti clock flag register instruction dan sinyal kontrol merupakan input bagi unit kontrol untuk mengetahui status komputer Sinyal keluaran yang dihasilkan akan mengendalikan sistem kerja komputer

N buah input biner akan menghasilkan 2N output biner Setiap instruksi memiliki opcode yang yang berbeda-bedaOpcode yang berbeda dalam instruksi akan menghasilkan sinyal kontrol yang berbeda pula Pewaktu unit kontrol mengeluarkan rangkaian pulsa yang periodik

Pulsa waktu ini digunakan untuk mengukur durasi setiap operasi mikro yang dijalankan CPU intinya digunakan untuk sinkronisasi kerja masing-masing bagian

Masalah dalam Merancang Implementasi Hardwired Memiliki kompleksitas dalam pengurutan dan operasi mikronya Sulit didesain dan dilakukan pengetesan Tidak fleksibel Sulit untuk menambahkan instruksi baru

2 Implementasi microprogrammed Implementasi yang paling reliabel saat ini adalah implementasi

microprogrammed Unit kontrol memerlukan sebuah memori untuk menyimpan program kontrolnya

Fungsindashfungsi pengontrolan dilakukan berdasarkan program kontrol yang tersimpan pada unit kontrol Selain itu fungsindashfungsi pengontrolan tidak berdasarkan dekode dari input unit kontrol lagi

Teknik ini dapat menjawab kesulitanndashkesulitan yang ditemui dalam implementasi hardwired

81 Memori amp Piranti Penyimpanan

811 Jenis-Jenis memori

Berdasarkan komponen yang digunakan terbagi atas

1 Vacuum Tubes

Komputer generasi pertama ENIAC tahun 1946 menggunakan komponentabung hampa udara untuk main memory Memori ini relatif berukuran besardan tiap-tiap tabung hampa udara mewakili 1 bit

2 Magnetic Core Storage

Digunakan sekitar tahun 1960 ndash 1970 Terdiri dari ribuan cincin magnetikkecil berukuran 18 mm dengan lubang berdiameter 10 mm Tiap-tiap coredihubungkan dengan kabel kawat membentuk suatu bidang core (core plane)dan ditumpuk membentuk suatu core stackMasing-masing core dapat menyimpan 1 bit bila dimagnetasi dengan suatuarus listrik dari dua arah jurusan yang masing-masing bermuatan frac12 arus

3 Planar Thin-Film Storage

Terbuat dari lempengan tipis keramik atau metal tembus pandang yang berisi

kumpulan besi nikel berbentuk empat persegi panjang kecil dihubungkandengan kabel-kabel

4 Semiconductor Storage

Mulai banyak digunakan sejak tahun 1970-an hingga sekarangTerbuat dariVLSI (Very Large Scale Integration) yaitu meletakkan sejumlah besar circuitke dalam suatu chip Teknologi yang digunakan adalah MOS (Metal OxideSemiconductor) dan bersifat volatileKomputer IBM 704 pada GeneralElectric Computer facility diArizona State University 1956Sebuah mesin vacuum tubedengan magnetic core storageSingle layer thin film dengan Ta2N resistors

5 Josephson Junction

Diciptakan oleh Brian Josephson dari Inggris Merupakan memori yang dapatmelakukan switch dari bit 1 ke bit 0 atau sebaliknya dengan kecepatan yangtinggi yaitu kurang dari sepertriliun detik Menggunakan suatu tempat

tertutup yang berisi helium cair dengan suhu sekitar -200 derajat celcius

6 Charged-Coupled Device (CCD)

Merupakan memori yang terdiri dari ribuan metal bujur sangkar berukurankecil yang masing-masing dapat menyimpan informasi digit binari dalambentuk beban elektronik (electric charge)

812 Hirarki Memori

Sebagian besar komputer memiliki hirarki memori yang terdiri atas tiga level yaitu

1 Physical Register di CPU berada di Level teratas Informasi yang berada

di Register dapat diakses dalam satu Clock cycle CPU

2 Primary Memory (Executable memory ) berada dilevel tengah

Contohnya RAM Primary Memory diukur dengan satu byte dalam satu

waktu secara relatif dapat diakses dengan cepat bersifat volatil (informasi

bisa hilang ketika komputer dimatikan) CPU mengakses memori ini

dengan instruksi single load dan store dalam beberapa clock cycle

3 Secondary Memory berada dilevel bawah Contohnya disk atau tape

Secondary memory diukur sebagai kumpulan dari bytes(block of bytes)

waktu aksesnya lambat bersifat non-volatil (informasi tetap tersimpan

ketika komputer dimatikan) Memori ini diterapkan di storage device jadi

akses meliputi aksi oleh driver dan device

813 Memori Internal

Memori internal o Berada di luar CPU tetapi bersifat internal terhadap sistem komputero Diperlukan oleh CPU untuk proses eksekusi (operasi) program sehingga

dapat diakses secara langsung oleh prosesor (CPU) tanpa modul perantarao Memori internal sering juga disebut sebagai memori primer atau memori

utama o Memori internal biasanya menggunakan media RAM

Random Access Memori (RAM)

Ram adalah suatu memori baca tulis artinya data dapat dibaca dari atau ditulis ke RAM dan dapat dilakukan secara berulang-ulang dengan data yang berbeda-beda Jenis memori ini merupakan jenis volatile (mudah menguap) yaitu data yang tersimpan akan hilang jika catu dayanya dimatikan Karena alasan tersebut maka program utama tidak pernah disimpan di RAM Random artinya data yang disimpan pada RAM dapat diakses secara acak RAM dibagi lagi menjadi dua jenis yaitu jenis statik dan jenis dinamik RAM statik menyimpan satu bit informasi dalam sebuah flip-flop Jenis RAM ini asyncronous dan tidak memerlukan sinyal clock RAM statik biasanya digunakan untuk aplikasi-aplikasi yang tidak memerlukan kapasitas memori RAM yang besar RAM dinamik menyimpan satu bit informasi data sebagai muatan RAM dinamik menggunakan kapasitansi gerbang substrat sebuah transistor MOS sebagai sel memori elementer Untuk menjaga agar data yang tersimpan RAM dinamik tetap utuh data tersebut harus disegarkan kembali dengan cara membaca dan menulis ulang data tersebut kememori RAM dinamik ini digunakan untuk aplikasi ynag memerlukan RAM dengan kapasitas besar misalnya dalam sebuah komputer pribadi (PC)

Read Only Memory (ROM)

Jenis memori ini datanya hanya bisa dibaca dan tidak bisa ditulis secara berulang-ulang Memori ini berjenis non-volatile artinya data yang disimpan tidak mudah menguap (hilang) walaupun catu dayanya dimatikan Karena itu memori ini biasa digunakan untuk menyimpan program utama dari suatu sistem Jenis ROM yang dikenal dipasaran ada lima jenis yaitu

- ROM (Read Only Memory) yang diprogram dalam proses pembuatannya Jenis ini tidak dapat diprogram ulang

- PROM (Programmable ROM) yang diprogram dengan cara memutuskan hubungan sekering internal PROM hanya dapat diprogram satu kali dan tidak dapat diprogram ulang

- EPROM (Erasable PROM) yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat dari piranti Dihapus dengan cara pemberian sinar ultra violet melalui jendela pada bagian atas IC Setelah dihapus dapat diprogram ulang

- EEPROM (Electrically EPROM) sama saja dengan EPROM hanya cara penghapusannya dilakukan secara listrik

- Flash EPROM yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat pada piranti Memori ini dapat diisi ulang

Dari semua jenis memori diatas yang sering digunakan adalah memori jenis EPROM dan

EEPROM karena harganya paling murah dan mudah didapat dipasaran

814 Memori Eksternal

Memori eksternal o Bersifat eksternal terhadap sistem komputer dan tentu saja berada di luar

CPUo Diperlukan untuk menyimpan data atau instruksi secara permaneno Tidak diperlukan di dalam proses eksekusi sehingga tidak dapat diakses secara

langsung oleh prosesor (CPU) Untuk akses memori eksternal ini oleh CPU harus melalui pengontrolmodul IO

o Memori eksternal sering juga disebut sebagai memori sekunder o Memori ini terdiri atas perangkat storage peripheral seperti disk pita

magnetik dll berbagai jenis memory Eksternal

1 Berdasarkan jenis akses data

Berdasarkan jenis aksesnya memori eksternal dikelompokkan menjadi 2 jenis yaitu

a DASD (Direct Access Storage Device) dimana ia mempunyai akses langsung

terhadap data Contoh Magnetik(Floppy disk hard disk) Removable hard

disk(Zip disk Flash disk) Optical Disk

b SASD (Sequential Access Storage Device) Akses data secara tidak langsung

(berurutan) seperti Pita Magnetik

2Berdasarkan Karakteristik Bahan

Berdasarkan karakteristik bahan pembuatanya memori eksternal digolongkan

menjadi beberapa kelompok

a Punched Card atau kartu berlobang

a merupakan kartu kecil berisi lubang-lubang yang menggambarkan berbagai instruksi atau data Kartu ini dibaca melalui puch card reader yang sudah tidak digunakan lagi sejak tahun 1979

b Magnetik Disk Magnetik disk merupakan disk yang terbuat dari bahan yang bersifat magnetik contoh Floppy dan hardsik

c Optical Disk Optical disk terbuat dari bahan optik seperti resin (Polycaronate) dan dilapisi permukaan yang sangat reflektif seperti aluminium contoh CD dan DVD

d Magnetik TapeSedangkan magnetik tape terbuat dari bahan yang bersifat magnetik tetapi berbentuk pita seperti halnya pita kaset tape recorder

91 Bus amp Sistem Bus

Dalam Arsitektur komputer sebuah Bus adalah sebuah subsistem yang mentransfer data

atau listrik antar komponen komputer didalam sebuah komputer atau antar komputer

Bus komputer awal merupakan bus listrik paralel dengan banyak hubungan tetapi istilah

ini sekarang digunakan untuk pengaturan fisik yang menyediakan fungsi logika yang

sama dengan sebuah bus listrik paralel dan dapat dihubungkan dengan kabel dalam

sebuah topologi multidrop atau daisy chain atau dihubungkan dengan switch seperti

dalam kasus bus USB

System bus atau bus System dalam Arsitektur komputer merujuk pada bus yang

digunakan oleh sistem komputer untuk menghubungkan semua komponennya dalam

menjalankan tugas sebuah bus adalah sebutan untuk jalur dimana data dapat mengalir

dalam komputer jalur-jalur ini digunakan untuk komunikasi dan dapat dibuat antara dua

elemen atau lebih Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan

dieksekusi oleh CPU melalui perantara sistem bus

911 Transfer informasi pada bus

Suatu mendukung bermacam-macam transfer data Semua bus mendukung transfer baca

(master slave) dan transfer tulis( slave ke master) Pada semua multiplexed addressdata

bus pertama-tama bus digunakan untuk menspesifikasikan alamat dan kemudian untuk

melakukan transfer data Untuk operasi baca biasanya terdapat waktu tunggu pada saat

data sedang diambil dari slave untuk ditaruh pada bus Baik bagi operasi baca maupun

tulis mungkin juga terdapat delay bila hal itu diperlukan untuk melalui arbitrasi agar

mendapatkan kontrol bus untuk sisa operasi (yaitu mengambil alih bus untuk melakukan

request baca atau tulis kemudian mengambil alih lagi bus untuk membentuk operasi baca

atau tulis

Pada alamat dedicate dan bus-bus alamat ditaruh ada bus alamat dan tetap berada disana

selama data tersimpan pada bus data Bagi operasi tulis master menaruh data pada bus

data begitu alamat telah stabil dan slave telah mempunyai kesempatan untuk mengetahui

alamatnya bagi operasi baca slave menaruh data pada bus dan begitu slae mengetahui

alamatnya dan telah mengembil data

912 Sistem Bus dengan Jalur Data Alamat dan Kontrol

Jalur bus yang digunakan untuk mentransfer data dapat dikelompokkanrnenjadi tiga tipe jalur data alamat dan kontrol

Data bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi data dan instruksi

Address bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi untuk alamat di

main memory untuk data atau instruksi yang akan diambil atau direkam

Control bus yaitu bus yang digunakan untuk mengirimkan signal sebagai

pemberitahuan akan dikirimkan suatu informasi atau telah diterimanya informasi

yang akan dikirimkan dari suatu alat ke alat lainnya

913 Hirarki Bus

Bus merupakan lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih perangkat

computer Karakteristik penting sebuah bus adalah bahwa bus merupakan media

transmisi yang dapat digunakan bersama Sejumlah perangkat yang terhubung ke bus dan

suatu sinyal yang ditransmisikan oleh salah satu perangkat ini data diterimaoleh salah

satu perangkat yang terhubung ke bus

Umumnya sebuah bus terdiri dari sejumlah lintasan komunikasi atau saluran Masing-

masing saluran dapat mentransmisi sinyal yang menunjukan biner 1 dan biner 0

serangkaian digit biner dapat ditransmisi melalui saluran tunggal

914 Bus Data dan Bus Alamat

1 Bus data

Jalur data yang dilalui informasi ke dan dari microprocessor bahan data keterangan

catatan fakta fakta atau bagian dari fakta yang mengandung arti yang dihubungkan

dengan kenyataan simbol-simbol gambar kata-kata angka huruf yang menunjukan ide

objek kondisi dan lainnya

Data itu sendiri merupakan bentuk jamak dari datum yang berarti informasi jelasnya data

itu dapat berupa apa saja dan dapat ditemui dimana saja

2 Bus Alamat

Bus alamat pengalamatan transformasi data bus Pengalamatan bus ini berisi 16 2024

jalur sinyal paralel atau lebih CPU mengirim alamat lokasi memori atau port yang ingin

ditulis atau dibaca di bus ini jumlah lokasi memori yang dapat dialamati ditentukan

jumlah jalur alamat Jika CPU mempunyai N jalur alamat maka dapat mengalamati 2

pangkat N lokasi memori dan atau port secara langsung

101 Unit Input amp Output

Salah satu fitur dasar komputer adalah kemampuannya untuk mempertukarkandata dengan perangkat lain Kemampuan komunikasi ini memungkinkan operatormanusia misalnya untuk menggunakan keyboard dan layer display untuk mengolahteks dan grafik

1011 Dasar Unit Input Output

Unit IO memberi CPU kemampuan untuk berkomunikasi dengan peripheral Merupakan

entity dalam komputer yang bertanggung jawab atas pengontrol sebuah perangkat

eksternal atau lebih dan untuk pertukaran data antara alat-alat tersebut dengan memory

utama dan atau register-register dalam CPU

Alasan- alasan dipertukarkannya unit IO

Adanya aneka ragam peripheral yang memiliki macam-macam metode operasi

Perbedaan kecepatan transfer data antara sistem BUS dengan piranti IO BUS= 20

nano detik sedang IO lebih dari 100 nano detik

Peripheral seringkali menggunakan format data dan panjang word yang berlainan

dengan komputer

Perbedaan besar tegangan dan arus data yang diperlukan untuk transfer informasi

dari dan ke peripheral dengan sistem bus

Tujuan Unit IO

Melakukan kompensasi perbedaan kecepatan dan perwaktuan antara CPU dan

peripheral

Melakukan penyesuaian tegangan dan arus satu aras ke aras lain

Menyesuaikan panjang data antara sistem BUS dan BUS IO

1012 Antarmuka IO

Gambar 122 mengilustrasikan hardware yang diperlukan untukmenghubungkan perangkat IO ke bus Dekoder alamat mengenableperangkattersebut untuk mengenali alamatnya pada saat alamat ini muncul pada jalur alamatRegister data menyimpan data yang ditransfer ked an dari prosessor Register statusberisi informasi yang relevan dengan operasi perangkat IO Register data dan statusdihubungkan dengan bus data dan ditetapkan dengan alamatalamatunik Dekoderalamat register data dan status dan sirkuit control yang diperlukan untukmengkoordinasikan transfer IO membentuk sirkuit antar muka perangkatGambar 122 Antarmuka IO untuk perangkat input

Perangkat IO beroperasi pada kecepatan yang sangat berbeda denganprosessor Pada saat operator manusia memasukkan karakter pada keyboardprosessor mampu mengeksekusi jutaan instruksi antarentrikarakter yang berurutanSuatu instruksi yang membaca karakter dari keyboard sebaiknya hanya dieksekusipada saat karakter tersebut tersedia dalam input buffer antarmuka keyboard Juga kitaharus memastikan bahwa karakter input tersebut hanya dibaca sekali

1013 Transfer data pada IO

Transfer dataFormat transfer

- Paralel semua bit pada karakter (word denganpanjang tertentu) dikirim secara bersamaan dalambatas waktu yang diberikan

- Serial Data dikirim secara berurutan dalam satu saluran

Transfer data secara paralel lebih cepat daripada secaraserial karena saluran transmisinya banyak kelemahannyakalau terlalu panjang akan terjadi interferensi antarsaluran

Mode transfer data

1 Synchronous modeBaris kendali digunakan untuk mengsinkronkan waktupada semua kejadian yang terjadi selama periodewaktu tertentuKelemahanbull Tiap piranti IO berbeda-beda kecepatan operasinyasehingga harus diturunkan pada kecepatan yangpaling rendah

2 Asynchronous mode

Menggunakan teknik jabat tangan (hand shaking) untukmenyakinkan transfer data antara pengirim danpenerima tidak ada kesalahan (data valid)

111 Interupsi

Interupsi merupakan bagian penting dari sistem arsitektur komputer Setiap sistem

komputer memiliki mekanisme yang berbeda Interupsi bisa terjadi apabila perangkat

keras (hardware) atau perangkat lunak minta ldquo dilayanirdquo oleh processor apabila terjadi

interupsi maka processor menghentikan proses yang sedang dikerjakannya kemudian

beralih mengerjakan service rutin untuk melayani intrupsi tersebut Setelah selesai

mengerjakan service rutin maka prosesor kembali melanjutkan proses yang tertunda

1111 Kelas Sinyal Interupsi

Program yaitu Interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi

pada hasil eksekusi program Contioh Aritmatika overflow pembagian nol

operasi ilegal

Timer adalah Interupsi yang dibangkitkan pewaktuan dalam prosesor Sinyal ini

memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsi tertentu secara reguler

I O sinyal Interupsi yang di bangkitkan oleh Modul IO sehubngan pemberitahuan

kondisi Error dan penyelesaian suatu operasi

Hardware Failure adalah Interupsi yang dibangkitkan oleh kegagalan daya atau

kesalahan paritas memori

1112 Proses Interupsi

Dengan adanya mekanisme Interupsi prossesor dapat digunakan untuk

mengeksekusi intsruksi- instruksi lain

Saat suatu modul telah selesai menjalankan tugasnya dan siap menerima tugas

berikutnya maka modul ini akan mengirimkan permintaan interupsi ke prosesor

Kemudian prosesor akan menghentikan eksekusi yang dijalankannya untuk

menghandle routine interupsi

Setelah program interupsi selesai maka processor akan melanjutkan eksekusi

programnya kembali

Saat sinyal Interupsi diterima processor ada dua kemungkinan tindakan yaitu

Interupsi diterima ditangguhkan dan Interupsi ditolak

1113 Interupsi Ditangguhkan

Apa yang dilakukan Processor

Processor menangguhkan eksekusi program yang dijalankan dan menyimpan

konteksnya tindakan ini adalah menyimpan alamat instruksi berikutnya yang akan

dieksekusi dan data lain yang relevan

Processor menyetel program Counter (PC) ke alamat awal routine intterupt handler

1114 Sistem Operasi Kompleks

Interupsi ganda (Multiple interupt)

Misalnya suatu komputer akan menerima permintaan interupsi saat proses

pencetakan dengan printer selesai disamping itu dimungkinkan dari saluran

komunikasi akan mengirimkan permintaan interupsi setiap kali data tiba

Dapat diambil dua buah pendekatan untuk menangani interupsi ganda ini

121 Arsitektur dan Klasifikasi Sistem Komputer

Sebuah sistem operasi atau dalam bahasa asingnya Operating System adalah sebuah

program yang mengatur hardware komputer Sistem operasi juga menyediakan fondasi

untuk aplikasi diatasnya dan bertindak sebagai penghubung antara user dengan

hardwaresetiap sistem operasi memiliki caranya masing-masing untuk menyelesaikan

tugasnya Hal ini menimbulkan aneka ragam sistem operasi yang sangat menakjubkan

Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu 1 Klasifikasi Flynn

Didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data dalam sistem komputer

2 Klasifikasi Feng Didasarkan pada pemrosesan paralel dan serial

3 Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1211 Klasifikasi Fylnn

KLASIFIKASI FLYNN 1048790 Klasifikasi sistem komputer yang didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data diperkenalkan oleh Michael J Flynn 1048790 Alur instruksi (instruction stream) adalah urutan instruksi yang dilaksanakan oleh mesin 1048790 Alur data adalah urutan data yang dipanggil oleh alur instruksi 1048790 Baik instruksi maupun data diambil dari modul memori 1048790 Instruksi didecode (diartikan) oleh Control Unit 1048790 Alur data mengalir dua arah antara prosesor dan memori

Ada 4 kategori sistem komputer dalam klasifikasi Flynn 1 Single Instruction stream ndash Single Data stream (SISD) 2 Single Instruction stream ndash Multiple Data stream (SIMD) 3 Multiple Instruction stream ndash Single Data stream (MISD) 4 Multiple Instruction stream ndash Multiple Data stream (MIMD)

1212 Klasifikasi Feng

KLASIFIKASI FENG 1048790 Tse Yun Feng mengusulkan pembagian klasifikasi arsitektur komputer berdasarkan derajat keparalelan (degree of parallelism) 1048790 Jumlah bit maksimum yang dapat diproses dalam satu satuan waktu oleh sistem komputer disebut derajat keparalelan maksimum P 1048790 Bila Pi adalah jumlah bit yang dapat diproses dalam siklus prosesor ke ndash i (atau periode clock ke ndash i) 1048790 Siklus prosesor T dinyatakan oleh i = 123 T 1048790 Maka derajat keparalelan rata-rataa adalah

Ada 4 tipe Metode Pemrosesan

1048790 Word Serial and Bit Serial (WSBS) 1048790 Word Paralel and Bit Setial (WPBS) 1048790 Word Serial and Bit Paralel (WSBP) 1048790 Word Paralel and Bit Paralel (WPBP)

1213 Klasifikasi Handler

Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1214 Menjelaskan Multi Komputer amp Multi Processor

1048790 Multiprosesor MIMD dengan memori yang dapat digunakan bersama semua prosesornya memiliki akses ke pool memori utama

1048790 Multikomputer MIMD dengan memori terdistribusi setiap prosesornya memiliki memori khusus sendiri

1048790 Motivasi pembuatan organisasi multikomputer adalah untuk mengatasi keterbatasan skala multiprosesor

1048790 Karena prosesor-prosesor multikomputer harus berkomunikasi maka elemen penting perancangan multikomputer adalah jaringan interkoneksi yang harus dapat beroperasi seefisien mungkin

1048790 Ada beberapa topologi interkoneksi untuk memberikan kinerja yang efisien

1048790 Terdapat trade-off antara lintasan terpanjang dan jumlah koneksi fisik yang diperlukan

Selesai

BAB III PENUTUP

31 Kesimpulan

32 Saran

Daftar Pustaka

• Definisi
• • Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu

Vcc Jika tombol 3 ditekan maka gerbang-gerbang OR pada jalur C dan D

akan mempunyai input bernilai 1 Oleh karena itu maka outputnya menjadi

ABCD = 0011

Dan selengkapnya dapat dilihat pada tabel dibawah ini

INPUT OUTPUT0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 10 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 00 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 10 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 00 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 10 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 00 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 10 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1

2 DECODER

Rangkaian dekoder mempunyai sifat yang berkebalikan dengan enkoder yaitu

merubah kode biner menjadi sinyal diskrit Syarat perancangan sebuah dekoder adalah m

lt= 2n dimana m adalah kombinasi keluaran dan n adalah jumlah bit masukan Sehingga

dapat disimplkan bahwa variabel keluaran bebas tapi harus tetap memperhatikan unsur

efisiensi rangkaian Misal dekoder 3 bit memiliki 8 atau kurang kombinasi keluaran tetapi

bisa memiliki jumlah saluran keluaran lebih dari 8 (10 atau 55 atau 100 dan sebagainya)

Contoh rangkaian dekoder adalah rangkaian dekoder dot matrik dan dekoder seven

segmen

Bila semua segmen menyala maka dapat dibaca sebagai angka decimal 8 Angka

decimal 0 dan 3 terlihat pada menyalanya segmen ndash segmen sesuai gambar Untuk

penampilan huruf hanya beberapa huruf saja yang dapat dibaca dari tujuh segmen

Tabel Kebenaran dekoder seven segmen

INPUT OUTPUTA B C D a b c d e f g0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 00 0 0 1 0 1 1 0 0 0 00 0 1 0 1 1 0 1 1 0 10 0 1 1 1 1 1 1 0 0 10 1 0 0 0 1 1 0 0 1 10 1 0 1 1 0 1 1 0 1 10 1 1 0 1 0 1 1 1 1 10 1 1 1 1 1 1 0 0 0 01 0 0 0 1 1 1 1 1 1 11 0 0 1 1 1 1 1 0 1 11 0 1 0 1 1 1 0 1 1 11 0 1 1 0 0 1 1 1 1 11 1 0 0 1 0 0 1 1 1 01 1 0 1 0 1 1 1 1 0 11 1 1 0 1 0 0 1 1 1 11 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1

a = sum (m0m2m3m5m6m7m8m9m10m12m14m15)

b = sum (m0m1m2m3m4m7m8m9m10m13)

c = sum (m0m1m3m4m5m6m7m8m9m10m11m13)

d = sum (m0m2m3m5m6m8m9m11m12m13m14)

e = sum (m0m2m6m8m10m11m12m13m14m15)

f = sum (m0m4m5m6m8m9m10m11m12m14m15)

g = sum (m2m3m4m5m6m8m9m10m11m13m14m15)

42 Rangkaian Logika Sekuensial (Flip-Flop)

1 Flip-Flop R-SFlip-flop R-S adalah rangkaian dasar dari semua jenis flip-flop yang ada Terdapat berbagai

macam rangkaian flip-flop R-S pada percobaan ini flip-flop R-S disusun dari empat buah gerbang NAND 2 masukan Dua masukan flip-flop ini adalah S (set) dan R (reset) serta dua keluarannya adalah Q dan Qrsquo

Kondisi keluaran akan tetap ketika kedua masukan R dan S berlogika 0 Sedangkan pada kondisi masukan R dan S berlogika 1 maka kedua keluaran akan berlogika 1 hal ini sangat dihindari karena bila kondisi masukan diubah menjadi berlogika 0 kondisi kelurannya tidak dapat diprediksi (bisa 1 atau 0) Keadaan ini disebut kondisi terlarang Selanjutnya kondisi terlarang pacu dan tak tentu akan dijelaskan melalui Tabel 31

Gambar 33 Rangkaian Percobaan Flip-Flop R-S

Tabel 32a Kondisi terlarang pacu dan tak tentu karena perubahan clockNo S R Clock Keterangan1 1 1 Aktif (1) Kondisi terlarang2 1 1 Tepi turun (Berubah dari

1 ke 0)Kondisi pacu

3 1 1 Tidak aktif (0) Kondisi tak tentu

Tabel 32b Kondisi terlarang pacu dan tak tentu karena perubahan clock dan masukan yang serempakNo S R Clock Keterangan1 1 1 Aktif (1) Kondisi terlarang2 0 0 Tepi turun Kondisi pacu3 0 0 Tidak aktif (0) Kondisi tak tentu

2 Flip-flop D

Flip-flop D dapat disusun dari flip-flop S-R atau flip-flop J-K yang masukannya saling berkebalikan Hal ini dimungkinkan dengan menambahkan salah satu masukannya dengan inverter agar kedua masukan flip-flop selalu dalam kondisi berlawanan Flip-flop ini dinamakan dengan flip-flop data karena keluarannya selalu sama dengan masukan yang diberikan Saat flip-flop pada keadaan aktif masukan akan diteruskan ke saluran keluaran

2 Flip-flop J-KFlip-flop J-K merupakan penyempurnaan dari flip-flop R-S terutama untuk mengatasi masalah

osilasi yaitu dengan adanya umpan balik serta masalah kondisi terlarang seperti yang telah dijelaskan di atas yaitu pada kondisi masukan J dan K berlogika 1 yang akan membuat kondisi keluaran menjadi berlawanan dengan kondisi keluaran sebelumnya atau dikenal dengan istilah toggle Sementara untuk keluaran berdasarkan kondisi-kondisi masukan yang lain semua sama dengan flip-flop R-S

Gambar 35 Flip-flop J-K

51 Aritmatika Logika Unit

Macam- macam operasi ALU

Adder (Penjumlahan) Half Adder Full Adder Paralel Adder

Pengurangan (Substraktor)

Perkalian (Multiplexer)

Pembagian bila hasilnya 0 amp 1

Adder

Rangkaian ALU (Arithmetic and Logic Unit) yang digunakan untuk menjumlahkanbilangan dinamakan dengan Adder Karena Adder digunakan untuk memprosesoperasi aritmetika maka Adder juga sering disebut rangkaian kombinasionalaritmetika ALU akan dijelaskan lebih detail pada bab 3 Ada 2 jenis Adder

1 Rangkaian Adder yang hanya menjumlahkan dua bit disebut Half Adder2 Rangkaian Adder yang menjumlahkan tiga bit disebut Full Adder3 Rangkaian Adder yang menjumlahkan banyak bit disebut paralel Adder

Half Adder

Rangkaian half adder merupakan dasar penjumlahan bilangan biner yang masingmasinghanya terdiri dari satu bit oleh karena itu dinamakan penjumlah tak lengkap

1 Jika A=0 dan B=0 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 02 Jika A=0 dan B=1 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 13 Jika A=1 dan B=1 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 0 dengan nilai pindahanCy(Carry Out) = 1

Dengan demikian half adder memiliki 2 masukan (A dan B) dan dua keluaran (S dan Cy)

Dari tabel diatas terlihat bahwa nilai logika dari Sum sama dengan nilai logika darigerbang XOR sedangkan nilai logika Cy sama dengan nilai dari gerbang logikaAND Dari tabel tersebut dapat dibuat rangkaian half adder seperti pada gambar

Full Adder

Full adder mengolah penjumlahan untuk 3 bit bilangan atau lebih (bit tidak terbatas)oleh karena itu dinamakan rangkaian penjumlah lengkap Perhatikan tabel kebenarandari Full adder berikut

Parallel Adder

Parallel Adder adalah rangkaian Full Adder yang disusun secara parallel danberfungsi untuk menjumlah bilangan biner berapapun bitnya tergantung jumlah FullAdder yang diparallelkan Gambar berikut menunjukkan Parallel Adder yang terdiridari 4 buah Full Adder yang tersusun parallel sehingga membentuk sebuah penjumlah 4 bit

Penjumlahan

Komputer hanya dapat melakukan proses aritmetika menggunakan bilangan binerSemua sistem bilangan harus diubah terlebih dahulu ke biner agar dapat diprosesProses yang biasa dilakukan oleh komputer untuk menjumlahkan sistem bilangandesimal biasanya adalah menyandikan ke 8421BCD terlebih dahulu sebelumdijumlahkan Sebelum mempelajari tentang penjumlahan pada 8421BCD ada baiknyamengetahui cara menjumlahkan bilangan biner

Penjumlahan Biner

Ada 4 kondisi yang terjadi pada penjumlahan biner yaitu apabila 0 + 0 0 + 1 1 + 0dan 1 + 1 Jika yang terjadi adalah 1 + 1 kita tidak dapat menyatakan hasil jumlahdalam satu digit Tetapi kita harus melakukan penyimpanan (Carry Out) kedalamkolom yang lebih tinggi Ini berlaku untuk seluruh sistem bilangan Sebagai contohpada bilangan desimal 2 + 5 = 7 dengan carry out = 0 9 + 9 = 8 dengan carry out = 1Contoh

Penjumlahan 8421BCD

Sandi 8421BCD hanya menggunakan bilangan biner untuk 0 sampai 9 karena yangdisandikan hanya 1 digit angka desimal Dalam penjumlahan yang perlu diperhatikanadalah jika hasilnya lebih dari 9 sehingga akan dihasilkan auxillary carry (Carry daribilangan keempat LSB) maupun carry dari MSBBerikut adalah aturan penjumlahan sandi 8421BCDJikajumlah biner dan jumlah BCD sama yaitu AC (Auxillary Carry) = 0 dan Carry= 0 maka tidak diperlukan aturan tambahan

Jikajumlah biner tidak sama dengan jumlah desimal maka memerlukan pengaturantambahan Jika Auxillary Carry (AC) = 0 atau AC = 1 dan Carry (Cy) = 0 dimana hasilpenjumlahan binernya lebih dari 9 desimal maka perlu ditambahkan 6 pada niblerendah tersebut dan tambahkan 1 pada nible yang lebih tinggi

Pengurangan

Pengurangan pada dasarnya merupakan penjumlahan yaitu penjumlahan denganbilangan negatif

500 ndash 255 = 245 (Pengurangan)500 + ()255 = 245 (Penjumlahan)Komputer hanya bekerja pada bilangan ldquo0rdquo dan ldquo1rdquo dan tidak mengenal bilangannegatif Untuk menunjukkan bilangan negatif komputer menggunakan tanda modulus(Modulus Sign) Pada penjumlahan desimal tanda modulus yang digunakan adalahldquo0rdquo untuk bilangan positif dan ldquo9rdquo untuk bilangan negatif Untuk bilangan negatifpada operasi penjumlahannya harus dikomplemen Komplemen yang digunakan padabilangan desimal adalah komplemen10dan komplemen9

Perkalian

Perkalian antara bilangan biner adalah perkalian yang paling mudah diantara sistembilangan lainnya

Pada Teknik Komputer perkalian dilakukan menggunakan register geser kanan (ShiftRight Register) Perhatikan contoh berikut

Register A untuk menyimpan data yang akan dikalikan (Multiplicand)Register B untuk menyimpan data pengali (Multiplier)Register P untuk menyimpan hasil perkalian

Pembagian

Kebalikan dari perkalian pembagian (Division) adalah suatu bentuk dari penguranganyang dilakukan berulangulangDan proses ini juga dapat dilakukan pada rangkaianlogika dengan cara pengurangan dan penggeseran ke kiri (menggunakan shiftleftregister) Berikut adalah aturan dari pembagianKurangkan bilangan pembagi (Divisor) dari MSB bilangan yang akan dibagi(Dividend) lihat hasil pengurangan

Bila hasilnya 1 atau positif Berarti hasil pembagian (Product) adalah 1 Setelah itu hasil pengurangan digeserkekiri satu bit dan dimulai lagi pengurangan oleh bilangan pembagi (Divisor)

Bila hasilnya 0 atau negatif Berarti hasil pembagian (Product) adalah 0 Dalam hal ini sebelum digeser ke kiriharus ditambah dulu dengan bilangan pembagi (Divisor) Setelah digeser ke kiri satubit dimulai lagi proses pengurangan oleh bilangan pembagi Pengurangan olehbilangan pembagi dilakukan dengan penjumlahan komplemen2Bila dalam

penjumlahan tersebut terdapat pindahan (Carry) maka carry tersebut diabaikanPerhatikan contoh berikut 1010 410 = 10102 1004

Karena ada hasil pengurangan yang negatif maka digit yang dihasilkansetelah itu adalah digit pecahan sehingga hasil yang benar 1012 atau 2510

61 Floating Point

71 Control Unit

CONTROL UNIT (CU)

711 Model Control Unit

Unit kontrol atau yang sering dikenal dengan control unit akan menyimpan perintah sekarang yang dilakukan oleh komputer memerintahkan ALU untuk melaksanaan dan mendapat kembali informasi (dari memori) yang diperlukan untuk melaksanakan perintah itu dan memindahkan kembali hasil ke lokasi memori yang sesuai Sekali yang terjadi unit kontrol pergi ke perintah berikutnya (biasanya ditempatkan di slot berikutnya kecuali kalau perintah itu adalah perintah lompatan yang memberitahukan kepada komputer bahwa perintah berikutnya ditempatkan di lokasi lain)

Bagian CPU yang menyebabkan fungsi komputer tercapai ini mengeluarkan sinyal-sinyal kontrol yang bersifat internal bagi CPU untuk memindahkan data antar Register agar ALU melakukan fungsinya untuk mengatur operasi-operasi internal lainnya Register yang merupakan bagian dari unit kontrol adalah tempat penyimpan data sementara dalam CPU selama proses eksekusi Apabila terjadi proses eksekusi data dalam register dikirim ke ALU untuk diproses hasil eksekusi nantinya diletakkan ke register kembali Unit kontrol akan menghasilkan sinyal yang akan mengontrol operasi ALU dan pemindahan data ke dan dari ALU Unit kontrol juga mengeluarkan sinyal kontrol eksternal bagi pertukaran data memori dan modul-modul IO

Model dari unit kontrol

712 Macam-macam unit kontrol

Macam-macam Unit Kontrol1 Unit Kontrol Single-Cycle

Proses di unit kontrol ini hanya terjadi dalam satu clock cycle artinya setiap instruksi (fetch decode execute) ada pada satu cycle maka dari itu tidak memerlukan state Dengan demikian fungsi boolean masing-masing control line hanya merupakan fungsi dari opcode saja Clock cycle harus mempunyai panjang yang sama untuk setiap jenis instruksi

Ada dua bagian pada unit kontrol ini yaitu proses men-decode opcode untuk mengelompokkannya menjadi 4 macam instruksi (yaitu di gerbang AND) dan pemberian sinyal kontrol berdasarkan jenis instruksinya (yaitu gerbang OR) Keempat jenis instruksi adalah ldquoR-formatrdquo (berhubungan dengan register) ldquolwrdquo (membaca memori) ldquoswrdquo (menulis ke memori) dan ldquobeqrdquo (branching)

Sinyal kontrol yang dihasilkan bergantung pada jenis instruksinya Misalnya jika melibatkan memori rdquoR-formatrdquo atau rdquolwrdquo maka akan sinyal rdquoRegwriterdquo akan aktif Hal lain jika melibatkan memori ldquolwrdquo atau ldquoswrdquo maka akan diberi sinyal kontrol ke ALU yaitu ldquoALUSrcrdquo

Desain single-cycle ini lebih dapat bekerja dengan baik dan benar tetapi cycle ini tidak efisien

2 Unit Kontrol Multi-CycleGambar disamping menunjukkan diagram blok dari unit kontrol multi-cycle

Berbeda dengan unit kontrol yang single-cycle unit kontrol yang multi-cycle lebih memiliki banyak fungsi

Dengan memperhatikan state dan opcode fungsi boolean dari masing-masing control line output dapat ditentukan Masing-masingnya akan menjadi fungsi dari 10 buah input logic Jadi akan terdapat banyak fungsi boolean dan masing-masingnya tidak sederhana

Pada cycle ini sinyal kontrol tidak lagi ditentukan dengan melihat pada bit-bit instruksinya Bit-bit opcode memberitahukan operasi apa yang selanjutnya akan di-execute CPU bukan instruksi cycle selanjutnya

713 Fungsi unit kontrol

Fungsi Unit Kontrol1 Pengurutan (sequencing) unit kontrol bertugas mengontrol sejumlah operasi

mikro dalam urutan yang benar

2 Eksekusi (execution) unit kontrol menyebabkan setiap operasi mikro dilakukan

state register overhead

Cycle 1Cycle 2

Cycle 3Cycle 4

Cycle 5

Fetch

Decode

Exec

Mem

WB

lw

Single cycle Implementation

Multiple Cycle Implementation

714 Input Unit Kontrol

Input Unit Kontrol

Unit kontrol mempunyai beberapa input diantaranya1 Clock berfungsi untuk sinkronisasi operasi antar komponen 2 Flag flag-flag ini diperlukan unit kontrol untuk mengetahui status CPU Flag

diset ALU sebagai hasil dari suatu operasi misalnya overflow flag diset 1 bila hasil komputasi melampaui panjang register tempat flag disimpan

3 Instruction register menggunakan opcode untuk menentukan operasi mikro yang akan dilakukan selama siklus eksekusi

4 Sinyal kontrol dari rdquobus controlrdquo memberi jalur ke unit kontrol untuk sinyal-sinyal tertentu seperti sinyal interrupt dan sinyal acknowledgment

715 Output Unit Kontrol

Sinyal kontrol di dalam CPU (control signals within CPU) output unit kontrol terdiri dari dua macam sinyal yaitu

1 sinyal-sinyal yang menyebabkan perpindahan data antar register 2 sinyal-sinyal yang dapat mengaktifkan fungsi ALU yang spesifik

Sinyal kontrol ke rdquobus controlrdquo juga terdiri atas 2 sinyal yaitu1 sinyal kontrol ke memori 2 sinyal kontrol ke modul-modul IO

716 Implementasi Unit Kontrol

1 Implementasi hardwired Unit kontrol merupakan rangkaian kombinatorial Sinyal-sinyal logika

inputnya akan didekodekan menjadi sinyal-sinyal logika output yang merupakan sinyal-sinyal kontrol ke sistem komputer Sinyal-sinyal input tersebut seperti clock flag register instruction dan sinyal kontrol merupakan input bagi unit kontrol untuk mengetahui status komputer Sinyal keluaran yang dihasilkan akan mengendalikan sistem kerja komputer

N buah input biner akan menghasilkan 2N output biner Setiap instruksi memiliki opcode yang yang berbeda-bedaOpcode yang berbeda dalam instruksi akan menghasilkan sinyal kontrol yang berbeda pula Pewaktu unit kontrol mengeluarkan rangkaian pulsa yang periodik

Pulsa waktu ini digunakan untuk mengukur durasi setiap operasi mikro yang dijalankan CPU intinya digunakan untuk sinkronisasi kerja masing-masing bagian

Masalah dalam Merancang Implementasi Hardwired Memiliki kompleksitas dalam pengurutan dan operasi mikronya Sulit didesain dan dilakukan pengetesan Tidak fleksibel Sulit untuk menambahkan instruksi baru

2 Implementasi microprogrammed Implementasi yang paling reliabel saat ini adalah implementasi

microprogrammed Unit kontrol memerlukan sebuah memori untuk menyimpan program kontrolnya

Fungsindashfungsi pengontrolan dilakukan berdasarkan program kontrol yang tersimpan pada unit kontrol Selain itu fungsindashfungsi pengontrolan tidak berdasarkan dekode dari input unit kontrol lagi

Teknik ini dapat menjawab kesulitanndashkesulitan yang ditemui dalam implementasi hardwired

81 Memori amp Piranti Penyimpanan

811 Jenis-Jenis memori

Berdasarkan komponen yang digunakan terbagi atas

1 Vacuum Tubes

Komputer generasi pertama ENIAC tahun 1946 menggunakan komponentabung hampa udara untuk main memory Memori ini relatif berukuran besardan tiap-tiap tabung hampa udara mewakili 1 bit

2 Magnetic Core Storage

Digunakan sekitar tahun 1960 ndash 1970 Terdiri dari ribuan cincin magnetikkecil berukuran 18 mm dengan lubang berdiameter 10 mm Tiap-tiap coredihubungkan dengan kabel kawat membentuk suatu bidang core (core plane)dan ditumpuk membentuk suatu core stackMasing-masing core dapat menyimpan 1 bit bila dimagnetasi dengan suatuarus listrik dari dua arah jurusan yang masing-masing bermuatan frac12 arus

3 Planar Thin-Film Storage

Terbuat dari lempengan tipis keramik atau metal tembus pandang yang berisi

kumpulan besi nikel berbentuk empat persegi panjang kecil dihubungkandengan kabel-kabel

4 Semiconductor Storage

Mulai banyak digunakan sejak tahun 1970-an hingga sekarangTerbuat dariVLSI (Very Large Scale Integration) yaitu meletakkan sejumlah besar circuitke dalam suatu chip Teknologi yang digunakan adalah MOS (Metal OxideSemiconductor) dan bersifat volatileKomputer IBM 704 pada GeneralElectric Computer facility diArizona State University 1956Sebuah mesin vacuum tubedengan magnetic core storageSingle layer thin film dengan Ta2N resistors

5 Josephson Junction

Diciptakan oleh Brian Josephson dari Inggris Merupakan memori yang dapatmelakukan switch dari bit 1 ke bit 0 atau sebaliknya dengan kecepatan yangtinggi yaitu kurang dari sepertriliun detik Menggunakan suatu tempat

tertutup yang berisi helium cair dengan suhu sekitar -200 derajat celcius

6 Charged-Coupled Device (CCD)

Merupakan memori yang terdiri dari ribuan metal bujur sangkar berukurankecil yang masing-masing dapat menyimpan informasi digit binari dalambentuk beban elektronik (electric charge)

812 Hirarki Memori

Sebagian besar komputer memiliki hirarki memori yang terdiri atas tiga level yaitu

1 Physical Register di CPU berada di Level teratas Informasi yang berada

di Register dapat diakses dalam satu Clock cycle CPU

2 Primary Memory (Executable memory ) berada dilevel tengah

Contohnya RAM Primary Memory diukur dengan satu byte dalam satu

waktu secara relatif dapat diakses dengan cepat bersifat volatil (informasi

bisa hilang ketika komputer dimatikan) CPU mengakses memori ini

dengan instruksi single load dan store dalam beberapa clock cycle

3 Secondary Memory berada dilevel bawah Contohnya disk atau tape

Secondary memory diukur sebagai kumpulan dari bytes(block of bytes)

waktu aksesnya lambat bersifat non-volatil (informasi tetap tersimpan

ketika komputer dimatikan) Memori ini diterapkan di storage device jadi

akses meliputi aksi oleh driver dan device

813 Memori Internal

Memori internal o Berada di luar CPU tetapi bersifat internal terhadap sistem komputero Diperlukan oleh CPU untuk proses eksekusi (operasi) program sehingga

dapat diakses secara langsung oleh prosesor (CPU) tanpa modul perantarao Memori internal sering juga disebut sebagai memori primer atau memori

utama o Memori internal biasanya menggunakan media RAM

Random Access Memori (RAM)

Ram adalah suatu memori baca tulis artinya data dapat dibaca dari atau ditulis ke RAM dan dapat dilakukan secara berulang-ulang dengan data yang berbeda-beda Jenis memori ini merupakan jenis volatile (mudah menguap) yaitu data yang tersimpan akan hilang jika catu dayanya dimatikan Karena alasan tersebut maka program utama tidak pernah disimpan di RAM Random artinya data yang disimpan pada RAM dapat diakses secara acak RAM dibagi lagi menjadi dua jenis yaitu jenis statik dan jenis dinamik RAM statik menyimpan satu bit informasi dalam sebuah flip-flop Jenis RAM ini asyncronous dan tidak memerlukan sinyal clock RAM statik biasanya digunakan untuk aplikasi-aplikasi yang tidak memerlukan kapasitas memori RAM yang besar RAM dinamik menyimpan satu bit informasi data sebagai muatan RAM dinamik menggunakan kapasitansi gerbang substrat sebuah transistor MOS sebagai sel memori elementer Untuk menjaga agar data yang tersimpan RAM dinamik tetap utuh data tersebut harus disegarkan kembali dengan cara membaca dan menulis ulang data tersebut kememori RAM dinamik ini digunakan untuk aplikasi ynag memerlukan RAM dengan kapasitas besar misalnya dalam sebuah komputer pribadi (PC)

Read Only Memory (ROM)

Jenis memori ini datanya hanya bisa dibaca dan tidak bisa ditulis secara berulang-ulang Memori ini berjenis non-volatile artinya data yang disimpan tidak mudah menguap (hilang) walaupun catu dayanya dimatikan Karena itu memori ini biasa digunakan untuk menyimpan program utama dari suatu sistem Jenis ROM yang dikenal dipasaran ada lima jenis yaitu

- ROM (Read Only Memory) yang diprogram dalam proses pembuatannya Jenis ini tidak dapat diprogram ulang

- PROM (Programmable ROM) yang diprogram dengan cara memutuskan hubungan sekering internal PROM hanya dapat diprogram satu kali dan tidak dapat diprogram ulang

- EPROM (Erasable PROM) yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat dari piranti Dihapus dengan cara pemberian sinar ultra violet melalui jendela pada bagian atas IC Setelah dihapus dapat diprogram ulang

- EEPROM (Electrically EPROM) sama saja dengan EPROM hanya cara penghapusannya dilakukan secara listrik

- Flash EPROM yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat pada piranti Memori ini dapat diisi ulang

Dari semua jenis memori diatas yang sering digunakan adalah memori jenis EPROM dan

EEPROM karena harganya paling murah dan mudah didapat dipasaran

814 Memori Eksternal

Memori eksternal o Bersifat eksternal terhadap sistem komputer dan tentu saja berada di luar

CPUo Diperlukan untuk menyimpan data atau instruksi secara permaneno Tidak diperlukan di dalam proses eksekusi sehingga tidak dapat diakses secara

langsung oleh prosesor (CPU) Untuk akses memori eksternal ini oleh CPU harus melalui pengontrolmodul IO

o Memori eksternal sering juga disebut sebagai memori sekunder o Memori ini terdiri atas perangkat storage peripheral seperti disk pita

magnetik dll berbagai jenis memory Eksternal

1 Berdasarkan jenis akses data

Berdasarkan jenis aksesnya memori eksternal dikelompokkan menjadi 2 jenis yaitu

a DASD (Direct Access Storage Device) dimana ia mempunyai akses langsung

terhadap data Contoh Magnetik(Floppy disk hard disk) Removable hard

disk(Zip disk Flash disk) Optical Disk

b SASD (Sequential Access Storage Device) Akses data secara tidak langsung

(berurutan) seperti Pita Magnetik

2Berdasarkan Karakteristik Bahan

Berdasarkan karakteristik bahan pembuatanya memori eksternal digolongkan

menjadi beberapa kelompok

a Punched Card atau kartu berlobang

a merupakan kartu kecil berisi lubang-lubang yang menggambarkan berbagai instruksi atau data Kartu ini dibaca melalui puch card reader yang sudah tidak digunakan lagi sejak tahun 1979

b Magnetik Disk Magnetik disk merupakan disk yang terbuat dari bahan yang bersifat magnetik contoh Floppy dan hardsik

c Optical Disk Optical disk terbuat dari bahan optik seperti resin (Polycaronate) dan dilapisi permukaan yang sangat reflektif seperti aluminium contoh CD dan DVD

d Magnetik TapeSedangkan magnetik tape terbuat dari bahan yang bersifat magnetik tetapi berbentuk pita seperti halnya pita kaset tape recorder

91 Bus amp Sistem Bus

Dalam Arsitektur komputer sebuah Bus adalah sebuah subsistem yang mentransfer data

atau listrik antar komponen komputer didalam sebuah komputer atau antar komputer

Bus komputer awal merupakan bus listrik paralel dengan banyak hubungan tetapi istilah

ini sekarang digunakan untuk pengaturan fisik yang menyediakan fungsi logika yang

sama dengan sebuah bus listrik paralel dan dapat dihubungkan dengan kabel dalam

sebuah topologi multidrop atau daisy chain atau dihubungkan dengan switch seperti

dalam kasus bus USB

System bus atau bus System dalam Arsitektur komputer merujuk pada bus yang

digunakan oleh sistem komputer untuk menghubungkan semua komponennya dalam

menjalankan tugas sebuah bus adalah sebutan untuk jalur dimana data dapat mengalir

dalam komputer jalur-jalur ini digunakan untuk komunikasi dan dapat dibuat antara dua

elemen atau lebih Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan

dieksekusi oleh CPU melalui perantara sistem bus

911 Transfer informasi pada bus

Suatu mendukung bermacam-macam transfer data Semua bus mendukung transfer baca

(master slave) dan transfer tulis( slave ke master) Pada semua multiplexed addressdata

bus pertama-tama bus digunakan untuk menspesifikasikan alamat dan kemudian untuk

melakukan transfer data Untuk operasi baca biasanya terdapat waktu tunggu pada saat

data sedang diambil dari slave untuk ditaruh pada bus Baik bagi operasi baca maupun

tulis mungkin juga terdapat delay bila hal itu diperlukan untuk melalui arbitrasi agar

mendapatkan kontrol bus untuk sisa operasi (yaitu mengambil alih bus untuk melakukan

request baca atau tulis kemudian mengambil alih lagi bus untuk membentuk operasi baca

atau tulis

Pada alamat dedicate dan bus-bus alamat ditaruh ada bus alamat dan tetap berada disana

selama data tersimpan pada bus data Bagi operasi tulis master menaruh data pada bus

data begitu alamat telah stabil dan slave telah mempunyai kesempatan untuk mengetahui

alamatnya bagi operasi baca slave menaruh data pada bus dan begitu slae mengetahui

alamatnya dan telah mengembil data

912 Sistem Bus dengan Jalur Data Alamat dan Kontrol

Jalur bus yang digunakan untuk mentransfer data dapat dikelompokkanrnenjadi tiga tipe jalur data alamat dan kontrol

Data bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi data dan instruksi

Address bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi untuk alamat di

main memory untuk data atau instruksi yang akan diambil atau direkam

Control bus yaitu bus yang digunakan untuk mengirimkan signal sebagai

pemberitahuan akan dikirimkan suatu informasi atau telah diterimanya informasi

yang akan dikirimkan dari suatu alat ke alat lainnya

913 Hirarki Bus

Bus merupakan lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih perangkat

computer Karakteristik penting sebuah bus adalah bahwa bus merupakan media

transmisi yang dapat digunakan bersama Sejumlah perangkat yang terhubung ke bus dan

suatu sinyal yang ditransmisikan oleh salah satu perangkat ini data diterimaoleh salah

satu perangkat yang terhubung ke bus

Umumnya sebuah bus terdiri dari sejumlah lintasan komunikasi atau saluran Masing-

masing saluran dapat mentransmisi sinyal yang menunjukan biner 1 dan biner 0

serangkaian digit biner dapat ditransmisi melalui saluran tunggal

914 Bus Data dan Bus Alamat

1 Bus data

Jalur data yang dilalui informasi ke dan dari microprocessor bahan data keterangan

catatan fakta fakta atau bagian dari fakta yang mengandung arti yang dihubungkan

dengan kenyataan simbol-simbol gambar kata-kata angka huruf yang menunjukan ide

objek kondisi dan lainnya

Data itu sendiri merupakan bentuk jamak dari datum yang berarti informasi jelasnya data

itu dapat berupa apa saja dan dapat ditemui dimana saja

2 Bus Alamat

Bus alamat pengalamatan transformasi data bus Pengalamatan bus ini berisi 16 2024

jalur sinyal paralel atau lebih CPU mengirim alamat lokasi memori atau port yang ingin

ditulis atau dibaca di bus ini jumlah lokasi memori yang dapat dialamati ditentukan

jumlah jalur alamat Jika CPU mempunyai N jalur alamat maka dapat mengalamati 2

pangkat N lokasi memori dan atau port secara langsung

101 Unit Input amp Output

Salah satu fitur dasar komputer adalah kemampuannya untuk mempertukarkandata dengan perangkat lain Kemampuan komunikasi ini memungkinkan operatormanusia misalnya untuk menggunakan keyboard dan layer display untuk mengolahteks dan grafik

1011 Dasar Unit Input Output

Unit IO memberi CPU kemampuan untuk berkomunikasi dengan peripheral Merupakan

entity dalam komputer yang bertanggung jawab atas pengontrol sebuah perangkat

eksternal atau lebih dan untuk pertukaran data antara alat-alat tersebut dengan memory

utama dan atau register-register dalam CPU

Alasan- alasan dipertukarkannya unit IO

Adanya aneka ragam peripheral yang memiliki macam-macam metode operasi

Perbedaan kecepatan transfer data antara sistem BUS dengan piranti IO BUS= 20

nano detik sedang IO lebih dari 100 nano detik

Peripheral seringkali menggunakan format data dan panjang word yang berlainan

dengan komputer

Perbedaan besar tegangan dan arus data yang diperlukan untuk transfer informasi

dari dan ke peripheral dengan sistem bus

Tujuan Unit IO

Melakukan kompensasi perbedaan kecepatan dan perwaktuan antara CPU dan

peripheral

Melakukan penyesuaian tegangan dan arus satu aras ke aras lain

Menyesuaikan panjang data antara sistem BUS dan BUS IO

1012 Antarmuka IO

Gambar 122 mengilustrasikan hardware yang diperlukan untukmenghubungkan perangkat IO ke bus Dekoder alamat mengenableperangkattersebut untuk mengenali alamatnya pada saat alamat ini muncul pada jalur alamatRegister data menyimpan data yang ditransfer ked an dari prosessor Register statusberisi informasi yang relevan dengan operasi perangkat IO Register data dan statusdihubungkan dengan bus data dan ditetapkan dengan alamatalamatunik Dekoderalamat register data dan status dan sirkuit control yang diperlukan untukmengkoordinasikan transfer IO membentuk sirkuit antar muka perangkatGambar 122 Antarmuka IO untuk perangkat input

Perangkat IO beroperasi pada kecepatan yang sangat berbeda denganprosessor Pada saat operator manusia memasukkan karakter pada keyboardprosessor mampu mengeksekusi jutaan instruksi antarentrikarakter yang berurutanSuatu instruksi yang membaca karakter dari keyboard sebaiknya hanya dieksekusipada saat karakter tersebut tersedia dalam input buffer antarmuka keyboard Juga kitaharus memastikan bahwa karakter input tersebut hanya dibaca sekali

1013 Transfer data pada IO

Transfer dataFormat transfer

- Paralel semua bit pada karakter (word denganpanjang tertentu) dikirim secara bersamaan dalambatas waktu yang diberikan

- Serial Data dikirim secara berurutan dalam satu saluran

Transfer data secara paralel lebih cepat daripada secaraserial karena saluran transmisinya banyak kelemahannyakalau terlalu panjang akan terjadi interferensi antarsaluran

Mode transfer data

1 Synchronous modeBaris kendali digunakan untuk mengsinkronkan waktupada semua kejadian yang terjadi selama periodewaktu tertentuKelemahanbull Tiap piranti IO berbeda-beda kecepatan operasinyasehingga harus diturunkan pada kecepatan yangpaling rendah

2 Asynchronous mode

Menggunakan teknik jabat tangan (hand shaking) untukmenyakinkan transfer data antara pengirim danpenerima tidak ada kesalahan (data valid)

111 Interupsi

Interupsi merupakan bagian penting dari sistem arsitektur komputer Setiap sistem

komputer memiliki mekanisme yang berbeda Interupsi bisa terjadi apabila perangkat

keras (hardware) atau perangkat lunak minta ldquo dilayanirdquo oleh processor apabila terjadi

interupsi maka processor menghentikan proses yang sedang dikerjakannya kemudian

beralih mengerjakan service rutin untuk melayani intrupsi tersebut Setelah selesai

mengerjakan service rutin maka prosesor kembali melanjutkan proses yang tertunda

1111 Kelas Sinyal Interupsi

Program yaitu Interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi

pada hasil eksekusi program Contioh Aritmatika overflow pembagian nol

operasi ilegal

Timer adalah Interupsi yang dibangkitkan pewaktuan dalam prosesor Sinyal ini

memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsi tertentu secara reguler

I O sinyal Interupsi yang di bangkitkan oleh Modul IO sehubngan pemberitahuan

kondisi Error dan penyelesaian suatu operasi

Hardware Failure adalah Interupsi yang dibangkitkan oleh kegagalan daya atau

kesalahan paritas memori

1112 Proses Interupsi

Dengan adanya mekanisme Interupsi prossesor dapat digunakan untuk

mengeksekusi intsruksi- instruksi lain

Saat suatu modul telah selesai menjalankan tugasnya dan siap menerima tugas

berikutnya maka modul ini akan mengirimkan permintaan interupsi ke prosesor

Kemudian prosesor akan menghentikan eksekusi yang dijalankannya untuk

menghandle routine interupsi

Setelah program interupsi selesai maka processor akan melanjutkan eksekusi

programnya kembali

Saat sinyal Interupsi diterima processor ada dua kemungkinan tindakan yaitu

Interupsi diterima ditangguhkan dan Interupsi ditolak

1113 Interupsi Ditangguhkan

Apa yang dilakukan Processor

Processor menangguhkan eksekusi program yang dijalankan dan menyimpan

konteksnya tindakan ini adalah menyimpan alamat instruksi berikutnya yang akan

dieksekusi dan data lain yang relevan

Processor menyetel program Counter (PC) ke alamat awal routine intterupt handler

1114 Sistem Operasi Kompleks

Interupsi ganda (Multiple interupt)

Misalnya suatu komputer akan menerima permintaan interupsi saat proses

pencetakan dengan printer selesai disamping itu dimungkinkan dari saluran

komunikasi akan mengirimkan permintaan interupsi setiap kali data tiba

Dapat diambil dua buah pendekatan untuk menangani interupsi ganda ini

121 Arsitektur dan Klasifikasi Sistem Komputer

Sebuah sistem operasi atau dalam bahasa asingnya Operating System adalah sebuah

program yang mengatur hardware komputer Sistem operasi juga menyediakan fondasi

untuk aplikasi diatasnya dan bertindak sebagai penghubung antara user dengan

hardwaresetiap sistem operasi memiliki caranya masing-masing untuk menyelesaikan

tugasnya Hal ini menimbulkan aneka ragam sistem operasi yang sangat menakjubkan

Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu 1 Klasifikasi Flynn

Didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data dalam sistem komputer

2 Klasifikasi Feng Didasarkan pada pemrosesan paralel dan serial

3 Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1211 Klasifikasi Fylnn

KLASIFIKASI FLYNN 1048790 Klasifikasi sistem komputer yang didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data diperkenalkan oleh Michael J Flynn 1048790 Alur instruksi (instruction stream) adalah urutan instruksi yang dilaksanakan oleh mesin 1048790 Alur data adalah urutan data yang dipanggil oleh alur instruksi 1048790 Baik instruksi maupun data diambil dari modul memori 1048790 Instruksi didecode (diartikan) oleh Control Unit 1048790 Alur data mengalir dua arah antara prosesor dan memori

Ada 4 kategori sistem komputer dalam klasifikasi Flynn 1 Single Instruction stream ndash Single Data stream (SISD) 2 Single Instruction stream ndash Multiple Data stream (SIMD) 3 Multiple Instruction stream ndash Single Data stream (MISD) 4 Multiple Instruction stream ndash Multiple Data stream (MIMD)

1212 Klasifikasi Feng

KLASIFIKASI FENG 1048790 Tse Yun Feng mengusulkan pembagian klasifikasi arsitektur komputer berdasarkan derajat keparalelan (degree of parallelism) 1048790 Jumlah bit maksimum yang dapat diproses dalam satu satuan waktu oleh sistem komputer disebut derajat keparalelan maksimum P 1048790 Bila Pi adalah jumlah bit yang dapat diproses dalam siklus prosesor ke ndash i (atau periode clock ke ndash i) 1048790 Siklus prosesor T dinyatakan oleh i = 123 T 1048790 Maka derajat keparalelan rata-rataa adalah

Ada 4 tipe Metode Pemrosesan

1048790 Word Serial and Bit Serial (WSBS) 1048790 Word Paralel and Bit Setial (WPBS) 1048790 Word Serial and Bit Paralel (WSBP) 1048790 Word Paralel and Bit Paralel (WPBP)

1213 Klasifikasi Handler

Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1214 Menjelaskan Multi Komputer amp Multi Processor

1048790 Multiprosesor MIMD dengan memori yang dapat digunakan bersama semua prosesornya memiliki akses ke pool memori utama

1048790 Multikomputer MIMD dengan memori terdistribusi setiap prosesornya memiliki memori khusus sendiri

1048790 Motivasi pembuatan organisasi multikomputer adalah untuk mengatasi keterbatasan skala multiprosesor

1048790 Karena prosesor-prosesor multikomputer harus berkomunikasi maka elemen penting perancangan multikomputer adalah jaringan interkoneksi yang harus dapat beroperasi seefisien mungkin

1048790 Ada beberapa topologi interkoneksi untuk memberikan kinerja yang efisien

1048790 Terdapat trade-off antara lintasan terpanjang dan jumlah koneksi fisik yang diperlukan

Selesai

BAB III PENUTUP

31 Kesimpulan

32 Saran

Daftar Pustaka

• Definisi
• • Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu

efisiensi rangkaian Misal dekoder 3 bit memiliki 8 atau kurang kombinasi keluaran tetapi

bisa memiliki jumlah saluran keluaran lebih dari 8 (10 atau 55 atau 100 dan sebagainya)

Contoh rangkaian dekoder adalah rangkaian dekoder dot matrik dan dekoder seven

segmen

Bila semua segmen menyala maka dapat dibaca sebagai angka decimal 8 Angka

decimal 0 dan 3 terlihat pada menyalanya segmen ndash segmen sesuai gambar Untuk

penampilan huruf hanya beberapa huruf saja yang dapat dibaca dari tujuh segmen

Tabel Kebenaran dekoder seven segmen

INPUT OUTPUTA B C D a b c d e f g0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 00 0 0 1 0 1 1 0 0 0 00 0 1 0 1 1 0 1 1 0 10 0 1 1 1 1 1 1 0 0 10 1 0 0 0 1 1 0 0 1 10 1 0 1 1 0 1 1 0 1 10 1 1 0 1 0 1 1 1 1 10 1 1 1 1 1 1 0 0 0 01 0 0 0 1 1 1 1 1 1 11 0 0 1 1 1 1 1 0 1 11 0 1 0 1 1 1 0 1 1 11 0 1 1 0 0 1 1 1 1 11 1 0 0 1 0 0 1 1 1 01 1 0 1 0 1 1 1 1 0 11 1 1 0 1 0 0 1 1 1 11 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1

a = sum (m0m2m3m5m6m7m8m9m10m12m14m15)

b = sum (m0m1m2m3m4m7m8m9m10m13)

c = sum (m0m1m3m4m5m6m7m8m9m10m11m13)

d = sum (m0m2m3m5m6m8m9m11m12m13m14)

e = sum (m0m2m6m8m10m11m12m13m14m15)

f = sum (m0m4m5m6m8m9m10m11m12m14m15)

g = sum (m2m3m4m5m6m8m9m10m11m13m14m15)

42 Rangkaian Logika Sekuensial (Flip-Flop)

1 Flip-Flop R-SFlip-flop R-S adalah rangkaian dasar dari semua jenis flip-flop yang ada Terdapat berbagai

macam rangkaian flip-flop R-S pada percobaan ini flip-flop R-S disusun dari empat buah gerbang NAND 2 masukan Dua masukan flip-flop ini adalah S (set) dan R (reset) serta dua keluarannya adalah Q dan Qrsquo

Kondisi keluaran akan tetap ketika kedua masukan R dan S berlogika 0 Sedangkan pada kondisi masukan R dan S berlogika 1 maka kedua keluaran akan berlogika 1 hal ini sangat dihindari karena bila kondisi masukan diubah menjadi berlogika 0 kondisi kelurannya tidak dapat diprediksi (bisa 1 atau 0) Keadaan ini disebut kondisi terlarang Selanjutnya kondisi terlarang pacu dan tak tentu akan dijelaskan melalui Tabel 31

Gambar 33 Rangkaian Percobaan Flip-Flop R-S

Tabel 32a Kondisi terlarang pacu dan tak tentu karena perubahan clockNo S R Clock Keterangan1 1 1 Aktif (1) Kondisi terlarang2 1 1 Tepi turun (Berubah dari

1 ke 0)Kondisi pacu

3 1 1 Tidak aktif (0) Kondisi tak tentu

Tabel 32b Kondisi terlarang pacu dan tak tentu karena perubahan clock dan masukan yang serempakNo S R Clock Keterangan1 1 1 Aktif (1) Kondisi terlarang2 0 0 Tepi turun Kondisi pacu3 0 0 Tidak aktif (0) Kondisi tak tentu

2 Flip-flop D

Flip-flop D dapat disusun dari flip-flop S-R atau flip-flop J-K yang masukannya saling berkebalikan Hal ini dimungkinkan dengan menambahkan salah satu masukannya dengan inverter agar kedua masukan flip-flop selalu dalam kondisi berlawanan Flip-flop ini dinamakan dengan flip-flop data karena keluarannya selalu sama dengan masukan yang diberikan Saat flip-flop pada keadaan aktif masukan akan diteruskan ke saluran keluaran

2 Flip-flop J-KFlip-flop J-K merupakan penyempurnaan dari flip-flop R-S terutama untuk mengatasi masalah

osilasi yaitu dengan adanya umpan balik serta masalah kondisi terlarang seperti yang telah dijelaskan di atas yaitu pada kondisi masukan J dan K berlogika 1 yang akan membuat kondisi keluaran menjadi berlawanan dengan kondisi keluaran sebelumnya atau dikenal dengan istilah toggle Sementara untuk keluaran berdasarkan kondisi-kondisi masukan yang lain semua sama dengan flip-flop R-S

Gambar 35 Flip-flop J-K

51 Aritmatika Logika Unit

Macam- macam operasi ALU

Adder (Penjumlahan) Half Adder Full Adder Paralel Adder

Pengurangan (Substraktor)

Perkalian (Multiplexer)

Pembagian bila hasilnya 0 amp 1

Adder

Rangkaian ALU (Arithmetic and Logic Unit) yang digunakan untuk menjumlahkanbilangan dinamakan dengan Adder Karena Adder digunakan untuk memprosesoperasi aritmetika maka Adder juga sering disebut rangkaian kombinasionalaritmetika ALU akan dijelaskan lebih detail pada bab 3 Ada 2 jenis Adder

1 Rangkaian Adder yang hanya menjumlahkan dua bit disebut Half Adder2 Rangkaian Adder yang menjumlahkan tiga bit disebut Full Adder3 Rangkaian Adder yang menjumlahkan banyak bit disebut paralel Adder

Half Adder

Rangkaian half adder merupakan dasar penjumlahan bilangan biner yang masingmasinghanya terdiri dari satu bit oleh karena itu dinamakan penjumlah tak lengkap

1 Jika A=0 dan B=0 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 02 Jika A=0 dan B=1 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 13 Jika A=1 dan B=1 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 0 dengan nilai pindahanCy(Carry Out) = 1

Dengan demikian half adder memiliki 2 masukan (A dan B) dan dua keluaran (S dan Cy)

Dari tabel diatas terlihat bahwa nilai logika dari Sum sama dengan nilai logika darigerbang XOR sedangkan nilai logika Cy sama dengan nilai dari gerbang logikaAND Dari tabel tersebut dapat dibuat rangkaian half adder seperti pada gambar

Full Adder

Full adder mengolah penjumlahan untuk 3 bit bilangan atau lebih (bit tidak terbatas)oleh karena itu dinamakan rangkaian penjumlah lengkap Perhatikan tabel kebenarandari Full adder berikut

Parallel Adder

Parallel Adder adalah rangkaian Full Adder yang disusun secara parallel danberfungsi untuk menjumlah bilangan biner berapapun bitnya tergantung jumlah FullAdder yang diparallelkan Gambar berikut menunjukkan Parallel Adder yang terdiridari 4 buah Full Adder yang tersusun parallel sehingga membentuk sebuah penjumlah 4 bit

Penjumlahan

Komputer hanya dapat melakukan proses aritmetika menggunakan bilangan binerSemua sistem bilangan harus diubah terlebih dahulu ke biner agar dapat diprosesProses yang biasa dilakukan oleh komputer untuk menjumlahkan sistem bilangandesimal biasanya adalah menyandikan ke 8421BCD terlebih dahulu sebelumdijumlahkan Sebelum mempelajari tentang penjumlahan pada 8421BCD ada baiknyamengetahui cara menjumlahkan bilangan biner

Penjumlahan Biner

Ada 4 kondisi yang terjadi pada penjumlahan biner yaitu apabila 0 + 0 0 + 1 1 + 0dan 1 + 1 Jika yang terjadi adalah 1 + 1 kita tidak dapat menyatakan hasil jumlahdalam satu digit Tetapi kita harus melakukan penyimpanan (Carry Out) kedalamkolom yang lebih tinggi Ini berlaku untuk seluruh sistem bilangan Sebagai contohpada bilangan desimal 2 + 5 = 7 dengan carry out = 0 9 + 9 = 8 dengan carry out = 1Contoh

Penjumlahan 8421BCD

Sandi 8421BCD hanya menggunakan bilangan biner untuk 0 sampai 9 karena yangdisandikan hanya 1 digit angka desimal Dalam penjumlahan yang perlu diperhatikanadalah jika hasilnya lebih dari 9 sehingga akan dihasilkan auxillary carry (Carry daribilangan keempat LSB) maupun carry dari MSBBerikut adalah aturan penjumlahan sandi 8421BCDJikajumlah biner dan jumlah BCD sama yaitu AC (Auxillary Carry) = 0 dan Carry= 0 maka tidak diperlukan aturan tambahan

Jikajumlah biner tidak sama dengan jumlah desimal maka memerlukan pengaturantambahan Jika Auxillary Carry (AC) = 0 atau AC = 1 dan Carry (Cy) = 0 dimana hasilpenjumlahan binernya lebih dari 9 desimal maka perlu ditambahkan 6 pada niblerendah tersebut dan tambahkan 1 pada nible yang lebih tinggi

Pengurangan

Pengurangan pada dasarnya merupakan penjumlahan yaitu penjumlahan denganbilangan negatif

500 ndash 255 = 245 (Pengurangan)500 + ()255 = 245 (Penjumlahan)Komputer hanya bekerja pada bilangan ldquo0rdquo dan ldquo1rdquo dan tidak mengenal bilangannegatif Untuk menunjukkan bilangan negatif komputer menggunakan tanda modulus(Modulus Sign) Pada penjumlahan desimal tanda modulus yang digunakan adalahldquo0rdquo untuk bilangan positif dan ldquo9rdquo untuk bilangan negatif Untuk bilangan negatifpada operasi penjumlahannya harus dikomplemen Komplemen yang digunakan padabilangan desimal adalah komplemen10dan komplemen9

Perkalian

Perkalian antara bilangan biner adalah perkalian yang paling mudah diantara sistembilangan lainnya

Pada Teknik Komputer perkalian dilakukan menggunakan register geser kanan (ShiftRight Register) Perhatikan contoh berikut

Register A untuk menyimpan data yang akan dikalikan (Multiplicand)Register B untuk menyimpan data pengali (Multiplier)Register P untuk menyimpan hasil perkalian

Pembagian

Kebalikan dari perkalian pembagian (Division) adalah suatu bentuk dari penguranganyang dilakukan berulangulangDan proses ini juga dapat dilakukan pada rangkaianlogika dengan cara pengurangan dan penggeseran ke kiri (menggunakan shiftleftregister) Berikut adalah aturan dari pembagianKurangkan bilangan pembagi (Divisor) dari MSB bilangan yang akan dibagi(Dividend) lihat hasil pengurangan

Bila hasilnya 1 atau positif Berarti hasil pembagian (Product) adalah 1 Setelah itu hasil pengurangan digeserkekiri satu bit dan dimulai lagi pengurangan oleh bilangan pembagi (Divisor)

Bila hasilnya 0 atau negatif Berarti hasil pembagian (Product) adalah 0 Dalam hal ini sebelum digeser ke kiriharus ditambah dulu dengan bilangan pembagi (Divisor) Setelah digeser ke kiri satubit dimulai lagi proses pengurangan oleh bilangan pembagi Pengurangan olehbilangan pembagi dilakukan dengan penjumlahan komplemen2Bila dalam

penjumlahan tersebut terdapat pindahan (Carry) maka carry tersebut diabaikanPerhatikan contoh berikut 1010 410 = 10102 1004

Karena ada hasil pengurangan yang negatif maka digit yang dihasilkansetelah itu adalah digit pecahan sehingga hasil yang benar 1012 atau 2510

61 Floating Point

71 Control Unit

CONTROL UNIT (CU)

711 Model Control Unit

Unit kontrol atau yang sering dikenal dengan control unit akan menyimpan perintah sekarang yang dilakukan oleh komputer memerintahkan ALU untuk melaksanaan dan mendapat kembali informasi (dari memori) yang diperlukan untuk melaksanakan perintah itu dan memindahkan kembali hasil ke lokasi memori yang sesuai Sekali yang terjadi unit kontrol pergi ke perintah berikutnya (biasanya ditempatkan di slot berikutnya kecuali kalau perintah itu adalah perintah lompatan yang memberitahukan kepada komputer bahwa perintah berikutnya ditempatkan di lokasi lain)

Bagian CPU yang menyebabkan fungsi komputer tercapai ini mengeluarkan sinyal-sinyal kontrol yang bersifat internal bagi CPU untuk memindahkan data antar Register agar ALU melakukan fungsinya untuk mengatur operasi-operasi internal lainnya Register yang merupakan bagian dari unit kontrol adalah tempat penyimpan data sementara dalam CPU selama proses eksekusi Apabila terjadi proses eksekusi data dalam register dikirim ke ALU untuk diproses hasil eksekusi nantinya diletakkan ke register kembali Unit kontrol akan menghasilkan sinyal yang akan mengontrol operasi ALU dan pemindahan data ke dan dari ALU Unit kontrol juga mengeluarkan sinyal kontrol eksternal bagi pertukaran data memori dan modul-modul IO

Model dari unit kontrol

712 Macam-macam unit kontrol

Macam-macam Unit Kontrol1 Unit Kontrol Single-Cycle

Proses di unit kontrol ini hanya terjadi dalam satu clock cycle artinya setiap instruksi (fetch decode execute) ada pada satu cycle maka dari itu tidak memerlukan state Dengan demikian fungsi boolean masing-masing control line hanya merupakan fungsi dari opcode saja Clock cycle harus mempunyai panjang yang sama untuk setiap jenis instruksi

Ada dua bagian pada unit kontrol ini yaitu proses men-decode opcode untuk mengelompokkannya menjadi 4 macam instruksi (yaitu di gerbang AND) dan pemberian sinyal kontrol berdasarkan jenis instruksinya (yaitu gerbang OR) Keempat jenis instruksi adalah ldquoR-formatrdquo (berhubungan dengan register) ldquolwrdquo (membaca memori) ldquoswrdquo (menulis ke memori) dan ldquobeqrdquo (branching)

Sinyal kontrol yang dihasilkan bergantung pada jenis instruksinya Misalnya jika melibatkan memori rdquoR-formatrdquo atau rdquolwrdquo maka akan sinyal rdquoRegwriterdquo akan aktif Hal lain jika melibatkan memori ldquolwrdquo atau ldquoswrdquo maka akan diberi sinyal kontrol ke ALU yaitu ldquoALUSrcrdquo

Desain single-cycle ini lebih dapat bekerja dengan baik dan benar tetapi cycle ini tidak efisien

2 Unit Kontrol Multi-CycleGambar disamping menunjukkan diagram blok dari unit kontrol multi-cycle

Berbeda dengan unit kontrol yang single-cycle unit kontrol yang multi-cycle lebih memiliki banyak fungsi

Dengan memperhatikan state dan opcode fungsi boolean dari masing-masing control line output dapat ditentukan Masing-masingnya akan menjadi fungsi dari 10 buah input logic Jadi akan terdapat banyak fungsi boolean dan masing-masingnya tidak sederhana

Pada cycle ini sinyal kontrol tidak lagi ditentukan dengan melihat pada bit-bit instruksinya Bit-bit opcode memberitahukan operasi apa yang selanjutnya akan di-execute CPU bukan instruksi cycle selanjutnya

713 Fungsi unit kontrol

Fungsi Unit Kontrol1 Pengurutan (sequencing) unit kontrol bertugas mengontrol sejumlah operasi

mikro dalam urutan yang benar

2 Eksekusi (execution) unit kontrol menyebabkan setiap operasi mikro dilakukan

state register overhead

Cycle 1Cycle 2

Cycle 3Cycle 4

Cycle 5

Fetch

Decode

Exec

Mem

WB

lw

Single cycle Implementation

Multiple Cycle Implementation

714 Input Unit Kontrol

Input Unit Kontrol

Unit kontrol mempunyai beberapa input diantaranya1 Clock berfungsi untuk sinkronisasi operasi antar komponen 2 Flag flag-flag ini diperlukan unit kontrol untuk mengetahui status CPU Flag

diset ALU sebagai hasil dari suatu operasi misalnya overflow flag diset 1 bila hasil komputasi melampaui panjang register tempat flag disimpan

3 Instruction register menggunakan opcode untuk menentukan operasi mikro yang akan dilakukan selama siklus eksekusi

4 Sinyal kontrol dari rdquobus controlrdquo memberi jalur ke unit kontrol untuk sinyal-sinyal tertentu seperti sinyal interrupt dan sinyal acknowledgment

715 Output Unit Kontrol

Sinyal kontrol di dalam CPU (control signals within CPU) output unit kontrol terdiri dari dua macam sinyal yaitu

1 sinyal-sinyal yang menyebabkan perpindahan data antar register 2 sinyal-sinyal yang dapat mengaktifkan fungsi ALU yang spesifik

Sinyal kontrol ke rdquobus controlrdquo juga terdiri atas 2 sinyal yaitu1 sinyal kontrol ke memori 2 sinyal kontrol ke modul-modul IO

716 Implementasi Unit Kontrol

1 Implementasi hardwired Unit kontrol merupakan rangkaian kombinatorial Sinyal-sinyal logika

inputnya akan didekodekan menjadi sinyal-sinyal logika output yang merupakan sinyal-sinyal kontrol ke sistem komputer Sinyal-sinyal input tersebut seperti clock flag register instruction dan sinyal kontrol merupakan input bagi unit kontrol untuk mengetahui status komputer Sinyal keluaran yang dihasilkan akan mengendalikan sistem kerja komputer

N buah input biner akan menghasilkan 2N output biner Setiap instruksi memiliki opcode yang yang berbeda-bedaOpcode yang berbeda dalam instruksi akan menghasilkan sinyal kontrol yang berbeda pula Pewaktu unit kontrol mengeluarkan rangkaian pulsa yang periodik

Pulsa waktu ini digunakan untuk mengukur durasi setiap operasi mikro yang dijalankan CPU intinya digunakan untuk sinkronisasi kerja masing-masing bagian

Masalah dalam Merancang Implementasi Hardwired Memiliki kompleksitas dalam pengurutan dan operasi mikronya Sulit didesain dan dilakukan pengetesan Tidak fleksibel Sulit untuk menambahkan instruksi baru

2 Implementasi microprogrammed Implementasi yang paling reliabel saat ini adalah implementasi

microprogrammed Unit kontrol memerlukan sebuah memori untuk menyimpan program kontrolnya

Fungsindashfungsi pengontrolan dilakukan berdasarkan program kontrol yang tersimpan pada unit kontrol Selain itu fungsindashfungsi pengontrolan tidak berdasarkan dekode dari input unit kontrol lagi

Teknik ini dapat menjawab kesulitanndashkesulitan yang ditemui dalam implementasi hardwired

81 Memori amp Piranti Penyimpanan

811 Jenis-Jenis memori

Berdasarkan komponen yang digunakan terbagi atas

1 Vacuum Tubes

Komputer generasi pertama ENIAC tahun 1946 menggunakan komponentabung hampa udara untuk main memory Memori ini relatif berukuran besardan tiap-tiap tabung hampa udara mewakili 1 bit

2 Magnetic Core Storage

Digunakan sekitar tahun 1960 ndash 1970 Terdiri dari ribuan cincin magnetikkecil berukuran 18 mm dengan lubang berdiameter 10 mm Tiap-tiap coredihubungkan dengan kabel kawat membentuk suatu bidang core (core plane)dan ditumpuk membentuk suatu core stackMasing-masing core dapat menyimpan 1 bit bila dimagnetasi dengan suatuarus listrik dari dua arah jurusan yang masing-masing bermuatan frac12 arus

3 Planar Thin-Film Storage

Terbuat dari lempengan tipis keramik atau metal tembus pandang yang berisi

kumpulan besi nikel berbentuk empat persegi panjang kecil dihubungkandengan kabel-kabel

4 Semiconductor Storage

Mulai banyak digunakan sejak tahun 1970-an hingga sekarangTerbuat dariVLSI (Very Large Scale Integration) yaitu meletakkan sejumlah besar circuitke dalam suatu chip Teknologi yang digunakan adalah MOS (Metal OxideSemiconductor) dan bersifat volatileKomputer IBM 704 pada GeneralElectric Computer facility diArizona State University 1956Sebuah mesin vacuum tubedengan magnetic core storageSingle layer thin film dengan Ta2N resistors

5 Josephson Junction

Diciptakan oleh Brian Josephson dari Inggris Merupakan memori yang dapatmelakukan switch dari bit 1 ke bit 0 atau sebaliknya dengan kecepatan yangtinggi yaitu kurang dari sepertriliun detik Menggunakan suatu tempat

tertutup yang berisi helium cair dengan suhu sekitar -200 derajat celcius

6 Charged-Coupled Device (CCD)

Merupakan memori yang terdiri dari ribuan metal bujur sangkar berukurankecil yang masing-masing dapat menyimpan informasi digit binari dalambentuk beban elektronik (electric charge)

812 Hirarki Memori

Sebagian besar komputer memiliki hirarki memori yang terdiri atas tiga level yaitu

1 Physical Register di CPU berada di Level teratas Informasi yang berada

di Register dapat diakses dalam satu Clock cycle CPU

2 Primary Memory (Executable memory ) berada dilevel tengah

Contohnya RAM Primary Memory diukur dengan satu byte dalam satu

waktu secara relatif dapat diakses dengan cepat bersifat volatil (informasi

bisa hilang ketika komputer dimatikan) CPU mengakses memori ini

dengan instruksi single load dan store dalam beberapa clock cycle

3 Secondary Memory berada dilevel bawah Contohnya disk atau tape

Secondary memory diukur sebagai kumpulan dari bytes(block of bytes)

waktu aksesnya lambat bersifat non-volatil (informasi tetap tersimpan

ketika komputer dimatikan) Memori ini diterapkan di storage device jadi

akses meliputi aksi oleh driver dan device

813 Memori Internal

Memori internal o Berada di luar CPU tetapi bersifat internal terhadap sistem komputero Diperlukan oleh CPU untuk proses eksekusi (operasi) program sehingga

dapat diakses secara langsung oleh prosesor (CPU) tanpa modul perantarao Memori internal sering juga disebut sebagai memori primer atau memori

utama o Memori internal biasanya menggunakan media RAM

Random Access Memori (RAM)

Ram adalah suatu memori baca tulis artinya data dapat dibaca dari atau ditulis ke RAM dan dapat dilakukan secara berulang-ulang dengan data yang berbeda-beda Jenis memori ini merupakan jenis volatile (mudah menguap) yaitu data yang tersimpan akan hilang jika catu dayanya dimatikan Karena alasan tersebut maka program utama tidak pernah disimpan di RAM Random artinya data yang disimpan pada RAM dapat diakses secara acak RAM dibagi lagi menjadi dua jenis yaitu jenis statik dan jenis dinamik RAM statik menyimpan satu bit informasi dalam sebuah flip-flop Jenis RAM ini asyncronous dan tidak memerlukan sinyal clock RAM statik biasanya digunakan untuk aplikasi-aplikasi yang tidak memerlukan kapasitas memori RAM yang besar RAM dinamik menyimpan satu bit informasi data sebagai muatan RAM dinamik menggunakan kapasitansi gerbang substrat sebuah transistor MOS sebagai sel memori elementer Untuk menjaga agar data yang tersimpan RAM dinamik tetap utuh data tersebut harus disegarkan kembali dengan cara membaca dan menulis ulang data tersebut kememori RAM dinamik ini digunakan untuk aplikasi ynag memerlukan RAM dengan kapasitas besar misalnya dalam sebuah komputer pribadi (PC)

Read Only Memory (ROM)

Jenis memori ini datanya hanya bisa dibaca dan tidak bisa ditulis secara berulang-ulang Memori ini berjenis non-volatile artinya data yang disimpan tidak mudah menguap (hilang) walaupun catu dayanya dimatikan Karena itu memori ini biasa digunakan untuk menyimpan program utama dari suatu sistem Jenis ROM yang dikenal dipasaran ada lima jenis yaitu

- ROM (Read Only Memory) yang diprogram dalam proses pembuatannya Jenis ini tidak dapat diprogram ulang

- PROM (Programmable ROM) yang diprogram dengan cara memutuskan hubungan sekering internal PROM hanya dapat diprogram satu kali dan tidak dapat diprogram ulang

- EPROM (Erasable PROM) yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat dari piranti Dihapus dengan cara pemberian sinar ultra violet melalui jendela pada bagian atas IC Setelah dihapus dapat diprogram ulang

- EEPROM (Electrically EPROM) sama saja dengan EPROM hanya cara penghapusannya dilakukan secara listrik

- Flash EPROM yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat pada piranti Memori ini dapat diisi ulang

Dari semua jenis memori diatas yang sering digunakan adalah memori jenis EPROM dan

EEPROM karena harganya paling murah dan mudah didapat dipasaran

814 Memori Eksternal

Memori eksternal o Bersifat eksternal terhadap sistem komputer dan tentu saja berada di luar

CPUo Diperlukan untuk menyimpan data atau instruksi secara permaneno Tidak diperlukan di dalam proses eksekusi sehingga tidak dapat diakses secara

langsung oleh prosesor (CPU) Untuk akses memori eksternal ini oleh CPU harus melalui pengontrolmodul IO

o Memori eksternal sering juga disebut sebagai memori sekunder o Memori ini terdiri atas perangkat storage peripheral seperti disk pita

magnetik dll berbagai jenis memory Eksternal

1 Berdasarkan jenis akses data

Berdasarkan jenis aksesnya memori eksternal dikelompokkan menjadi 2 jenis yaitu

a DASD (Direct Access Storage Device) dimana ia mempunyai akses langsung

terhadap data Contoh Magnetik(Floppy disk hard disk) Removable hard

disk(Zip disk Flash disk) Optical Disk

b SASD (Sequential Access Storage Device) Akses data secara tidak langsung

(berurutan) seperti Pita Magnetik

2Berdasarkan Karakteristik Bahan

Berdasarkan karakteristik bahan pembuatanya memori eksternal digolongkan

menjadi beberapa kelompok

a Punched Card atau kartu berlobang

a merupakan kartu kecil berisi lubang-lubang yang menggambarkan berbagai instruksi atau data Kartu ini dibaca melalui puch card reader yang sudah tidak digunakan lagi sejak tahun 1979

b Magnetik Disk Magnetik disk merupakan disk yang terbuat dari bahan yang bersifat magnetik contoh Floppy dan hardsik

c Optical Disk Optical disk terbuat dari bahan optik seperti resin (Polycaronate) dan dilapisi permukaan yang sangat reflektif seperti aluminium contoh CD dan DVD

d Magnetik TapeSedangkan magnetik tape terbuat dari bahan yang bersifat magnetik tetapi berbentuk pita seperti halnya pita kaset tape recorder

91 Bus amp Sistem Bus

Dalam Arsitektur komputer sebuah Bus adalah sebuah subsistem yang mentransfer data

atau listrik antar komponen komputer didalam sebuah komputer atau antar komputer

Bus komputer awal merupakan bus listrik paralel dengan banyak hubungan tetapi istilah

ini sekarang digunakan untuk pengaturan fisik yang menyediakan fungsi logika yang

sama dengan sebuah bus listrik paralel dan dapat dihubungkan dengan kabel dalam

sebuah topologi multidrop atau daisy chain atau dihubungkan dengan switch seperti

dalam kasus bus USB

System bus atau bus System dalam Arsitektur komputer merujuk pada bus yang

digunakan oleh sistem komputer untuk menghubungkan semua komponennya dalam

menjalankan tugas sebuah bus adalah sebutan untuk jalur dimana data dapat mengalir

dalam komputer jalur-jalur ini digunakan untuk komunikasi dan dapat dibuat antara dua

elemen atau lebih Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan

dieksekusi oleh CPU melalui perantara sistem bus

911 Transfer informasi pada bus

Suatu mendukung bermacam-macam transfer data Semua bus mendukung transfer baca

(master slave) dan transfer tulis( slave ke master) Pada semua multiplexed addressdata

bus pertama-tama bus digunakan untuk menspesifikasikan alamat dan kemudian untuk

melakukan transfer data Untuk operasi baca biasanya terdapat waktu tunggu pada saat

data sedang diambil dari slave untuk ditaruh pada bus Baik bagi operasi baca maupun

tulis mungkin juga terdapat delay bila hal itu diperlukan untuk melalui arbitrasi agar

mendapatkan kontrol bus untuk sisa operasi (yaitu mengambil alih bus untuk melakukan

request baca atau tulis kemudian mengambil alih lagi bus untuk membentuk operasi baca

atau tulis

Pada alamat dedicate dan bus-bus alamat ditaruh ada bus alamat dan tetap berada disana

selama data tersimpan pada bus data Bagi operasi tulis master menaruh data pada bus

data begitu alamat telah stabil dan slave telah mempunyai kesempatan untuk mengetahui

alamatnya bagi operasi baca slave menaruh data pada bus dan begitu slae mengetahui

alamatnya dan telah mengembil data

912 Sistem Bus dengan Jalur Data Alamat dan Kontrol

Jalur bus yang digunakan untuk mentransfer data dapat dikelompokkanrnenjadi tiga tipe jalur data alamat dan kontrol

Data bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi data dan instruksi

Address bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi untuk alamat di

main memory untuk data atau instruksi yang akan diambil atau direkam

Control bus yaitu bus yang digunakan untuk mengirimkan signal sebagai

pemberitahuan akan dikirimkan suatu informasi atau telah diterimanya informasi

yang akan dikirimkan dari suatu alat ke alat lainnya

913 Hirarki Bus

Bus merupakan lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih perangkat

computer Karakteristik penting sebuah bus adalah bahwa bus merupakan media

transmisi yang dapat digunakan bersama Sejumlah perangkat yang terhubung ke bus dan

suatu sinyal yang ditransmisikan oleh salah satu perangkat ini data diterimaoleh salah

satu perangkat yang terhubung ke bus

Umumnya sebuah bus terdiri dari sejumlah lintasan komunikasi atau saluran Masing-

masing saluran dapat mentransmisi sinyal yang menunjukan biner 1 dan biner 0

serangkaian digit biner dapat ditransmisi melalui saluran tunggal

914 Bus Data dan Bus Alamat

1 Bus data

Jalur data yang dilalui informasi ke dan dari microprocessor bahan data keterangan

catatan fakta fakta atau bagian dari fakta yang mengandung arti yang dihubungkan

dengan kenyataan simbol-simbol gambar kata-kata angka huruf yang menunjukan ide

objek kondisi dan lainnya

Data itu sendiri merupakan bentuk jamak dari datum yang berarti informasi jelasnya data

itu dapat berupa apa saja dan dapat ditemui dimana saja

2 Bus Alamat

Bus alamat pengalamatan transformasi data bus Pengalamatan bus ini berisi 16 2024

jalur sinyal paralel atau lebih CPU mengirim alamat lokasi memori atau port yang ingin

ditulis atau dibaca di bus ini jumlah lokasi memori yang dapat dialamati ditentukan

jumlah jalur alamat Jika CPU mempunyai N jalur alamat maka dapat mengalamati 2

pangkat N lokasi memori dan atau port secara langsung

101 Unit Input amp Output

Salah satu fitur dasar komputer adalah kemampuannya untuk mempertukarkandata dengan perangkat lain Kemampuan komunikasi ini memungkinkan operatormanusia misalnya untuk menggunakan keyboard dan layer display untuk mengolahteks dan grafik

1011 Dasar Unit Input Output

Unit IO memberi CPU kemampuan untuk berkomunikasi dengan peripheral Merupakan

entity dalam komputer yang bertanggung jawab atas pengontrol sebuah perangkat

eksternal atau lebih dan untuk pertukaran data antara alat-alat tersebut dengan memory

utama dan atau register-register dalam CPU

Alasan- alasan dipertukarkannya unit IO

Adanya aneka ragam peripheral yang memiliki macam-macam metode operasi

Perbedaan kecepatan transfer data antara sistem BUS dengan piranti IO BUS= 20

nano detik sedang IO lebih dari 100 nano detik

Peripheral seringkali menggunakan format data dan panjang word yang berlainan

dengan komputer

Perbedaan besar tegangan dan arus data yang diperlukan untuk transfer informasi

dari dan ke peripheral dengan sistem bus

Tujuan Unit IO

Melakukan kompensasi perbedaan kecepatan dan perwaktuan antara CPU dan

peripheral

Melakukan penyesuaian tegangan dan arus satu aras ke aras lain

Menyesuaikan panjang data antara sistem BUS dan BUS IO

1012 Antarmuka IO

Gambar 122 mengilustrasikan hardware yang diperlukan untukmenghubungkan perangkat IO ke bus Dekoder alamat mengenableperangkattersebut untuk mengenali alamatnya pada saat alamat ini muncul pada jalur alamatRegister data menyimpan data yang ditransfer ked an dari prosessor Register statusberisi informasi yang relevan dengan operasi perangkat IO Register data dan statusdihubungkan dengan bus data dan ditetapkan dengan alamatalamatunik Dekoderalamat register data dan status dan sirkuit control yang diperlukan untukmengkoordinasikan transfer IO membentuk sirkuit antar muka perangkatGambar 122 Antarmuka IO untuk perangkat input

Perangkat IO beroperasi pada kecepatan yang sangat berbeda denganprosessor Pada saat operator manusia memasukkan karakter pada keyboardprosessor mampu mengeksekusi jutaan instruksi antarentrikarakter yang berurutanSuatu instruksi yang membaca karakter dari keyboard sebaiknya hanya dieksekusipada saat karakter tersebut tersedia dalam input buffer antarmuka keyboard Juga kitaharus memastikan bahwa karakter input tersebut hanya dibaca sekali

1013 Transfer data pada IO

Transfer dataFormat transfer

- Paralel semua bit pada karakter (word denganpanjang tertentu) dikirim secara bersamaan dalambatas waktu yang diberikan

- Serial Data dikirim secara berurutan dalam satu saluran

Transfer data secara paralel lebih cepat daripada secaraserial karena saluran transmisinya banyak kelemahannyakalau terlalu panjang akan terjadi interferensi antarsaluran

Mode transfer data

1 Synchronous modeBaris kendali digunakan untuk mengsinkronkan waktupada semua kejadian yang terjadi selama periodewaktu tertentuKelemahanbull Tiap piranti IO berbeda-beda kecepatan operasinyasehingga harus diturunkan pada kecepatan yangpaling rendah

2 Asynchronous mode

Menggunakan teknik jabat tangan (hand shaking) untukmenyakinkan transfer data antara pengirim danpenerima tidak ada kesalahan (data valid)

111 Interupsi

Interupsi merupakan bagian penting dari sistem arsitektur komputer Setiap sistem

komputer memiliki mekanisme yang berbeda Interupsi bisa terjadi apabila perangkat

keras (hardware) atau perangkat lunak minta ldquo dilayanirdquo oleh processor apabila terjadi

interupsi maka processor menghentikan proses yang sedang dikerjakannya kemudian

beralih mengerjakan service rutin untuk melayani intrupsi tersebut Setelah selesai

mengerjakan service rutin maka prosesor kembali melanjutkan proses yang tertunda

1111 Kelas Sinyal Interupsi

Program yaitu Interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi

pada hasil eksekusi program Contioh Aritmatika overflow pembagian nol

operasi ilegal

Timer adalah Interupsi yang dibangkitkan pewaktuan dalam prosesor Sinyal ini

memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsi tertentu secara reguler

I O sinyal Interupsi yang di bangkitkan oleh Modul IO sehubngan pemberitahuan

kondisi Error dan penyelesaian suatu operasi

Hardware Failure adalah Interupsi yang dibangkitkan oleh kegagalan daya atau

kesalahan paritas memori

1112 Proses Interupsi

Dengan adanya mekanisme Interupsi prossesor dapat digunakan untuk

mengeksekusi intsruksi- instruksi lain

Saat suatu modul telah selesai menjalankan tugasnya dan siap menerima tugas

berikutnya maka modul ini akan mengirimkan permintaan interupsi ke prosesor

Kemudian prosesor akan menghentikan eksekusi yang dijalankannya untuk

menghandle routine interupsi

Setelah program interupsi selesai maka processor akan melanjutkan eksekusi

programnya kembali

Saat sinyal Interupsi diterima processor ada dua kemungkinan tindakan yaitu

Interupsi diterima ditangguhkan dan Interupsi ditolak

1113 Interupsi Ditangguhkan

Apa yang dilakukan Processor

Processor menangguhkan eksekusi program yang dijalankan dan menyimpan

konteksnya tindakan ini adalah menyimpan alamat instruksi berikutnya yang akan

dieksekusi dan data lain yang relevan

Processor menyetel program Counter (PC) ke alamat awal routine intterupt handler

1114 Sistem Operasi Kompleks

Interupsi ganda (Multiple interupt)

Misalnya suatu komputer akan menerima permintaan interupsi saat proses

pencetakan dengan printer selesai disamping itu dimungkinkan dari saluran

komunikasi akan mengirimkan permintaan interupsi setiap kali data tiba

Dapat diambil dua buah pendekatan untuk menangani interupsi ganda ini

121 Arsitektur dan Klasifikasi Sistem Komputer

Sebuah sistem operasi atau dalam bahasa asingnya Operating System adalah sebuah

program yang mengatur hardware komputer Sistem operasi juga menyediakan fondasi

untuk aplikasi diatasnya dan bertindak sebagai penghubung antara user dengan

hardwaresetiap sistem operasi memiliki caranya masing-masing untuk menyelesaikan

tugasnya Hal ini menimbulkan aneka ragam sistem operasi yang sangat menakjubkan

Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu 1 Klasifikasi Flynn

Didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data dalam sistem komputer

2 Klasifikasi Feng Didasarkan pada pemrosesan paralel dan serial

3 Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1211 Klasifikasi Fylnn

KLASIFIKASI FLYNN 1048790 Klasifikasi sistem komputer yang didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data diperkenalkan oleh Michael J Flynn 1048790 Alur instruksi (instruction stream) adalah urutan instruksi yang dilaksanakan oleh mesin 1048790 Alur data adalah urutan data yang dipanggil oleh alur instruksi 1048790 Baik instruksi maupun data diambil dari modul memori 1048790 Instruksi didecode (diartikan) oleh Control Unit 1048790 Alur data mengalir dua arah antara prosesor dan memori

Ada 4 kategori sistem komputer dalam klasifikasi Flynn 1 Single Instruction stream ndash Single Data stream (SISD) 2 Single Instruction stream ndash Multiple Data stream (SIMD) 3 Multiple Instruction stream ndash Single Data stream (MISD) 4 Multiple Instruction stream ndash Multiple Data stream (MIMD)

1212 Klasifikasi Feng

KLASIFIKASI FENG 1048790 Tse Yun Feng mengusulkan pembagian klasifikasi arsitektur komputer berdasarkan derajat keparalelan (degree of parallelism) 1048790 Jumlah bit maksimum yang dapat diproses dalam satu satuan waktu oleh sistem komputer disebut derajat keparalelan maksimum P 1048790 Bila Pi adalah jumlah bit yang dapat diproses dalam siklus prosesor ke ndash i (atau periode clock ke ndash i) 1048790 Siklus prosesor T dinyatakan oleh i = 123 T 1048790 Maka derajat keparalelan rata-rataa adalah

Ada 4 tipe Metode Pemrosesan

1048790 Word Serial and Bit Serial (WSBS) 1048790 Word Paralel and Bit Setial (WPBS) 1048790 Word Serial and Bit Paralel (WSBP) 1048790 Word Paralel and Bit Paralel (WPBP)

1213 Klasifikasi Handler

Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1214 Menjelaskan Multi Komputer amp Multi Processor

1048790 Multiprosesor MIMD dengan memori yang dapat digunakan bersama semua prosesornya memiliki akses ke pool memori utama

1048790 Multikomputer MIMD dengan memori terdistribusi setiap prosesornya memiliki memori khusus sendiri

1048790 Motivasi pembuatan organisasi multikomputer adalah untuk mengatasi keterbatasan skala multiprosesor

1048790 Karena prosesor-prosesor multikomputer harus berkomunikasi maka elemen penting perancangan multikomputer adalah jaringan interkoneksi yang harus dapat beroperasi seefisien mungkin

1048790 Ada beberapa topologi interkoneksi untuk memberikan kinerja yang efisien

1048790 Terdapat trade-off antara lintasan terpanjang dan jumlah koneksi fisik yang diperlukan

Selesai

BAB III PENUTUP

31 Kesimpulan

32 Saran

Daftar Pustaka

• Definisi
• • Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu

a = sum (m0m2m3m5m6m7m8m9m10m12m14m15)

b = sum (m0m1m2m3m4m7m8m9m10m13)

c = sum (m0m1m3m4m5m6m7m8m9m10m11m13)

d = sum (m0m2m3m5m6m8m9m11m12m13m14)

e = sum (m0m2m6m8m10m11m12m13m14m15)

f = sum (m0m4m5m6m8m9m10m11m12m14m15)

g = sum (m2m3m4m5m6m8m9m10m11m13m14m15)

42 Rangkaian Logika Sekuensial (Flip-Flop)

1 Flip-Flop R-SFlip-flop R-S adalah rangkaian dasar dari semua jenis flip-flop yang ada Terdapat berbagai

macam rangkaian flip-flop R-S pada percobaan ini flip-flop R-S disusun dari empat buah gerbang NAND 2 masukan Dua masukan flip-flop ini adalah S (set) dan R (reset) serta dua keluarannya adalah Q dan Qrsquo

Kondisi keluaran akan tetap ketika kedua masukan R dan S berlogika 0 Sedangkan pada kondisi masukan R dan S berlogika 1 maka kedua keluaran akan berlogika 1 hal ini sangat dihindari karena bila kondisi masukan diubah menjadi berlogika 0 kondisi kelurannya tidak dapat diprediksi (bisa 1 atau 0) Keadaan ini disebut kondisi terlarang Selanjutnya kondisi terlarang pacu dan tak tentu akan dijelaskan melalui Tabel 31

Gambar 33 Rangkaian Percobaan Flip-Flop R-S

Tabel 32a Kondisi terlarang pacu dan tak tentu karena perubahan clockNo S R Clock Keterangan1 1 1 Aktif (1) Kondisi terlarang2 1 1 Tepi turun (Berubah dari

1 ke 0)Kondisi pacu

3 1 1 Tidak aktif (0) Kondisi tak tentu

Tabel 32b Kondisi terlarang pacu dan tak tentu karena perubahan clock dan masukan yang serempakNo S R Clock Keterangan1 1 1 Aktif (1) Kondisi terlarang2 0 0 Tepi turun Kondisi pacu3 0 0 Tidak aktif (0) Kondisi tak tentu

2 Flip-flop D

Flip-flop D dapat disusun dari flip-flop S-R atau flip-flop J-K yang masukannya saling berkebalikan Hal ini dimungkinkan dengan menambahkan salah satu masukannya dengan inverter agar kedua masukan flip-flop selalu dalam kondisi berlawanan Flip-flop ini dinamakan dengan flip-flop data karena keluarannya selalu sama dengan masukan yang diberikan Saat flip-flop pada keadaan aktif masukan akan diteruskan ke saluran keluaran

2 Flip-flop J-KFlip-flop J-K merupakan penyempurnaan dari flip-flop R-S terutama untuk mengatasi masalah

osilasi yaitu dengan adanya umpan balik serta masalah kondisi terlarang seperti yang telah dijelaskan di atas yaitu pada kondisi masukan J dan K berlogika 1 yang akan membuat kondisi keluaran menjadi berlawanan dengan kondisi keluaran sebelumnya atau dikenal dengan istilah toggle Sementara untuk keluaran berdasarkan kondisi-kondisi masukan yang lain semua sama dengan flip-flop R-S

Gambar 35 Flip-flop J-K

51 Aritmatika Logika Unit

Macam- macam operasi ALU

Adder (Penjumlahan) Half Adder Full Adder Paralel Adder

Pengurangan (Substraktor)

Perkalian (Multiplexer)

Pembagian bila hasilnya 0 amp 1

Adder

Rangkaian ALU (Arithmetic and Logic Unit) yang digunakan untuk menjumlahkanbilangan dinamakan dengan Adder Karena Adder digunakan untuk memprosesoperasi aritmetika maka Adder juga sering disebut rangkaian kombinasionalaritmetika ALU akan dijelaskan lebih detail pada bab 3 Ada 2 jenis Adder

1 Rangkaian Adder yang hanya menjumlahkan dua bit disebut Half Adder2 Rangkaian Adder yang menjumlahkan tiga bit disebut Full Adder3 Rangkaian Adder yang menjumlahkan banyak bit disebut paralel Adder

Half Adder

Rangkaian half adder merupakan dasar penjumlahan bilangan biner yang masingmasinghanya terdiri dari satu bit oleh karena itu dinamakan penjumlah tak lengkap

1 Jika A=0 dan B=0 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 02 Jika A=0 dan B=1 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 13 Jika A=1 dan B=1 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 0 dengan nilai pindahanCy(Carry Out) = 1

Dengan demikian half adder memiliki 2 masukan (A dan B) dan dua keluaran (S dan Cy)

Dari tabel diatas terlihat bahwa nilai logika dari Sum sama dengan nilai logika darigerbang XOR sedangkan nilai logika Cy sama dengan nilai dari gerbang logikaAND Dari tabel tersebut dapat dibuat rangkaian half adder seperti pada gambar

Full Adder

Full adder mengolah penjumlahan untuk 3 bit bilangan atau lebih (bit tidak terbatas)oleh karena itu dinamakan rangkaian penjumlah lengkap Perhatikan tabel kebenarandari Full adder berikut

Parallel Adder

Parallel Adder adalah rangkaian Full Adder yang disusun secara parallel danberfungsi untuk menjumlah bilangan biner berapapun bitnya tergantung jumlah FullAdder yang diparallelkan Gambar berikut menunjukkan Parallel Adder yang terdiridari 4 buah Full Adder yang tersusun parallel sehingga membentuk sebuah penjumlah 4 bit

Penjumlahan

Komputer hanya dapat melakukan proses aritmetika menggunakan bilangan binerSemua sistem bilangan harus diubah terlebih dahulu ke biner agar dapat diprosesProses yang biasa dilakukan oleh komputer untuk menjumlahkan sistem bilangandesimal biasanya adalah menyandikan ke 8421BCD terlebih dahulu sebelumdijumlahkan Sebelum mempelajari tentang penjumlahan pada 8421BCD ada baiknyamengetahui cara menjumlahkan bilangan biner

Penjumlahan Biner

Ada 4 kondisi yang terjadi pada penjumlahan biner yaitu apabila 0 + 0 0 + 1 1 + 0dan 1 + 1 Jika yang terjadi adalah 1 + 1 kita tidak dapat menyatakan hasil jumlahdalam satu digit Tetapi kita harus melakukan penyimpanan (Carry Out) kedalamkolom yang lebih tinggi Ini berlaku untuk seluruh sistem bilangan Sebagai contohpada bilangan desimal 2 + 5 = 7 dengan carry out = 0 9 + 9 = 8 dengan carry out = 1Contoh

Penjumlahan 8421BCD

Sandi 8421BCD hanya menggunakan bilangan biner untuk 0 sampai 9 karena yangdisandikan hanya 1 digit angka desimal Dalam penjumlahan yang perlu diperhatikanadalah jika hasilnya lebih dari 9 sehingga akan dihasilkan auxillary carry (Carry daribilangan keempat LSB) maupun carry dari MSBBerikut adalah aturan penjumlahan sandi 8421BCDJikajumlah biner dan jumlah BCD sama yaitu AC (Auxillary Carry) = 0 dan Carry= 0 maka tidak diperlukan aturan tambahan

Jikajumlah biner tidak sama dengan jumlah desimal maka memerlukan pengaturantambahan Jika Auxillary Carry (AC) = 0 atau AC = 1 dan Carry (Cy) = 0 dimana hasilpenjumlahan binernya lebih dari 9 desimal maka perlu ditambahkan 6 pada niblerendah tersebut dan tambahkan 1 pada nible yang lebih tinggi

Pengurangan

Pengurangan pada dasarnya merupakan penjumlahan yaitu penjumlahan denganbilangan negatif

500 ndash 255 = 245 (Pengurangan)500 + ()255 = 245 (Penjumlahan)Komputer hanya bekerja pada bilangan ldquo0rdquo dan ldquo1rdquo dan tidak mengenal bilangannegatif Untuk menunjukkan bilangan negatif komputer menggunakan tanda modulus(Modulus Sign) Pada penjumlahan desimal tanda modulus yang digunakan adalahldquo0rdquo untuk bilangan positif dan ldquo9rdquo untuk bilangan negatif Untuk bilangan negatifpada operasi penjumlahannya harus dikomplemen Komplemen yang digunakan padabilangan desimal adalah komplemen10dan komplemen9

Perkalian

Perkalian antara bilangan biner adalah perkalian yang paling mudah diantara sistembilangan lainnya

Pada Teknik Komputer perkalian dilakukan menggunakan register geser kanan (ShiftRight Register) Perhatikan contoh berikut

Register A untuk menyimpan data yang akan dikalikan (Multiplicand)Register B untuk menyimpan data pengali (Multiplier)Register P untuk menyimpan hasil perkalian

Pembagian

Kebalikan dari perkalian pembagian (Division) adalah suatu bentuk dari penguranganyang dilakukan berulangulangDan proses ini juga dapat dilakukan pada rangkaianlogika dengan cara pengurangan dan penggeseran ke kiri (menggunakan shiftleftregister) Berikut adalah aturan dari pembagianKurangkan bilangan pembagi (Divisor) dari MSB bilangan yang akan dibagi(Dividend) lihat hasil pengurangan

Bila hasilnya 1 atau positif Berarti hasil pembagian (Product) adalah 1 Setelah itu hasil pengurangan digeserkekiri satu bit dan dimulai lagi pengurangan oleh bilangan pembagi (Divisor)

Bila hasilnya 0 atau negatif Berarti hasil pembagian (Product) adalah 0 Dalam hal ini sebelum digeser ke kiriharus ditambah dulu dengan bilangan pembagi (Divisor) Setelah digeser ke kiri satubit dimulai lagi proses pengurangan oleh bilangan pembagi Pengurangan olehbilangan pembagi dilakukan dengan penjumlahan komplemen2Bila dalam

penjumlahan tersebut terdapat pindahan (Carry) maka carry tersebut diabaikanPerhatikan contoh berikut 1010 410 = 10102 1004

Karena ada hasil pengurangan yang negatif maka digit yang dihasilkansetelah itu adalah digit pecahan sehingga hasil yang benar 1012 atau 2510

61 Floating Point

71 Control Unit

CONTROL UNIT (CU)

711 Model Control Unit

Unit kontrol atau yang sering dikenal dengan control unit akan menyimpan perintah sekarang yang dilakukan oleh komputer memerintahkan ALU untuk melaksanaan dan mendapat kembali informasi (dari memori) yang diperlukan untuk melaksanakan perintah itu dan memindahkan kembali hasil ke lokasi memori yang sesuai Sekali yang terjadi unit kontrol pergi ke perintah berikutnya (biasanya ditempatkan di slot berikutnya kecuali kalau perintah itu adalah perintah lompatan yang memberitahukan kepada komputer bahwa perintah berikutnya ditempatkan di lokasi lain)

Bagian CPU yang menyebabkan fungsi komputer tercapai ini mengeluarkan sinyal-sinyal kontrol yang bersifat internal bagi CPU untuk memindahkan data antar Register agar ALU melakukan fungsinya untuk mengatur operasi-operasi internal lainnya Register yang merupakan bagian dari unit kontrol adalah tempat penyimpan data sementara dalam CPU selama proses eksekusi Apabila terjadi proses eksekusi data dalam register dikirim ke ALU untuk diproses hasil eksekusi nantinya diletakkan ke register kembali Unit kontrol akan menghasilkan sinyal yang akan mengontrol operasi ALU dan pemindahan data ke dan dari ALU Unit kontrol juga mengeluarkan sinyal kontrol eksternal bagi pertukaran data memori dan modul-modul IO

Model dari unit kontrol

712 Macam-macam unit kontrol

Macam-macam Unit Kontrol1 Unit Kontrol Single-Cycle

Proses di unit kontrol ini hanya terjadi dalam satu clock cycle artinya setiap instruksi (fetch decode execute) ada pada satu cycle maka dari itu tidak memerlukan state Dengan demikian fungsi boolean masing-masing control line hanya merupakan fungsi dari opcode saja Clock cycle harus mempunyai panjang yang sama untuk setiap jenis instruksi

Ada dua bagian pada unit kontrol ini yaitu proses men-decode opcode untuk mengelompokkannya menjadi 4 macam instruksi (yaitu di gerbang AND) dan pemberian sinyal kontrol berdasarkan jenis instruksinya (yaitu gerbang OR) Keempat jenis instruksi adalah ldquoR-formatrdquo (berhubungan dengan register) ldquolwrdquo (membaca memori) ldquoswrdquo (menulis ke memori) dan ldquobeqrdquo (branching)

Sinyal kontrol yang dihasilkan bergantung pada jenis instruksinya Misalnya jika melibatkan memori rdquoR-formatrdquo atau rdquolwrdquo maka akan sinyal rdquoRegwriterdquo akan aktif Hal lain jika melibatkan memori ldquolwrdquo atau ldquoswrdquo maka akan diberi sinyal kontrol ke ALU yaitu ldquoALUSrcrdquo

Desain single-cycle ini lebih dapat bekerja dengan baik dan benar tetapi cycle ini tidak efisien

2 Unit Kontrol Multi-CycleGambar disamping menunjukkan diagram blok dari unit kontrol multi-cycle

Berbeda dengan unit kontrol yang single-cycle unit kontrol yang multi-cycle lebih memiliki banyak fungsi

Dengan memperhatikan state dan opcode fungsi boolean dari masing-masing control line output dapat ditentukan Masing-masingnya akan menjadi fungsi dari 10 buah input logic Jadi akan terdapat banyak fungsi boolean dan masing-masingnya tidak sederhana

Pada cycle ini sinyal kontrol tidak lagi ditentukan dengan melihat pada bit-bit instruksinya Bit-bit opcode memberitahukan operasi apa yang selanjutnya akan di-execute CPU bukan instruksi cycle selanjutnya

713 Fungsi unit kontrol

Fungsi Unit Kontrol1 Pengurutan (sequencing) unit kontrol bertugas mengontrol sejumlah operasi

mikro dalam urutan yang benar

2 Eksekusi (execution) unit kontrol menyebabkan setiap operasi mikro dilakukan

state register overhead

Cycle 1Cycle 2

Cycle 3Cycle 4

Cycle 5

Fetch

Decode

Exec

Mem

WB

lw

Single cycle Implementation

Multiple Cycle Implementation

714 Input Unit Kontrol

Input Unit Kontrol

Unit kontrol mempunyai beberapa input diantaranya1 Clock berfungsi untuk sinkronisasi operasi antar komponen 2 Flag flag-flag ini diperlukan unit kontrol untuk mengetahui status CPU Flag

diset ALU sebagai hasil dari suatu operasi misalnya overflow flag diset 1 bila hasil komputasi melampaui panjang register tempat flag disimpan

3 Instruction register menggunakan opcode untuk menentukan operasi mikro yang akan dilakukan selama siklus eksekusi

4 Sinyal kontrol dari rdquobus controlrdquo memberi jalur ke unit kontrol untuk sinyal-sinyal tertentu seperti sinyal interrupt dan sinyal acknowledgment

715 Output Unit Kontrol

Sinyal kontrol di dalam CPU (control signals within CPU) output unit kontrol terdiri dari dua macam sinyal yaitu

1 sinyal-sinyal yang menyebabkan perpindahan data antar register 2 sinyal-sinyal yang dapat mengaktifkan fungsi ALU yang spesifik

Sinyal kontrol ke rdquobus controlrdquo juga terdiri atas 2 sinyal yaitu1 sinyal kontrol ke memori 2 sinyal kontrol ke modul-modul IO

716 Implementasi Unit Kontrol

1 Implementasi hardwired Unit kontrol merupakan rangkaian kombinatorial Sinyal-sinyal logika

inputnya akan didekodekan menjadi sinyal-sinyal logika output yang merupakan sinyal-sinyal kontrol ke sistem komputer Sinyal-sinyal input tersebut seperti clock flag register instruction dan sinyal kontrol merupakan input bagi unit kontrol untuk mengetahui status komputer Sinyal keluaran yang dihasilkan akan mengendalikan sistem kerja komputer

N buah input biner akan menghasilkan 2N output biner Setiap instruksi memiliki opcode yang yang berbeda-bedaOpcode yang berbeda dalam instruksi akan menghasilkan sinyal kontrol yang berbeda pula Pewaktu unit kontrol mengeluarkan rangkaian pulsa yang periodik

Pulsa waktu ini digunakan untuk mengukur durasi setiap operasi mikro yang dijalankan CPU intinya digunakan untuk sinkronisasi kerja masing-masing bagian

Masalah dalam Merancang Implementasi Hardwired Memiliki kompleksitas dalam pengurutan dan operasi mikronya Sulit didesain dan dilakukan pengetesan Tidak fleksibel Sulit untuk menambahkan instruksi baru

2 Implementasi microprogrammed Implementasi yang paling reliabel saat ini adalah implementasi

microprogrammed Unit kontrol memerlukan sebuah memori untuk menyimpan program kontrolnya

Fungsindashfungsi pengontrolan dilakukan berdasarkan program kontrol yang tersimpan pada unit kontrol Selain itu fungsindashfungsi pengontrolan tidak berdasarkan dekode dari input unit kontrol lagi

Teknik ini dapat menjawab kesulitanndashkesulitan yang ditemui dalam implementasi hardwired

81 Memori amp Piranti Penyimpanan

811 Jenis-Jenis memori

Berdasarkan komponen yang digunakan terbagi atas

1 Vacuum Tubes

Komputer generasi pertama ENIAC tahun 1946 menggunakan komponentabung hampa udara untuk main memory Memori ini relatif berukuran besardan tiap-tiap tabung hampa udara mewakili 1 bit

2 Magnetic Core Storage

Digunakan sekitar tahun 1960 ndash 1970 Terdiri dari ribuan cincin magnetikkecil berukuran 18 mm dengan lubang berdiameter 10 mm Tiap-tiap coredihubungkan dengan kabel kawat membentuk suatu bidang core (core plane)dan ditumpuk membentuk suatu core stackMasing-masing core dapat menyimpan 1 bit bila dimagnetasi dengan suatuarus listrik dari dua arah jurusan yang masing-masing bermuatan frac12 arus

3 Planar Thin-Film Storage

Terbuat dari lempengan tipis keramik atau metal tembus pandang yang berisi

kumpulan besi nikel berbentuk empat persegi panjang kecil dihubungkandengan kabel-kabel

4 Semiconductor Storage

Mulai banyak digunakan sejak tahun 1970-an hingga sekarangTerbuat dariVLSI (Very Large Scale Integration) yaitu meletakkan sejumlah besar circuitke dalam suatu chip Teknologi yang digunakan adalah MOS (Metal OxideSemiconductor) dan bersifat volatileKomputer IBM 704 pada GeneralElectric Computer facility diArizona State University 1956Sebuah mesin vacuum tubedengan magnetic core storageSingle layer thin film dengan Ta2N resistors

5 Josephson Junction

Diciptakan oleh Brian Josephson dari Inggris Merupakan memori yang dapatmelakukan switch dari bit 1 ke bit 0 atau sebaliknya dengan kecepatan yangtinggi yaitu kurang dari sepertriliun detik Menggunakan suatu tempat

tertutup yang berisi helium cair dengan suhu sekitar -200 derajat celcius

6 Charged-Coupled Device (CCD)

Merupakan memori yang terdiri dari ribuan metal bujur sangkar berukurankecil yang masing-masing dapat menyimpan informasi digit binari dalambentuk beban elektronik (electric charge)

812 Hirarki Memori

Sebagian besar komputer memiliki hirarki memori yang terdiri atas tiga level yaitu

1 Physical Register di CPU berada di Level teratas Informasi yang berada

di Register dapat diakses dalam satu Clock cycle CPU

2 Primary Memory (Executable memory ) berada dilevel tengah

Contohnya RAM Primary Memory diukur dengan satu byte dalam satu

waktu secara relatif dapat diakses dengan cepat bersifat volatil (informasi

bisa hilang ketika komputer dimatikan) CPU mengakses memori ini

dengan instruksi single load dan store dalam beberapa clock cycle

3 Secondary Memory berada dilevel bawah Contohnya disk atau tape

Secondary memory diukur sebagai kumpulan dari bytes(block of bytes)

waktu aksesnya lambat bersifat non-volatil (informasi tetap tersimpan

ketika komputer dimatikan) Memori ini diterapkan di storage device jadi

akses meliputi aksi oleh driver dan device

813 Memori Internal

Memori internal o Berada di luar CPU tetapi bersifat internal terhadap sistem komputero Diperlukan oleh CPU untuk proses eksekusi (operasi) program sehingga

dapat diakses secara langsung oleh prosesor (CPU) tanpa modul perantarao Memori internal sering juga disebut sebagai memori primer atau memori

utama o Memori internal biasanya menggunakan media RAM

Random Access Memori (RAM)

Ram adalah suatu memori baca tulis artinya data dapat dibaca dari atau ditulis ke RAM dan dapat dilakukan secara berulang-ulang dengan data yang berbeda-beda Jenis memori ini merupakan jenis volatile (mudah menguap) yaitu data yang tersimpan akan hilang jika catu dayanya dimatikan Karena alasan tersebut maka program utama tidak pernah disimpan di RAM Random artinya data yang disimpan pada RAM dapat diakses secara acak RAM dibagi lagi menjadi dua jenis yaitu jenis statik dan jenis dinamik RAM statik menyimpan satu bit informasi dalam sebuah flip-flop Jenis RAM ini asyncronous dan tidak memerlukan sinyal clock RAM statik biasanya digunakan untuk aplikasi-aplikasi yang tidak memerlukan kapasitas memori RAM yang besar RAM dinamik menyimpan satu bit informasi data sebagai muatan RAM dinamik menggunakan kapasitansi gerbang substrat sebuah transistor MOS sebagai sel memori elementer Untuk menjaga agar data yang tersimpan RAM dinamik tetap utuh data tersebut harus disegarkan kembali dengan cara membaca dan menulis ulang data tersebut kememori RAM dinamik ini digunakan untuk aplikasi ynag memerlukan RAM dengan kapasitas besar misalnya dalam sebuah komputer pribadi (PC)

Read Only Memory (ROM)

Jenis memori ini datanya hanya bisa dibaca dan tidak bisa ditulis secara berulang-ulang Memori ini berjenis non-volatile artinya data yang disimpan tidak mudah menguap (hilang) walaupun catu dayanya dimatikan Karena itu memori ini biasa digunakan untuk menyimpan program utama dari suatu sistem Jenis ROM yang dikenal dipasaran ada lima jenis yaitu

- ROM (Read Only Memory) yang diprogram dalam proses pembuatannya Jenis ini tidak dapat diprogram ulang

- PROM (Programmable ROM) yang diprogram dengan cara memutuskan hubungan sekering internal PROM hanya dapat diprogram satu kali dan tidak dapat diprogram ulang

- EPROM (Erasable PROM) yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat dari piranti Dihapus dengan cara pemberian sinar ultra violet melalui jendela pada bagian atas IC Setelah dihapus dapat diprogram ulang

- EEPROM (Electrically EPROM) sama saja dengan EPROM hanya cara penghapusannya dilakukan secara listrik

- Flash EPROM yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat pada piranti Memori ini dapat diisi ulang

Dari semua jenis memori diatas yang sering digunakan adalah memori jenis EPROM dan

EEPROM karena harganya paling murah dan mudah didapat dipasaran

814 Memori Eksternal

Memori eksternal o Bersifat eksternal terhadap sistem komputer dan tentu saja berada di luar

CPUo Diperlukan untuk menyimpan data atau instruksi secara permaneno Tidak diperlukan di dalam proses eksekusi sehingga tidak dapat diakses secara

langsung oleh prosesor (CPU) Untuk akses memori eksternal ini oleh CPU harus melalui pengontrolmodul IO

o Memori eksternal sering juga disebut sebagai memori sekunder o Memori ini terdiri atas perangkat storage peripheral seperti disk pita

magnetik dll berbagai jenis memory Eksternal

1 Berdasarkan jenis akses data

Berdasarkan jenis aksesnya memori eksternal dikelompokkan menjadi 2 jenis yaitu

a DASD (Direct Access Storage Device) dimana ia mempunyai akses langsung

terhadap data Contoh Magnetik(Floppy disk hard disk) Removable hard

disk(Zip disk Flash disk) Optical Disk

b SASD (Sequential Access Storage Device) Akses data secara tidak langsung

(berurutan) seperti Pita Magnetik

2Berdasarkan Karakteristik Bahan

Berdasarkan karakteristik bahan pembuatanya memori eksternal digolongkan

menjadi beberapa kelompok

a Punched Card atau kartu berlobang

a merupakan kartu kecil berisi lubang-lubang yang menggambarkan berbagai instruksi atau data Kartu ini dibaca melalui puch card reader yang sudah tidak digunakan lagi sejak tahun 1979

b Magnetik Disk Magnetik disk merupakan disk yang terbuat dari bahan yang bersifat magnetik contoh Floppy dan hardsik

c Optical Disk Optical disk terbuat dari bahan optik seperti resin (Polycaronate) dan dilapisi permukaan yang sangat reflektif seperti aluminium contoh CD dan DVD

d Magnetik TapeSedangkan magnetik tape terbuat dari bahan yang bersifat magnetik tetapi berbentuk pita seperti halnya pita kaset tape recorder

91 Bus amp Sistem Bus

Dalam Arsitektur komputer sebuah Bus adalah sebuah subsistem yang mentransfer data

atau listrik antar komponen komputer didalam sebuah komputer atau antar komputer

Bus komputer awal merupakan bus listrik paralel dengan banyak hubungan tetapi istilah

ini sekarang digunakan untuk pengaturan fisik yang menyediakan fungsi logika yang

sama dengan sebuah bus listrik paralel dan dapat dihubungkan dengan kabel dalam

sebuah topologi multidrop atau daisy chain atau dihubungkan dengan switch seperti

dalam kasus bus USB

System bus atau bus System dalam Arsitektur komputer merujuk pada bus yang

digunakan oleh sistem komputer untuk menghubungkan semua komponennya dalam

menjalankan tugas sebuah bus adalah sebutan untuk jalur dimana data dapat mengalir

dalam komputer jalur-jalur ini digunakan untuk komunikasi dan dapat dibuat antara dua

elemen atau lebih Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan

dieksekusi oleh CPU melalui perantara sistem bus

911 Transfer informasi pada bus

Suatu mendukung bermacam-macam transfer data Semua bus mendukung transfer baca

(master slave) dan transfer tulis( slave ke master) Pada semua multiplexed addressdata

bus pertama-tama bus digunakan untuk menspesifikasikan alamat dan kemudian untuk

melakukan transfer data Untuk operasi baca biasanya terdapat waktu tunggu pada saat

data sedang diambil dari slave untuk ditaruh pada bus Baik bagi operasi baca maupun

tulis mungkin juga terdapat delay bila hal itu diperlukan untuk melalui arbitrasi agar

mendapatkan kontrol bus untuk sisa operasi (yaitu mengambil alih bus untuk melakukan

request baca atau tulis kemudian mengambil alih lagi bus untuk membentuk operasi baca

atau tulis

Pada alamat dedicate dan bus-bus alamat ditaruh ada bus alamat dan tetap berada disana

selama data tersimpan pada bus data Bagi operasi tulis master menaruh data pada bus

data begitu alamat telah stabil dan slave telah mempunyai kesempatan untuk mengetahui

alamatnya bagi operasi baca slave menaruh data pada bus dan begitu slae mengetahui

alamatnya dan telah mengembil data

912 Sistem Bus dengan Jalur Data Alamat dan Kontrol

Jalur bus yang digunakan untuk mentransfer data dapat dikelompokkanrnenjadi tiga tipe jalur data alamat dan kontrol

Data bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi data dan instruksi

Address bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi untuk alamat di

main memory untuk data atau instruksi yang akan diambil atau direkam

Control bus yaitu bus yang digunakan untuk mengirimkan signal sebagai

pemberitahuan akan dikirimkan suatu informasi atau telah diterimanya informasi

yang akan dikirimkan dari suatu alat ke alat lainnya

913 Hirarki Bus

Bus merupakan lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih perangkat

computer Karakteristik penting sebuah bus adalah bahwa bus merupakan media

transmisi yang dapat digunakan bersama Sejumlah perangkat yang terhubung ke bus dan

suatu sinyal yang ditransmisikan oleh salah satu perangkat ini data diterimaoleh salah

satu perangkat yang terhubung ke bus

Umumnya sebuah bus terdiri dari sejumlah lintasan komunikasi atau saluran Masing-

masing saluran dapat mentransmisi sinyal yang menunjukan biner 1 dan biner 0

serangkaian digit biner dapat ditransmisi melalui saluran tunggal

914 Bus Data dan Bus Alamat

1 Bus data

Jalur data yang dilalui informasi ke dan dari microprocessor bahan data keterangan

catatan fakta fakta atau bagian dari fakta yang mengandung arti yang dihubungkan

dengan kenyataan simbol-simbol gambar kata-kata angka huruf yang menunjukan ide

objek kondisi dan lainnya

Data itu sendiri merupakan bentuk jamak dari datum yang berarti informasi jelasnya data

itu dapat berupa apa saja dan dapat ditemui dimana saja

2 Bus Alamat

Bus alamat pengalamatan transformasi data bus Pengalamatan bus ini berisi 16 2024

jalur sinyal paralel atau lebih CPU mengirim alamat lokasi memori atau port yang ingin

ditulis atau dibaca di bus ini jumlah lokasi memori yang dapat dialamati ditentukan

jumlah jalur alamat Jika CPU mempunyai N jalur alamat maka dapat mengalamati 2

pangkat N lokasi memori dan atau port secara langsung

101 Unit Input amp Output

Salah satu fitur dasar komputer adalah kemampuannya untuk mempertukarkandata dengan perangkat lain Kemampuan komunikasi ini memungkinkan operatormanusia misalnya untuk menggunakan keyboard dan layer display untuk mengolahteks dan grafik

1011 Dasar Unit Input Output

Unit IO memberi CPU kemampuan untuk berkomunikasi dengan peripheral Merupakan

entity dalam komputer yang bertanggung jawab atas pengontrol sebuah perangkat

eksternal atau lebih dan untuk pertukaran data antara alat-alat tersebut dengan memory

utama dan atau register-register dalam CPU

Alasan- alasan dipertukarkannya unit IO

Adanya aneka ragam peripheral yang memiliki macam-macam metode operasi

Perbedaan kecepatan transfer data antara sistem BUS dengan piranti IO BUS= 20

nano detik sedang IO lebih dari 100 nano detik

Peripheral seringkali menggunakan format data dan panjang word yang berlainan

dengan komputer

Perbedaan besar tegangan dan arus data yang diperlukan untuk transfer informasi

dari dan ke peripheral dengan sistem bus

Tujuan Unit IO

Melakukan kompensasi perbedaan kecepatan dan perwaktuan antara CPU dan

peripheral

Melakukan penyesuaian tegangan dan arus satu aras ke aras lain

Menyesuaikan panjang data antara sistem BUS dan BUS IO

1012 Antarmuka IO

Gambar 122 mengilustrasikan hardware yang diperlukan untukmenghubungkan perangkat IO ke bus Dekoder alamat mengenableperangkattersebut untuk mengenali alamatnya pada saat alamat ini muncul pada jalur alamatRegister data menyimpan data yang ditransfer ked an dari prosessor Register statusberisi informasi yang relevan dengan operasi perangkat IO Register data dan statusdihubungkan dengan bus data dan ditetapkan dengan alamatalamatunik Dekoderalamat register data dan status dan sirkuit control yang diperlukan untukmengkoordinasikan transfer IO membentuk sirkuit antar muka perangkatGambar 122 Antarmuka IO untuk perangkat input

Perangkat IO beroperasi pada kecepatan yang sangat berbeda denganprosessor Pada saat operator manusia memasukkan karakter pada keyboardprosessor mampu mengeksekusi jutaan instruksi antarentrikarakter yang berurutanSuatu instruksi yang membaca karakter dari keyboard sebaiknya hanya dieksekusipada saat karakter tersebut tersedia dalam input buffer antarmuka keyboard Juga kitaharus memastikan bahwa karakter input tersebut hanya dibaca sekali

1013 Transfer data pada IO

Transfer dataFormat transfer

- Paralel semua bit pada karakter (word denganpanjang tertentu) dikirim secara bersamaan dalambatas waktu yang diberikan

- Serial Data dikirim secara berurutan dalam satu saluran

Transfer data secara paralel lebih cepat daripada secaraserial karena saluran transmisinya banyak kelemahannyakalau terlalu panjang akan terjadi interferensi antarsaluran

Mode transfer data

1 Synchronous modeBaris kendali digunakan untuk mengsinkronkan waktupada semua kejadian yang terjadi selama periodewaktu tertentuKelemahanbull Tiap piranti IO berbeda-beda kecepatan operasinyasehingga harus diturunkan pada kecepatan yangpaling rendah

2 Asynchronous mode

Menggunakan teknik jabat tangan (hand shaking) untukmenyakinkan transfer data antara pengirim danpenerima tidak ada kesalahan (data valid)

111 Interupsi

Interupsi merupakan bagian penting dari sistem arsitektur komputer Setiap sistem

komputer memiliki mekanisme yang berbeda Interupsi bisa terjadi apabila perangkat

keras (hardware) atau perangkat lunak minta ldquo dilayanirdquo oleh processor apabila terjadi

interupsi maka processor menghentikan proses yang sedang dikerjakannya kemudian

beralih mengerjakan service rutin untuk melayani intrupsi tersebut Setelah selesai

mengerjakan service rutin maka prosesor kembali melanjutkan proses yang tertunda

1111 Kelas Sinyal Interupsi

Program yaitu Interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi

pada hasil eksekusi program Contioh Aritmatika overflow pembagian nol

operasi ilegal

Timer adalah Interupsi yang dibangkitkan pewaktuan dalam prosesor Sinyal ini

memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsi tertentu secara reguler

I O sinyal Interupsi yang di bangkitkan oleh Modul IO sehubngan pemberitahuan

kondisi Error dan penyelesaian suatu operasi

Hardware Failure adalah Interupsi yang dibangkitkan oleh kegagalan daya atau

kesalahan paritas memori

1112 Proses Interupsi

Dengan adanya mekanisme Interupsi prossesor dapat digunakan untuk

mengeksekusi intsruksi- instruksi lain

Saat suatu modul telah selesai menjalankan tugasnya dan siap menerima tugas

berikutnya maka modul ini akan mengirimkan permintaan interupsi ke prosesor

Kemudian prosesor akan menghentikan eksekusi yang dijalankannya untuk

menghandle routine interupsi

Setelah program interupsi selesai maka processor akan melanjutkan eksekusi

programnya kembali

Saat sinyal Interupsi diterima processor ada dua kemungkinan tindakan yaitu

Interupsi diterima ditangguhkan dan Interupsi ditolak

1113 Interupsi Ditangguhkan

Apa yang dilakukan Processor

Processor menangguhkan eksekusi program yang dijalankan dan menyimpan

konteksnya tindakan ini adalah menyimpan alamat instruksi berikutnya yang akan

dieksekusi dan data lain yang relevan

Processor menyetel program Counter (PC) ke alamat awal routine intterupt handler

1114 Sistem Operasi Kompleks

Interupsi ganda (Multiple interupt)

Misalnya suatu komputer akan menerima permintaan interupsi saat proses

pencetakan dengan printer selesai disamping itu dimungkinkan dari saluran

komunikasi akan mengirimkan permintaan interupsi setiap kali data tiba

Dapat diambil dua buah pendekatan untuk menangani interupsi ganda ini

121 Arsitektur dan Klasifikasi Sistem Komputer

Sebuah sistem operasi atau dalam bahasa asingnya Operating System adalah sebuah

program yang mengatur hardware komputer Sistem operasi juga menyediakan fondasi

untuk aplikasi diatasnya dan bertindak sebagai penghubung antara user dengan

hardwaresetiap sistem operasi memiliki caranya masing-masing untuk menyelesaikan

tugasnya Hal ini menimbulkan aneka ragam sistem operasi yang sangat menakjubkan

Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu 1 Klasifikasi Flynn

Didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data dalam sistem komputer

2 Klasifikasi Feng Didasarkan pada pemrosesan paralel dan serial

3 Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1211 Klasifikasi Fylnn

KLASIFIKASI FLYNN 1048790 Klasifikasi sistem komputer yang didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data diperkenalkan oleh Michael J Flynn 1048790 Alur instruksi (instruction stream) adalah urutan instruksi yang dilaksanakan oleh mesin 1048790 Alur data adalah urutan data yang dipanggil oleh alur instruksi 1048790 Baik instruksi maupun data diambil dari modul memori 1048790 Instruksi didecode (diartikan) oleh Control Unit 1048790 Alur data mengalir dua arah antara prosesor dan memori

Ada 4 kategori sistem komputer dalam klasifikasi Flynn 1 Single Instruction stream ndash Single Data stream (SISD) 2 Single Instruction stream ndash Multiple Data stream (SIMD) 3 Multiple Instruction stream ndash Single Data stream (MISD) 4 Multiple Instruction stream ndash Multiple Data stream (MIMD)

1212 Klasifikasi Feng

KLASIFIKASI FENG 1048790 Tse Yun Feng mengusulkan pembagian klasifikasi arsitektur komputer berdasarkan derajat keparalelan (degree of parallelism) 1048790 Jumlah bit maksimum yang dapat diproses dalam satu satuan waktu oleh sistem komputer disebut derajat keparalelan maksimum P 1048790 Bila Pi adalah jumlah bit yang dapat diproses dalam siklus prosesor ke ndash i (atau periode clock ke ndash i) 1048790 Siklus prosesor T dinyatakan oleh i = 123 T 1048790 Maka derajat keparalelan rata-rataa adalah

Ada 4 tipe Metode Pemrosesan

1048790 Word Serial and Bit Serial (WSBS) 1048790 Word Paralel and Bit Setial (WPBS) 1048790 Word Serial and Bit Paralel (WSBP) 1048790 Word Paralel and Bit Paralel (WPBP)

1213 Klasifikasi Handler

Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1214 Menjelaskan Multi Komputer amp Multi Processor

1048790 Multiprosesor MIMD dengan memori yang dapat digunakan bersama semua prosesornya memiliki akses ke pool memori utama

1048790 Multikomputer MIMD dengan memori terdistribusi setiap prosesornya memiliki memori khusus sendiri

1048790 Motivasi pembuatan organisasi multikomputer adalah untuk mengatasi keterbatasan skala multiprosesor

1048790 Karena prosesor-prosesor multikomputer harus berkomunikasi maka elemen penting perancangan multikomputer adalah jaringan interkoneksi yang harus dapat beroperasi seefisien mungkin

1048790 Ada beberapa topologi interkoneksi untuk memberikan kinerja yang efisien

1048790 Terdapat trade-off antara lintasan terpanjang dan jumlah koneksi fisik yang diperlukan

Selesai

BAB III PENUTUP

31 Kesimpulan

32 Saran

Daftar Pustaka

• Definisi
• • Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu

2 Flip-flop D

Flip-flop D dapat disusun dari flip-flop S-R atau flip-flop J-K yang masukannya saling berkebalikan Hal ini dimungkinkan dengan menambahkan salah satu masukannya dengan inverter agar kedua masukan flip-flop selalu dalam kondisi berlawanan Flip-flop ini dinamakan dengan flip-flop data karena keluarannya selalu sama dengan masukan yang diberikan Saat flip-flop pada keadaan aktif masukan akan diteruskan ke saluran keluaran

2 Flip-flop J-KFlip-flop J-K merupakan penyempurnaan dari flip-flop R-S terutama untuk mengatasi masalah

osilasi yaitu dengan adanya umpan balik serta masalah kondisi terlarang seperti yang telah dijelaskan di atas yaitu pada kondisi masukan J dan K berlogika 1 yang akan membuat kondisi keluaran menjadi berlawanan dengan kondisi keluaran sebelumnya atau dikenal dengan istilah toggle Sementara untuk keluaran berdasarkan kondisi-kondisi masukan yang lain semua sama dengan flip-flop R-S

Gambar 35 Flip-flop J-K

51 Aritmatika Logika Unit

Macam- macam operasi ALU

Adder (Penjumlahan) Half Adder Full Adder Paralel Adder

Pengurangan (Substraktor)

Perkalian (Multiplexer)

Pembagian bila hasilnya 0 amp 1

Adder

Rangkaian ALU (Arithmetic and Logic Unit) yang digunakan untuk menjumlahkanbilangan dinamakan dengan Adder Karena Adder digunakan untuk memprosesoperasi aritmetika maka Adder juga sering disebut rangkaian kombinasionalaritmetika ALU akan dijelaskan lebih detail pada bab 3 Ada 2 jenis Adder

1 Rangkaian Adder yang hanya menjumlahkan dua bit disebut Half Adder2 Rangkaian Adder yang menjumlahkan tiga bit disebut Full Adder3 Rangkaian Adder yang menjumlahkan banyak bit disebut paralel Adder

Half Adder

Rangkaian half adder merupakan dasar penjumlahan bilangan biner yang masingmasinghanya terdiri dari satu bit oleh karena itu dinamakan penjumlah tak lengkap

1 Jika A=0 dan B=0 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 02 Jika A=0 dan B=1 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 13 Jika A=1 dan B=1 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 0 dengan nilai pindahanCy(Carry Out) = 1

Dengan demikian half adder memiliki 2 masukan (A dan B) dan dua keluaran (S dan Cy)

Dari tabel diatas terlihat bahwa nilai logika dari Sum sama dengan nilai logika darigerbang XOR sedangkan nilai logika Cy sama dengan nilai dari gerbang logikaAND Dari tabel tersebut dapat dibuat rangkaian half adder seperti pada gambar

Full Adder

Full adder mengolah penjumlahan untuk 3 bit bilangan atau lebih (bit tidak terbatas)oleh karena itu dinamakan rangkaian penjumlah lengkap Perhatikan tabel kebenarandari Full adder berikut

Parallel Adder

Parallel Adder adalah rangkaian Full Adder yang disusun secara parallel danberfungsi untuk menjumlah bilangan biner berapapun bitnya tergantung jumlah FullAdder yang diparallelkan Gambar berikut menunjukkan Parallel Adder yang terdiridari 4 buah Full Adder yang tersusun parallel sehingga membentuk sebuah penjumlah 4 bit

Penjumlahan

Komputer hanya dapat melakukan proses aritmetika menggunakan bilangan binerSemua sistem bilangan harus diubah terlebih dahulu ke biner agar dapat diprosesProses yang biasa dilakukan oleh komputer untuk menjumlahkan sistem bilangandesimal biasanya adalah menyandikan ke 8421BCD terlebih dahulu sebelumdijumlahkan Sebelum mempelajari tentang penjumlahan pada 8421BCD ada baiknyamengetahui cara menjumlahkan bilangan biner

Penjumlahan Biner

Ada 4 kondisi yang terjadi pada penjumlahan biner yaitu apabila 0 + 0 0 + 1 1 + 0dan 1 + 1 Jika yang terjadi adalah 1 + 1 kita tidak dapat menyatakan hasil jumlahdalam satu digit Tetapi kita harus melakukan penyimpanan (Carry Out) kedalamkolom yang lebih tinggi Ini berlaku untuk seluruh sistem bilangan Sebagai contohpada bilangan desimal 2 + 5 = 7 dengan carry out = 0 9 + 9 = 8 dengan carry out = 1Contoh

Penjumlahan 8421BCD

Sandi 8421BCD hanya menggunakan bilangan biner untuk 0 sampai 9 karena yangdisandikan hanya 1 digit angka desimal Dalam penjumlahan yang perlu diperhatikanadalah jika hasilnya lebih dari 9 sehingga akan dihasilkan auxillary carry (Carry daribilangan keempat LSB) maupun carry dari MSBBerikut adalah aturan penjumlahan sandi 8421BCDJikajumlah biner dan jumlah BCD sama yaitu AC (Auxillary Carry) = 0 dan Carry= 0 maka tidak diperlukan aturan tambahan

Jikajumlah biner tidak sama dengan jumlah desimal maka memerlukan pengaturantambahan Jika Auxillary Carry (AC) = 0 atau AC = 1 dan Carry (Cy) = 0 dimana hasilpenjumlahan binernya lebih dari 9 desimal maka perlu ditambahkan 6 pada niblerendah tersebut dan tambahkan 1 pada nible yang lebih tinggi

Pengurangan

Pengurangan pada dasarnya merupakan penjumlahan yaitu penjumlahan denganbilangan negatif

500 ndash 255 = 245 (Pengurangan)500 + ()255 = 245 (Penjumlahan)Komputer hanya bekerja pada bilangan ldquo0rdquo dan ldquo1rdquo dan tidak mengenal bilangannegatif Untuk menunjukkan bilangan negatif komputer menggunakan tanda modulus(Modulus Sign) Pada penjumlahan desimal tanda modulus yang digunakan adalahldquo0rdquo untuk bilangan positif dan ldquo9rdquo untuk bilangan negatif Untuk bilangan negatifpada operasi penjumlahannya harus dikomplemen Komplemen yang digunakan padabilangan desimal adalah komplemen10dan komplemen9

Perkalian

Perkalian antara bilangan biner adalah perkalian yang paling mudah diantara sistembilangan lainnya

Pada Teknik Komputer perkalian dilakukan menggunakan register geser kanan (ShiftRight Register) Perhatikan contoh berikut

Register A untuk menyimpan data yang akan dikalikan (Multiplicand)Register B untuk menyimpan data pengali (Multiplier)Register P untuk menyimpan hasil perkalian

Pembagian

Kebalikan dari perkalian pembagian (Division) adalah suatu bentuk dari penguranganyang dilakukan berulangulangDan proses ini juga dapat dilakukan pada rangkaianlogika dengan cara pengurangan dan penggeseran ke kiri (menggunakan shiftleftregister) Berikut adalah aturan dari pembagianKurangkan bilangan pembagi (Divisor) dari MSB bilangan yang akan dibagi(Dividend) lihat hasil pengurangan

Bila hasilnya 1 atau positif Berarti hasil pembagian (Product) adalah 1 Setelah itu hasil pengurangan digeserkekiri satu bit dan dimulai lagi pengurangan oleh bilangan pembagi (Divisor)

Bila hasilnya 0 atau negatif Berarti hasil pembagian (Product) adalah 0 Dalam hal ini sebelum digeser ke kiriharus ditambah dulu dengan bilangan pembagi (Divisor) Setelah digeser ke kiri satubit dimulai lagi proses pengurangan oleh bilangan pembagi Pengurangan olehbilangan pembagi dilakukan dengan penjumlahan komplemen2Bila dalam

penjumlahan tersebut terdapat pindahan (Carry) maka carry tersebut diabaikanPerhatikan contoh berikut 1010 410 = 10102 1004

Karena ada hasil pengurangan yang negatif maka digit yang dihasilkansetelah itu adalah digit pecahan sehingga hasil yang benar 1012 atau 2510

61 Floating Point

71 Control Unit

CONTROL UNIT (CU)

711 Model Control Unit

Unit kontrol atau yang sering dikenal dengan control unit akan menyimpan perintah sekarang yang dilakukan oleh komputer memerintahkan ALU untuk melaksanaan dan mendapat kembali informasi (dari memori) yang diperlukan untuk melaksanakan perintah itu dan memindahkan kembali hasil ke lokasi memori yang sesuai Sekali yang terjadi unit kontrol pergi ke perintah berikutnya (biasanya ditempatkan di slot berikutnya kecuali kalau perintah itu adalah perintah lompatan yang memberitahukan kepada komputer bahwa perintah berikutnya ditempatkan di lokasi lain)

Bagian CPU yang menyebabkan fungsi komputer tercapai ini mengeluarkan sinyal-sinyal kontrol yang bersifat internal bagi CPU untuk memindahkan data antar Register agar ALU melakukan fungsinya untuk mengatur operasi-operasi internal lainnya Register yang merupakan bagian dari unit kontrol adalah tempat penyimpan data sementara dalam CPU selama proses eksekusi Apabila terjadi proses eksekusi data dalam register dikirim ke ALU untuk diproses hasil eksekusi nantinya diletakkan ke register kembali Unit kontrol akan menghasilkan sinyal yang akan mengontrol operasi ALU dan pemindahan data ke dan dari ALU Unit kontrol juga mengeluarkan sinyal kontrol eksternal bagi pertukaran data memori dan modul-modul IO

Model dari unit kontrol

712 Macam-macam unit kontrol

Macam-macam Unit Kontrol1 Unit Kontrol Single-Cycle

Proses di unit kontrol ini hanya terjadi dalam satu clock cycle artinya setiap instruksi (fetch decode execute) ada pada satu cycle maka dari itu tidak memerlukan state Dengan demikian fungsi boolean masing-masing control line hanya merupakan fungsi dari opcode saja Clock cycle harus mempunyai panjang yang sama untuk setiap jenis instruksi

Ada dua bagian pada unit kontrol ini yaitu proses men-decode opcode untuk mengelompokkannya menjadi 4 macam instruksi (yaitu di gerbang AND) dan pemberian sinyal kontrol berdasarkan jenis instruksinya (yaitu gerbang OR) Keempat jenis instruksi adalah ldquoR-formatrdquo (berhubungan dengan register) ldquolwrdquo (membaca memori) ldquoswrdquo (menulis ke memori) dan ldquobeqrdquo (branching)

Sinyal kontrol yang dihasilkan bergantung pada jenis instruksinya Misalnya jika melibatkan memori rdquoR-formatrdquo atau rdquolwrdquo maka akan sinyal rdquoRegwriterdquo akan aktif Hal lain jika melibatkan memori ldquolwrdquo atau ldquoswrdquo maka akan diberi sinyal kontrol ke ALU yaitu ldquoALUSrcrdquo

Desain single-cycle ini lebih dapat bekerja dengan baik dan benar tetapi cycle ini tidak efisien

2 Unit Kontrol Multi-CycleGambar disamping menunjukkan diagram blok dari unit kontrol multi-cycle

Berbeda dengan unit kontrol yang single-cycle unit kontrol yang multi-cycle lebih memiliki banyak fungsi

Dengan memperhatikan state dan opcode fungsi boolean dari masing-masing control line output dapat ditentukan Masing-masingnya akan menjadi fungsi dari 10 buah input logic Jadi akan terdapat banyak fungsi boolean dan masing-masingnya tidak sederhana

Pada cycle ini sinyal kontrol tidak lagi ditentukan dengan melihat pada bit-bit instruksinya Bit-bit opcode memberitahukan operasi apa yang selanjutnya akan di-execute CPU bukan instruksi cycle selanjutnya

713 Fungsi unit kontrol

Fungsi Unit Kontrol1 Pengurutan (sequencing) unit kontrol bertugas mengontrol sejumlah operasi

mikro dalam urutan yang benar

2 Eksekusi (execution) unit kontrol menyebabkan setiap operasi mikro dilakukan

state register overhead

Cycle 1Cycle 2

Cycle 3Cycle 4

Cycle 5

Fetch

Decode

Exec

Mem

WB

lw

Single cycle Implementation

Multiple Cycle Implementation

714 Input Unit Kontrol

Input Unit Kontrol

Unit kontrol mempunyai beberapa input diantaranya1 Clock berfungsi untuk sinkronisasi operasi antar komponen 2 Flag flag-flag ini diperlukan unit kontrol untuk mengetahui status CPU Flag

diset ALU sebagai hasil dari suatu operasi misalnya overflow flag diset 1 bila hasil komputasi melampaui panjang register tempat flag disimpan

3 Instruction register menggunakan opcode untuk menentukan operasi mikro yang akan dilakukan selama siklus eksekusi

4 Sinyal kontrol dari rdquobus controlrdquo memberi jalur ke unit kontrol untuk sinyal-sinyal tertentu seperti sinyal interrupt dan sinyal acknowledgment

715 Output Unit Kontrol

Sinyal kontrol di dalam CPU (control signals within CPU) output unit kontrol terdiri dari dua macam sinyal yaitu

1 sinyal-sinyal yang menyebabkan perpindahan data antar register 2 sinyal-sinyal yang dapat mengaktifkan fungsi ALU yang spesifik

Sinyal kontrol ke rdquobus controlrdquo juga terdiri atas 2 sinyal yaitu1 sinyal kontrol ke memori 2 sinyal kontrol ke modul-modul IO

716 Implementasi Unit Kontrol

1 Implementasi hardwired Unit kontrol merupakan rangkaian kombinatorial Sinyal-sinyal logika

inputnya akan didekodekan menjadi sinyal-sinyal logika output yang merupakan sinyal-sinyal kontrol ke sistem komputer Sinyal-sinyal input tersebut seperti clock flag register instruction dan sinyal kontrol merupakan input bagi unit kontrol untuk mengetahui status komputer Sinyal keluaran yang dihasilkan akan mengendalikan sistem kerja komputer

N buah input biner akan menghasilkan 2N output biner Setiap instruksi memiliki opcode yang yang berbeda-bedaOpcode yang berbeda dalam instruksi akan menghasilkan sinyal kontrol yang berbeda pula Pewaktu unit kontrol mengeluarkan rangkaian pulsa yang periodik

Pulsa waktu ini digunakan untuk mengukur durasi setiap operasi mikro yang dijalankan CPU intinya digunakan untuk sinkronisasi kerja masing-masing bagian

Masalah dalam Merancang Implementasi Hardwired Memiliki kompleksitas dalam pengurutan dan operasi mikronya Sulit didesain dan dilakukan pengetesan Tidak fleksibel Sulit untuk menambahkan instruksi baru

2 Implementasi microprogrammed Implementasi yang paling reliabel saat ini adalah implementasi

microprogrammed Unit kontrol memerlukan sebuah memori untuk menyimpan program kontrolnya

Fungsindashfungsi pengontrolan dilakukan berdasarkan program kontrol yang tersimpan pada unit kontrol Selain itu fungsindashfungsi pengontrolan tidak berdasarkan dekode dari input unit kontrol lagi

Teknik ini dapat menjawab kesulitanndashkesulitan yang ditemui dalam implementasi hardwired

81 Memori amp Piranti Penyimpanan

811 Jenis-Jenis memori

Berdasarkan komponen yang digunakan terbagi atas

1 Vacuum Tubes

Komputer generasi pertama ENIAC tahun 1946 menggunakan komponentabung hampa udara untuk main memory Memori ini relatif berukuran besardan tiap-tiap tabung hampa udara mewakili 1 bit

2 Magnetic Core Storage

Digunakan sekitar tahun 1960 ndash 1970 Terdiri dari ribuan cincin magnetikkecil berukuran 18 mm dengan lubang berdiameter 10 mm Tiap-tiap coredihubungkan dengan kabel kawat membentuk suatu bidang core (core plane)dan ditumpuk membentuk suatu core stackMasing-masing core dapat menyimpan 1 bit bila dimagnetasi dengan suatuarus listrik dari dua arah jurusan yang masing-masing bermuatan frac12 arus

3 Planar Thin-Film Storage

Terbuat dari lempengan tipis keramik atau metal tembus pandang yang berisi

kumpulan besi nikel berbentuk empat persegi panjang kecil dihubungkandengan kabel-kabel

4 Semiconductor Storage

Mulai banyak digunakan sejak tahun 1970-an hingga sekarangTerbuat dariVLSI (Very Large Scale Integration) yaitu meletakkan sejumlah besar circuitke dalam suatu chip Teknologi yang digunakan adalah MOS (Metal OxideSemiconductor) dan bersifat volatileKomputer IBM 704 pada GeneralElectric Computer facility diArizona State University 1956Sebuah mesin vacuum tubedengan magnetic core storageSingle layer thin film dengan Ta2N resistors

5 Josephson Junction

Diciptakan oleh Brian Josephson dari Inggris Merupakan memori yang dapatmelakukan switch dari bit 1 ke bit 0 atau sebaliknya dengan kecepatan yangtinggi yaitu kurang dari sepertriliun detik Menggunakan suatu tempat

tertutup yang berisi helium cair dengan suhu sekitar -200 derajat celcius

6 Charged-Coupled Device (CCD)

Merupakan memori yang terdiri dari ribuan metal bujur sangkar berukurankecil yang masing-masing dapat menyimpan informasi digit binari dalambentuk beban elektronik (electric charge)

812 Hirarki Memori

Sebagian besar komputer memiliki hirarki memori yang terdiri atas tiga level yaitu

1 Physical Register di CPU berada di Level teratas Informasi yang berada

di Register dapat diakses dalam satu Clock cycle CPU

2 Primary Memory (Executable memory ) berada dilevel tengah

Contohnya RAM Primary Memory diukur dengan satu byte dalam satu

waktu secara relatif dapat diakses dengan cepat bersifat volatil (informasi

bisa hilang ketika komputer dimatikan) CPU mengakses memori ini

dengan instruksi single load dan store dalam beberapa clock cycle

3 Secondary Memory berada dilevel bawah Contohnya disk atau tape

Secondary memory diukur sebagai kumpulan dari bytes(block of bytes)

waktu aksesnya lambat bersifat non-volatil (informasi tetap tersimpan

ketika komputer dimatikan) Memori ini diterapkan di storage device jadi

akses meliputi aksi oleh driver dan device

813 Memori Internal

Memori internal o Berada di luar CPU tetapi bersifat internal terhadap sistem komputero Diperlukan oleh CPU untuk proses eksekusi (operasi) program sehingga

dapat diakses secara langsung oleh prosesor (CPU) tanpa modul perantarao Memori internal sering juga disebut sebagai memori primer atau memori

utama o Memori internal biasanya menggunakan media RAM

Random Access Memori (RAM)

Ram adalah suatu memori baca tulis artinya data dapat dibaca dari atau ditulis ke RAM dan dapat dilakukan secara berulang-ulang dengan data yang berbeda-beda Jenis memori ini merupakan jenis volatile (mudah menguap) yaitu data yang tersimpan akan hilang jika catu dayanya dimatikan Karena alasan tersebut maka program utama tidak pernah disimpan di RAM Random artinya data yang disimpan pada RAM dapat diakses secara acak RAM dibagi lagi menjadi dua jenis yaitu jenis statik dan jenis dinamik RAM statik menyimpan satu bit informasi dalam sebuah flip-flop Jenis RAM ini asyncronous dan tidak memerlukan sinyal clock RAM statik biasanya digunakan untuk aplikasi-aplikasi yang tidak memerlukan kapasitas memori RAM yang besar RAM dinamik menyimpan satu bit informasi data sebagai muatan RAM dinamik menggunakan kapasitansi gerbang substrat sebuah transistor MOS sebagai sel memori elementer Untuk menjaga agar data yang tersimpan RAM dinamik tetap utuh data tersebut harus disegarkan kembali dengan cara membaca dan menulis ulang data tersebut kememori RAM dinamik ini digunakan untuk aplikasi ynag memerlukan RAM dengan kapasitas besar misalnya dalam sebuah komputer pribadi (PC)

Read Only Memory (ROM)

Jenis memori ini datanya hanya bisa dibaca dan tidak bisa ditulis secara berulang-ulang Memori ini berjenis non-volatile artinya data yang disimpan tidak mudah menguap (hilang) walaupun catu dayanya dimatikan Karena itu memori ini biasa digunakan untuk menyimpan program utama dari suatu sistem Jenis ROM yang dikenal dipasaran ada lima jenis yaitu

- ROM (Read Only Memory) yang diprogram dalam proses pembuatannya Jenis ini tidak dapat diprogram ulang

- PROM (Programmable ROM) yang diprogram dengan cara memutuskan hubungan sekering internal PROM hanya dapat diprogram satu kali dan tidak dapat diprogram ulang

- EPROM (Erasable PROM) yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat dari piranti Dihapus dengan cara pemberian sinar ultra violet melalui jendela pada bagian atas IC Setelah dihapus dapat diprogram ulang

- EEPROM (Electrically EPROM) sama saja dengan EPROM hanya cara penghapusannya dilakukan secara listrik

- Flash EPROM yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat pada piranti Memori ini dapat diisi ulang

Dari semua jenis memori diatas yang sering digunakan adalah memori jenis EPROM dan

EEPROM karena harganya paling murah dan mudah didapat dipasaran

814 Memori Eksternal

Memori eksternal o Bersifat eksternal terhadap sistem komputer dan tentu saja berada di luar

CPUo Diperlukan untuk menyimpan data atau instruksi secara permaneno Tidak diperlukan di dalam proses eksekusi sehingga tidak dapat diakses secara

langsung oleh prosesor (CPU) Untuk akses memori eksternal ini oleh CPU harus melalui pengontrolmodul IO

o Memori eksternal sering juga disebut sebagai memori sekunder o Memori ini terdiri atas perangkat storage peripheral seperti disk pita

magnetik dll berbagai jenis memory Eksternal

1 Berdasarkan jenis akses data

Berdasarkan jenis aksesnya memori eksternal dikelompokkan menjadi 2 jenis yaitu

a DASD (Direct Access Storage Device) dimana ia mempunyai akses langsung

terhadap data Contoh Magnetik(Floppy disk hard disk) Removable hard

disk(Zip disk Flash disk) Optical Disk

b SASD (Sequential Access Storage Device) Akses data secara tidak langsung

(berurutan) seperti Pita Magnetik

2Berdasarkan Karakteristik Bahan

Berdasarkan karakteristik bahan pembuatanya memori eksternal digolongkan

menjadi beberapa kelompok

a Punched Card atau kartu berlobang

a merupakan kartu kecil berisi lubang-lubang yang menggambarkan berbagai instruksi atau data Kartu ini dibaca melalui puch card reader yang sudah tidak digunakan lagi sejak tahun 1979

b Magnetik Disk Magnetik disk merupakan disk yang terbuat dari bahan yang bersifat magnetik contoh Floppy dan hardsik

c Optical Disk Optical disk terbuat dari bahan optik seperti resin (Polycaronate) dan dilapisi permukaan yang sangat reflektif seperti aluminium contoh CD dan DVD

d Magnetik TapeSedangkan magnetik tape terbuat dari bahan yang bersifat magnetik tetapi berbentuk pita seperti halnya pita kaset tape recorder

91 Bus amp Sistem Bus

Dalam Arsitektur komputer sebuah Bus adalah sebuah subsistem yang mentransfer data

atau listrik antar komponen komputer didalam sebuah komputer atau antar komputer

Bus komputer awal merupakan bus listrik paralel dengan banyak hubungan tetapi istilah

ini sekarang digunakan untuk pengaturan fisik yang menyediakan fungsi logika yang

sama dengan sebuah bus listrik paralel dan dapat dihubungkan dengan kabel dalam

sebuah topologi multidrop atau daisy chain atau dihubungkan dengan switch seperti

dalam kasus bus USB

System bus atau bus System dalam Arsitektur komputer merujuk pada bus yang

digunakan oleh sistem komputer untuk menghubungkan semua komponennya dalam

menjalankan tugas sebuah bus adalah sebutan untuk jalur dimana data dapat mengalir

dalam komputer jalur-jalur ini digunakan untuk komunikasi dan dapat dibuat antara dua

elemen atau lebih Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan

dieksekusi oleh CPU melalui perantara sistem bus

911 Transfer informasi pada bus

Suatu mendukung bermacam-macam transfer data Semua bus mendukung transfer baca

(master slave) dan transfer tulis( slave ke master) Pada semua multiplexed addressdata

bus pertama-tama bus digunakan untuk menspesifikasikan alamat dan kemudian untuk

melakukan transfer data Untuk operasi baca biasanya terdapat waktu tunggu pada saat

data sedang diambil dari slave untuk ditaruh pada bus Baik bagi operasi baca maupun

tulis mungkin juga terdapat delay bila hal itu diperlukan untuk melalui arbitrasi agar

mendapatkan kontrol bus untuk sisa operasi (yaitu mengambil alih bus untuk melakukan

request baca atau tulis kemudian mengambil alih lagi bus untuk membentuk operasi baca

atau tulis

Pada alamat dedicate dan bus-bus alamat ditaruh ada bus alamat dan tetap berada disana

selama data tersimpan pada bus data Bagi operasi tulis master menaruh data pada bus

data begitu alamat telah stabil dan slave telah mempunyai kesempatan untuk mengetahui

alamatnya bagi operasi baca slave menaruh data pada bus dan begitu slae mengetahui

alamatnya dan telah mengembil data

912 Sistem Bus dengan Jalur Data Alamat dan Kontrol

Jalur bus yang digunakan untuk mentransfer data dapat dikelompokkanrnenjadi tiga tipe jalur data alamat dan kontrol

Data bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi data dan instruksi

Address bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi untuk alamat di

main memory untuk data atau instruksi yang akan diambil atau direkam

Control bus yaitu bus yang digunakan untuk mengirimkan signal sebagai

pemberitahuan akan dikirimkan suatu informasi atau telah diterimanya informasi

yang akan dikirimkan dari suatu alat ke alat lainnya

913 Hirarki Bus

Bus merupakan lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih perangkat

computer Karakteristik penting sebuah bus adalah bahwa bus merupakan media

transmisi yang dapat digunakan bersama Sejumlah perangkat yang terhubung ke bus dan

suatu sinyal yang ditransmisikan oleh salah satu perangkat ini data diterimaoleh salah

satu perangkat yang terhubung ke bus

Umumnya sebuah bus terdiri dari sejumlah lintasan komunikasi atau saluran Masing-

masing saluran dapat mentransmisi sinyal yang menunjukan biner 1 dan biner 0

serangkaian digit biner dapat ditransmisi melalui saluran tunggal

914 Bus Data dan Bus Alamat

1 Bus data

Jalur data yang dilalui informasi ke dan dari microprocessor bahan data keterangan

catatan fakta fakta atau bagian dari fakta yang mengandung arti yang dihubungkan

dengan kenyataan simbol-simbol gambar kata-kata angka huruf yang menunjukan ide

objek kondisi dan lainnya

Data itu sendiri merupakan bentuk jamak dari datum yang berarti informasi jelasnya data

itu dapat berupa apa saja dan dapat ditemui dimana saja

2 Bus Alamat

Bus alamat pengalamatan transformasi data bus Pengalamatan bus ini berisi 16 2024

jalur sinyal paralel atau lebih CPU mengirim alamat lokasi memori atau port yang ingin

ditulis atau dibaca di bus ini jumlah lokasi memori yang dapat dialamati ditentukan

jumlah jalur alamat Jika CPU mempunyai N jalur alamat maka dapat mengalamati 2

pangkat N lokasi memori dan atau port secara langsung

101 Unit Input amp Output

Salah satu fitur dasar komputer adalah kemampuannya untuk mempertukarkandata dengan perangkat lain Kemampuan komunikasi ini memungkinkan operatormanusia misalnya untuk menggunakan keyboard dan layer display untuk mengolahteks dan grafik

1011 Dasar Unit Input Output

Unit IO memberi CPU kemampuan untuk berkomunikasi dengan peripheral Merupakan

entity dalam komputer yang bertanggung jawab atas pengontrol sebuah perangkat

eksternal atau lebih dan untuk pertukaran data antara alat-alat tersebut dengan memory

utama dan atau register-register dalam CPU

Alasan- alasan dipertukarkannya unit IO

Adanya aneka ragam peripheral yang memiliki macam-macam metode operasi

Perbedaan kecepatan transfer data antara sistem BUS dengan piranti IO BUS= 20

nano detik sedang IO lebih dari 100 nano detik

Peripheral seringkali menggunakan format data dan panjang word yang berlainan

dengan komputer

Perbedaan besar tegangan dan arus data yang diperlukan untuk transfer informasi

dari dan ke peripheral dengan sistem bus

Tujuan Unit IO

Melakukan kompensasi perbedaan kecepatan dan perwaktuan antara CPU dan

peripheral

Melakukan penyesuaian tegangan dan arus satu aras ke aras lain

Menyesuaikan panjang data antara sistem BUS dan BUS IO

1012 Antarmuka IO

Gambar 122 mengilustrasikan hardware yang diperlukan untukmenghubungkan perangkat IO ke bus Dekoder alamat mengenableperangkattersebut untuk mengenali alamatnya pada saat alamat ini muncul pada jalur alamatRegister data menyimpan data yang ditransfer ked an dari prosessor Register statusberisi informasi yang relevan dengan operasi perangkat IO Register data dan statusdihubungkan dengan bus data dan ditetapkan dengan alamatalamatunik Dekoderalamat register data dan status dan sirkuit control yang diperlukan untukmengkoordinasikan transfer IO membentuk sirkuit antar muka perangkatGambar 122 Antarmuka IO untuk perangkat input

Perangkat IO beroperasi pada kecepatan yang sangat berbeda denganprosessor Pada saat operator manusia memasukkan karakter pada keyboardprosessor mampu mengeksekusi jutaan instruksi antarentrikarakter yang berurutanSuatu instruksi yang membaca karakter dari keyboard sebaiknya hanya dieksekusipada saat karakter tersebut tersedia dalam input buffer antarmuka keyboard Juga kitaharus memastikan bahwa karakter input tersebut hanya dibaca sekali

1013 Transfer data pada IO

Transfer dataFormat transfer

- Paralel semua bit pada karakter (word denganpanjang tertentu) dikirim secara bersamaan dalambatas waktu yang diberikan

- Serial Data dikirim secara berurutan dalam satu saluran

Transfer data secara paralel lebih cepat daripada secaraserial karena saluran transmisinya banyak kelemahannyakalau terlalu panjang akan terjadi interferensi antarsaluran

Mode transfer data

1 Synchronous modeBaris kendali digunakan untuk mengsinkronkan waktupada semua kejadian yang terjadi selama periodewaktu tertentuKelemahanbull Tiap piranti IO berbeda-beda kecepatan operasinyasehingga harus diturunkan pada kecepatan yangpaling rendah

2 Asynchronous mode

Menggunakan teknik jabat tangan (hand shaking) untukmenyakinkan transfer data antara pengirim danpenerima tidak ada kesalahan (data valid)

111 Interupsi

Interupsi merupakan bagian penting dari sistem arsitektur komputer Setiap sistem

komputer memiliki mekanisme yang berbeda Interupsi bisa terjadi apabila perangkat

keras (hardware) atau perangkat lunak minta ldquo dilayanirdquo oleh processor apabila terjadi

interupsi maka processor menghentikan proses yang sedang dikerjakannya kemudian

beralih mengerjakan service rutin untuk melayani intrupsi tersebut Setelah selesai

mengerjakan service rutin maka prosesor kembali melanjutkan proses yang tertunda

1111 Kelas Sinyal Interupsi

Program yaitu Interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi

pada hasil eksekusi program Contioh Aritmatika overflow pembagian nol

operasi ilegal

Timer adalah Interupsi yang dibangkitkan pewaktuan dalam prosesor Sinyal ini

memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsi tertentu secara reguler

I O sinyal Interupsi yang di bangkitkan oleh Modul IO sehubngan pemberitahuan

kondisi Error dan penyelesaian suatu operasi

Hardware Failure adalah Interupsi yang dibangkitkan oleh kegagalan daya atau

kesalahan paritas memori

1112 Proses Interupsi

Dengan adanya mekanisme Interupsi prossesor dapat digunakan untuk

mengeksekusi intsruksi- instruksi lain

Saat suatu modul telah selesai menjalankan tugasnya dan siap menerima tugas

berikutnya maka modul ini akan mengirimkan permintaan interupsi ke prosesor

Kemudian prosesor akan menghentikan eksekusi yang dijalankannya untuk

menghandle routine interupsi

Setelah program interupsi selesai maka processor akan melanjutkan eksekusi

programnya kembali

Saat sinyal Interupsi diterima processor ada dua kemungkinan tindakan yaitu

Interupsi diterima ditangguhkan dan Interupsi ditolak

1113 Interupsi Ditangguhkan

Apa yang dilakukan Processor

Processor menangguhkan eksekusi program yang dijalankan dan menyimpan

konteksnya tindakan ini adalah menyimpan alamat instruksi berikutnya yang akan

dieksekusi dan data lain yang relevan

Processor menyetel program Counter (PC) ke alamat awal routine intterupt handler

1114 Sistem Operasi Kompleks

Interupsi ganda (Multiple interupt)

Misalnya suatu komputer akan menerima permintaan interupsi saat proses

pencetakan dengan printer selesai disamping itu dimungkinkan dari saluran

komunikasi akan mengirimkan permintaan interupsi setiap kali data tiba

Dapat diambil dua buah pendekatan untuk menangani interupsi ganda ini

121 Arsitektur dan Klasifikasi Sistem Komputer

Sebuah sistem operasi atau dalam bahasa asingnya Operating System adalah sebuah

program yang mengatur hardware komputer Sistem operasi juga menyediakan fondasi

untuk aplikasi diatasnya dan bertindak sebagai penghubung antara user dengan

hardwaresetiap sistem operasi memiliki caranya masing-masing untuk menyelesaikan

tugasnya Hal ini menimbulkan aneka ragam sistem operasi yang sangat menakjubkan

Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu 1 Klasifikasi Flynn

Didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data dalam sistem komputer

2 Klasifikasi Feng Didasarkan pada pemrosesan paralel dan serial

3 Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1211 Klasifikasi Fylnn

KLASIFIKASI FLYNN 1048790 Klasifikasi sistem komputer yang didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data diperkenalkan oleh Michael J Flynn 1048790 Alur instruksi (instruction stream) adalah urutan instruksi yang dilaksanakan oleh mesin 1048790 Alur data adalah urutan data yang dipanggil oleh alur instruksi 1048790 Baik instruksi maupun data diambil dari modul memori 1048790 Instruksi didecode (diartikan) oleh Control Unit 1048790 Alur data mengalir dua arah antara prosesor dan memori

Ada 4 kategori sistem komputer dalam klasifikasi Flynn 1 Single Instruction stream ndash Single Data stream (SISD) 2 Single Instruction stream ndash Multiple Data stream (SIMD) 3 Multiple Instruction stream ndash Single Data stream (MISD) 4 Multiple Instruction stream ndash Multiple Data stream (MIMD)

1212 Klasifikasi Feng

KLASIFIKASI FENG 1048790 Tse Yun Feng mengusulkan pembagian klasifikasi arsitektur komputer berdasarkan derajat keparalelan (degree of parallelism) 1048790 Jumlah bit maksimum yang dapat diproses dalam satu satuan waktu oleh sistem komputer disebut derajat keparalelan maksimum P 1048790 Bila Pi adalah jumlah bit yang dapat diproses dalam siklus prosesor ke ndash i (atau periode clock ke ndash i) 1048790 Siklus prosesor T dinyatakan oleh i = 123 T 1048790 Maka derajat keparalelan rata-rataa adalah

Ada 4 tipe Metode Pemrosesan

1048790 Word Serial and Bit Serial (WSBS) 1048790 Word Paralel and Bit Setial (WPBS) 1048790 Word Serial and Bit Paralel (WSBP) 1048790 Word Paralel and Bit Paralel (WPBP)

1213 Klasifikasi Handler

Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1214 Menjelaskan Multi Komputer amp Multi Processor

1048790 Multiprosesor MIMD dengan memori yang dapat digunakan bersama semua prosesornya memiliki akses ke pool memori utama

1048790 Multikomputer MIMD dengan memori terdistribusi setiap prosesornya memiliki memori khusus sendiri

1048790 Motivasi pembuatan organisasi multikomputer adalah untuk mengatasi keterbatasan skala multiprosesor

1048790 Karena prosesor-prosesor multikomputer harus berkomunikasi maka elemen penting perancangan multikomputer adalah jaringan interkoneksi yang harus dapat beroperasi seefisien mungkin

1048790 Ada beberapa topologi interkoneksi untuk memberikan kinerja yang efisien

1048790 Terdapat trade-off antara lintasan terpanjang dan jumlah koneksi fisik yang diperlukan

Selesai

BAB III PENUTUP

31 Kesimpulan

32 Saran

Daftar Pustaka

• Definisi
• • Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu

Half Adder

Rangkaian half adder merupakan dasar penjumlahan bilangan biner yang masingmasinghanya terdiri dari satu bit oleh karena itu dinamakan penjumlah tak lengkap

1 Jika A=0 dan B=0 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 02 Jika A=0 dan B=1 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 13 Jika A=1 dan B=1 dijumlahkan hasilnya S (Sum) = 0 dengan nilai pindahanCy(Carry Out) = 1

Dengan demikian half adder memiliki 2 masukan (A dan B) dan dua keluaran (S dan Cy)

Dari tabel diatas terlihat bahwa nilai logika dari Sum sama dengan nilai logika darigerbang XOR sedangkan nilai logika Cy sama dengan nilai dari gerbang logikaAND Dari tabel tersebut dapat dibuat rangkaian half adder seperti pada gambar

Full Adder

Full adder mengolah penjumlahan untuk 3 bit bilangan atau lebih (bit tidak terbatas)oleh karena itu dinamakan rangkaian penjumlah lengkap Perhatikan tabel kebenarandari Full adder berikut

Parallel Adder

Parallel Adder adalah rangkaian Full Adder yang disusun secara parallel danberfungsi untuk menjumlah bilangan biner berapapun bitnya tergantung jumlah FullAdder yang diparallelkan Gambar berikut menunjukkan Parallel Adder yang terdiridari 4 buah Full Adder yang tersusun parallel sehingga membentuk sebuah penjumlah 4 bit

Penjumlahan

Komputer hanya dapat melakukan proses aritmetika menggunakan bilangan binerSemua sistem bilangan harus diubah terlebih dahulu ke biner agar dapat diprosesProses yang biasa dilakukan oleh komputer untuk menjumlahkan sistem bilangandesimal biasanya adalah menyandikan ke 8421BCD terlebih dahulu sebelumdijumlahkan Sebelum mempelajari tentang penjumlahan pada 8421BCD ada baiknyamengetahui cara menjumlahkan bilangan biner

Penjumlahan Biner

Ada 4 kondisi yang terjadi pada penjumlahan biner yaitu apabila 0 + 0 0 + 1 1 + 0dan 1 + 1 Jika yang terjadi adalah 1 + 1 kita tidak dapat menyatakan hasil jumlahdalam satu digit Tetapi kita harus melakukan penyimpanan (Carry Out) kedalamkolom yang lebih tinggi Ini berlaku untuk seluruh sistem bilangan Sebagai contohpada bilangan desimal 2 + 5 = 7 dengan carry out = 0 9 + 9 = 8 dengan carry out = 1Contoh

Penjumlahan 8421BCD

Sandi 8421BCD hanya menggunakan bilangan biner untuk 0 sampai 9 karena yangdisandikan hanya 1 digit angka desimal Dalam penjumlahan yang perlu diperhatikanadalah jika hasilnya lebih dari 9 sehingga akan dihasilkan auxillary carry (Carry daribilangan keempat LSB) maupun carry dari MSBBerikut adalah aturan penjumlahan sandi 8421BCDJikajumlah biner dan jumlah BCD sama yaitu AC (Auxillary Carry) = 0 dan Carry= 0 maka tidak diperlukan aturan tambahan

Jikajumlah biner tidak sama dengan jumlah desimal maka memerlukan pengaturantambahan Jika Auxillary Carry (AC) = 0 atau AC = 1 dan Carry (Cy) = 0 dimana hasilpenjumlahan binernya lebih dari 9 desimal maka perlu ditambahkan 6 pada niblerendah tersebut dan tambahkan 1 pada nible yang lebih tinggi

Pengurangan

Pengurangan pada dasarnya merupakan penjumlahan yaitu penjumlahan denganbilangan negatif

500 ndash 255 = 245 (Pengurangan)500 + ()255 = 245 (Penjumlahan)Komputer hanya bekerja pada bilangan ldquo0rdquo dan ldquo1rdquo dan tidak mengenal bilangannegatif Untuk menunjukkan bilangan negatif komputer menggunakan tanda modulus(Modulus Sign) Pada penjumlahan desimal tanda modulus yang digunakan adalahldquo0rdquo untuk bilangan positif dan ldquo9rdquo untuk bilangan negatif Untuk bilangan negatifpada operasi penjumlahannya harus dikomplemen Komplemen yang digunakan padabilangan desimal adalah komplemen10dan komplemen9

Perkalian

Perkalian antara bilangan biner adalah perkalian yang paling mudah diantara sistembilangan lainnya

Pada Teknik Komputer perkalian dilakukan menggunakan register geser kanan (ShiftRight Register) Perhatikan contoh berikut

Register A untuk menyimpan data yang akan dikalikan (Multiplicand)Register B untuk menyimpan data pengali (Multiplier)Register P untuk menyimpan hasil perkalian

Pembagian

Kebalikan dari perkalian pembagian (Division) adalah suatu bentuk dari penguranganyang dilakukan berulangulangDan proses ini juga dapat dilakukan pada rangkaianlogika dengan cara pengurangan dan penggeseran ke kiri (menggunakan shiftleftregister) Berikut adalah aturan dari pembagianKurangkan bilangan pembagi (Divisor) dari MSB bilangan yang akan dibagi(Dividend) lihat hasil pengurangan

Bila hasilnya 1 atau positif Berarti hasil pembagian (Product) adalah 1 Setelah itu hasil pengurangan digeserkekiri satu bit dan dimulai lagi pengurangan oleh bilangan pembagi (Divisor)

Bila hasilnya 0 atau negatif Berarti hasil pembagian (Product) adalah 0 Dalam hal ini sebelum digeser ke kiriharus ditambah dulu dengan bilangan pembagi (Divisor) Setelah digeser ke kiri satubit dimulai lagi proses pengurangan oleh bilangan pembagi Pengurangan olehbilangan pembagi dilakukan dengan penjumlahan komplemen2Bila dalam

penjumlahan tersebut terdapat pindahan (Carry) maka carry tersebut diabaikanPerhatikan contoh berikut 1010 410 = 10102 1004

Karena ada hasil pengurangan yang negatif maka digit yang dihasilkansetelah itu adalah digit pecahan sehingga hasil yang benar 1012 atau 2510

61 Floating Point

71 Control Unit

CONTROL UNIT (CU)

711 Model Control Unit

Unit kontrol atau yang sering dikenal dengan control unit akan menyimpan perintah sekarang yang dilakukan oleh komputer memerintahkan ALU untuk melaksanaan dan mendapat kembali informasi (dari memori) yang diperlukan untuk melaksanakan perintah itu dan memindahkan kembali hasil ke lokasi memori yang sesuai Sekali yang terjadi unit kontrol pergi ke perintah berikutnya (biasanya ditempatkan di slot berikutnya kecuali kalau perintah itu adalah perintah lompatan yang memberitahukan kepada komputer bahwa perintah berikutnya ditempatkan di lokasi lain)

Bagian CPU yang menyebabkan fungsi komputer tercapai ini mengeluarkan sinyal-sinyal kontrol yang bersifat internal bagi CPU untuk memindahkan data antar Register agar ALU melakukan fungsinya untuk mengatur operasi-operasi internal lainnya Register yang merupakan bagian dari unit kontrol adalah tempat penyimpan data sementara dalam CPU selama proses eksekusi Apabila terjadi proses eksekusi data dalam register dikirim ke ALU untuk diproses hasil eksekusi nantinya diletakkan ke register kembali Unit kontrol akan menghasilkan sinyal yang akan mengontrol operasi ALU dan pemindahan data ke dan dari ALU Unit kontrol juga mengeluarkan sinyal kontrol eksternal bagi pertukaran data memori dan modul-modul IO

Model dari unit kontrol

712 Macam-macam unit kontrol

Macam-macam Unit Kontrol1 Unit Kontrol Single-Cycle

Proses di unit kontrol ini hanya terjadi dalam satu clock cycle artinya setiap instruksi (fetch decode execute) ada pada satu cycle maka dari itu tidak memerlukan state Dengan demikian fungsi boolean masing-masing control line hanya merupakan fungsi dari opcode saja Clock cycle harus mempunyai panjang yang sama untuk setiap jenis instruksi

Ada dua bagian pada unit kontrol ini yaitu proses men-decode opcode untuk mengelompokkannya menjadi 4 macam instruksi (yaitu di gerbang AND) dan pemberian sinyal kontrol berdasarkan jenis instruksinya (yaitu gerbang OR) Keempat jenis instruksi adalah ldquoR-formatrdquo (berhubungan dengan register) ldquolwrdquo (membaca memori) ldquoswrdquo (menulis ke memori) dan ldquobeqrdquo (branching)

Sinyal kontrol yang dihasilkan bergantung pada jenis instruksinya Misalnya jika melibatkan memori rdquoR-formatrdquo atau rdquolwrdquo maka akan sinyal rdquoRegwriterdquo akan aktif Hal lain jika melibatkan memori ldquolwrdquo atau ldquoswrdquo maka akan diberi sinyal kontrol ke ALU yaitu ldquoALUSrcrdquo

Desain single-cycle ini lebih dapat bekerja dengan baik dan benar tetapi cycle ini tidak efisien

2 Unit Kontrol Multi-CycleGambar disamping menunjukkan diagram blok dari unit kontrol multi-cycle

Berbeda dengan unit kontrol yang single-cycle unit kontrol yang multi-cycle lebih memiliki banyak fungsi

Dengan memperhatikan state dan opcode fungsi boolean dari masing-masing control line output dapat ditentukan Masing-masingnya akan menjadi fungsi dari 10 buah input logic Jadi akan terdapat banyak fungsi boolean dan masing-masingnya tidak sederhana

Pada cycle ini sinyal kontrol tidak lagi ditentukan dengan melihat pada bit-bit instruksinya Bit-bit opcode memberitahukan operasi apa yang selanjutnya akan di-execute CPU bukan instruksi cycle selanjutnya

713 Fungsi unit kontrol

Fungsi Unit Kontrol1 Pengurutan (sequencing) unit kontrol bertugas mengontrol sejumlah operasi

mikro dalam urutan yang benar

2 Eksekusi (execution) unit kontrol menyebabkan setiap operasi mikro dilakukan

state register overhead

Cycle 1Cycle 2

Cycle 3Cycle 4

Cycle 5

Fetch

Decode

Exec

Mem

WB

lw

Single cycle Implementation

Multiple Cycle Implementation

714 Input Unit Kontrol

Input Unit Kontrol

Unit kontrol mempunyai beberapa input diantaranya1 Clock berfungsi untuk sinkronisasi operasi antar komponen 2 Flag flag-flag ini diperlukan unit kontrol untuk mengetahui status CPU Flag

diset ALU sebagai hasil dari suatu operasi misalnya overflow flag diset 1 bila hasil komputasi melampaui panjang register tempat flag disimpan

3 Instruction register menggunakan opcode untuk menentukan operasi mikro yang akan dilakukan selama siklus eksekusi

4 Sinyal kontrol dari rdquobus controlrdquo memberi jalur ke unit kontrol untuk sinyal-sinyal tertentu seperti sinyal interrupt dan sinyal acknowledgment

715 Output Unit Kontrol

Sinyal kontrol di dalam CPU (control signals within CPU) output unit kontrol terdiri dari dua macam sinyal yaitu

1 sinyal-sinyal yang menyebabkan perpindahan data antar register 2 sinyal-sinyal yang dapat mengaktifkan fungsi ALU yang spesifik

Sinyal kontrol ke rdquobus controlrdquo juga terdiri atas 2 sinyal yaitu1 sinyal kontrol ke memori 2 sinyal kontrol ke modul-modul IO

716 Implementasi Unit Kontrol

1 Implementasi hardwired Unit kontrol merupakan rangkaian kombinatorial Sinyal-sinyal logika

inputnya akan didekodekan menjadi sinyal-sinyal logika output yang merupakan sinyal-sinyal kontrol ke sistem komputer Sinyal-sinyal input tersebut seperti clock flag register instruction dan sinyal kontrol merupakan input bagi unit kontrol untuk mengetahui status komputer Sinyal keluaran yang dihasilkan akan mengendalikan sistem kerja komputer

N buah input biner akan menghasilkan 2N output biner Setiap instruksi memiliki opcode yang yang berbeda-bedaOpcode yang berbeda dalam instruksi akan menghasilkan sinyal kontrol yang berbeda pula Pewaktu unit kontrol mengeluarkan rangkaian pulsa yang periodik

Pulsa waktu ini digunakan untuk mengukur durasi setiap operasi mikro yang dijalankan CPU intinya digunakan untuk sinkronisasi kerja masing-masing bagian

Masalah dalam Merancang Implementasi Hardwired Memiliki kompleksitas dalam pengurutan dan operasi mikronya Sulit didesain dan dilakukan pengetesan Tidak fleksibel Sulit untuk menambahkan instruksi baru

2 Implementasi microprogrammed Implementasi yang paling reliabel saat ini adalah implementasi

microprogrammed Unit kontrol memerlukan sebuah memori untuk menyimpan program kontrolnya

Fungsindashfungsi pengontrolan dilakukan berdasarkan program kontrol yang tersimpan pada unit kontrol Selain itu fungsindashfungsi pengontrolan tidak berdasarkan dekode dari input unit kontrol lagi

Teknik ini dapat menjawab kesulitanndashkesulitan yang ditemui dalam implementasi hardwired

81 Memori amp Piranti Penyimpanan

811 Jenis-Jenis memori

Berdasarkan komponen yang digunakan terbagi atas

1 Vacuum Tubes

Komputer generasi pertama ENIAC tahun 1946 menggunakan komponentabung hampa udara untuk main memory Memori ini relatif berukuran besardan tiap-tiap tabung hampa udara mewakili 1 bit

2 Magnetic Core Storage

Digunakan sekitar tahun 1960 ndash 1970 Terdiri dari ribuan cincin magnetikkecil berukuran 18 mm dengan lubang berdiameter 10 mm Tiap-tiap coredihubungkan dengan kabel kawat membentuk suatu bidang core (core plane)dan ditumpuk membentuk suatu core stackMasing-masing core dapat menyimpan 1 bit bila dimagnetasi dengan suatuarus listrik dari dua arah jurusan yang masing-masing bermuatan frac12 arus

3 Planar Thin-Film Storage

Terbuat dari lempengan tipis keramik atau metal tembus pandang yang berisi

kumpulan besi nikel berbentuk empat persegi panjang kecil dihubungkandengan kabel-kabel

4 Semiconductor Storage

Mulai banyak digunakan sejak tahun 1970-an hingga sekarangTerbuat dariVLSI (Very Large Scale Integration) yaitu meletakkan sejumlah besar circuitke dalam suatu chip Teknologi yang digunakan adalah MOS (Metal OxideSemiconductor) dan bersifat volatileKomputer IBM 704 pada GeneralElectric Computer facility diArizona State University 1956Sebuah mesin vacuum tubedengan magnetic core storageSingle layer thin film dengan Ta2N resistors

5 Josephson Junction

Diciptakan oleh Brian Josephson dari Inggris Merupakan memori yang dapatmelakukan switch dari bit 1 ke bit 0 atau sebaliknya dengan kecepatan yangtinggi yaitu kurang dari sepertriliun detik Menggunakan suatu tempat

tertutup yang berisi helium cair dengan suhu sekitar -200 derajat celcius

6 Charged-Coupled Device (CCD)

Merupakan memori yang terdiri dari ribuan metal bujur sangkar berukurankecil yang masing-masing dapat menyimpan informasi digit binari dalambentuk beban elektronik (electric charge)

812 Hirarki Memori

Sebagian besar komputer memiliki hirarki memori yang terdiri atas tiga level yaitu

1 Physical Register di CPU berada di Level teratas Informasi yang berada

di Register dapat diakses dalam satu Clock cycle CPU

2 Primary Memory (Executable memory ) berada dilevel tengah

Contohnya RAM Primary Memory diukur dengan satu byte dalam satu

waktu secara relatif dapat diakses dengan cepat bersifat volatil (informasi

bisa hilang ketika komputer dimatikan) CPU mengakses memori ini

dengan instruksi single load dan store dalam beberapa clock cycle

3 Secondary Memory berada dilevel bawah Contohnya disk atau tape

Secondary memory diukur sebagai kumpulan dari bytes(block of bytes)

waktu aksesnya lambat bersifat non-volatil (informasi tetap tersimpan

ketika komputer dimatikan) Memori ini diterapkan di storage device jadi

akses meliputi aksi oleh driver dan device

813 Memori Internal

Memori internal o Berada di luar CPU tetapi bersifat internal terhadap sistem komputero Diperlukan oleh CPU untuk proses eksekusi (operasi) program sehingga

dapat diakses secara langsung oleh prosesor (CPU) tanpa modul perantarao Memori internal sering juga disebut sebagai memori primer atau memori

utama o Memori internal biasanya menggunakan media RAM

Random Access Memori (RAM)

Ram adalah suatu memori baca tulis artinya data dapat dibaca dari atau ditulis ke RAM dan dapat dilakukan secara berulang-ulang dengan data yang berbeda-beda Jenis memori ini merupakan jenis volatile (mudah menguap) yaitu data yang tersimpan akan hilang jika catu dayanya dimatikan Karena alasan tersebut maka program utama tidak pernah disimpan di RAM Random artinya data yang disimpan pada RAM dapat diakses secara acak RAM dibagi lagi menjadi dua jenis yaitu jenis statik dan jenis dinamik RAM statik menyimpan satu bit informasi dalam sebuah flip-flop Jenis RAM ini asyncronous dan tidak memerlukan sinyal clock RAM statik biasanya digunakan untuk aplikasi-aplikasi yang tidak memerlukan kapasitas memori RAM yang besar RAM dinamik menyimpan satu bit informasi data sebagai muatan RAM dinamik menggunakan kapasitansi gerbang substrat sebuah transistor MOS sebagai sel memori elementer Untuk menjaga agar data yang tersimpan RAM dinamik tetap utuh data tersebut harus disegarkan kembali dengan cara membaca dan menulis ulang data tersebut kememori RAM dinamik ini digunakan untuk aplikasi ynag memerlukan RAM dengan kapasitas besar misalnya dalam sebuah komputer pribadi (PC)

Read Only Memory (ROM)

Jenis memori ini datanya hanya bisa dibaca dan tidak bisa ditulis secara berulang-ulang Memori ini berjenis non-volatile artinya data yang disimpan tidak mudah menguap (hilang) walaupun catu dayanya dimatikan Karena itu memori ini biasa digunakan untuk menyimpan program utama dari suatu sistem Jenis ROM yang dikenal dipasaran ada lima jenis yaitu

- ROM (Read Only Memory) yang diprogram dalam proses pembuatannya Jenis ini tidak dapat diprogram ulang

- PROM (Programmable ROM) yang diprogram dengan cara memutuskan hubungan sekering internal PROM hanya dapat diprogram satu kali dan tidak dapat diprogram ulang

- EPROM (Erasable PROM) yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat dari piranti Dihapus dengan cara pemberian sinar ultra violet melalui jendela pada bagian atas IC Setelah dihapus dapat diprogram ulang

- EEPROM (Electrically EPROM) sama saja dengan EPROM hanya cara penghapusannya dilakukan secara listrik

- Flash EPROM yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat pada piranti Memori ini dapat diisi ulang

Dari semua jenis memori diatas yang sering digunakan adalah memori jenis EPROM dan

EEPROM karena harganya paling murah dan mudah didapat dipasaran

814 Memori Eksternal

Memori eksternal o Bersifat eksternal terhadap sistem komputer dan tentu saja berada di luar

CPUo Diperlukan untuk menyimpan data atau instruksi secara permaneno Tidak diperlukan di dalam proses eksekusi sehingga tidak dapat diakses secara

langsung oleh prosesor (CPU) Untuk akses memori eksternal ini oleh CPU harus melalui pengontrolmodul IO

o Memori eksternal sering juga disebut sebagai memori sekunder o Memori ini terdiri atas perangkat storage peripheral seperti disk pita

magnetik dll berbagai jenis memory Eksternal

1 Berdasarkan jenis akses data

Berdasarkan jenis aksesnya memori eksternal dikelompokkan menjadi 2 jenis yaitu

a DASD (Direct Access Storage Device) dimana ia mempunyai akses langsung

terhadap data Contoh Magnetik(Floppy disk hard disk) Removable hard

disk(Zip disk Flash disk) Optical Disk

b SASD (Sequential Access Storage Device) Akses data secara tidak langsung

(berurutan) seperti Pita Magnetik

2Berdasarkan Karakteristik Bahan

Berdasarkan karakteristik bahan pembuatanya memori eksternal digolongkan

menjadi beberapa kelompok

a Punched Card atau kartu berlobang

a merupakan kartu kecil berisi lubang-lubang yang menggambarkan berbagai instruksi atau data Kartu ini dibaca melalui puch card reader yang sudah tidak digunakan lagi sejak tahun 1979

b Magnetik Disk Magnetik disk merupakan disk yang terbuat dari bahan yang bersifat magnetik contoh Floppy dan hardsik

c Optical Disk Optical disk terbuat dari bahan optik seperti resin (Polycaronate) dan dilapisi permukaan yang sangat reflektif seperti aluminium contoh CD dan DVD

d Magnetik TapeSedangkan magnetik tape terbuat dari bahan yang bersifat magnetik tetapi berbentuk pita seperti halnya pita kaset tape recorder

91 Bus amp Sistem Bus

Dalam Arsitektur komputer sebuah Bus adalah sebuah subsistem yang mentransfer data

atau listrik antar komponen komputer didalam sebuah komputer atau antar komputer

Bus komputer awal merupakan bus listrik paralel dengan banyak hubungan tetapi istilah

ini sekarang digunakan untuk pengaturan fisik yang menyediakan fungsi logika yang

sama dengan sebuah bus listrik paralel dan dapat dihubungkan dengan kabel dalam

sebuah topologi multidrop atau daisy chain atau dihubungkan dengan switch seperti

dalam kasus bus USB

System bus atau bus System dalam Arsitektur komputer merujuk pada bus yang

digunakan oleh sistem komputer untuk menghubungkan semua komponennya dalam

menjalankan tugas sebuah bus adalah sebutan untuk jalur dimana data dapat mengalir

dalam komputer jalur-jalur ini digunakan untuk komunikasi dan dapat dibuat antara dua

elemen atau lebih Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan

dieksekusi oleh CPU melalui perantara sistem bus

911 Transfer informasi pada bus

Suatu mendukung bermacam-macam transfer data Semua bus mendukung transfer baca

(master slave) dan transfer tulis( slave ke master) Pada semua multiplexed addressdata

bus pertama-tama bus digunakan untuk menspesifikasikan alamat dan kemudian untuk

melakukan transfer data Untuk operasi baca biasanya terdapat waktu tunggu pada saat

data sedang diambil dari slave untuk ditaruh pada bus Baik bagi operasi baca maupun

tulis mungkin juga terdapat delay bila hal itu diperlukan untuk melalui arbitrasi agar

mendapatkan kontrol bus untuk sisa operasi (yaitu mengambil alih bus untuk melakukan

request baca atau tulis kemudian mengambil alih lagi bus untuk membentuk operasi baca

atau tulis

Pada alamat dedicate dan bus-bus alamat ditaruh ada bus alamat dan tetap berada disana

selama data tersimpan pada bus data Bagi operasi tulis master menaruh data pada bus

data begitu alamat telah stabil dan slave telah mempunyai kesempatan untuk mengetahui

alamatnya bagi operasi baca slave menaruh data pada bus dan begitu slae mengetahui

alamatnya dan telah mengembil data

912 Sistem Bus dengan Jalur Data Alamat dan Kontrol

Jalur bus yang digunakan untuk mentransfer data dapat dikelompokkanrnenjadi tiga tipe jalur data alamat dan kontrol

Data bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi data dan instruksi

Address bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi untuk alamat di

main memory untuk data atau instruksi yang akan diambil atau direkam

Control bus yaitu bus yang digunakan untuk mengirimkan signal sebagai

pemberitahuan akan dikirimkan suatu informasi atau telah diterimanya informasi

yang akan dikirimkan dari suatu alat ke alat lainnya

913 Hirarki Bus

Bus merupakan lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih perangkat

computer Karakteristik penting sebuah bus adalah bahwa bus merupakan media

transmisi yang dapat digunakan bersama Sejumlah perangkat yang terhubung ke bus dan

suatu sinyal yang ditransmisikan oleh salah satu perangkat ini data diterimaoleh salah

satu perangkat yang terhubung ke bus

Umumnya sebuah bus terdiri dari sejumlah lintasan komunikasi atau saluran Masing-

masing saluran dapat mentransmisi sinyal yang menunjukan biner 1 dan biner 0

serangkaian digit biner dapat ditransmisi melalui saluran tunggal

914 Bus Data dan Bus Alamat

1 Bus data

Jalur data yang dilalui informasi ke dan dari microprocessor bahan data keterangan

catatan fakta fakta atau bagian dari fakta yang mengandung arti yang dihubungkan

dengan kenyataan simbol-simbol gambar kata-kata angka huruf yang menunjukan ide

objek kondisi dan lainnya

Data itu sendiri merupakan bentuk jamak dari datum yang berarti informasi jelasnya data

itu dapat berupa apa saja dan dapat ditemui dimana saja

2 Bus Alamat

Bus alamat pengalamatan transformasi data bus Pengalamatan bus ini berisi 16 2024

jalur sinyal paralel atau lebih CPU mengirim alamat lokasi memori atau port yang ingin

ditulis atau dibaca di bus ini jumlah lokasi memori yang dapat dialamati ditentukan

jumlah jalur alamat Jika CPU mempunyai N jalur alamat maka dapat mengalamati 2

pangkat N lokasi memori dan atau port secara langsung

101 Unit Input amp Output

Salah satu fitur dasar komputer adalah kemampuannya untuk mempertukarkandata dengan perangkat lain Kemampuan komunikasi ini memungkinkan operatormanusia misalnya untuk menggunakan keyboard dan layer display untuk mengolahteks dan grafik

1011 Dasar Unit Input Output

Unit IO memberi CPU kemampuan untuk berkomunikasi dengan peripheral Merupakan

entity dalam komputer yang bertanggung jawab atas pengontrol sebuah perangkat

eksternal atau lebih dan untuk pertukaran data antara alat-alat tersebut dengan memory

utama dan atau register-register dalam CPU

Alasan- alasan dipertukarkannya unit IO

Adanya aneka ragam peripheral yang memiliki macam-macam metode operasi

Perbedaan kecepatan transfer data antara sistem BUS dengan piranti IO BUS= 20

nano detik sedang IO lebih dari 100 nano detik

Peripheral seringkali menggunakan format data dan panjang word yang berlainan

dengan komputer

Perbedaan besar tegangan dan arus data yang diperlukan untuk transfer informasi

dari dan ke peripheral dengan sistem bus

Tujuan Unit IO

Melakukan kompensasi perbedaan kecepatan dan perwaktuan antara CPU dan

peripheral

Melakukan penyesuaian tegangan dan arus satu aras ke aras lain

Menyesuaikan panjang data antara sistem BUS dan BUS IO

1012 Antarmuka IO

Gambar 122 mengilustrasikan hardware yang diperlukan untukmenghubungkan perangkat IO ke bus Dekoder alamat mengenableperangkattersebut untuk mengenali alamatnya pada saat alamat ini muncul pada jalur alamatRegister data menyimpan data yang ditransfer ked an dari prosessor Register statusberisi informasi yang relevan dengan operasi perangkat IO Register data dan statusdihubungkan dengan bus data dan ditetapkan dengan alamatalamatunik Dekoderalamat register data dan status dan sirkuit control yang diperlukan untukmengkoordinasikan transfer IO membentuk sirkuit antar muka perangkatGambar 122 Antarmuka IO untuk perangkat input

Perangkat IO beroperasi pada kecepatan yang sangat berbeda denganprosessor Pada saat operator manusia memasukkan karakter pada keyboardprosessor mampu mengeksekusi jutaan instruksi antarentrikarakter yang berurutanSuatu instruksi yang membaca karakter dari keyboard sebaiknya hanya dieksekusipada saat karakter tersebut tersedia dalam input buffer antarmuka keyboard Juga kitaharus memastikan bahwa karakter input tersebut hanya dibaca sekali

1013 Transfer data pada IO

Transfer dataFormat transfer

- Paralel semua bit pada karakter (word denganpanjang tertentu) dikirim secara bersamaan dalambatas waktu yang diberikan

- Serial Data dikirim secara berurutan dalam satu saluran

Transfer data secara paralel lebih cepat daripada secaraserial karena saluran transmisinya banyak kelemahannyakalau terlalu panjang akan terjadi interferensi antarsaluran

Mode transfer data

1 Synchronous modeBaris kendali digunakan untuk mengsinkronkan waktupada semua kejadian yang terjadi selama periodewaktu tertentuKelemahanbull Tiap piranti IO berbeda-beda kecepatan operasinyasehingga harus diturunkan pada kecepatan yangpaling rendah

2 Asynchronous mode

Menggunakan teknik jabat tangan (hand shaking) untukmenyakinkan transfer data antara pengirim danpenerima tidak ada kesalahan (data valid)

111 Interupsi

Interupsi merupakan bagian penting dari sistem arsitektur komputer Setiap sistem

komputer memiliki mekanisme yang berbeda Interupsi bisa terjadi apabila perangkat

keras (hardware) atau perangkat lunak minta ldquo dilayanirdquo oleh processor apabila terjadi

interupsi maka processor menghentikan proses yang sedang dikerjakannya kemudian

beralih mengerjakan service rutin untuk melayani intrupsi tersebut Setelah selesai

mengerjakan service rutin maka prosesor kembali melanjutkan proses yang tertunda

1111 Kelas Sinyal Interupsi

Program yaitu Interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi

pada hasil eksekusi program Contioh Aritmatika overflow pembagian nol

operasi ilegal

Timer adalah Interupsi yang dibangkitkan pewaktuan dalam prosesor Sinyal ini

memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsi tertentu secara reguler

I O sinyal Interupsi yang di bangkitkan oleh Modul IO sehubngan pemberitahuan

kondisi Error dan penyelesaian suatu operasi

Hardware Failure adalah Interupsi yang dibangkitkan oleh kegagalan daya atau

kesalahan paritas memori

1112 Proses Interupsi

Dengan adanya mekanisme Interupsi prossesor dapat digunakan untuk

mengeksekusi intsruksi- instruksi lain

Saat suatu modul telah selesai menjalankan tugasnya dan siap menerima tugas

berikutnya maka modul ini akan mengirimkan permintaan interupsi ke prosesor

Kemudian prosesor akan menghentikan eksekusi yang dijalankannya untuk

menghandle routine interupsi

Setelah program interupsi selesai maka processor akan melanjutkan eksekusi

programnya kembali

Saat sinyal Interupsi diterima processor ada dua kemungkinan tindakan yaitu

Interupsi diterima ditangguhkan dan Interupsi ditolak

1113 Interupsi Ditangguhkan

Apa yang dilakukan Processor

Processor menangguhkan eksekusi program yang dijalankan dan menyimpan

konteksnya tindakan ini adalah menyimpan alamat instruksi berikutnya yang akan

dieksekusi dan data lain yang relevan

Processor menyetel program Counter (PC) ke alamat awal routine intterupt handler

1114 Sistem Operasi Kompleks

Interupsi ganda (Multiple interupt)

Misalnya suatu komputer akan menerima permintaan interupsi saat proses

pencetakan dengan printer selesai disamping itu dimungkinkan dari saluran

komunikasi akan mengirimkan permintaan interupsi setiap kali data tiba

Dapat diambil dua buah pendekatan untuk menangani interupsi ganda ini

121 Arsitektur dan Klasifikasi Sistem Komputer

Sebuah sistem operasi atau dalam bahasa asingnya Operating System adalah sebuah

program yang mengatur hardware komputer Sistem operasi juga menyediakan fondasi

untuk aplikasi diatasnya dan bertindak sebagai penghubung antara user dengan

hardwaresetiap sistem operasi memiliki caranya masing-masing untuk menyelesaikan

tugasnya Hal ini menimbulkan aneka ragam sistem operasi yang sangat menakjubkan

Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu 1 Klasifikasi Flynn

Didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data dalam sistem komputer

2 Klasifikasi Feng Didasarkan pada pemrosesan paralel dan serial

3 Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1211 Klasifikasi Fylnn

KLASIFIKASI FLYNN 1048790 Klasifikasi sistem komputer yang didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data diperkenalkan oleh Michael J Flynn 1048790 Alur instruksi (instruction stream) adalah urutan instruksi yang dilaksanakan oleh mesin 1048790 Alur data adalah urutan data yang dipanggil oleh alur instruksi 1048790 Baik instruksi maupun data diambil dari modul memori 1048790 Instruksi didecode (diartikan) oleh Control Unit 1048790 Alur data mengalir dua arah antara prosesor dan memori

Ada 4 kategori sistem komputer dalam klasifikasi Flynn 1 Single Instruction stream ndash Single Data stream (SISD) 2 Single Instruction stream ndash Multiple Data stream (SIMD) 3 Multiple Instruction stream ndash Single Data stream (MISD) 4 Multiple Instruction stream ndash Multiple Data stream (MIMD)

1212 Klasifikasi Feng

KLASIFIKASI FENG 1048790 Tse Yun Feng mengusulkan pembagian klasifikasi arsitektur komputer berdasarkan derajat keparalelan (degree of parallelism) 1048790 Jumlah bit maksimum yang dapat diproses dalam satu satuan waktu oleh sistem komputer disebut derajat keparalelan maksimum P 1048790 Bila Pi adalah jumlah bit yang dapat diproses dalam siklus prosesor ke ndash i (atau periode clock ke ndash i) 1048790 Siklus prosesor T dinyatakan oleh i = 123 T 1048790 Maka derajat keparalelan rata-rataa adalah

Ada 4 tipe Metode Pemrosesan

1048790 Word Serial and Bit Serial (WSBS) 1048790 Word Paralel and Bit Setial (WPBS) 1048790 Word Serial and Bit Paralel (WSBP) 1048790 Word Paralel and Bit Paralel (WPBP)

1213 Klasifikasi Handler

Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1214 Menjelaskan Multi Komputer amp Multi Processor

1048790 Multiprosesor MIMD dengan memori yang dapat digunakan bersama semua prosesornya memiliki akses ke pool memori utama

1048790 Multikomputer MIMD dengan memori terdistribusi setiap prosesornya memiliki memori khusus sendiri

1048790 Motivasi pembuatan organisasi multikomputer adalah untuk mengatasi keterbatasan skala multiprosesor

1048790 Karena prosesor-prosesor multikomputer harus berkomunikasi maka elemen penting perancangan multikomputer adalah jaringan interkoneksi yang harus dapat beroperasi seefisien mungkin

1048790 Ada beberapa topologi interkoneksi untuk memberikan kinerja yang efisien

1048790 Terdapat trade-off antara lintasan terpanjang dan jumlah koneksi fisik yang diperlukan

Selesai

BAB III PENUTUP

31 Kesimpulan

32 Saran

Daftar Pustaka

• Definisi
• • Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu

Parallel Adder

Parallel Adder adalah rangkaian Full Adder yang disusun secara parallel danberfungsi untuk menjumlah bilangan biner berapapun bitnya tergantung jumlah FullAdder yang diparallelkan Gambar berikut menunjukkan Parallel Adder yang terdiridari 4 buah Full Adder yang tersusun parallel sehingga membentuk sebuah penjumlah 4 bit

Penjumlahan

Komputer hanya dapat melakukan proses aritmetika menggunakan bilangan binerSemua sistem bilangan harus diubah terlebih dahulu ke biner agar dapat diprosesProses yang biasa dilakukan oleh komputer untuk menjumlahkan sistem bilangandesimal biasanya adalah menyandikan ke 8421BCD terlebih dahulu sebelumdijumlahkan Sebelum mempelajari tentang penjumlahan pada 8421BCD ada baiknyamengetahui cara menjumlahkan bilangan biner

Penjumlahan Biner

Ada 4 kondisi yang terjadi pada penjumlahan biner yaitu apabila 0 + 0 0 + 1 1 + 0dan 1 + 1 Jika yang terjadi adalah 1 + 1 kita tidak dapat menyatakan hasil jumlahdalam satu digit Tetapi kita harus melakukan penyimpanan (Carry Out) kedalamkolom yang lebih tinggi Ini berlaku untuk seluruh sistem bilangan Sebagai contohpada bilangan desimal 2 + 5 = 7 dengan carry out = 0 9 + 9 = 8 dengan carry out = 1Contoh

Penjumlahan 8421BCD

Sandi 8421BCD hanya menggunakan bilangan biner untuk 0 sampai 9 karena yangdisandikan hanya 1 digit angka desimal Dalam penjumlahan yang perlu diperhatikanadalah jika hasilnya lebih dari 9 sehingga akan dihasilkan auxillary carry (Carry daribilangan keempat LSB) maupun carry dari MSBBerikut adalah aturan penjumlahan sandi 8421BCDJikajumlah biner dan jumlah BCD sama yaitu AC (Auxillary Carry) = 0 dan Carry= 0 maka tidak diperlukan aturan tambahan

Jikajumlah biner tidak sama dengan jumlah desimal maka memerlukan pengaturantambahan Jika Auxillary Carry (AC) = 0 atau AC = 1 dan Carry (Cy) = 0 dimana hasilpenjumlahan binernya lebih dari 9 desimal maka perlu ditambahkan 6 pada niblerendah tersebut dan tambahkan 1 pada nible yang lebih tinggi

Pengurangan

Pengurangan pada dasarnya merupakan penjumlahan yaitu penjumlahan denganbilangan negatif

500 ndash 255 = 245 (Pengurangan)500 + ()255 = 245 (Penjumlahan)Komputer hanya bekerja pada bilangan ldquo0rdquo dan ldquo1rdquo dan tidak mengenal bilangannegatif Untuk menunjukkan bilangan negatif komputer menggunakan tanda modulus(Modulus Sign) Pada penjumlahan desimal tanda modulus yang digunakan adalahldquo0rdquo untuk bilangan positif dan ldquo9rdquo untuk bilangan negatif Untuk bilangan negatifpada operasi penjumlahannya harus dikomplemen Komplemen yang digunakan padabilangan desimal adalah komplemen10dan komplemen9

Perkalian

Perkalian antara bilangan biner adalah perkalian yang paling mudah diantara sistembilangan lainnya

Pada Teknik Komputer perkalian dilakukan menggunakan register geser kanan (ShiftRight Register) Perhatikan contoh berikut

Register A untuk menyimpan data yang akan dikalikan (Multiplicand)Register B untuk menyimpan data pengali (Multiplier)Register P untuk menyimpan hasil perkalian

Pembagian

Kebalikan dari perkalian pembagian (Division) adalah suatu bentuk dari penguranganyang dilakukan berulangulangDan proses ini juga dapat dilakukan pada rangkaianlogika dengan cara pengurangan dan penggeseran ke kiri (menggunakan shiftleftregister) Berikut adalah aturan dari pembagianKurangkan bilangan pembagi (Divisor) dari MSB bilangan yang akan dibagi(Dividend) lihat hasil pengurangan

Bila hasilnya 1 atau positif Berarti hasil pembagian (Product) adalah 1 Setelah itu hasil pengurangan digeserkekiri satu bit dan dimulai lagi pengurangan oleh bilangan pembagi (Divisor)

Bila hasilnya 0 atau negatif Berarti hasil pembagian (Product) adalah 0 Dalam hal ini sebelum digeser ke kiriharus ditambah dulu dengan bilangan pembagi (Divisor) Setelah digeser ke kiri satubit dimulai lagi proses pengurangan oleh bilangan pembagi Pengurangan olehbilangan pembagi dilakukan dengan penjumlahan komplemen2Bila dalam

penjumlahan tersebut terdapat pindahan (Carry) maka carry tersebut diabaikanPerhatikan contoh berikut 1010 410 = 10102 1004

Karena ada hasil pengurangan yang negatif maka digit yang dihasilkansetelah itu adalah digit pecahan sehingga hasil yang benar 1012 atau 2510

61 Floating Point

71 Control Unit

CONTROL UNIT (CU)

711 Model Control Unit

Unit kontrol atau yang sering dikenal dengan control unit akan menyimpan perintah sekarang yang dilakukan oleh komputer memerintahkan ALU untuk melaksanaan dan mendapat kembali informasi (dari memori) yang diperlukan untuk melaksanakan perintah itu dan memindahkan kembali hasil ke lokasi memori yang sesuai Sekali yang terjadi unit kontrol pergi ke perintah berikutnya (biasanya ditempatkan di slot berikutnya kecuali kalau perintah itu adalah perintah lompatan yang memberitahukan kepada komputer bahwa perintah berikutnya ditempatkan di lokasi lain)

Bagian CPU yang menyebabkan fungsi komputer tercapai ini mengeluarkan sinyal-sinyal kontrol yang bersifat internal bagi CPU untuk memindahkan data antar Register agar ALU melakukan fungsinya untuk mengatur operasi-operasi internal lainnya Register yang merupakan bagian dari unit kontrol adalah tempat penyimpan data sementara dalam CPU selama proses eksekusi Apabila terjadi proses eksekusi data dalam register dikirim ke ALU untuk diproses hasil eksekusi nantinya diletakkan ke register kembali Unit kontrol akan menghasilkan sinyal yang akan mengontrol operasi ALU dan pemindahan data ke dan dari ALU Unit kontrol juga mengeluarkan sinyal kontrol eksternal bagi pertukaran data memori dan modul-modul IO

Model dari unit kontrol

712 Macam-macam unit kontrol

Macam-macam Unit Kontrol1 Unit Kontrol Single-Cycle

Proses di unit kontrol ini hanya terjadi dalam satu clock cycle artinya setiap instruksi (fetch decode execute) ada pada satu cycle maka dari itu tidak memerlukan state Dengan demikian fungsi boolean masing-masing control line hanya merupakan fungsi dari opcode saja Clock cycle harus mempunyai panjang yang sama untuk setiap jenis instruksi

Ada dua bagian pada unit kontrol ini yaitu proses men-decode opcode untuk mengelompokkannya menjadi 4 macam instruksi (yaitu di gerbang AND) dan pemberian sinyal kontrol berdasarkan jenis instruksinya (yaitu gerbang OR) Keempat jenis instruksi adalah ldquoR-formatrdquo (berhubungan dengan register) ldquolwrdquo (membaca memori) ldquoswrdquo (menulis ke memori) dan ldquobeqrdquo (branching)

Sinyal kontrol yang dihasilkan bergantung pada jenis instruksinya Misalnya jika melibatkan memori rdquoR-formatrdquo atau rdquolwrdquo maka akan sinyal rdquoRegwriterdquo akan aktif Hal lain jika melibatkan memori ldquolwrdquo atau ldquoswrdquo maka akan diberi sinyal kontrol ke ALU yaitu ldquoALUSrcrdquo

Desain single-cycle ini lebih dapat bekerja dengan baik dan benar tetapi cycle ini tidak efisien

2 Unit Kontrol Multi-CycleGambar disamping menunjukkan diagram blok dari unit kontrol multi-cycle

Berbeda dengan unit kontrol yang single-cycle unit kontrol yang multi-cycle lebih memiliki banyak fungsi

Dengan memperhatikan state dan opcode fungsi boolean dari masing-masing control line output dapat ditentukan Masing-masingnya akan menjadi fungsi dari 10 buah input logic Jadi akan terdapat banyak fungsi boolean dan masing-masingnya tidak sederhana

Pada cycle ini sinyal kontrol tidak lagi ditentukan dengan melihat pada bit-bit instruksinya Bit-bit opcode memberitahukan operasi apa yang selanjutnya akan di-execute CPU bukan instruksi cycle selanjutnya

713 Fungsi unit kontrol

Fungsi Unit Kontrol1 Pengurutan (sequencing) unit kontrol bertugas mengontrol sejumlah operasi

mikro dalam urutan yang benar

2 Eksekusi (execution) unit kontrol menyebabkan setiap operasi mikro dilakukan

state register overhead

Cycle 1Cycle 2

Cycle 3Cycle 4

Cycle 5

Fetch

Decode

Exec

Mem

WB

lw

Single cycle Implementation

Multiple Cycle Implementation

714 Input Unit Kontrol

Input Unit Kontrol

Unit kontrol mempunyai beberapa input diantaranya1 Clock berfungsi untuk sinkronisasi operasi antar komponen 2 Flag flag-flag ini diperlukan unit kontrol untuk mengetahui status CPU Flag

diset ALU sebagai hasil dari suatu operasi misalnya overflow flag diset 1 bila hasil komputasi melampaui panjang register tempat flag disimpan

3 Instruction register menggunakan opcode untuk menentukan operasi mikro yang akan dilakukan selama siklus eksekusi

4 Sinyal kontrol dari rdquobus controlrdquo memberi jalur ke unit kontrol untuk sinyal-sinyal tertentu seperti sinyal interrupt dan sinyal acknowledgment

715 Output Unit Kontrol

Sinyal kontrol di dalam CPU (control signals within CPU) output unit kontrol terdiri dari dua macam sinyal yaitu

1 sinyal-sinyal yang menyebabkan perpindahan data antar register 2 sinyal-sinyal yang dapat mengaktifkan fungsi ALU yang spesifik

Sinyal kontrol ke rdquobus controlrdquo juga terdiri atas 2 sinyal yaitu1 sinyal kontrol ke memori 2 sinyal kontrol ke modul-modul IO

716 Implementasi Unit Kontrol

1 Implementasi hardwired Unit kontrol merupakan rangkaian kombinatorial Sinyal-sinyal logika

inputnya akan didekodekan menjadi sinyal-sinyal logika output yang merupakan sinyal-sinyal kontrol ke sistem komputer Sinyal-sinyal input tersebut seperti clock flag register instruction dan sinyal kontrol merupakan input bagi unit kontrol untuk mengetahui status komputer Sinyal keluaran yang dihasilkan akan mengendalikan sistem kerja komputer

N buah input biner akan menghasilkan 2N output biner Setiap instruksi memiliki opcode yang yang berbeda-bedaOpcode yang berbeda dalam instruksi akan menghasilkan sinyal kontrol yang berbeda pula Pewaktu unit kontrol mengeluarkan rangkaian pulsa yang periodik

Pulsa waktu ini digunakan untuk mengukur durasi setiap operasi mikro yang dijalankan CPU intinya digunakan untuk sinkronisasi kerja masing-masing bagian

Masalah dalam Merancang Implementasi Hardwired Memiliki kompleksitas dalam pengurutan dan operasi mikronya Sulit didesain dan dilakukan pengetesan Tidak fleksibel Sulit untuk menambahkan instruksi baru

2 Implementasi microprogrammed Implementasi yang paling reliabel saat ini adalah implementasi

microprogrammed Unit kontrol memerlukan sebuah memori untuk menyimpan program kontrolnya

Fungsindashfungsi pengontrolan dilakukan berdasarkan program kontrol yang tersimpan pada unit kontrol Selain itu fungsindashfungsi pengontrolan tidak berdasarkan dekode dari input unit kontrol lagi

Teknik ini dapat menjawab kesulitanndashkesulitan yang ditemui dalam implementasi hardwired

81 Memori amp Piranti Penyimpanan

811 Jenis-Jenis memori

Berdasarkan komponen yang digunakan terbagi atas

1 Vacuum Tubes

Komputer generasi pertama ENIAC tahun 1946 menggunakan komponentabung hampa udara untuk main memory Memori ini relatif berukuran besardan tiap-tiap tabung hampa udara mewakili 1 bit

2 Magnetic Core Storage

Digunakan sekitar tahun 1960 ndash 1970 Terdiri dari ribuan cincin magnetikkecil berukuran 18 mm dengan lubang berdiameter 10 mm Tiap-tiap coredihubungkan dengan kabel kawat membentuk suatu bidang core (core plane)dan ditumpuk membentuk suatu core stackMasing-masing core dapat menyimpan 1 bit bila dimagnetasi dengan suatuarus listrik dari dua arah jurusan yang masing-masing bermuatan frac12 arus

3 Planar Thin-Film Storage

Terbuat dari lempengan tipis keramik atau metal tembus pandang yang berisi

kumpulan besi nikel berbentuk empat persegi panjang kecil dihubungkandengan kabel-kabel

4 Semiconductor Storage

Mulai banyak digunakan sejak tahun 1970-an hingga sekarangTerbuat dariVLSI (Very Large Scale Integration) yaitu meletakkan sejumlah besar circuitke dalam suatu chip Teknologi yang digunakan adalah MOS (Metal OxideSemiconductor) dan bersifat volatileKomputer IBM 704 pada GeneralElectric Computer facility diArizona State University 1956Sebuah mesin vacuum tubedengan magnetic core storageSingle layer thin film dengan Ta2N resistors

5 Josephson Junction

Diciptakan oleh Brian Josephson dari Inggris Merupakan memori yang dapatmelakukan switch dari bit 1 ke bit 0 atau sebaliknya dengan kecepatan yangtinggi yaitu kurang dari sepertriliun detik Menggunakan suatu tempat

tertutup yang berisi helium cair dengan suhu sekitar -200 derajat celcius

6 Charged-Coupled Device (CCD)

Merupakan memori yang terdiri dari ribuan metal bujur sangkar berukurankecil yang masing-masing dapat menyimpan informasi digit binari dalambentuk beban elektronik (electric charge)

812 Hirarki Memori

Sebagian besar komputer memiliki hirarki memori yang terdiri atas tiga level yaitu

1 Physical Register di CPU berada di Level teratas Informasi yang berada

di Register dapat diakses dalam satu Clock cycle CPU

2 Primary Memory (Executable memory ) berada dilevel tengah

Contohnya RAM Primary Memory diukur dengan satu byte dalam satu

waktu secara relatif dapat diakses dengan cepat bersifat volatil (informasi

bisa hilang ketika komputer dimatikan) CPU mengakses memori ini

dengan instruksi single load dan store dalam beberapa clock cycle

3 Secondary Memory berada dilevel bawah Contohnya disk atau tape

Secondary memory diukur sebagai kumpulan dari bytes(block of bytes)

waktu aksesnya lambat bersifat non-volatil (informasi tetap tersimpan

ketika komputer dimatikan) Memori ini diterapkan di storage device jadi

akses meliputi aksi oleh driver dan device

813 Memori Internal

Memori internal o Berada di luar CPU tetapi bersifat internal terhadap sistem komputero Diperlukan oleh CPU untuk proses eksekusi (operasi) program sehingga

dapat diakses secara langsung oleh prosesor (CPU) tanpa modul perantarao Memori internal sering juga disebut sebagai memori primer atau memori

utama o Memori internal biasanya menggunakan media RAM

Random Access Memori (RAM)

Ram adalah suatu memori baca tulis artinya data dapat dibaca dari atau ditulis ke RAM dan dapat dilakukan secara berulang-ulang dengan data yang berbeda-beda Jenis memori ini merupakan jenis volatile (mudah menguap) yaitu data yang tersimpan akan hilang jika catu dayanya dimatikan Karena alasan tersebut maka program utama tidak pernah disimpan di RAM Random artinya data yang disimpan pada RAM dapat diakses secara acak RAM dibagi lagi menjadi dua jenis yaitu jenis statik dan jenis dinamik RAM statik menyimpan satu bit informasi dalam sebuah flip-flop Jenis RAM ini asyncronous dan tidak memerlukan sinyal clock RAM statik biasanya digunakan untuk aplikasi-aplikasi yang tidak memerlukan kapasitas memori RAM yang besar RAM dinamik menyimpan satu bit informasi data sebagai muatan RAM dinamik menggunakan kapasitansi gerbang substrat sebuah transistor MOS sebagai sel memori elementer Untuk menjaga agar data yang tersimpan RAM dinamik tetap utuh data tersebut harus disegarkan kembali dengan cara membaca dan menulis ulang data tersebut kememori RAM dinamik ini digunakan untuk aplikasi ynag memerlukan RAM dengan kapasitas besar misalnya dalam sebuah komputer pribadi (PC)

Read Only Memory (ROM)

Jenis memori ini datanya hanya bisa dibaca dan tidak bisa ditulis secara berulang-ulang Memori ini berjenis non-volatile artinya data yang disimpan tidak mudah menguap (hilang) walaupun catu dayanya dimatikan Karena itu memori ini biasa digunakan untuk menyimpan program utama dari suatu sistem Jenis ROM yang dikenal dipasaran ada lima jenis yaitu

- ROM (Read Only Memory) yang diprogram dalam proses pembuatannya Jenis ini tidak dapat diprogram ulang

- PROM (Programmable ROM) yang diprogram dengan cara memutuskan hubungan sekering internal PROM hanya dapat diprogram satu kali dan tidak dapat diprogram ulang

- EPROM (Erasable PROM) yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat dari piranti Dihapus dengan cara pemberian sinar ultra violet melalui jendela pada bagian atas IC Setelah dihapus dapat diprogram ulang

- EEPROM (Electrically EPROM) sama saja dengan EPROM hanya cara penghapusannya dilakukan secara listrik

- Flash EPROM yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat pada piranti Memori ini dapat diisi ulang

Dari semua jenis memori diatas yang sering digunakan adalah memori jenis EPROM dan

EEPROM karena harganya paling murah dan mudah didapat dipasaran

814 Memori Eksternal

Memori eksternal o Bersifat eksternal terhadap sistem komputer dan tentu saja berada di luar

CPUo Diperlukan untuk menyimpan data atau instruksi secara permaneno Tidak diperlukan di dalam proses eksekusi sehingga tidak dapat diakses secara

langsung oleh prosesor (CPU) Untuk akses memori eksternal ini oleh CPU harus melalui pengontrolmodul IO

o Memori eksternal sering juga disebut sebagai memori sekunder o Memori ini terdiri atas perangkat storage peripheral seperti disk pita

magnetik dll berbagai jenis memory Eksternal

1 Berdasarkan jenis akses data

Berdasarkan jenis aksesnya memori eksternal dikelompokkan menjadi 2 jenis yaitu

a DASD (Direct Access Storage Device) dimana ia mempunyai akses langsung

terhadap data Contoh Magnetik(Floppy disk hard disk) Removable hard

disk(Zip disk Flash disk) Optical Disk

b SASD (Sequential Access Storage Device) Akses data secara tidak langsung

(berurutan) seperti Pita Magnetik

2Berdasarkan Karakteristik Bahan

Berdasarkan karakteristik bahan pembuatanya memori eksternal digolongkan

menjadi beberapa kelompok

a Punched Card atau kartu berlobang

a merupakan kartu kecil berisi lubang-lubang yang menggambarkan berbagai instruksi atau data Kartu ini dibaca melalui puch card reader yang sudah tidak digunakan lagi sejak tahun 1979

b Magnetik Disk Magnetik disk merupakan disk yang terbuat dari bahan yang bersifat magnetik contoh Floppy dan hardsik

c Optical Disk Optical disk terbuat dari bahan optik seperti resin (Polycaronate) dan dilapisi permukaan yang sangat reflektif seperti aluminium contoh CD dan DVD

d Magnetik TapeSedangkan magnetik tape terbuat dari bahan yang bersifat magnetik tetapi berbentuk pita seperti halnya pita kaset tape recorder

91 Bus amp Sistem Bus

Dalam Arsitektur komputer sebuah Bus adalah sebuah subsistem yang mentransfer data

atau listrik antar komponen komputer didalam sebuah komputer atau antar komputer

Bus komputer awal merupakan bus listrik paralel dengan banyak hubungan tetapi istilah

ini sekarang digunakan untuk pengaturan fisik yang menyediakan fungsi logika yang

sama dengan sebuah bus listrik paralel dan dapat dihubungkan dengan kabel dalam

sebuah topologi multidrop atau daisy chain atau dihubungkan dengan switch seperti

dalam kasus bus USB

System bus atau bus System dalam Arsitektur komputer merujuk pada bus yang

digunakan oleh sistem komputer untuk menghubungkan semua komponennya dalam

menjalankan tugas sebuah bus adalah sebutan untuk jalur dimana data dapat mengalir

dalam komputer jalur-jalur ini digunakan untuk komunikasi dan dapat dibuat antara dua

elemen atau lebih Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan

dieksekusi oleh CPU melalui perantara sistem bus

911 Transfer informasi pada bus

Suatu mendukung bermacam-macam transfer data Semua bus mendukung transfer baca

(master slave) dan transfer tulis( slave ke master) Pada semua multiplexed addressdata

bus pertama-tama bus digunakan untuk menspesifikasikan alamat dan kemudian untuk

melakukan transfer data Untuk operasi baca biasanya terdapat waktu tunggu pada saat

data sedang diambil dari slave untuk ditaruh pada bus Baik bagi operasi baca maupun

tulis mungkin juga terdapat delay bila hal itu diperlukan untuk melalui arbitrasi agar

mendapatkan kontrol bus untuk sisa operasi (yaitu mengambil alih bus untuk melakukan

request baca atau tulis kemudian mengambil alih lagi bus untuk membentuk operasi baca

atau tulis

Pada alamat dedicate dan bus-bus alamat ditaruh ada bus alamat dan tetap berada disana

selama data tersimpan pada bus data Bagi operasi tulis master menaruh data pada bus

data begitu alamat telah stabil dan slave telah mempunyai kesempatan untuk mengetahui

alamatnya bagi operasi baca slave menaruh data pada bus dan begitu slae mengetahui

alamatnya dan telah mengembil data

912 Sistem Bus dengan Jalur Data Alamat dan Kontrol

Jalur bus yang digunakan untuk mentransfer data dapat dikelompokkanrnenjadi tiga tipe jalur data alamat dan kontrol

Data bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi data dan instruksi

Address bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi untuk alamat di

main memory untuk data atau instruksi yang akan diambil atau direkam

Control bus yaitu bus yang digunakan untuk mengirimkan signal sebagai

pemberitahuan akan dikirimkan suatu informasi atau telah diterimanya informasi

yang akan dikirimkan dari suatu alat ke alat lainnya

913 Hirarki Bus

Bus merupakan lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih perangkat

computer Karakteristik penting sebuah bus adalah bahwa bus merupakan media

transmisi yang dapat digunakan bersama Sejumlah perangkat yang terhubung ke bus dan

suatu sinyal yang ditransmisikan oleh salah satu perangkat ini data diterimaoleh salah

satu perangkat yang terhubung ke bus

Umumnya sebuah bus terdiri dari sejumlah lintasan komunikasi atau saluran Masing-

masing saluran dapat mentransmisi sinyal yang menunjukan biner 1 dan biner 0

serangkaian digit biner dapat ditransmisi melalui saluran tunggal

914 Bus Data dan Bus Alamat

1 Bus data

Jalur data yang dilalui informasi ke dan dari microprocessor bahan data keterangan

catatan fakta fakta atau bagian dari fakta yang mengandung arti yang dihubungkan

dengan kenyataan simbol-simbol gambar kata-kata angka huruf yang menunjukan ide

objek kondisi dan lainnya

Data itu sendiri merupakan bentuk jamak dari datum yang berarti informasi jelasnya data

itu dapat berupa apa saja dan dapat ditemui dimana saja

2 Bus Alamat

Bus alamat pengalamatan transformasi data bus Pengalamatan bus ini berisi 16 2024

jalur sinyal paralel atau lebih CPU mengirim alamat lokasi memori atau port yang ingin

ditulis atau dibaca di bus ini jumlah lokasi memori yang dapat dialamati ditentukan

jumlah jalur alamat Jika CPU mempunyai N jalur alamat maka dapat mengalamati 2

pangkat N lokasi memori dan atau port secara langsung

101 Unit Input amp Output

Salah satu fitur dasar komputer adalah kemampuannya untuk mempertukarkandata dengan perangkat lain Kemampuan komunikasi ini memungkinkan operatormanusia misalnya untuk menggunakan keyboard dan layer display untuk mengolahteks dan grafik

1011 Dasar Unit Input Output

Unit IO memberi CPU kemampuan untuk berkomunikasi dengan peripheral Merupakan

entity dalam komputer yang bertanggung jawab atas pengontrol sebuah perangkat

eksternal atau lebih dan untuk pertukaran data antara alat-alat tersebut dengan memory

utama dan atau register-register dalam CPU

Alasan- alasan dipertukarkannya unit IO

Adanya aneka ragam peripheral yang memiliki macam-macam metode operasi

Perbedaan kecepatan transfer data antara sistem BUS dengan piranti IO BUS= 20

nano detik sedang IO lebih dari 100 nano detik

Peripheral seringkali menggunakan format data dan panjang word yang berlainan

dengan komputer

Perbedaan besar tegangan dan arus data yang diperlukan untuk transfer informasi

dari dan ke peripheral dengan sistem bus

Tujuan Unit IO

Melakukan kompensasi perbedaan kecepatan dan perwaktuan antara CPU dan

peripheral

Melakukan penyesuaian tegangan dan arus satu aras ke aras lain

Menyesuaikan panjang data antara sistem BUS dan BUS IO

1012 Antarmuka IO

Gambar 122 mengilustrasikan hardware yang diperlukan untukmenghubungkan perangkat IO ke bus Dekoder alamat mengenableperangkattersebut untuk mengenali alamatnya pada saat alamat ini muncul pada jalur alamatRegister data menyimpan data yang ditransfer ked an dari prosessor Register statusberisi informasi yang relevan dengan operasi perangkat IO Register data dan statusdihubungkan dengan bus data dan ditetapkan dengan alamatalamatunik Dekoderalamat register data dan status dan sirkuit control yang diperlukan untukmengkoordinasikan transfer IO membentuk sirkuit antar muka perangkatGambar 122 Antarmuka IO untuk perangkat input

Perangkat IO beroperasi pada kecepatan yang sangat berbeda denganprosessor Pada saat operator manusia memasukkan karakter pada keyboardprosessor mampu mengeksekusi jutaan instruksi antarentrikarakter yang berurutanSuatu instruksi yang membaca karakter dari keyboard sebaiknya hanya dieksekusipada saat karakter tersebut tersedia dalam input buffer antarmuka keyboard Juga kitaharus memastikan bahwa karakter input tersebut hanya dibaca sekali

1013 Transfer data pada IO

Transfer dataFormat transfer

- Paralel semua bit pada karakter (word denganpanjang tertentu) dikirim secara bersamaan dalambatas waktu yang diberikan

- Serial Data dikirim secara berurutan dalam satu saluran

Transfer data secara paralel lebih cepat daripada secaraserial karena saluran transmisinya banyak kelemahannyakalau terlalu panjang akan terjadi interferensi antarsaluran

Mode transfer data

1 Synchronous modeBaris kendali digunakan untuk mengsinkronkan waktupada semua kejadian yang terjadi selama periodewaktu tertentuKelemahanbull Tiap piranti IO berbeda-beda kecepatan operasinyasehingga harus diturunkan pada kecepatan yangpaling rendah

2 Asynchronous mode

Menggunakan teknik jabat tangan (hand shaking) untukmenyakinkan transfer data antara pengirim danpenerima tidak ada kesalahan (data valid)

111 Interupsi

Interupsi merupakan bagian penting dari sistem arsitektur komputer Setiap sistem

komputer memiliki mekanisme yang berbeda Interupsi bisa terjadi apabila perangkat

keras (hardware) atau perangkat lunak minta ldquo dilayanirdquo oleh processor apabila terjadi

interupsi maka processor menghentikan proses yang sedang dikerjakannya kemudian

beralih mengerjakan service rutin untuk melayani intrupsi tersebut Setelah selesai

mengerjakan service rutin maka prosesor kembali melanjutkan proses yang tertunda

1111 Kelas Sinyal Interupsi

Program yaitu Interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi

pada hasil eksekusi program Contioh Aritmatika overflow pembagian nol

operasi ilegal

Timer adalah Interupsi yang dibangkitkan pewaktuan dalam prosesor Sinyal ini

memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsi tertentu secara reguler

I O sinyal Interupsi yang di bangkitkan oleh Modul IO sehubngan pemberitahuan

kondisi Error dan penyelesaian suatu operasi

Hardware Failure adalah Interupsi yang dibangkitkan oleh kegagalan daya atau

kesalahan paritas memori

1112 Proses Interupsi

Dengan adanya mekanisme Interupsi prossesor dapat digunakan untuk

mengeksekusi intsruksi- instruksi lain

Saat suatu modul telah selesai menjalankan tugasnya dan siap menerima tugas

berikutnya maka modul ini akan mengirimkan permintaan interupsi ke prosesor

Kemudian prosesor akan menghentikan eksekusi yang dijalankannya untuk

menghandle routine interupsi

Setelah program interupsi selesai maka processor akan melanjutkan eksekusi

programnya kembali

Saat sinyal Interupsi diterima processor ada dua kemungkinan tindakan yaitu

Interupsi diterima ditangguhkan dan Interupsi ditolak

1113 Interupsi Ditangguhkan

Apa yang dilakukan Processor

Processor menangguhkan eksekusi program yang dijalankan dan menyimpan

konteksnya tindakan ini adalah menyimpan alamat instruksi berikutnya yang akan

dieksekusi dan data lain yang relevan

Processor menyetel program Counter (PC) ke alamat awal routine intterupt handler

1114 Sistem Operasi Kompleks

Interupsi ganda (Multiple interupt)

Misalnya suatu komputer akan menerima permintaan interupsi saat proses

pencetakan dengan printer selesai disamping itu dimungkinkan dari saluran

komunikasi akan mengirimkan permintaan interupsi setiap kali data tiba

Dapat diambil dua buah pendekatan untuk menangani interupsi ganda ini

121 Arsitektur dan Klasifikasi Sistem Komputer

Sebuah sistem operasi atau dalam bahasa asingnya Operating System adalah sebuah

program yang mengatur hardware komputer Sistem operasi juga menyediakan fondasi

untuk aplikasi diatasnya dan bertindak sebagai penghubung antara user dengan

hardwaresetiap sistem operasi memiliki caranya masing-masing untuk menyelesaikan

tugasnya Hal ini menimbulkan aneka ragam sistem operasi yang sangat menakjubkan

Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu 1 Klasifikasi Flynn

Didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data dalam sistem komputer

2 Klasifikasi Feng Didasarkan pada pemrosesan paralel dan serial

3 Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1211 Klasifikasi Fylnn

KLASIFIKASI FLYNN 1048790 Klasifikasi sistem komputer yang didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data diperkenalkan oleh Michael J Flynn 1048790 Alur instruksi (instruction stream) adalah urutan instruksi yang dilaksanakan oleh mesin 1048790 Alur data adalah urutan data yang dipanggil oleh alur instruksi 1048790 Baik instruksi maupun data diambil dari modul memori 1048790 Instruksi didecode (diartikan) oleh Control Unit 1048790 Alur data mengalir dua arah antara prosesor dan memori

Ada 4 kategori sistem komputer dalam klasifikasi Flynn 1 Single Instruction stream ndash Single Data stream (SISD) 2 Single Instruction stream ndash Multiple Data stream (SIMD) 3 Multiple Instruction stream ndash Single Data stream (MISD) 4 Multiple Instruction stream ndash Multiple Data stream (MIMD)

1212 Klasifikasi Feng

KLASIFIKASI FENG 1048790 Tse Yun Feng mengusulkan pembagian klasifikasi arsitektur komputer berdasarkan derajat keparalelan (degree of parallelism) 1048790 Jumlah bit maksimum yang dapat diproses dalam satu satuan waktu oleh sistem komputer disebut derajat keparalelan maksimum P 1048790 Bila Pi adalah jumlah bit yang dapat diproses dalam siklus prosesor ke ndash i (atau periode clock ke ndash i) 1048790 Siklus prosesor T dinyatakan oleh i = 123 T 1048790 Maka derajat keparalelan rata-rataa adalah

Ada 4 tipe Metode Pemrosesan

1048790 Word Serial and Bit Serial (WSBS) 1048790 Word Paralel and Bit Setial (WPBS) 1048790 Word Serial and Bit Paralel (WSBP) 1048790 Word Paralel and Bit Paralel (WPBP)

1213 Klasifikasi Handler

Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1214 Menjelaskan Multi Komputer amp Multi Processor

1048790 Multiprosesor MIMD dengan memori yang dapat digunakan bersama semua prosesornya memiliki akses ke pool memori utama

1048790 Multikomputer MIMD dengan memori terdistribusi setiap prosesornya memiliki memori khusus sendiri

1048790 Motivasi pembuatan organisasi multikomputer adalah untuk mengatasi keterbatasan skala multiprosesor

1048790 Karena prosesor-prosesor multikomputer harus berkomunikasi maka elemen penting perancangan multikomputer adalah jaringan interkoneksi yang harus dapat beroperasi seefisien mungkin

1048790 Ada beberapa topologi interkoneksi untuk memberikan kinerja yang efisien

1048790 Terdapat trade-off antara lintasan terpanjang dan jumlah koneksi fisik yang diperlukan

Selesai

BAB III PENUTUP

31 Kesimpulan

32 Saran

Daftar Pustaka

• Definisi
• • Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu

Ada 4 kondisi yang terjadi pada penjumlahan biner yaitu apabila 0 + 0 0 + 1 1 + 0dan 1 + 1 Jika yang terjadi adalah 1 + 1 kita tidak dapat menyatakan hasil jumlahdalam satu digit Tetapi kita harus melakukan penyimpanan (Carry Out) kedalamkolom yang lebih tinggi Ini berlaku untuk seluruh sistem bilangan Sebagai contohpada bilangan desimal 2 + 5 = 7 dengan carry out = 0 9 + 9 = 8 dengan carry out = 1Contoh

Penjumlahan 8421BCD

Sandi 8421BCD hanya menggunakan bilangan biner untuk 0 sampai 9 karena yangdisandikan hanya 1 digit angka desimal Dalam penjumlahan yang perlu diperhatikanadalah jika hasilnya lebih dari 9 sehingga akan dihasilkan auxillary carry (Carry daribilangan keempat LSB) maupun carry dari MSBBerikut adalah aturan penjumlahan sandi 8421BCDJikajumlah biner dan jumlah BCD sama yaitu AC (Auxillary Carry) = 0 dan Carry= 0 maka tidak diperlukan aturan tambahan

Jikajumlah biner tidak sama dengan jumlah desimal maka memerlukan pengaturantambahan Jika Auxillary Carry (AC) = 0 atau AC = 1 dan Carry (Cy) = 0 dimana hasilpenjumlahan binernya lebih dari 9 desimal maka perlu ditambahkan 6 pada niblerendah tersebut dan tambahkan 1 pada nible yang lebih tinggi

Pengurangan

Pengurangan pada dasarnya merupakan penjumlahan yaitu penjumlahan denganbilangan negatif

500 ndash 255 = 245 (Pengurangan)500 + ()255 = 245 (Penjumlahan)Komputer hanya bekerja pada bilangan ldquo0rdquo dan ldquo1rdquo dan tidak mengenal bilangannegatif Untuk menunjukkan bilangan negatif komputer menggunakan tanda modulus(Modulus Sign) Pada penjumlahan desimal tanda modulus yang digunakan adalahldquo0rdquo untuk bilangan positif dan ldquo9rdquo untuk bilangan negatif Untuk bilangan negatifpada operasi penjumlahannya harus dikomplemen Komplemen yang digunakan padabilangan desimal adalah komplemen10dan komplemen9

Perkalian

Perkalian antara bilangan biner adalah perkalian yang paling mudah diantara sistembilangan lainnya

Pada Teknik Komputer perkalian dilakukan menggunakan register geser kanan (ShiftRight Register) Perhatikan contoh berikut

Register A untuk menyimpan data yang akan dikalikan (Multiplicand)Register B untuk menyimpan data pengali (Multiplier)Register P untuk menyimpan hasil perkalian

Pembagian

Kebalikan dari perkalian pembagian (Division) adalah suatu bentuk dari penguranganyang dilakukan berulangulangDan proses ini juga dapat dilakukan pada rangkaianlogika dengan cara pengurangan dan penggeseran ke kiri (menggunakan shiftleftregister) Berikut adalah aturan dari pembagianKurangkan bilangan pembagi (Divisor) dari MSB bilangan yang akan dibagi(Dividend) lihat hasil pengurangan

Bila hasilnya 1 atau positif Berarti hasil pembagian (Product) adalah 1 Setelah itu hasil pengurangan digeserkekiri satu bit dan dimulai lagi pengurangan oleh bilangan pembagi (Divisor)

Bila hasilnya 0 atau negatif Berarti hasil pembagian (Product) adalah 0 Dalam hal ini sebelum digeser ke kiriharus ditambah dulu dengan bilangan pembagi (Divisor) Setelah digeser ke kiri satubit dimulai lagi proses pengurangan oleh bilangan pembagi Pengurangan olehbilangan pembagi dilakukan dengan penjumlahan komplemen2Bila dalam

penjumlahan tersebut terdapat pindahan (Carry) maka carry tersebut diabaikanPerhatikan contoh berikut 1010 410 = 10102 1004

Karena ada hasil pengurangan yang negatif maka digit yang dihasilkansetelah itu adalah digit pecahan sehingga hasil yang benar 1012 atau 2510

61 Floating Point

71 Control Unit

CONTROL UNIT (CU)

711 Model Control Unit

Unit kontrol atau yang sering dikenal dengan control unit akan menyimpan perintah sekarang yang dilakukan oleh komputer memerintahkan ALU untuk melaksanaan dan mendapat kembali informasi (dari memori) yang diperlukan untuk melaksanakan perintah itu dan memindahkan kembali hasil ke lokasi memori yang sesuai Sekali yang terjadi unit kontrol pergi ke perintah berikutnya (biasanya ditempatkan di slot berikutnya kecuali kalau perintah itu adalah perintah lompatan yang memberitahukan kepada komputer bahwa perintah berikutnya ditempatkan di lokasi lain)

Bagian CPU yang menyebabkan fungsi komputer tercapai ini mengeluarkan sinyal-sinyal kontrol yang bersifat internal bagi CPU untuk memindahkan data antar Register agar ALU melakukan fungsinya untuk mengatur operasi-operasi internal lainnya Register yang merupakan bagian dari unit kontrol adalah tempat penyimpan data sementara dalam CPU selama proses eksekusi Apabila terjadi proses eksekusi data dalam register dikirim ke ALU untuk diproses hasil eksekusi nantinya diletakkan ke register kembali Unit kontrol akan menghasilkan sinyal yang akan mengontrol operasi ALU dan pemindahan data ke dan dari ALU Unit kontrol juga mengeluarkan sinyal kontrol eksternal bagi pertukaran data memori dan modul-modul IO

Model dari unit kontrol

712 Macam-macam unit kontrol

Macam-macam Unit Kontrol1 Unit Kontrol Single-Cycle

Proses di unit kontrol ini hanya terjadi dalam satu clock cycle artinya setiap instruksi (fetch decode execute) ada pada satu cycle maka dari itu tidak memerlukan state Dengan demikian fungsi boolean masing-masing control line hanya merupakan fungsi dari opcode saja Clock cycle harus mempunyai panjang yang sama untuk setiap jenis instruksi

Ada dua bagian pada unit kontrol ini yaitu proses men-decode opcode untuk mengelompokkannya menjadi 4 macam instruksi (yaitu di gerbang AND) dan pemberian sinyal kontrol berdasarkan jenis instruksinya (yaitu gerbang OR) Keempat jenis instruksi adalah ldquoR-formatrdquo (berhubungan dengan register) ldquolwrdquo (membaca memori) ldquoswrdquo (menulis ke memori) dan ldquobeqrdquo (branching)

Sinyal kontrol yang dihasilkan bergantung pada jenis instruksinya Misalnya jika melibatkan memori rdquoR-formatrdquo atau rdquolwrdquo maka akan sinyal rdquoRegwriterdquo akan aktif Hal lain jika melibatkan memori ldquolwrdquo atau ldquoswrdquo maka akan diberi sinyal kontrol ke ALU yaitu ldquoALUSrcrdquo

Desain single-cycle ini lebih dapat bekerja dengan baik dan benar tetapi cycle ini tidak efisien

2 Unit Kontrol Multi-CycleGambar disamping menunjukkan diagram blok dari unit kontrol multi-cycle

Berbeda dengan unit kontrol yang single-cycle unit kontrol yang multi-cycle lebih memiliki banyak fungsi

Dengan memperhatikan state dan opcode fungsi boolean dari masing-masing control line output dapat ditentukan Masing-masingnya akan menjadi fungsi dari 10 buah input logic Jadi akan terdapat banyak fungsi boolean dan masing-masingnya tidak sederhana

Pada cycle ini sinyal kontrol tidak lagi ditentukan dengan melihat pada bit-bit instruksinya Bit-bit opcode memberitahukan operasi apa yang selanjutnya akan di-execute CPU bukan instruksi cycle selanjutnya

713 Fungsi unit kontrol

Fungsi Unit Kontrol1 Pengurutan (sequencing) unit kontrol bertugas mengontrol sejumlah operasi

mikro dalam urutan yang benar

2 Eksekusi (execution) unit kontrol menyebabkan setiap operasi mikro dilakukan

state register overhead

Cycle 1Cycle 2

Cycle 3Cycle 4

Cycle 5

Fetch

Decode

Exec

Mem

WB

lw

Single cycle Implementation

Multiple Cycle Implementation

714 Input Unit Kontrol

Input Unit Kontrol

Unit kontrol mempunyai beberapa input diantaranya1 Clock berfungsi untuk sinkronisasi operasi antar komponen 2 Flag flag-flag ini diperlukan unit kontrol untuk mengetahui status CPU Flag

diset ALU sebagai hasil dari suatu operasi misalnya overflow flag diset 1 bila hasil komputasi melampaui panjang register tempat flag disimpan

3 Instruction register menggunakan opcode untuk menentukan operasi mikro yang akan dilakukan selama siklus eksekusi

4 Sinyal kontrol dari rdquobus controlrdquo memberi jalur ke unit kontrol untuk sinyal-sinyal tertentu seperti sinyal interrupt dan sinyal acknowledgment

715 Output Unit Kontrol

Sinyal kontrol di dalam CPU (control signals within CPU) output unit kontrol terdiri dari dua macam sinyal yaitu

1 sinyal-sinyal yang menyebabkan perpindahan data antar register 2 sinyal-sinyal yang dapat mengaktifkan fungsi ALU yang spesifik

Sinyal kontrol ke rdquobus controlrdquo juga terdiri atas 2 sinyal yaitu1 sinyal kontrol ke memori 2 sinyal kontrol ke modul-modul IO

716 Implementasi Unit Kontrol

1 Implementasi hardwired Unit kontrol merupakan rangkaian kombinatorial Sinyal-sinyal logika

inputnya akan didekodekan menjadi sinyal-sinyal logika output yang merupakan sinyal-sinyal kontrol ke sistem komputer Sinyal-sinyal input tersebut seperti clock flag register instruction dan sinyal kontrol merupakan input bagi unit kontrol untuk mengetahui status komputer Sinyal keluaran yang dihasilkan akan mengendalikan sistem kerja komputer

N buah input biner akan menghasilkan 2N output biner Setiap instruksi memiliki opcode yang yang berbeda-bedaOpcode yang berbeda dalam instruksi akan menghasilkan sinyal kontrol yang berbeda pula Pewaktu unit kontrol mengeluarkan rangkaian pulsa yang periodik

Pulsa waktu ini digunakan untuk mengukur durasi setiap operasi mikro yang dijalankan CPU intinya digunakan untuk sinkronisasi kerja masing-masing bagian

Masalah dalam Merancang Implementasi Hardwired Memiliki kompleksitas dalam pengurutan dan operasi mikronya Sulit didesain dan dilakukan pengetesan Tidak fleksibel Sulit untuk menambahkan instruksi baru

2 Implementasi microprogrammed Implementasi yang paling reliabel saat ini adalah implementasi

microprogrammed Unit kontrol memerlukan sebuah memori untuk menyimpan program kontrolnya

Fungsindashfungsi pengontrolan dilakukan berdasarkan program kontrol yang tersimpan pada unit kontrol Selain itu fungsindashfungsi pengontrolan tidak berdasarkan dekode dari input unit kontrol lagi

Teknik ini dapat menjawab kesulitanndashkesulitan yang ditemui dalam implementasi hardwired

81 Memori amp Piranti Penyimpanan

811 Jenis-Jenis memori

Berdasarkan komponen yang digunakan terbagi atas

1 Vacuum Tubes

Komputer generasi pertama ENIAC tahun 1946 menggunakan komponentabung hampa udara untuk main memory Memori ini relatif berukuran besardan tiap-tiap tabung hampa udara mewakili 1 bit

2 Magnetic Core Storage

Digunakan sekitar tahun 1960 ndash 1970 Terdiri dari ribuan cincin magnetikkecil berukuran 18 mm dengan lubang berdiameter 10 mm Tiap-tiap coredihubungkan dengan kabel kawat membentuk suatu bidang core (core plane)dan ditumpuk membentuk suatu core stackMasing-masing core dapat menyimpan 1 bit bila dimagnetasi dengan suatuarus listrik dari dua arah jurusan yang masing-masing bermuatan frac12 arus

3 Planar Thin-Film Storage

Terbuat dari lempengan tipis keramik atau metal tembus pandang yang berisi

kumpulan besi nikel berbentuk empat persegi panjang kecil dihubungkandengan kabel-kabel

4 Semiconductor Storage

Mulai banyak digunakan sejak tahun 1970-an hingga sekarangTerbuat dariVLSI (Very Large Scale Integration) yaitu meletakkan sejumlah besar circuitke dalam suatu chip Teknologi yang digunakan adalah MOS (Metal OxideSemiconductor) dan bersifat volatileKomputer IBM 704 pada GeneralElectric Computer facility diArizona State University 1956Sebuah mesin vacuum tubedengan magnetic core storageSingle layer thin film dengan Ta2N resistors

5 Josephson Junction

Diciptakan oleh Brian Josephson dari Inggris Merupakan memori yang dapatmelakukan switch dari bit 1 ke bit 0 atau sebaliknya dengan kecepatan yangtinggi yaitu kurang dari sepertriliun detik Menggunakan suatu tempat

tertutup yang berisi helium cair dengan suhu sekitar -200 derajat celcius

6 Charged-Coupled Device (CCD)

Merupakan memori yang terdiri dari ribuan metal bujur sangkar berukurankecil yang masing-masing dapat menyimpan informasi digit binari dalambentuk beban elektronik (electric charge)

812 Hirarki Memori

Sebagian besar komputer memiliki hirarki memori yang terdiri atas tiga level yaitu

1 Physical Register di CPU berada di Level teratas Informasi yang berada

di Register dapat diakses dalam satu Clock cycle CPU

2 Primary Memory (Executable memory ) berada dilevel tengah

Contohnya RAM Primary Memory diukur dengan satu byte dalam satu

waktu secara relatif dapat diakses dengan cepat bersifat volatil (informasi

bisa hilang ketika komputer dimatikan) CPU mengakses memori ini

dengan instruksi single load dan store dalam beberapa clock cycle

3 Secondary Memory berada dilevel bawah Contohnya disk atau tape

Secondary memory diukur sebagai kumpulan dari bytes(block of bytes)

waktu aksesnya lambat bersifat non-volatil (informasi tetap tersimpan

ketika komputer dimatikan) Memori ini diterapkan di storage device jadi

akses meliputi aksi oleh driver dan device

813 Memori Internal

Memori internal o Berada di luar CPU tetapi bersifat internal terhadap sistem komputero Diperlukan oleh CPU untuk proses eksekusi (operasi) program sehingga

dapat diakses secara langsung oleh prosesor (CPU) tanpa modul perantarao Memori internal sering juga disebut sebagai memori primer atau memori

utama o Memori internal biasanya menggunakan media RAM

Random Access Memori (RAM)

Ram adalah suatu memori baca tulis artinya data dapat dibaca dari atau ditulis ke RAM dan dapat dilakukan secara berulang-ulang dengan data yang berbeda-beda Jenis memori ini merupakan jenis volatile (mudah menguap) yaitu data yang tersimpan akan hilang jika catu dayanya dimatikan Karena alasan tersebut maka program utama tidak pernah disimpan di RAM Random artinya data yang disimpan pada RAM dapat diakses secara acak RAM dibagi lagi menjadi dua jenis yaitu jenis statik dan jenis dinamik RAM statik menyimpan satu bit informasi dalam sebuah flip-flop Jenis RAM ini asyncronous dan tidak memerlukan sinyal clock RAM statik biasanya digunakan untuk aplikasi-aplikasi yang tidak memerlukan kapasitas memori RAM yang besar RAM dinamik menyimpan satu bit informasi data sebagai muatan RAM dinamik menggunakan kapasitansi gerbang substrat sebuah transistor MOS sebagai sel memori elementer Untuk menjaga agar data yang tersimpan RAM dinamik tetap utuh data tersebut harus disegarkan kembali dengan cara membaca dan menulis ulang data tersebut kememori RAM dinamik ini digunakan untuk aplikasi ynag memerlukan RAM dengan kapasitas besar misalnya dalam sebuah komputer pribadi (PC)

Read Only Memory (ROM)

Jenis memori ini datanya hanya bisa dibaca dan tidak bisa ditulis secara berulang-ulang Memori ini berjenis non-volatile artinya data yang disimpan tidak mudah menguap (hilang) walaupun catu dayanya dimatikan Karena itu memori ini biasa digunakan untuk menyimpan program utama dari suatu sistem Jenis ROM yang dikenal dipasaran ada lima jenis yaitu

- ROM (Read Only Memory) yang diprogram dalam proses pembuatannya Jenis ini tidak dapat diprogram ulang

- PROM (Programmable ROM) yang diprogram dengan cara memutuskan hubungan sekering internal PROM hanya dapat diprogram satu kali dan tidak dapat diprogram ulang

- EPROM (Erasable PROM) yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat dari piranti Dihapus dengan cara pemberian sinar ultra violet melalui jendela pada bagian atas IC Setelah dihapus dapat diprogram ulang

- EEPROM (Electrically EPROM) sama saja dengan EPROM hanya cara penghapusannya dilakukan secara listrik

- Flash EPROM yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat pada piranti Memori ini dapat diisi ulang

Dari semua jenis memori diatas yang sering digunakan adalah memori jenis EPROM dan

EEPROM karena harganya paling murah dan mudah didapat dipasaran

814 Memori Eksternal

Memori eksternal o Bersifat eksternal terhadap sistem komputer dan tentu saja berada di luar

CPUo Diperlukan untuk menyimpan data atau instruksi secara permaneno Tidak diperlukan di dalam proses eksekusi sehingga tidak dapat diakses secara

langsung oleh prosesor (CPU) Untuk akses memori eksternal ini oleh CPU harus melalui pengontrolmodul IO

o Memori eksternal sering juga disebut sebagai memori sekunder o Memori ini terdiri atas perangkat storage peripheral seperti disk pita

magnetik dll berbagai jenis memory Eksternal

1 Berdasarkan jenis akses data

Berdasarkan jenis aksesnya memori eksternal dikelompokkan menjadi 2 jenis yaitu

a DASD (Direct Access Storage Device) dimana ia mempunyai akses langsung

terhadap data Contoh Magnetik(Floppy disk hard disk) Removable hard

disk(Zip disk Flash disk) Optical Disk

b SASD (Sequential Access Storage Device) Akses data secara tidak langsung

(berurutan) seperti Pita Magnetik

2Berdasarkan Karakteristik Bahan

Berdasarkan karakteristik bahan pembuatanya memori eksternal digolongkan

menjadi beberapa kelompok

a Punched Card atau kartu berlobang

a merupakan kartu kecil berisi lubang-lubang yang menggambarkan berbagai instruksi atau data Kartu ini dibaca melalui puch card reader yang sudah tidak digunakan lagi sejak tahun 1979

b Magnetik Disk Magnetik disk merupakan disk yang terbuat dari bahan yang bersifat magnetik contoh Floppy dan hardsik

c Optical Disk Optical disk terbuat dari bahan optik seperti resin (Polycaronate) dan dilapisi permukaan yang sangat reflektif seperti aluminium contoh CD dan DVD

d Magnetik TapeSedangkan magnetik tape terbuat dari bahan yang bersifat magnetik tetapi berbentuk pita seperti halnya pita kaset tape recorder

91 Bus amp Sistem Bus

Dalam Arsitektur komputer sebuah Bus adalah sebuah subsistem yang mentransfer data

atau listrik antar komponen komputer didalam sebuah komputer atau antar komputer

Bus komputer awal merupakan bus listrik paralel dengan banyak hubungan tetapi istilah

ini sekarang digunakan untuk pengaturan fisik yang menyediakan fungsi logika yang

sama dengan sebuah bus listrik paralel dan dapat dihubungkan dengan kabel dalam

sebuah topologi multidrop atau daisy chain atau dihubungkan dengan switch seperti

dalam kasus bus USB

System bus atau bus System dalam Arsitektur komputer merujuk pada bus yang

digunakan oleh sistem komputer untuk menghubungkan semua komponennya dalam

menjalankan tugas sebuah bus adalah sebutan untuk jalur dimana data dapat mengalir

dalam komputer jalur-jalur ini digunakan untuk komunikasi dan dapat dibuat antara dua

elemen atau lebih Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan

dieksekusi oleh CPU melalui perantara sistem bus

911 Transfer informasi pada bus

Suatu mendukung bermacam-macam transfer data Semua bus mendukung transfer baca

(master slave) dan transfer tulis( slave ke master) Pada semua multiplexed addressdata

bus pertama-tama bus digunakan untuk menspesifikasikan alamat dan kemudian untuk

melakukan transfer data Untuk operasi baca biasanya terdapat waktu tunggu pada saat

data sedang diambil dari slave untuk ditaruh pada bus Baik bagi operasi baca maupun

tulis mungkin juga terdapat delay bila hal itu diperlukan untuk melalui arbitrasi agar

mendapatkan kontrol bus untuk sisa operasi (yaitu mengambil alih bus untuk melakukan

request baca atau tulis kemudian mengambil alih lagi bus untuk membentuk operasi baca

atau tulis

Pada alamat dedicate dan bus-bus alamat ditaruh ada bus alamat dan tetap berada disana

selama data tersimpan pada bus data Bagi operasi tulis master menaruh data pada bus

data begitu alamat telah stabil dan slave telah mempunyai kesempatan untuk mengetahui

alamatnya bagi operasi baca slave menaruh data pada bus dan begitu slae mengetahui

alamatnya dan telah mengembil data

912 Sistem Bus dengan Jalur Data Alamat dan Kontrol

Jalur bus yang digunakan untuk mentransfer data dapat dikelompokkanrnenjadi tiga tipe jalur data alamat dan kontrol

Data bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi data dan instruksi

Address bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi untuk alamat di

main memory untuk data atau instruksi yang akan diambil atau direkam

Control bus yaitu bus yang digunakan untuk mengirimkan signal sebagai

pemberitahuan akan dikirimkan suatu informasi atau telah diterimanya informasi

yang akan dikirimkan dari suatu alat ke alat lainnya

913 Hirarki Bus

Bus merupakan lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih perangkat

computer Karakteristik penting sebuah bus adalah bahwa bus merupakan media

transmisi yang dapat digunakan bersama Sejumlah perangkat yang terhubung ke bus dan

suatu sinyal yang ditransmisikan oleh salah satu perangkat ini data diterimaoleh salah

satu perangkat yang terhubung ke bus

Umumnya sebuah bus terdiri dari sejumlah lintasan komunikasi atau saluran Masing-

masing saluran dapat mentransmisi sinyal yang menunjukan biner 1 dan biner 0

serangkaian digit biner dapat ditransmisi melalui saluran tunggal

914 Bus Data dan Bus Alamat

1 Bus data

Jalur data yang dilalui informasi ke dan dari microprocessor bahan data keterangan

catatan fakta fakta atau bagian dari fakta yang mengandung arti yang dihubungkan

dengan kenyataan simbol-simbol gambar kata-kata angka huruf yang menunjukan ide

objek kondisi dan lainnya

Data itu sendiri merupakan bentuk jamak dari datum yang berarti informasi jelasnya data

itu dapat berupa apa saja dan dapat ditemui dimana saja

2 Bus Alamat

Bus alamat pengalamatan transformasi data bus Pengalamatan bus ini berisi 16 2024

jalur sinyal paralel atau lebih CPU mengirim alamat lokasi memori atau port yang ingin

ditulis atau dibaca di bus ini jumlah lokasi memori yang dapat dialamati ditentukan

jumlah jalur alamat Jika CPU mempunyai N jalur alamat maka dapat mengalamati 2

pangkat N lokasi memori dan atau port secara langsung

101 Unit Input amp Output

Salah satu fitur dasar komputer adalah kemampuannya untuk mempertukarkandata dengan perangkat lain Kemampuan komunikasi ini memungkinkan operatormanusia misalnya untuk menggunakan keyboard dan layer display untuk mengolahteks dan grafik

1011 Dasar Unit Input Output

Unit IO memberi CPU kemampuan untuk berkomunikasi dengan peripheral Merupakan

entity dalam komputer yang bertanggung jawab atas pengontrol sebuah perangkat

eksternal atau lebih dan untuk pertukaran data antara alat-alat tersebut dengan memory

utama dan atau register-register dalam CPU

Alasan- alasan dipertukarkannya unit IO

Adanya aneka ragam peripheral yang memiliki macam-macam metode operasi

Perbedaan kecepatan transfer data antara sistem BUS dengan piranti IO BUS= 20

nano detik sedang IO lebih dari 100 nano detik

Peripheral seringkali menggunakan format data dan panjang word yang berlainan

dengan komputer

Perbedaan besar tegangan dan arus data yang diperlukan untuk transfer informasi

dari dan ke peripheral dengan sistem bus

Tujuan Unit IO

Melakukan kompensasi perbedaan kecepatan dan perwaktuan antara CPU dan

peripheral

Melakukan penyesuaian tegangan dan arus satu aras ke aras lain

Menyesuaikan panjang data antara sistem BUS dan BUS IO

1012 Antarmuka IO

Gambar 122 mengilustrasikan hardware yang diperlukan untukmenghubungkan perangkat IO ke bus Dekoder alamat mengenableperangkattersebut untuk mengenali alamatnya pada saat alamat ini muncul pada jalur alamatRegister data menyimpan data yang ditransfer ked an dari prosessor Register statusberisi informasi yang relevan dengan operasi perangkat IO Register data dan statusdihubungkan dengan bus data dan ditetapkan dengan alamatalamatunik Dekoderalamat register data dan status dan sirkuit control yang diperlukan untukmengkoordinasikan transfer IO membentuk sirkuit antar muka perangkatGambar 122 Antarmuka IO untuk perangkat input

Perangkat IO beroperasi pada kecepatan yang sangat berbeda denganprosessor Pada saat operator manusia memasukkan karakter pada keyboardprosessor mampu mengeksekusi jutaan instruksi antarentrikarakter yang berurutanSuatu instruksi yang membaca karakter dari keyboard sebaiknya hanya dieksekusipada saat karakter tersebut tersedia dalam input buffer antarmuka keyboard Juga kitaharus memastikan bahwa karakter input tersebut hanya dibaca sekali

1013 Transfer data pada IO

Transfer dataFormat transfer

- Paralel semua bit pada karakter (word denganpanjang tertentu) dikirim secara bersamaan dalambatas waktu yang diberikan

- Serial Data dikirim secara berurutan dalam satu saluran

Transfer data secara paralel lebih cepat daripada secaraserial karena saluran transmisinya banyak kelemahannyakalau terlalu panjang akan terjadi interferensi antarsaluran

Mode transfer data

1 Synchronous modeBaris kendali digunakan untuk mengsinkronkan waktupada semua kejadian yang terjadi selama periodewaktu tertentuKelemahanbull Tiap piranti IO berbeda-beda kecepatan operasinyasehingga harus diturunkan pada kecepatan yangpaling rendah

2 Asynchronous mode

Menggunakan teknik jabat tangan (hand shaking) untukmenyakinkan transfer data antara pengirim danpenerima tidak ada kesalahan (data valid)

111 Interupsi

Interupsi merupakan bagian penting dari sistem arsitektur komputer Setiap sistem

komputer memiliki mekanisme yang berbeda Interupsi bisa terjadi apabila perangkat

keras (hardware) atau perangkat lunak minta ldquo dilayanirdquo oleh processor apabila terjadi

interupsi maka processor menghentikan proses yang sedang dikerjakannya kemudian

beralih mengerjakan service rutin untuk melayani intrupsi tersebut Setelah selesai

mengerjakan service rutin maka prosesor kembali melanjutkan proses yang tertunda

1111 Kelas Sinyal Interupsi

Program yaitu Interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi

pada hasil eksekusi program Contioh Aritmatika overflow pembagian nol

operasi ilegal

Timer adalah Interupsi yang dibangkitkan pewaktuan dalam prosesor Sinyal ini

memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsi tertentu secara reguler

I O sinyal Interupsi yang di bangkitkan oleh Modul IO sehubngan pemberitahuan

kondisi Error dan penyelesaian suatu operasi

Hardware Failure adalah Interupsi yang dibangkitkan oleh kegagalan daya atau

kesalahan paritas memori

1112 Proses Interupsi

Dengan adanya mekanisme Interupsi prossesor dapat digunakan untuk

mengeksekusi intsruksi- instruksi lain

Saat suatu modul telah selesai menjalankan tugasnya dan siap menerima tugas

berikutnya maka modul ini akan mengirimkan permintaan interupsi ke prosesor

Kemudian prosesor akan menghentikan eksekusi yang dijalankannya untuk

menghandle routine interupsi

Setelah program interupsi selesai maka processor akan melanjutkan eksekusi

programnya kembali

Saat sinyal Interupsi diterima processor ada dua kemungkinan tindakan yaitu

Interupsi diterima ditangguhkan dan Interupsi ditolak

1113 Interupsi Ditangguhkan

Apa yang dilakukan Processor

Processor menangguhkan eksekusi program yang dijalankan dan menyimpan

konteksnya tindakan ini adalah menyimpan alamat instruksi berikutnya yang akan

dieksekusi dan data lain yang relevan

Processor menyetel program Counter (PC) ke alamat awal routine intterupt handler

1114 Sistem Operasi Kompleks

Interupsi ganda (Multiple interupt)

Misalnya suatu komputer akan menerima permintaan interupsi saat proses

pencetakan dengan printer selesai disamping itu dimungkinkan dari saluran

komunikasi akan mengirimkan permintaan interupsi setiap kali data tiba

Dapat diambil dua buah pendekatan untuk menangani interupsi ganda ini

121 Arsitektur dan Klasifikasi Sistem Komputer

Sebuah sistem operasi atau dalam bahasa asingnya Operating System adalah sebuah

program yang mengatur hardware komputer Sistem operasi juga menyediakan fondasi

untuk aplikasi diatasnya dan bertindak sebagai penghubung antara user dengan

hardwaresetiap sistem operasi memiliki caranya masing-masing untuk menyelesaikan

tugasnya Hal ini menimbulkan aneka ragam sistem operasi yang sangat menakjubkan

Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu 1 Klasifikasi Flynn

Didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data dalam sistem komputer

2 Klasifikasi Feng Didasarkan pada pemrosesan paralel dan serial

3 Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1211 Klasifikasi Fylnn

KLASIFIKASI FLYNN 1048790 Klasifikasi sistem komputer yang didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data diperkenalkan oleh Michael J Flynn 1048790 Alur instruksi (instruction stream) adalah urutan instruksi yang dilaksanakan oleh mesin 1048790 Alur data adalah urutan data yang dipanggil oleh alur instruksi 1048790 Baik instruksi maupun data diambil dari modul memori 1048790 Instruksi didecode (diartikan) oleh Control Unit 1048790 Alur data mengalir dua arah antara prosesor dan memori

Ada 4 kategori sistem komputer dalam klasifikasi Flynn 1 Single Instruction stream ndash Single Data stream (SISD) 2 Single Instruction stream ndash Multiple Data stream (SIMD) 3 Multiple Instruction stream ndash Single Data stream (MISD) 4 Multiple Instruction stream ndash Multiple Data stream (MIMD)

1212 Klasifikasi Feng

KLASIFIKASI FENG 1048790 Tse Yun Feng mengusulkan pembagian klasifikasi arsitektur komputer berdasarkan derajat keparalelan (degree of parallelism) 1048790 Jumlah bit maksimum yang dapat diproses dalam satu satuan waktu oleh sistem komputer disebut derajat keparalelan maksimum P 1048790 Bila Pi adalah jumlah bit yang dapat diproses dalam siklus prosesor ke ndash i (atau periode clock ke ndash i) 1048790 Siklus prosesor T dinyatakan oleh i = 123 T 1048790 Maka derajat keparalelan rata-rataa adalah

Ada 4 tipe Metode Pemrosesan

1048790 Word Serial and Bit Serial (WSBS) 1048790 Word Paralel and Bit Setial (WPBS) 1048790 Word Serial and Bit Paralel (WSBP) 1048790 Word Paralel and Bit Paralel (WPBP)

1213 Klasifikasi Handler

Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1214 Menjelaskan Multi Komputer amp Multi Processor

1048790 Multiprosesor MIMD dengan memori yang dapat digunakan bersama semua prosesornya memiliki akses ke pool memori utama

1048790 Multikomputer MIMD dengan memori terdistribusi setiap prosesornya memiliki memori khusus sendiri

1048790 Motivasi pembuatan organisasi multikomputer adalah untuk mengatasi keterbatasan skala multiprosesor

1048790 Karena prosesor-prosesor multikomputer harus berkomunikasi maka elemen penting perancangan multikomputer adalah jaringan interkoneksi yang harus dapat beroperasi seefisien mungkin

1048790 Ada beberapa topologi interkoneksi untuk memberikan kinerja yang efisien

1048790 Terdapat trade-off antara lintasan terpanjang dan jumlah koneksi fisik yang diperlukan

Selesai

BAB III PENUTUP

31 Kesimpulan

32 Saran

Daftar Pustaka

• Definisi
• • Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu

Jikajumlah biner tidak sama dengan jumlah desimal maka memerlukan pengaturantambahan Jika Auxillary Carry (AC) = 0 atau AC = 1 dan Carry (Cy) = 0 dimana hasilpenjumlahan binernya lebih dari 9 desimal maka perlu ditambahkan 6 pada niblerendah tersebut dan tambahkan 1 pada nible yang lebih tinggi

Pengurangan

Pengurangan pada dasarnya merupakan penjumlahan yaitu penjumlahan denganbilangan negatif

500 ndash 255 = 245 (Pengurangan)500 + ()255 = 245 (Penjumlahan)Komputer hanya bekerja pada bilangan ldquo0rdquo dan ldquo1rdquo dan tidak mengenal bilangannegatif Untuk menunjukkan bilangan negatif komputer menggunakan tanda modulus(Modulus Sign) Pada penjumlahan desimal tanda modulus yang digunakan adalahldquo0rdquo untuk bilangan positif dan ldquo9rdquo untuk bilangan negatif Untuk bilangan negatifpada operasi penjumlahannya harus dikomplemen Komplemen yang digunakan padabilangan desimal adalah komplemen10dan komplemen9

Perkalian

Perkalian antara bilangan biner adalah perkalian yang paling mudah diantara sistembilangan lainnya

Pada Teknik Komputer perkalian dilakukan menggunakan register geser kanan (ShiftRight Register) Perhatikan contoh berikut

Register A untuk menyimpan data yang akan dikalikan (Multiplicand)Register B untuk menyimpan data pengali (Multiplier)Register P untuk menyimpan hasil perkalian

Pembagian

Kebalikan dari perkalian pembagian (Division) adalah suatu bentuk dari penguranganyang dilakukan berulangulangDan proses ini juga dapat dilakukan pada rangkaianlogika dengan cara pengurangan dan penggeseran ke kiri (menggunakan shiftleftregister) Berikut adalah aturan dari pembagianKurangkan bilangan pembagi (Divisor) dari MSB bilangan yang akan dibagi(Dividend) lihat hasil pengurangan

Bila hasilnya 1 atau positif Berarti hasil pembagian (Product) adalah 1 Setelah itu hasil pengurangan digeserkekiri satu bit dan dimulai lagi pengurangan oleh bilangan pembagi (Divisor)

Bila hasilnya 0 atau negatif Berarti hasil pembagian (Product) adalah 0 Dalam hal ini sebelum digeser ke kiriharus ditambah dulu dengan bilangan pembagi (Divisor) Setelah digeser ke kiri satubit dimulai lagi proses pengurangan oleh bilangan pembagi Pengurangan olehbilangan pembagi dilakukan dengan penjumlahan komplemen2Bila dalam

penjumlahan tersebut terdapat pindahan (Carry) maka carry tersebut diabaikanPerhatikan contoh berikut 1010 410 = 10102 1004

Karena ada hasil pengurangan yang negatif maka digit yang dihasilkansetelah itu adalah digit pecahan sehingga hasil yang benar 1012 atau 2510

61 Floating Point

71 Control Unit

CONTROL UNIT (CU)

711 Model Control Unit

Unit kontrol atau yang sering dikenal dengan control unit akan menyimpan perintah sekarang yang dilakukan oleh komputer memerintahkan ALU untuk melaksanaan dan mendapat kembali informasi (dari memori) yang diperlukan untuk melaksanakan perintah itu dan memindahkan kembali hasil ke lokasi memori yang sesuai Sekali yang terjadi unit kontrol pergi ke perintah berikutnya (biasanya ditempatkan di slot berikutnya kecuali kalau perintah itu adalah perintah lompatan yang memberitahukan kepada komputer bahwa perintah berikutnya ditempatkan di lokasi lain)

Bagian CPU yang menyebabkan fungsi komputer tercapai ini mengeluarkan sinyal-sinyal kontrol yang bersifat internal bagi CPU untuk memindahkan data antar Register agar ALU melakukan fungsinya untuk mengatur operasi-operasi internal lainnya Register yang merupakan bagian dari unit kontrol adalah tempat penyimpan data sementara dalam CPU selama proses eksekusi Apabila terjadi proses eksekusi data dalam register dikirim ke ALU untuk diproses hasil eksekusi nantinya diletakkan ke register kembali Unit kontrol akan menghasilkan sinyal yang akan mengontrol operasi ALU dan pemindahan data ke dan dari ALU Unit kontrol juga mengeluarkan sinyal kontrol eksternal bagi pertukaran data memori dan modul-modul IO

Model dari unit kontrol

712 Macam-macam unit kontrol

Macam-macam Unit Kontrol1 Unit Kontrol Single-Cycle

Proses di unit kontrol ini hanya terjadi dalam satu clock cycle artinya setiap instruksi (fetch decode execute) ada pada satu cycle maka dari itu tidak memerlukan state Dengan demikian fungsi boolean masing-masing control line hanya merupakan fungsi dari opcode saja Clock cycle harus mempunyai panjang yang sama untuk setiap jenis instruksi

Ada dua bagian pada unit kontrol ini yaitu proses men-decode opcode untuk mengelompokkannya menjadi 4 macam instruksi (yaitu di gerbang AND) dan pemberian sinyal kontrol berdasarkan jenis instruksinya (yaitu gerbang OR) Keempat jenis instruksi adalah ldquoR-formatrdquo (berhubungan dengan register) ldquolwrdquo (membaca memori) ldquoswrdquo (menulis ke memori) dan ldquobeqrdquo (branching)

Sinyal kontrol yang dihasilkan bergantung pada jenis instruksinya Misalnya jika melibatkan memori rdquoR-formatrdquo atau rdquolwrdquo maka akan sinyal rdquoRegwriterdquo akan aktif Hal lain jika melibatkan memori ldquolwrdquo atau ldquoswrdquo maka akan diberi sinyal kontrol ke ALU yaitu ldquoALUSrcrdquo

Desain single-cycle ini lebih dapat bekerja dengan baik dan benar tetapi cycle ini tidak efisien

2 Unit Kontrol Multi-CycleGambar disamping menunjukkan diagram blok dari unit kontrol multi-cycle

Berbeda dengan unit kontrol yang single-cycle unit kontrol yang multi-cycle lebih memiliki banyak fungsi

Dengan memperhatikan state dan opcode fungsi boolean dari masing-masing control line output dapat ditentukan Masing-masingnya akan menjadi fungsi dari 10 buah input logic Jadi akan terdapat banyak fungsi boolean dan masing-masingnya tidak sederhana

Pada cycle ini sinyal kontrol tidak lagi ditentukan dengan melihat pada bit-bit instruksinya Bit-bit opcode memberitahukan operasi apa yang selanjutnya akan di-execute CPU bukan instruksi cycle selanjutnya

713 Fungsi unit kontrol

Fungsi Unit Kontrol1 Pengurutan (sequencing) unit kontrol bertugas mengontrol sejumlah operasi

mikro dalam urutan yang benar

2 Eksekusi (execution) unit kontrol menyebabkan setiap operasi mikro dilakukan

state register overhead

Cycle 1Cycle 2

Cycle 3Cycle 4

Cycle 5

Fetch

Decode

Exec

Mem

WB

lw

Single cycle Implementation

Multiple Cycle Implementation

714 Input Unit Kontrol

Input Unit Kontrol

Unit kontrol mempunyai beberapa input diantaranya1 Clock berfungsi untuk sinkronisasi operasi antar komponen 2 Flag flag-flag ini diperlukan unit kontrol untuk mengetahui status CPU Flag

diset ALU sebagai hasil dari suatu operasi misalnya overflow flag diset 1 bila hasil komputasi melampaui panjang register tempat flag disimpan

3 Instruction register menggunakan opcode untuk menentukan operasi mikro yang akan dilakukan selama siklus eksekusi

4 Sinyal kontrol dari rdquobus controlrdquo memberi jalur ke unit kontrol untuk sinyal-sinyal tertentu seperti sinyal interrupt dan sinyal acknowledgment

715 Output Unit Kontrol

Sinyal kontrol di dalam CPU (control signals within CPU) output unit kontrol terdiri dari dua macam sinyal yaitu

1 sinyal-sinyal yang menyebabkan perpindahan data antar register 2 sinyal-sinyal yang dapat mengaktifkan fungsi ALU yang spesifik

Sinyal kontrol ke rdquobus controlrdquo juga terdiri atas 2 sinyal yaitu1 sinyal kontrol ke memori 2 sinyal kontrol ke modul-modul IO

716 Implementasi Unit Kontrol

1 Implementasi hardwired Unit kontrol merupakan rangkaian kombinatorial Sinyal-sinyal logika

inputnya akan didekodekan menjadi sinyal-sinyal logika output yang merupakan sinyal-sinyal kontrol ke sistem komputer Sinyal-sinyal input tersebut seperti clock flag register instruction dan sinyal kontrol merupakan input bagi unit kontrol untuk mengetahui status komputer Sinyal keluaran yang dihasilkan akan mengendalikan sistem kerja komputer

N buah input biner akan menghasilkan 2N output biner Setiap instruksi memiliki opcode yang yang berbeda-bedaOpcode yang berbeda dalam instruksi akan menghasilkan sinyal kontrol yang berbeda pula Pewaktu unit kontrol mengeluarkan rangkaian pulsa yang periodik

Pulsa waktu ini digunakan untuk mengukur durasi setiap operasi mikro yang dijalankan CPU intinya digunakan untuk sinkronisasi kerja masing-masing bagian

Masalah dalam Merancang Implementasi Hardwired Memiliki kompleksitas dalam pengurutan dan operasi mikronya Sulit didesain dan dilakukan pengetesan Tidak fleksibel Sulit untuk menambahkan instruksi baru

2 Implementasi microprogrammed Implementasi yang paling reliabel saat ini adalah implementasi

microprogrammed Unit kontrol memerlukan sebuah memori untuk menyimpan program kontrolnya

Fungsindashfungsi pengontrolan dilakukan berdasarkan program kontrol yang tersimpan pada unit kontrol Selain itu fungsindashfungsi pengontrolan tidak berdasarkan dekode dari input unit kontrol lagi

Teknik ini dapat menjawab kesulitanndashkesulitan yang ditemui dalam implementasi hardwired

81 Memori amp Piranti Penyimpanan

811 Jenis-Jenis memori

Berdasarkan komponen yang digunakan terbagi atas

1 Vacuum Tubes

Komputer generasi pertama ENIAC tahun 1946 menggunakan komponentabung hampa udara untuk main memory Memori ini relatif berukuran besardan tiap-tiap tabung hampa udara mewakili 1 bit

2 Magnetic Core Storage

Digunakan sekitar tahun 1960 ndash 1970 Terdiri dari ribuan cincin magnetikkecil berukuran 18 mm dengan lubang berdiameter 10 mm Tiap-tiap coredihubungkan dengan kabel kawat membentuk suatu bidang core (core plane)dan ditumpuk membentuk suatu core stackMasing-masing core dapat menyimpan 1 bit bila dimagnetasi dengan suatuarus listrik dari dua arah jurusan yang masing-masing bermuatan frac12 arus

3 Planar Thin-Film Storage

Terbuat dari lempengan tipis keramik atau metal tembus pandang yang berisi

kumpulan besi nikel berbentuk empat persegi panjang kecil dihubungkandengan kabel-kabel

4 Semiconductor Storage

Mulai banyak digunakan sejak tahun 1970-an hingga sekarangTerbuat dariVLSI (Very Large Scale Integration) yaitu meletakkan sejumlah besar circuitke dalam suatu chip Teknologi yang digunakan adalah MOS (Metal OxideSemiconductor) dan bersifat volatileKomputer IBM 704 pada GeneralElectric Computer facility diArizona State University 1956Sebuah mesin vacuum tubedengan magnetic core storageSingle layer thin film dengan Ta2N resistors

5 Josephson Junction

Diciptakan oleh Brian Josephson dari Inggris Merupakan memori yang dapatmelakukan switch dari bit 1 ke bit 0 atau sebaliknya dengan kecepatan yangtinggi yaitu kurang dari sepertriliun detik Menggunakan suatu tempat

tertutup yang berisi helium cair dengan suhu sekitar -200 derajat celcius

6 Charged-Coupled Device (CCD)

Merupakan memori yang terdiri dari ribuan metal bujur sangkar berukurankecil yang masing-masing dapat menyimpan informasi digit binari dalambentuk beban elektronik (electric charge)

812 Hirarki Memori

Sebagian besar komputer memiliki hirarki memori yang terdiri atas tiga level yaitu

1 Physical Register di CPU berada di Level teratas Informasi yang berada

di Register dapat diakses dalam satu Clock cycle CPU

2 Primary Memory (Executable memory ) berada dilevel tengah

Contohnya RAM Primary Memory diukur dengan satu byte dalam satu

waktu secara relatif dapat diakses dengan cepat bersifat volatil (informasi

bisa hilang ketika komputer dimatikan) CPU mengakses memori ini

dengan instruksi single load dan store dalam beberapa clock cycle

3 Secondary Memory berada dilevel bawah Contohnya disk atau tape

Secondary memory diukur sebagai kumpulan dari bytes(block of bytes)

waktu aksesnya lambat bersifat non-volatil (informasi tetap tersimpan

ketika komputer dimatikan) Memori ini diterapkan di storage device jadi

akses meliputi aksi oleh driver dan device

813 Memori Internal

Memori internal o Berada di luar CPU tetapi bersifat internal terhadap sistem komputero Diperlukan oleh CPU untuk proses eksekusi (operasi) program sehingga

dapat diakses secara langsung oleh prosesor (CPU) tanpa modul perantarao Memori internal sering juga disebut sebagai memori primer atau memori

utama o Memori internal biasanya menggunakan media RAM

Random Access Memori (RAM)

Ram adalah suatu memori baca tulis artinya data dapat dibaca dari atau ditulis ke RAM dan dapat dilakukan secara berulang-ulang dengan data yang berbeda-beda Jenis memori ini merupakan jenis volatile (mudah menguap) yaitu data yang tersimpan akan hilang jika catu dayanya dimatikan Karena alasan tersebut maka program utama tidak pernah disimpan di RAM Random artinya data yang disimpan pada RAM dapat diakses secara acak RAM dibagi lagi menjadi dua jenis yaitu jenis statik dan jenis dinamik RAM statik menyimpan satu bit informasi dalam sebuah flip-flop Jenis RAM ini asyncronous dan tidak memerlukan sinyal clock RAM statik biasanya digunakan untuk aplikasi-aplikasi yang tidak memerlukan kapasitas memori RAM yang besar RAM dinamik menyimpan satu bit informasi data sebagai muatan RAM dinamik menggunakan kapasitansi gerbang substrat sebuah transistor MOS sebagai sel memori elementer Untuk menjaga agar data yang tersimpan RAM dinamik tetap utuh data tersebut harus disegarkan kembali dengan cara membaca dan menulis ulang data tersebut kememori RAM dinamik ini digunakan untuk aplikasi ynag memerlukan RAM dengan kapasitas besar misalnya dalam sebuah komputer pribadi (PC)

Read Only Memory (ROM)

Jenis memori ini datanya hanya bisa dibaca dan tidak bisa ditulis secara berulang-ulang Memori ini berjenis non-volatile artinya data yang disimpan tidak mudah menguap (hilang) walaupun catu dayanya dimatikan Karena itu memori ini biasa digunakan untuk menyimpan program utama dari suatu sistem Jenis ROM yang dikenal dipasaran ada lima jenis yaitu

- ROM (Read Only Memory) yang diprogram dalam proses pembuatannya Jenis ini tidak dapat diprogram ulang

- PROM (Programmable ROM) yang diprogram dengan cara memutuskan hubungan sekering internal PROM hanya dapat diprogram satu kali dan tidak dapat diprogram ulang

- EPROM (Erasable PROM) yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat dari piranti Dihapus dengan cara pemberian sinar ultra violet melalui jendela pada bagian atas IC Setelah dihapus dapat diprogram ulang

- EEPROM (Electrically EPROM) sama saja dengan EPROM hanya cara penghapusannya dilakukan secara listrik

- Flash EPROM yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat pada piranti Memori ini dapat diisi ulang

Dari semua jenis memori diatas yang sering digunakan adalah memori jenis EPROM dan

EEPROM karena harganya paling murah dan mudah didapat dipasaran

814 Memori Eksternal

Memori eksternal o Bersifat eksternal terhadap sistem komputer dan tentu saja berada di luar

CPUo Diperlukan untuk menyimpan data atau instruksi secara permaneno Tidak diperlukan di dalam proses eksekusi sehingga tidak dapat diakses secara

langsung oleh prosesor (CPU) Untuk akses memori eksternal ini oleh CPU harus melalui pengontrolmodul IO

o Memori eksternal sering juga disebut sebagai memori sekunder o Memori ini terdiri atas perangkat storage peripheral seperti disk pita

magnetik dll berbagai jenis memory Eksternal

1 Berdasarkan jenis akses data

Berdasarkan jenis aksesnya memori eksternal dikelompokkan menjadi 2 jenis yaitu

a DASD (Direct Access Storage Device) dimana ia mempunyai akses langsung

terhadap data Contoh Magnetik(Floppy disk hard disk) Removable hard

disk(Zip disk Flash disk) Optical Disk

b SASD (Sequential Access Storage Device) Akses data secara tidak langsung

(berurutan) seperti Pita Magnetik

2Berdasarkan Karakteristik Bahan

Berdasarkan karakteristik bahan pembuatanya memori eksternal digolongkan

menjadi beberapa kelompok

a Punched Card atau kartu berlobang

a merupakan kartu kecil berisi lubang-lubang yang menggambarkan berbagai instruksi atau data Kartu ini dibaca melalui puch card reader yang sudah tidak digunakan lagi sejak tahun 1979

b Magnetik Disk Magnetik disk merupakan disk yang terbuat dari bahan yang bersifat magnetik contoh Floppy dan hardsik

c Optical Disk Optical disk terbuat dari bahan optik seperti resin (Polycaronate) dan dilapisi permukaan yang sangat reflektif seperti aluminium contoh CD dan DVD

d Magnetik TapeSedangkan magnetik tape terbuat dari bahan yang bersifat magnetik tetapi berbentuk pita seperti halnya pita kaset tape recorder

91 Bus amp Sistem Bus

Dalam Arsitektur komputer sebuah Bus adalah sebuah subsistem yang mentransfer data

atau listrik antar komponen komputer didalam sebuah komputer atau antar komputer

Bus komputer awal merupakan bus listrik paralel dengan banyak hubungan tetapi istilah

ini sekarang digunakan untuk pengaturan fisik yang menyediakan fungsi logika yang

sama dengan sebuah bus listrik paralel dan dapat dihubungkan dengan kabel dalam

sebuah topologi multidrop atau daisy chain atau dihubungkan dengan switch seperti

dalam kasus bus USB

System bus atau bus System dalam Arsitektur komputer merujuk pada bus yang

digunakan oleh sistem komputer untuk menghubungkan semua komponennya dalam

menjalankan tugas sebuah bus adalah sebutan untuk jalur dimana data dapat mengalir

dalam komputer jalur-jalur ini digunakan untuk komunikasi dan dapat dibuat antara dua

elemen atau lebih Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan

dieksekusi oleh CPU melalui perantara sistem bus

911 Transfer informasi pada bus

Suatu mendukung bermacam-macam transfer data Semua bus mendukung transfer baca

(master slave) dan transfer tulis( slave ke master) Pada semua multiplexed addressdata

bus pertama-tama bus digunakan untuk menspesifikasikan alamat dan kemudian untuk

melakukan transfer data Untuk operasi baca biasanya terdapat waktu tunggu pada saat

data sedang diambil dari slave untuk ditaruh pada bus Baik bagi operasi baca maupun

tulis mungkin juga terdapat delay bila hal itu diperlukan untuk melalui arbitrasi agar

mendapatkan kontrol bus untuk sisa operasi (yaitu mengambil alih bus untuk melakukan

request baca atau tulis kemudian mengambil alih lagi bus untuk membentuk operasi baca

atau tulis

Pada alamat dedicate dan bus-bus alamat ditaruh ada bus alamat dan tetap berada disana

selama data tersimpan pada bus data Bagi operasi tulis master menaruh data pada bus

data begitu alamat telah stabil dan slave telah mempunyai kesempatan untuk mengetahui

alamatnya bagi operasi baca slave menaruh data pada bus dan begitu slae mengetahui

alamatnya dan telah mengembil data

912 Sistem Bus dengan Jalur Data Alamat dan Kontrol

Jalur bus yang digunakan untuk mentransfer data dapat dikelompokkanrnenjadi tiga tipe jalur data alamat dan kontrol

Data bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi data dan instruksi

Address bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi untuk alamat di

main memory untuk data atau instruksi yang akan diambil atau direkam

Control bus yaitu bus yang digunakan untuk mengirimkan signal sebagai

pemberitahuan akan dikirimkan suatu informasi atau telah diterimanya informasi

yang akan dikirimkan dari suatu alat ke alat lainnya

913 Hirarki Bus

Bus merupakan lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih perangkat

computer Karakteristik penting sebuah bus adalah bahwa bus merupakan media

transmisi yang dapat digunakan bersama Sejumlah perangkat yang terhubung ke bus dan

suatu sinyal yang ditransmisikan oleh salah satu perangkat ini data diterimaoleh salah

satu perangkat yang terhubung ke bus

Umumnya sebuah bus terdiri dari sejumlah lintasan komunikasi atau saluran Masing-

masing saluran dapat mentransmisi sinyal yang menunjukan biner 1 dan biner 0

serangkaian digit biner dapat ditransmisi melalui saluran tunggal

914 Bus Data dan Bus Alamat

1 Bus data

Jalur data yang dilalui informasi ke dan dari microprocessor bahan data keterangan

catatan fakta fakta atau bagian dari fakta yang mengandung arti yang dihubungkan

dengan kenyataan simbol-simbol gambar kata-kata angka huruf yang menunjukan ide

objek kondisi dan lainnya

Data itu sendiri merupakan bentuk jamak dari datum yang berarti informasi jelasnya data

itu dapat berupa apa saja dan dapat ditemui dimana saja

2 Bus Alamat

Bus alamat pengalamatan transformasi data bus Pengalamatan bus ini berisi 16 2024

jalur sinyal paralel atau lebih CPU mengirim alamat lokasi memori atau port yang ingin

ditulis atau dibaca di bus ini jumlah lokasi memori yang dapat dialamati ditentukan

jumlah jalur alamat Jika CPU mempunyai N jalur alamat maka dapat mengalamati 2

pangkat N lokasi memori dan atau port secara langsung

101 Unit Input amp Output

Salah satu fitur dasar komputer adalah kemampuannya untuk mempertukarkandata dengan perangkat lain Kemampuan komunikasi ini memungkinkan operatormanusia misalnya untuk menggunakan keyboard dan layer display untuk mengolahteks dan grafik

1011 Dasar Unit Input Output

Unit IO memberi CPU kemampuan untuk berkomunikasi dengan peripheral Merupakan

entity dalam komputer yang bertanggung jawab atas pengontrol sebuah perangkat

eksternal atau lebih dan untuk pertukaran data antara alat-alat tersebut dengan memory

utama dan atau register-register dalam CPU

Alasan- alasan dipertukarkannya unit IO

Adanya aneka ragam peripheral yang memiliki macam-macam metode operasi

Perbedaan kecepatan transfer data antara sistem BUS dengan piranti IO BUS= 20

nano detik sedang IO lebih dari 100 nano detik

Peripheral seringkali menggunakan format data dan panjang word yang berlainan

dengan komputer

Perbedaan besar tegangan dan arus data yang diperlukan untuk transfer informasi

dari dan ke peripheral dengan sistem bus

Tujuan Unit IO

Melakukan kompensasi perbedaan kecepatan dan perwaktuan antara CPU dan

peripheral

Melakukan penyesuaian tegangan dan arus satu aras ke aras lain

Menyesuaikan panjang data antara sistem BUS dan BUS IO

1012 Antarmuka IO

Gambar 122 mengilustrasikan hardware yang diperlukan untukmenghubungkan perangkat IO ke bus Dekoder alamat mengenableperangkattersebut untuk mengenali alamatnya pada saat alamat ini muncul pada jalur alamatRegister data menyimpan data yang ditransfer ked an dari prosessor Register statusberisi informasi yang relevan dengan operasi perangkat IO Register data dan statusdihubungkan dengan bus data dan ditetapkan dengan alamatalamatunik Dekoderalamat register data dan status dan sirkuit control yang diperlukan untukmengkoordinasikan transfer IO membentuk sirkuit antar muka perangkatGambar 122 Antarmuka IO untuk perangkat input

Perangkat IO beroperasi pada kecepatan yang sangat berbeda denganprosessor Pada saat operator manusia memasukkan karakter pada keyboardprosessor mampu mengeksekusi jutaan instruksi antarentrikarakter yang berurutanSuatu instruksi yang membaca karakter dari keyboard sebaiknya hanya dieksekusipada saat karakter tersebut tersedia dalam input buffer antarmuka keyboard Juga kitaharus memastikan bahwa karakter input tersebut hanya dibaca sekali

1013 Transfer data pada IO

Transfer dataFormat transfer

- Paralel semua bit pada karakter (word denganpanjang tertentu) dikirim secara bersamaan dalambatas waktu yang diberikan

- Serial Data dikirim secara berurutan dalam satu saluran

Transfer data secara paralel lebih cepat daripada secaraserial karena saluran transmisinya banyak kelemahannyakalau terlalu panjang akan terjadi interferensi antarsaluran

Mode transfer data

1 Synchronous modeBaris kendali digunakan untuk mengsinkronkan waktupada semua kejadian yang terjadi selama periodewaktu tertentuKelemahanbull Tiap piranti IO berbeda-beda kecepatan operasinyasehingga harus diturunkan pada kecepatan yangpaling rendah

2 Asynchronous mode

Menggunakan teknik jabat tangan (hand shaking) untukmenyakinkan transfer data antara pengirim danpenerima tidak ada kesalahan (data valid)

111 Interupsi

Interupsi merupakan bagian penting dari sistem arsitektur komputer Setiap sistem

komputer memiliki mekanisme yang berbeda Interupsi bisa terjadi apabila perangkat

keras (hardware) atau perangkat lunak minta ldquo dilayanirdquo oleh processor apabila terjadi

interupsi maka processor menghentikan proses yang sedang dikerjakannya kemudian

beralih mengerjakan service rutin untuk melayani intrupsi tersebut Setelah selesai

mengerjakan service rutin maka prosesor kembali melanjutkan proses yang tertunda

1111 Kelas Sinyal Interupsi

Program yaitu Interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi

pada hasil eksekusi program Contioh Aritmatika overflow pembagian nol

operasi ilegal

Timer adalah Interupsi yang dibangkitkan pewaktuan dalam prosesor Sinyal ini

memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsi tertentu secara reguler

I O sinyal Interupsi yang di bangkitkan oleh Modul IO sehubngan pemberitahuan

kondisi Error dan penyelesaian suatu operasi

Hardware Failure adalah Interupsi yang dibangkitkan oleh kegagalan daya atau

kesalahan paritas memori

1112 Proses Interupsi

Dengan adanya mekanisme Interupsi prossesor dapat digunakan untuk

mengeksekusi intsruksi- instruksi lain

Saat suatu modul telah selesai menjalankan tugasnya dan siap menerima tugas

berikutnya maka modul ini akan mengirimkan permintaan interupsi ke prosesor

Kemudian prosesor akan menghentikan eksekusi yang dijalankannya untuk

menghandle routine interupsi

Setelah program interupsi selesai maka processor akan melanjutkan eksekusi

programnya kembali

Saat sinyal Interupsi diterima processor ada dua kemungkinan tindakan yaitu

Interupsi diterima ditangguhkan dan Interupsi ditolak

1113 Interupsi Ditangguhkan

Apa yang dilakukan Processor

Processor menangguhkan eksekusi program yang dijalankan dan menyimpan

konteksnya tindakan ini adalah menyimpan alamat instruksi berikutnya yang akan

dieksekusi dan data lain yang relevan

Processor menyetel program Counter (PC) ke alamat awal routine intterupt handler

1114 Sistem Operasi Kompleks

Interupsi ganda (Multiple interupt)

Misalnya suatu komputer akan menerima permintaan interupsi saat proses

pencetakan dengan printer selesai disamping itu dimungkinkan dari saluran

komunikasi akan mengirimkan permintaan interupsi setiap kali data tiba

Dapat diambil dua buah pendekatan untuk menangani interupsi ganda ini

121 Arsitektur dan Klasifikasi Sistem Komputer

Sebuah sistem operasi atau dalam bahasa asingnya Operating System adalah sebuah

program yang mengatur hardware komputer Sistem operasi juga menyediakan fondasi

untuk aplikasi diatasnya dan bertindak sebagai penghubung antara user dengan

hardwaresetiap sistem operasi memiliki caranya masing-masing untuk menyelesaikan

tugasnya Hal ini menimbulkan aneka ragam sistem operasi yang sangat menakjubkan

Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu 1 Klasifikasi Flynn

Didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data dalam sistem komputer

2 Klasifikasi Feng Didasarkan pada pemrosesan paralel dan serial

3 Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1211 Klasifikasi Fylnn

KLASIFIKASI FLYNN 1048790 Klasifikasi sistem komputer yang didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data diperkenalkan oleh Michael J Flynn 1048790 Alur instruksi (instruction stream) adalah urutan instruksi yang dilaksanakan oleh mesin 1048790 Alur data adalah urutan data yang dipanggil oleh alur instruksi 1048790 Baik instruksi maupun data diambil dari modul memori 1048790 Instruksi didecode (diartikan) oleh Control Unit 1048790 Alur data mengalir dua arah antara prosesor dan memori

Ada 4 kategori sistem komputer dalam klasifikasi Flynn 1 Single Instruction stream ndash Single Data stream (SISD) 2 Single Instruction stream ndash Multiple Data stream (SIMD) 3 Multiple Instruction stream ndash Single Data stream (MISD) 4 Multiple Instruction stream ndash Multiple Data stream (MIMD)

1212 Klasifikasi Feng

KLASIFIKASI FENG 1048790 Tse Yun Feng mengusulkan pembagian klasifikasi arsitektur komputer berdasarkan derajat keparalelan (degree of parallelism) 1048790 Jumlah bit maksimum yang dapat diproses dalam satu satuan waktu oleh sistem komputer disebut derajat keparalelan maksimum P 1048790 Bila Pi adalah jumlah bit yang dapat diproses dalam siklus prosesor ke ndash i (atau periode clock ke ndash i) 1048790 Siklus prosesor T dinyatakan oleh i = 123 T 1048790 Maka derajat keparalelan rata-rataa adalah

Ada 4 tipe Metode Pemrosesan

1048790 Word Serial and Bit Serial (WSBS) 1048790 Word Paralel and Bit Setial (WPBS) 1048790 Word Serial and Bit Paralel (WSBP) 1048790 Word Paralel and Bit Paralel (WPBP)

1213 Klasifikasi Handler

Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1214 Menjelaskan Multi Komputer amp Multi Processor

1048790 Multiprosesor MIMD dengan memori yang dapat digunakan bersama semua prosesornya memiliki akses ke pool memori utama

1048790 Multikomputer MIMD dengan memori terdistribusi setiap prosesornya memiliki memori khusus sendiri

1048790 Motivasi pembuatan organisasi multikomputer adalah untuk mengatasi keterbatasan skala multiprosesor

1048790 Karena prosesor-prosesor multikomputer harus berkomunikasi maka elemen penting perancangan multikomputer adalah jaringan interkoneksi yang harus dapat beroperasi seefisien mungkin

1048790 Ada beberapa topologi interkoneksi untuk memberikan kinerja yang efisien

1048790 Terdapat trade-off antara lintasan terpanjang dan jumlah koneksi fisik yang diperlukan

Selesai

BAB III PENUTUP

31 Kesimpulan

32 Saran

Daftar Pustaka

• Definisi
• • Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu

Pada Teknik Komputer perkalian dilakukan menggunakan register geser kanan (ShiftRight Register) Perhatikan contoh berikut

Register A untuk menyimpan data yang akan dikalikan (Multiplicand)Register B untuk menyimpan data pengali (Multiplier)Register P untuk menyimpan hasil perkalian

Pembagian

Kebalikan dari perkalian pembagian (Division) adalah suatu bentuk dari penguranganyang dilakukan berulangulangDan proses ini juga dapat dilakukan pada rangkaianlogika dengan cara pengurangan dan penggeseran ke kiri (menggunakan shiftleftregister) Berikut adalah aturan dari pembagianKurangkan bilangan pembagi (Divisor) dari MSB bilangan yang akan dibagi(Dividend) lihat hasil pengurangan

Bila hasilnya 1 atau positif Berarti hasil pembagian (Product) adalah 1 Setelah itu hasil pengurangan digeserkekiri satu bit dan dimulai lagi pengurangan oleh bilangan pembagi (Divisor)

Bila hasilnya 0 atau negatif Berarti hasil pembagian (Product) adalah 0 Dalam hal ini sebelum digeser ke kiriharus ditambah dulu dengan bilangan pembagi (Divisor) Setelah digeser ke kiri satubit dimulai lagi proses pengurangan oleh bilangan pembagi Pengurangan olehbilangan pembagi dilakukan dengan penjumlahan komplemen2Bila dalam

penjumlahan tersebut terdapat pindahan (Carry) maka carry tersebut diabaikanPerhatikan contoh berikut 1010 410 = 10102 1004

Karena ada hasil pengurangan yang negatif maka digit yang dihasilkansetelah itu adalah digit pecahan sehingga hasil yang benar 1012 atau 2510

61 Floating Point

71 Control Unit

CONTROL UNIT (CU)

711 Model Control Unit

Unit kontrol atau yang sering dikenal dengan control unit akan menyimpan perintah sekarang yang dilakukan oleh komputer memerintahkan ALU untuk melaksanaan dan mendapat kembali informasi (dari memori) yang diperlukan untuk melaksanakan perintah itu dan memindahkan kembali hasil ke lokasi memori yang sesuai Sekali yang terjadi unit kontrol pergi ke perintah berikutnya (biasanya ditempatkan di slot berikutnya kecuali kalau perintah itu adalah perintah lompatan yang memberitahukan kepada komputer bahwa perintah berikutnya ditempatkan di lokasi lain)

Bagian CPU yang menyebabkan fungsi komputer tercapai ini mengeluarkan sinyal-sinyal kontrol yang bersifat internal bagi CPU untuk memindahkan data antar Register agar ALU melakukan fungsinya untuk mengatur operasi-operasi internal lainnya Register yang merupakan bagian dari unit kontrol adalah tempat penyimpan data sementara dalam CPU selama proses eksekusi Apabila terjadi proses eksekusi data dalam register dikirim ke ALU untuk diproses hasil eksekusi nantinya diletakkan ke register kembali Unit kontrol akan menghasilkan sinyal yang akan mengontrol operasi ALU dan pemindahan data ke dan dari ALU Unit kontrol juga mengeluarkan sinyal kontrol eksternal bagi pertukaran data memori dan modul-modul IO

Model dari unit kontrol

712 Macam-macam unit kontrol

Macam-macam Unit Kontrol1 Unit Kontrol Single-Cycle

Proses di unit kontrol ini hanya terjadi dalam satu clock cycle artinya setiap instruksi (fetch decode execute) ada pada satu cycle maka dari itu tidak memerlukan state Dengan demikian fungsi boolean masing-masing control line hanya merupakan fungsi dari opcode saja Clock cycle harus mempunyai panjang yang sama untuk setiap jenis instruksi

Ada dua bagian pada unit kontrol ini yaitu proses men-decode opcode untuk mengelompokkannya menjadi 4 macam instruksi (yaitu di gerbang AND) dan pemberian sinyal kontrol berdasarkan jenis instruksinya (yaitu gerbang OR) Keempat jenis instruksi adalah ldquoR-formatrdquo (berhubungan dengan register) ldquolwrdquo (membaca memori) ldquoswrdquo (menulis ke memori) dan ldquobeqrdquo (branching)

Sinyal kontrol yang dihasilkan bergantung pada jenis instruksinya Misalnya jika melibatkan memori rdquoR-formatrdquo atau rdquolwrdquo maka akan sinyal rdquoRegwriterdquo akan aktif Hal lain jika melibatkan memori ldquolwrdquo atau ldquoswrdquo maka akan diberi sinyal kontrol ke ALU yaitu ldquoALUSrcrdquo

Desain single-cycle ini lebih dapat bekerja dengan baik dan benar tetapi cycle ini tidak efisien

2 Unit Kontrol Multi-CycleGambar disamping menunjukkan diagram blok dari unit kontrol multi-cycle

Berbeda dengan unit kontrol yang single-cycle unit kontrol yang multi-cycle lebih memiliki banyak fungsi

Dengan memperhatikan state dan opcode fungsi boolean dari masing-masing control line output dapat ditentukan Masing-masingnya akan menjadi fungsi dari 10 buah input logic Jadi akan terdapat banyak fungsi boolean dan masing-masingnya tidak sederhana

Pada cycle ini sinyal kontrol tidak lagi ditentukan dengan melihat pada bit-bit instruksinya Bit-bit opcode memberitahukan operasi apa yang selanjutnya akan di-execute CPU bukan instruksi cycle selanjutnya

713 Fungsi unit kontrol

Fungsi Unit Kontrol1 Pengurutan (sequencing) unit kontrol bertugas mengontrol sejumlah operasi

mikro dalam urutan yang benar

2 Eksekusi (execution) unit kontrol menyebabkan setiap operasi mikro dilakukan

state register overhead

Cycle 1Cycle 2

Cycle 3Cycle 4

Cycle 5

Fetch

Decode

Exec

Mem

WB

lw

Single cycle Implementation

Multiple Cycle Implementation

714 Input Unit Kontrol

Input Unit Kontrol

Unit kontrol mempunyai beberapa input diantaranya1 Clock berfungsi untuk sinkronisasi operasi antar komponen 2 Flag flag-flag ini diperlukan unit kontrol untuk mengetahui status CPU Flag

diset ALU sebagai hasil dari suatu operasi misalnya overflow flag diset 1 bila hasil komputasi melampaui panjang register tempat flag disimpan

3 Instruction register menggunakan opcode untuk menentukan operasi mikro yang akan dilakukan selama siklus eksekusi

4 Sinyal kontrol dari rdquobus controlrdquo memberi jalur ke unit kontrol untuk sinyal-sinyal tertentu seperti sinyal interrupt dan sinyal acknowledgment

715 Output Unit Kontrol

Sinyal kontrol di dalam CPU (control signals within CPU) output unit kontrol terdiri dari dua macam sinyal yaitu

1 sinyal-sinyal yang menyebabkan perpindahan data antar register 2 sinyal-sinyal yang dapat mengaktifkan fungsi ALU yang spesifik

Sinyal kontrol ke rdquobus controlrdquo juga terdiri atas 2 sinyal yaitu1 sinyal kontrol ke memori 2 sinyal kontrol ke modul-modul IO

716 Implementasi Unit Kontrol

1 Implementasi hardwired Unit kontrol merupakan rangkaian kombinatorial Sinyal-sinyal logika

inputnya akan didekodekan menjadi sinyal-sinyal logika output yang merupakan sinyal-sinyal kontrol ke sistem komputer Sinyal-sinyal input tersebut seperti clock flag register instruction dan sinyal kontrol merupakan input bagi unit kontrol untuk mengetahui status komputer Sinyal keluaran yang dihasilkan akan mengendalikan sistem kerja komputer

N buah input biner akan menghasilkan 2N output biner Setiap instruksi memiliki opcode yang yang berbeda-bedaOpcode yang berbeda dalam instruksi akan menghasilkan sinyal kontrol yang berbeda pula Pewaktu unit kontrol mengeluarkan rangkaian pulsa yang periodik

Pulsa waktu ini digunakan untuk mengukur durasi setiap operasi mikro yang dijalankan CPU intinya digunakan untuk sinkronisasi kerja masing-masing bagian

Masalah dalam Merancang Implementasi Hardwired Memiliki kompleksitas dalam pengurutan dan operasi mikronya Sulit didesain dan dilakukan pengetesan Tidak fleksibel Sulit untuk menambahkan instruksi baru

2 Implementasi microprogrammed Implementasi yang paling reliabel saat ini adalah implementasi

microprogrammed Unit kontrol memerlukan sebuah memori untuk menyimpan program kontrolnya

Fungsindashfungsi pengontrolan dilakukan berdasarkan program kontrol yang tersimpan pada unit kontrol Selain itu fungsindashfungsi pengontrolan tidak berdasarkan dekode dari input unit kontrol lagi

Teknik ini dapat menjawab kesulitanndashkesulitan yang ditemui dalam implementasi hardwired

81 Memori amp Piranti Penyimpanan

811 Jenis-Jenis memori

Berdasarkan komponen yang digunakan terbagi atas

1 Vacuum Tubes

Komputer generasi pertama ENIAC tahun 1946 menggunakan komponentabung hampa udara untuk main memory Memori ini relatif berukuran besardan tiap-tiap tabung hampa udara mewakili 1 bit

2 Magnetic Core Storage

Digunakan sekitar tahun 1960 ndash 1970 Terdiri dari ribuan cincin magnetikkecil berukuran 18 mm dengan lubang berdiameter 10 mm Tiap-tiap coredihubungkan dengan kabel kawat membentuk suatu bidang core (core plane)dan ditumpuk membentuk suatu core stackMasing-masing core dapat menyimpan 1 bit bila dimagnetasi dengan suatuarus listrik dari dua arah jurusan yang masing-masing bermuatan frac12 arus

3 Planar Thin-Film Storage

Terbuat dari lempengan tipis keramik atau metal tembus pandang yang berisi

kumpulan besi nikel berbentuk empat persegi panjang kecil dihubungkandengan kabel-kabel

4 Semiconductor Storage

Mulai banyak digunakan sejak tahun 1970-an hingga sekarangTerbuat dariVLSI (Very Large Scale Integration) yaitu meletakkan sejumlah besar circuitke dalam suatu chip Teknologi yang digunakan adalah MOS (Metal OxideSemiconductor) dan bersifat volatileKomputer IBM 704 pada GeneralElectric Computer facility diArizona State University 1956Sebuah mesin vacuum tubedengan magnetic core storageSingle layer thin film dengan Ta2N resistors

5 Josephson Junction

Diciptakan oleh Brian Josephson dari Inggris Merupakan memori yang dapatmelakukan switch dari bit 1 ke bit 0 atau sebaliknya dengan kecepatan yangtinggi yaitu kurang dari sepertriliun detik Menggunakan suatu tempat

tertutup yang berisi helium cair dengan suhu sekitar -200 derajat celcius

6 Charged-Coupled Device (CCD)

Merupakan memori yang terdiri dari ribuan metal bujur sangkar berukurankecil yang masing-masing dapat menyimpan informasi digit binari dalambentuk beban elektronik (electric charge)

812 Hirarki Memori

Sebagian besar komputer memiliki hirarki memori yang terdiri atas tiga level yaitu

1 Physical Register di CPU berada di Level teratas Informasi yang berada

di Register dapat diakses dalam satu Clock cycle CPU

2 Primary Memory (Executable memory ) berada dilevel tengah

Contohnya RAM Primary Memory diukur dengan satu byte dalam satu

waktu secara relatif dapat diakses dengan cepat bersifat volatil (informasi

bisa hilang ketika komputer dimatikan) CPU mengakses memori ini

dengan instruksi single load dan store dalam beberapa clock cycle

3 Secondary Memory berada dilevel bawah Contohnya disk atau tape

Secondary memory diukur sebagai kumpulan dari bytes(block of bytes)

waktu aksesnya lambat bersifat non-volatil (informasi tetap tersimpan

ketika komputer dimatikan) Memori ini diterapkan di storage device jadi

akses meliputi aksi oleh driver dan device

813 Memori Internal

Memori internal o Berada di luar CPU tetapi bersifat internal terhadap sistem komputero Diperlukan oleh CPU untuk proses eksekusi (operasi) program sehingga

dapat diakses secara langsung oleh prosesor (CPU) tanpa modul perantarao Memori internal sering juga disebut sebagai memori primer atau memori

utama o Memori internal biasanya menggunakan media RAM

Random Access Memori (RAM)

Ram adalah suatu memori baca tulis artinya data dapat dibaca dari atau ditulis ke RAM dan dapat dilakukan secara berulang-ulang dengan data yang berbeda-beda Jenis memori ini merupakan jenis volatile (mudah menguap) yaitu data yang tersimpan akan hilang jika catu dayanya dimatikan Karena alasan tersebut maka program utama tidak pernah disimpan di RAM Random artinya data yang disimpan pada RAM dapat diakses secara acak RAM dibagi lagi menjadi dua jenis yaitu jenis statik dan jenis dinamik RAM statik menyimpan satu bit informasi dalam sebuah flip-flop Jenis RAM ini asyncronous dan tidak memerlukan sinyal clock RAM statik biasanya digunakan untuk aplikasi-aplikasi yang tidak memerlukan kapasitas memori RAM yang besar RAM dinamik menyimpan satu bit informasi data sebagai muatan RAM dinamik menggunakan kapasitansi gerbang substrat sebuah transistor MOS sebagai sel memori elementer Untuk menjaga agar data yang tersimpan RAM dinamik tetap utuh data tersebut harus disegarkan kembali dengan cara membaca dan menulis ulang data tersebut kememori RAM dinamik ini digunakan untuk aplikasi ynag memerlukan RAM dengan kapasitas besar misalnya dalam sebuah komputer pribadi (PC)

Read Only Memory (ROM)

Jenis memori ini datanya hanya bisa dibaca dan tidak bisa ditulis secara berulang-ulang Memori ini berjenis non-volatile artinya data yang disimpan tidak mudah menguap (hilang) walaupun catu dayanya dimatikan Karena itu memori ini biasa digunakan untuk menyimpan program utama dari suatu sistem Jenis ROM yang dikenal dipasaran ada lima jenis yaitu

- ROM (Read Only Memory) yang diprogram dalam proses pembuatannya Jenis ini tidak dapat diprogram ulang

- PROM (Programmable ROM) yang diprogram dengan cara memutuskan hubungan sekering internal PROM hanya dapat diprogram satu kali dan tidak dapat diprogram ulang

- EPROM (Erasable PROM) yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat dari piranti Dihapus dengan cara pemberian sinar ultra violet melalui jendela pada bagian atas IC Setelah dihapus dapat diprogram ulang

- EEPROM (Electrically EPROM) sama saja dengan EPROM hanya cara penghapusannya dilakukan secara listrik

- Flash EPROM yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat pada piranti Memori ini dapat diisi ulang

Dari semua jenis memori diatas yang sering digunakan adalah memori jenis EPROM dan

EEPROM karena harganya paling murah dan mudah didapat dipasaran

814 Memori Eksternal

Memori eksternal o Bersifat eksternal terhadap sistem komputer dan tentu saja berada di luar

CPUo Diperlukan untuk menyimpan data atau instruksi secara permaneno Tidak diperlukan di dalam proses eksekusi sehingga tidak dapat diakses secara

langsung oleh prosesor (CPU) Untuk akses memori eksternal ini oleh CPU harus melalui pengontrolmodul IO

o Memori eksternal sering juga disebut sebagai memori sekunder o Memori ini terdiri atas perangkat storage peripheral seperti disk pita

magnetik dll berbagai jenis memory Eksternal

1 Berdasarkan jenis akses data

Berdasarkan jenis aksesnya memori eksternal dikelompokkan menjadi 2 jenis yaitu

a DASD (Direct Access Storage Device) dimana ia mempunyai akses langsung

terhadap data Contoh Magnetik(Floppy disk hard disk) Removable hard

disk(Zip disk Flash disk) Optical Disk

b SASD (Sequential Access Storage Device) Akses data secara tidak langsung

(berurutan) seperti Pita Magnetik

2Berdasarkan Karakteristik Bahan

Berdasarkan karakteristik bahan pembuatanya memori eksternal digolongkan

menjadi beberapa kelompok

a Punched Card atau kartu berlobang

a merupakan kartu kecil berisi lubang-lubang yang menggambarkan berbagai instruksi atau data Kartu ini dibaca melalui puch card reader yang sudah tidak digunakan lagi sejak tahun 1979

b Magnetik Disk Magnetik disk merupakan disk yang terbuat dari bahan yang bersifat magnetik contoh Floppy dan hardsik

c Optical Disk Optical disk terbuat dari bahan optik seperti resin (Polycaronate) dan dilapisi permukaan yang sangat reflektif seperti aluminium contoh CD dan DVD

d Magnetik TapeSedangkan magnetik tape terbuat dari bahan yang bersifat magnetik tetapi berbentuk pita seperti halnya pita kaset tape recorder

91 Bus amp Sistem Bus

Dalam Arsitektur komputer sebuah Bus adalah sebuah subsistem yang mentransfer data

atau listrik antar komponen komputer didalam sebuah komputer atau antar komputer

Bus komputer awal merupakan bus listrik paralel dengan banyak hubungan tetapi istilah

ini sekarang digunakan untuk pengaturan fisik yang menyediakan fungsi logika yang

sama dengan sebuah bus listrik paralel dan dapat dihubungkan dengan kabel dalam

sebuah topologi multidrop atau daisy chain atau dihubungkan dengan switch seperti

dalam kasus bus USB

System bus atau bus System dalam Arsitektur komputer merujuk pada bus yang

digunakan oleh sistem komputer untuk menghubungkan semua komponennya dalam

menjalankan tugas sebuah bus adalah sebutan untuk jalur dimana data dapat mengalir

dalam komputer jalur-jalur ini digunakan untuk komunikasi dan dapat dibuat antara dua

elemen atau lebih Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan

dieksekusi oleh CPU melalui perantara sistem bus

911 Transfer informasi pada bus

Suatu mendukung bermacam-macam transfer data Semua bus mendukung transfer baca

(master slave) dan transfer tulis( slave ke master) Pada semua multiplexed addressdata

bus pertama-tama bus digunakan untuk menspesifikasikan alamat dan kemudian untuk

melakukan transfer data Untuk operasi baca biasanya terdapat waktu tunggu pada saat

data sedang diambil dari slave untuk ditaruh pada bus Baik bagi operasi baca maupun

tulis mungkin juga terdapat delay bila hal itu diperlukan untuk melalui arbitrasi agar

mendapatkan kontrol bus untuk sisa operasi (yaitu mengambil alih bus untuk melakukan

request baca atau tulis kemudian mengambil alih lagi bus untuk membentuk operasi baca

atau tulis

Pada alamat dedicate dan bus-bus alamat ditaruh ada bus alamat dan tetap berada disana

selama data tersimpan pada bus data Bagi operasi tulis master menaruh data pada bus

data begitu alamat telah stabil dan slave telah mempunyai kesempatan untuk mengetahui

alamatnya bagi operasi baca slave menaruh data pada bus dan begitu slae mengetahui

alamatnya dan telah mengembil data

912 Sistem Bus dengan Jalur Data Alamat dan Kontrol

Jalur bus yang digunakan untuk mentransfer data dapat dikelompokkanrnenjadi tiga tipe jalur data alamat dan kontrol

Data bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi data dan instruksi

Address bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi untuk alamat di

main memory untuk data atau instruksi yang akan diambil atau direkam

Control bus yaitu bus yang digunakan untuk mengirimkan signal sebagai

pemberitahuan akan dikirimkan suatu informasi atau telah diterimanya informasi

yang akan dikirimkan dari suatu alat ke alat lainnya

913 Hirarki Bus

Bus merupakan lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih perangkat

computer Karakteristik penting sebuah bus adalah bahwa bus merupakan media

transmisi yang dapat digunakan bersama Sejumlah perangkat yang terhubung ke bus dan

suatu sinyal yang ditransmisikan oleh salah satu perangkat ini data diterimaoleh salah

satu perangkat yang terhubung ke bus

Umumnya sebuah bus terdiri dari sejumlah lintasan komunikasi atau saluran Masing-

masing saluran dapat mentransmisi sinyal yang menunjukan biner 1 dan biner 0

serangkaian digit biner dapat ditransmisi melalui saluran tunggal

914 Bus Data dan Bus Alamat

1 Bus data

Jalur data yang dilalui informasi ke dan dari microprocessor bahan data keterangan

catatan fakta fakta atau bagian dari fakta yang mengandung arti yang dihubungkan

dengan kenyataan simbol-simbol gambar kata-kata angka huruf yang menunjukan ide

objek kondisi dan lainnya

Data itu sendiri merupakan bentuk jamak dari datum yang berarti informasi jelasnya data

itu dapat berupa apa saja dan dapat ditemui dimana saja

2 Bus Alamat

Bus alamat pengalamatan transformasi data bus Pengalamatan bus ini berisi 16 2024

jalur sinyal paralel atau lebih CPU mengirim alamat lokasi memori atau port yang ingin

ditulis atau dibaca di bus ini jumlah lokasi memori yang dapat dialamati ditentukan

jumlah jalur alamat Jika CPU mempunyai N jalur alamat maka dapat mengalamati 2

pangkat N lokasi memori dan atau port secara langsung

101 Unit Input amp Output

Salah satu fitur dasar komputer adalah kemampuannya untuk mempertukarkandata dengan perangkat lain Kemampuan komunikasi ini memungkinkan operatormanusia misalnya untuk menggunakan keyboard dan layer display untuk mengolahteks dan grafik

1011 Dasar Unit Input Output

Unit IO memberi CPU kemampuan untuk berkomunikasi dengan peripheral Merupakan

entity dalam komputer yang bertanggung jawab atas pengontrol sebuah perangkat

eksternal atau lebih dan untuk pertukaran data antara alat-alat tersebut dengan memory

utama dan atau register-register dalam CPU

Alasan- alasan dipertukarkannya unit IO

Adanya aneka ragam peripheral yang memiliki macam-macam metode operasi

Perbedaan kecepatan transfer data antara sistem BUS dengan piranti IO BUS= 20

nano detik sedang IO lebih dari 100 nano detik

Peripheral seringkali menggunakan format data dan panjang word yang berlainan

dengan komputer

Perbedaan besar tegangan dan arus data yang diperlukan untuk transfer informasi

dari dan ke peripheral dengan sistem bus

Tujuan Unit IO

Melakukan kompensasi perbedaan kecepatan dan perwaktuan antara CPU dan

peripheral

Melakukan penyesuaian tegangan dan arus satu aras ke aras lain

Menyesuaikan panjang data antara sistem BUS dan BUS IO

1012 Antarmuka IO

Gambar 122 mengilustrasikan hardware yang diperlukan untukmenghubungkan perangkat IO ke bus Dekoder alamat mengenableperangkattersebut untuk mengenali alamatnya pada saat alamat ini muncul pada jalur alamatRegister data menyimpan data yang ditransfer ked an dari prosessor Register statusberisi informasi yang relevan dengan operasi perangkat IO Register data dan statusdihubungkan dengan bus data dan ditetapkan dengan alamatalamatunik Dekoderalamat register data dan status dan sirkuit control yang diperlukan untukmengkoordinasikan transfer IO membentuk sirkuit antar muka perangkatGambar 122 Antarmuka IO untuk perangkat input

Perangkat IO beroperasi pada kecepatan yang sangat berbeda denganprosessor Pada saat operator manusia memasukkan karakter pada keyboardprosessor mampu mengeksekusi jutaan instruksi antarentrikarakter yang berurutanSuatu instruksi yang membaca karakter dari keyboard sebaiknya hanya dieksekusipada saat karakter tersebut tersedia dalam input buffer antarmuka keyboard Juga kitaharus memastikan bahwa karakter input tersebut hanya dibaca sekali

1013 Transfer data pada IO

Transfer dataFormat transfer

- Paralel semua bit pada karakter (word denganpanjang tertentu) dikirim secara bersamaan dalambatas waktu yang diberikan

- Serial Data dikirim secara berurutan dalam satu saluran

Transfer data secara paralel lebih cepat daripada secaraserial karena saluran transmisinya banyak kelemahannyakalau terlalu panjang akan terjadi interferensi antarsaluran

Mode transfer data

1 Synchronous modeBaris kendali digunakan untuk mengsinkronkan waktupada semua kejadian yang terjadi selama periodewaktu tertentuKelemahanbull Tiap piranti IO berbeda-beda kecepatan operasinyasehingga harus diturunkan pada kecepatan yangpaling rendah

2 Asynchronous mode

Menggunakan teknik jabat tangan (hand shaking) untukmenyakinkan transfer data antara pengirim danpenerima tidak ada kesalahan (data valid)

111 Interupsi

Interupsi merupakan bagian penting dari sistem arsitektur komputer Setiap sistem

komputer memiliki mekanisme yang berbeda Interupsi bisa terjadi apabila perangkat

keras (hardware) atau perangkat lunak minta ldquo dilayanirdquo oleh processor apabila terjadi

interupsi maka processor menghentikan proses yang sedang dikerjakannya kemudian

beralih mengerjakan service rutin untuk melayani intrupsi tersebut Setelah selesai

mengerjakan service rutin maka prosesor kembali melanjutkan proses yang tertunda

1111 Kelas Sinyal Interupsi

Program yaitu Interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi

pada hasil eksekusi program Contioh Aritmatika overflow pembagian nol

operasi ilegal

Timer adalah Interupsi yang dibangkitkan pewaktuan dalam prosesor Sinyal ini

memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsi tertentu secara reguler

I O sinyal Interupsi yang di bangkitkan oleh Modul IO sehubngan pemberitahuan

kondisi Error dan penyelesaian suatu operasi

Hardware Failure adalah Interupsi yang dibangkitkan oleh kegagalan daya atau

kesalahan paritas memori

1112 Proses Interupsi

Dengan adanya mekanisme Interupsi prossesor dapat digunakan untuk

mengeksekusi intsruksi- instruksi lain

Saat suatu modul telah selesai menjalankan tugasnya dan siap menerima tugas

berikutnya maka modul ini akan mengirimkan permintaan interupsi ke prosesor

Kemudian prosesor akan menghentikan eksekusi yang dijalankannya untuk

menghandle routine interupsi

Setelah program interupsi selesai maka processor akan melanjutkan eksekusi

programnya kembali

Saat sinyal Interupsi diterima processor ada dua kemungkinan tindakan yaitu

Interupsi diterima ditangguhkan dan Interupsi ditolak

1113 Interupsi Ditangguhkan

Apa yang dilakukan Processor

Processor menangguhkan eksekusi program yang dijalankan dan menyimpan

konteksnya tindakan ini adalah menyimpan alamat instruksi berikutnya yang akan

dieksekusi dan data lain yang relevan

Processor menyetel program Counter (PC) ke alamat awal routine intterupt handler

1114 Sistem Operasi Kompleks

Interupsi ganda (Multiple interupt)

Misalnya suatu komputer akan menerima permintaan interupsi saat proses

pencetakan dengan printer selesai disamping itu dimungkinkan dari saluran

komunikasi akan mengirimkan permintaan interupsi setiap kali data tiba

Dapat diambil dua buah pendekatan untuk menangani interupsi ganda ini

121 Arsitektur dan Klasifikasi Sistem Komputer

Sebuah sistem operasi atau dalam bahasa asingnya Operating System adalah sebuah

program yang mengatur hardware komputer Sistem operasi juga menyediakan fondasi

untuk aplikasi diatasnya dan bertindak sebagai penghubung antara user dengan

hardwaresetiap sistem operasi memiliki caranya masing-masing untuk menyelesaikan

tugasnya Hal ini menimbulkan aneka ragam sistem operasi yang sangat menakjubkan

Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu 1 Klasifikasi Flynn

Didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data dalam sistem komputer

2 Klasifikasi Feng Didasarkan pada pemrosesan paralel dan serial

3 Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1211 Klasifikasi Fylnn

KLASIFIKASI FLYNN 1048790 Klasifikasi sistem komputer yang didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data diperkenalkan oleh Michael J Flynn 1048790 Alur instruksi (instruction stream) adalah urutan instruksi yang dilaksanakan oleh mesin 1048790 Alur data adalah urutan data yang dipanggil oleh alur instruksi 1048790 Baik instruksi maupun data diambil dari modul memori 1048790 Instruksi didecode (diartikan) oleh Control Unit 1048790 Alur data mengalir dua arah antara prosesor dan memori

Ada 4 kategori sistem komputer dalam klasifikasi Flynn 1 Single Instruction stream ndash Single Data stream (SISD) 2 Single Instruction stream ndash Multiple Data stream (SIMD) 3 Multiple Instruction stream ndash Single Data stream (MISD) 4 Multiple Instruction stream ndash Multiple Data stream (MIMD)

1212 Klasifikasi Feng

KLASIFIKASI FENG 1048790 Tse Yun Feng mengusulkan pembagian klasifikasi arsitektur komputer berdasarkan derajat keparalelan (degree of parallelism) 1048790 Jumlah bit maksimum yang dapat diproses dalam satu satuan waktu oleh sistem komputer disebut derajat keparalelan maksimum P 1048790 Bila Pi adalah jumlah bit yang dapat diproses dalam siklus prosesor ke ndash i (atau periode clock ke ndash i) 1048790 Siklus prosesor T dinyatakan oleh i = 123 T 1048790 Maka derajat keparalelan rata-rataa adalah

Ada 4 tipe Metode Pemrosesan

1048790 Word Serial and Bit Serial (WSBS) 1048790 Word Paralel and Bit Setial (WPBS) 1048790 Word Serial and Bit Paralel (WSBP) 1048790 Word Paralel and Bit Paralel (WPBP)

1213 Klasifikasi Handler

Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1214 Menjelaskan Multi Komputer amp Multi Processor

1048790 Multiprosesor MIMD dengan memori yang dapat digunakan bersama semua prosesornya memiliki akses ke pool memori utama

1048790 Multikomputer MIMD dengan memori terdistribusi setiap prosesornya memiliki memori khusus sendiri

1048790 Motivasi pembuatan organisasi multikomputer adalah untuk mengatasi keterbatasan skala multiprosesor

1048790 Karena prosesor-prosesor multikomputer harus berkomunikasi maka elemen penting perancangan multikomputer adalah jaringan interkoneksi yang harus dapat beroperasi seefisien mungkin

1048790 Ada beberapa topologi interkoneksi untuk memberikan kinerja yang efisien

1048790 Terdapat trade-off antara lintasan terpanjang dan jumlah koneksi fisik yang diperlukan

Selesai

BAB III PENUTUP

31 Kesimpulan

32 Saran

Daftar Pustaka

• Definisi
• • Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu

Pembagian

Kebalikan dari perkalian pembagian (Division) adalah suatu bentuk dari penguranganyang dilakukan berulangulangDan proses ini juga dapat dilakukan pada rangkaianlogika dengan cara pengurangan dan penggeseran ke kiri (menggunakan shiftleftregister) Berikut adalah aturan dari pembagianKurangkan bilangan pembagi (Divisor) dari MSB bilangan yang akan dibagi(Dividend) lihat hasil pengurangan

Bila hasilnya 1 atau positif Berarti hasil pembagian (Product) adalah 1 Setelah itu hasil pengurangan digeserkekiri satu bit dan dimulai lagi pengurangan oleh bilangan pembagi (Divisor)

Bila hasilnya 0 atau negatif Berarti hasil pembagian (Product) adalah 0 Dalam hal ini sebelum digeser ke kiriharus ditambah dulu dengan bilangan pembagi (Divisor) Setelah digeser ke kiri satubit dimulai lagi proses pengurangan oleh bilangan pembagi Pengurangan olehbilangan pembagi dilakukan dengan penjumlahan komplemen2Bila dalam

penjumlahan tersebut terdapat pindahan (Carry) maka carry tersebut diabaikanPerhatikan contoh berikut 1010 410 = 10102 1004

Karena ada hasil pengurangan yang negatif maka digit yang dihasilkansetelah itu adalah digit pecahan sehingga hasil yang benar 1012 atau 2510

61 Floating Point

71 Control Unit

CONTROL UNIT (CU)

711 Model Control Unit

Unit kontrol atau yang sering dikenal dengan control unit akan menyimpan perintah sekarang yang dilakukan oleh komputer memerintahkan ALU untuk melaksanaan dan mendapat kembali informasi (dari memori) yang diperlukan untuk melaksanakan perintah itu dan memindahkan kembali hasil ke lokasi memori yang sesuai Sekali yang terjadi unit kontrol pergi ke perintah berikutnya (biasanya ditempatkan di slot berikutnya kecuali kalau perintah itu adalah perintah lompatan yang memberitahukan kepada komputer bahwa perintah berikutnya ditempatkan di lokasi lain)

Bagian CPU yang menyebabkan fungsi komputer tercapai ini mengeluarkan sinyal-sinyal kontrol yang bersifat internal bagi CPU untuk memindahkan data antar Register agar ALU melakukan fungsinya untuk mengatur operasi-operasi internal lainnya Register yang merupakan bagian dari unit kontrol adalah tempat penyimpan data sementara dalam CPU selama proses eksekusi Apabila terjadi proses eksekusi data dalam register dikirim ke ALU untuk diproses hasil eksekusi nantinya diletakkan ke register kembali Unit kontrol akan menghasilkan sinyal yang akan mengontrol operasi ALU dan pemindahan data ke dan dari ALU Unit kontrol juga mengeluarkan sinyal kontrol eksternal bagi pertukaran data memori dan modul-modul IO

Model dari unit kontrol

712 Macam-macam unit kontrol

Macam-macam Unit Kontrol1 Unit Kontrol Single-Cycle

Proses di unit kontrol ini hanya terjadi dalam satu clock cycle artinya setiap instruksi (fetch decode execute) ada pada satu cycle maka dari itu tidak memerlukan state Dengan demikian fungsi boolean masing-masing control line hanya merupakan fungsi dari opcode saja Clock cycle harus mempunyai panjang yang sama untuk setiap jenis instruksi

Ada dua bagian pada unit kontrol ini yaitu proses men-decode opcode untuk mengelompokkannya menjadi 4 macam instruksi (yaitu di gerbang AND) dan pemberian sinyal kontrol berdasarkan jenis instruksinya (yaitu gerbang OR) Keempat jenis instruksi adalah ldquoR-formatrdquo (berhubungan dengan register) ldquolwrdquo (membaca memori) ldquoswrdquo (menulis ke memori) dan ldquobeqrdquo (branching)

Sinyal kontrol yang dihasilkan bergantung pada jenis instruksinya Misalnya jika melibatkan memori rdquoR-formatrdquo atau rdquolwrdquo maka akan sinyal rdquoRegwriterdquo akan aktif Hal lain jika melibatkan memori ldquolwrdquo atau ldquoswrdquo maka akan diberi sinyal kontrol ke ALU yaitu ldquoALUSrcrdquo

Desain single-cycle ini lebih dapat bekerja dengan baik dan benar tetapi cycle ini tidak efisien

2 Unit Kontrol Multi-CycleGambar disamping menunjukkan diagram blok dari unit kontrol multi-cycle

Berbeda dengan unit kontrol yang single-cycle unit kontrol yang multi-cycle lebih memiliki banyak fungsi

Dengan memperhatikan state dan opcode fungsi boolean dari masing-masing control line output dapat ditentukan Masing-masingnya akan menjadi fungsi dari 10 buah input logic Jadi akan terdapat banyak fungsi boolean dan masing-masingnya tidak sederhana

Pada cycle ini sinyal kontrol tidak lagi ditentukan dengan melihat pada bit-bit instruksinya Bit-bit opcode memberitahukan operasi apa yang selanjutnya akan di-execute CPU bukan instruksi cycle selanjutnya

713 Fungsi unit kontrol

Fungsi Unit Kontrol1 Pengurutan (sequencing) unit kontrol bertugas mengontrol sejumlah operasi

mikro dalam urutan yang benar

2 Eksekusi (execution) unit kontrol menyebabkan setiap operasi mikro dilakukan

state register overhead

Cycle 1Cycle 2

Cycle 3Cycle 4

Cycle 5

Fetch

Decode

Exec

Mem

WB

lw

Single cycle Implementation

Multiple Cycle Implementation

714 Input Unit Kontrol

Input Unit Kontrol

Unit kontrol mempunyai beberapa input diantaranya1 Clock berfungsi untuk sinkronisasi operasi antar komponen 2 Flag flag-flag ini diperlukan unit kontrol untuk mengetahui status CPU Flag

diset ALU sebagai hasil dari suatu operasi misalnya overflow flag diset 1 bila hasil komputasi melampaui panjang register tempat flag disimpan

3 Instruction register menggunakan opcode untuk menentukan operasi mikro yang akan dilakukan selama siklus eksekusi

4 Sinyal kontrol dari rdquobus controlrdquo memberi jalur ke unit kontrol untuk sinyal-sinyal tertentu seperti sinyal interrupt dan sinyal acknowledgment

715 Output Unit Kontrol

Sinyal kontrol di dalam CPU (control signals within CPU) output unit kontrol terdiri dari dua macam sinyal yaitu

1 sinyal-sinyal yang menyebabkan perpindahan data antar register 2 sinyal-sinyal yang dapat mengaktifkan fungsi ALU yang spesifik

Sinyal kontrol ke rdquobus controlrdquo juga terdiri atas 2 sinyal yaitu1 sinyal kontrol ke memori 2 sinyal kontrol ke modul-modul IO

716 Implementasi Unit Kontrol

1 Implementasi hardwired Unit kontrol merupakan rangkaian kombinatorial Sinyal-sinyal logika

inputnya akan didekodekan menjadi sinyal-sinyal logika output yang merupakan sinyal-sinyal kontrol ke sistem komputer Sinyal-sinyal input tersebut seperti clock flag register instruction dan sinyal kontrol merupakan input bagi unit kontrol untuk mengetahui status komputer Sinyal keluaran yang dihasilkan akan mengendalikan sistem kerja komputer

N buah input biner akan menghasilkan 2N output biner Setiap instruksi memiliki opcode yang yang berbeda-bedaOpcode yang berbeda dalam instruksi akan menghasilkan sinyal kontrol yang berbeda pula Pewaktu unit kontrol mengeluarkan rangkaian pulsa yang periodik

Pulsa waktu ini digunakan untuk mengukur durasi setiap operasi mikro yang dijalankan CPU intinya digunakan untuk sinkronisasi kerja masing-masing bagian

Masalah dalam Merancang Implementasi Hardwired Memiliki kompleksitas dalam pengurutan dan operasi mikronya Sulit didesain dan dilakukan pengetesan Tidak fleksibel Sulit untuk menambahkan instruksi baru

2 Implementasi microprogrammed Implementasi yang paling reliabel saat ini adalah implementasi

microprogrammed Unit kontrol memerlukan sebuah memori untuk menyimpan program kontrolnya

Fungsindashfungsi pengontrolan dilakukan berdasarkan program kontrol yang tersimpan pada unit kontrol Selain itu fungsindashfungsi pengontrolan tidak berdasarkan dekode dari input unit kontrol lagi

Teknik ini dapat menjawab kesulitanndashkesulitan yang ditemui dalam implementasi hardwired

81 Memori amp Piranti Penyimpanan

811 Jenis-Jenis memori

Berdasarkan komponen yang digunakan terbagi atas

1 Vacuum Tubes

Komputer generasi pertama ENIAC tahun 1946 menggunakan komponentabung hampa udara untuk main memory Memori ini relatif berukuran besardan tiap-tiap tabung hampa udara mewakili 1 bit

2 Magnetic Core Storage

Digunakan sekitar tahun 1960 ndash 1970 Terdiri dari ribuan cincin magnetikkecil berukuran 18 mm dengan lubang berdiameter 10 mm Tiap-tiap coredihubungkan dengan kabel kawat membentuk suatu bidang core (core plane)dan ditumpuk membentuk suatu core stackMasing-masing core dapat menyimpan 1 bit bila dimagnetasi dengan suatuarus listrik dari dua arah jurusan yang masing-masing bermuatan frac12 arus

3 Planar Thin-Film Storage

Terbuat dari lempengan tipis keramik atau metal tembus pandang yang berisi

kumpulan besi nikel berbentuk empat persegi panjang kecil dihubungkandengan kabel-kabel

4 Semiconductor Storage

Mulai banyak digunakan sejak tahun 1970-an hingga sekarangTerbuat dariVLSI (Very Large Scale Integration) yaitu meletakkan sejumlah besar circuitke dalam suatu chip Teknologi yang digunakan adalah MOS (Metal OxideSemiconductor) dan bersifat volatileKomputer IBM 704 pada GeneralElectric Computer facility diArizona State University 1956Sebuah mesin vacuum tubedengan magnetic core storageSingle layer thin film dengan Ta2N resistors

5 Josephson Junction

Diciptakan oleh Brian Josephson dari Inggris Merupakan memori yang dapatmelakukan switch dari bit 1 ke bit 0 atau sebaliknya dengan kecepatan yangtinggi yaitu kurang dari sepertriliun detik Menggunakan suatu tempat

tertutup yang berisi helium cair dengan suhu sekitar -200 derajat celcius

6 Charged-Coupled Device (CCD)

Merupakan memori yang terdiri dari ribuan metal bujur sangkar berukurankecil yang masing-masing dapat menyimpan informasi digit binari dalambentuk beban elektronik (electric charge)

812 Hirarki Memori

Sebagian besar komputer memiliki hirarki memori yang terdiri atas tiga level yaitu

1 Physical Register di CPU berada di Level teratas Informasi yang berada

di Register dapat diakses dalam satu Clock cycle CPU

2 Primary Memory (Executable memory ) berada dilevel tengah

Contohnya RAM Primary Memory diukur dengan satu byte dalam satu

waktu secara relatif dapat diakses dengan cepat bersifat volatil (informasi

bisa hilang ketika komputer dimatikan) CPU mengakses memori ini

dengan instruksi single load dan store dalam beberapa clock cycle

3 Secondary Memory berada dilevel bawah Contohnya disk atau tape

Secondary memory diukur sebagai kumpulan dari bytes(block of bytes)

waktu aksesnya lambat bersifat non-volatil (informasi tetap tersimpan

ketika komputer dimatikan) Memori ini diterapkan di storage device jadi

akses meliputi aksi oleh driver dan device

813 Memori Internal

Memori internal o Berada di luar CPU tetapi bersifat internal terhadap sistem komputero Diperlukan oleh CPU untuk proses eksekusi (operasi) program sehingga

dapat diakses secara langsung oleh prosesor (CPU) tanpa modul perantarao Memori internal sering juga disebut sebagai memori primer atau memori

utama o Memori internal biasanya menggunakan media RAM

Random Access Memori (RAM)

Ram adalah suatu memori baca tulis artinya data dapat dibaca dari atau ditulis ke RAM dan dapat dilakukan secara berulang-ulang dengan data yang berbeda-beda Jenis memori ini merupakan jenis volatile (mudah menguap) yaitu data yang tersimpan akan hilang jika catu dayanya dimatikan Karena alasan tersebut maka program utama tidak pernah disimpan di RAM Random artinya data yang disimpan pada RAM dapat diakses secara acak RAM dibagi lagi menjadi dua jenis yaitu jenis statik dan jenis dinamik RAM statik menyimpan satu bit informasi dalam sebuah flip-flop Jenis RAM ini asyncronous dan tidak memerlukan sinyal clock RAM statik biasanya digunakan untuk aplikasi-aplikasi yang tidak memerlukan kapasitas memori RAM yang besar RAM dinamik menyimpan satu bit informasi data sebagai muatan RAM dinamik menggunakan kapasitansi gerbang substrat sebuah transistor MOS sebagai sel memori elementer Untuk menjaga agar data yang tersimpan RAM dinamik tetap utuh data tersebut harus disegarkan kembali dengan cara membaca dan menulis ulang data tersebut kememori RAM dinamik ini digunakan untuk aplikasi ynag memerlukan RAM dengan kapasitas besar misalnya dalam sebuah komputer pribadi (PC)

Read Only Memory (ROM)

Jenis memori ini datanya hanya bisa dibaca dan tidak bisa ditulis secara berulang-ulang Memori ini berjenis non-volatile artinya data yang disimpan tidak mudah menguap (hilang) walaupun catu dayanya dimatikan Karena itu memori ini biasa digunakan untuk menyimpan program utama dari suatu sistem Jenis ROM yang dikenal dipasaran ada lima jenis yaitu

- ROM (Read Only Memory) yang diprogram dalam proses pembuatannya Jenis ini tidak dapat diprogram ulang

- PROM (Programmable ROM) yang diprogram dengan cara memutuskan hubungan sekering internal PROM hanya dapat diprogram satu kali dan tidak dapat diprogram ulang

- EPROM (Erasable PROM) yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat dari piranti Dihapus dengan cara pemberian sinar ultra violet melalui jendela pada bagian atas IC Setelah dihapus dapat diprogram ulang

- EEPROM (Electrically EPROM) sama saja dengan EPROM hanya cara penghapusannya dilakukan secara listrik

- Flash EPROM yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat pada piranti Memori ini dapat diisi ulang

Dari semua jenis memori diatas yang sering digunakan adalah memori jenis EPROM dan

EEPROM karena harganya paling murah dan mudah didapat dipasaran

814 Memori Eksternal

Memori eksternal o Bersifat eksternal terhadap sistem komputer dan tentu saja berada di luar

CPUo Diperlukan untuk menyimpan data atau instruksi secara permaneno Tidak diperlukan di dalam proses eksekusi sehingga tidak dapat diakses secara

langsung oleh prosesor (CPU) Untuk akses memori eksternal ini oleh CPU harus melalui pengontrolmodul IO

o Memori eksternal sering juga disebut sebagai memori sekunder o Memori ini terdiri atas perangkat storage peripheral seperti disk pita

magnetik dll berbagai jenis memory Eksternal

1 Berdasarkan jenis akses data

Berdasarkan jenis aksesnya memori eksternal dikelompokkan menjadi 2 jenis yaitu

a DASD (Direct Access Storage Device) dimana ia mempunyai akses langsung

terhadap data Contoh Magnetik(Floppy disk hard disk) Removable hard

disk(Zip disk Flash disk) Optical Disk

b SASD (Sequential Access Storage Device) Akses data secara tidak langsung

(berurutan) seperti Pita Magnetik

2Berdasarkan Karakteristik Bahan

Berdasarkan karakteristik bahan pembuatanya memori eksternal digolongkan

menjadi beberapa kelompok

a Punched Card atau kartu berlobang

a merupakan kartu kecil berisi lubang-lubang yang menggambarkan berbagai instruksi atau data Kartu ini dibaca melalui puch card reader yang sudah tidak digunakan lagi sejak tahun 1979

b Magnetik Disk Magnetik disk merupakan disk yang terbuat dari bahan yang bersifat magnetik contoh Floppy dan hardsik

c Optical Disk Optical disk terbuat dari bahan optik seperti resin (Polycaronate) dan dilapisi permukaan yang sangat reflektif seperti aluminium contoh CD dan DVD

d Magnetik TapeSedangkan magnetik tape terbuat dari bahan yang bersifat magnetik tetapi berbentuk pita seperti halnya pita kaset tape recorder

91 Bus amp Sistem Bus

Dalam Arsitektur komputer sebuah Bus adalah sebuah subsistem yang mentransfer data

atau listrik antar komponen komputer didalam sebuah komputer atau antar komputer

Bus komputer awal merupakan bus listrik paralel dengan banyak hubungan tetapi istilah

ini sekarang digunakan untuk pengaturan fisik yang menyediakan fungsi logika yang

sama dengan sebuah bus listrik paralel dan dapat dihubungkan dengan kabel dalam

sebuah topologi multidrop atau daisy chain atau dihubungkan dengan switch seperti

dalam kasus bus USB

System bus atau bus System dalam Arsitektur komputer merujuk pada bus yang

digunakan oleh sistem komputer untuk menghubungkan semua komponennya dalam

menjalankan tugas sebuah bus adalah sebutan untuk jalur dimana data dapat mengalir

dalam komputer jalur-jalur ini digunakan untuk komunikasi dan dapat dibuat antara dua

elemen atau lebih Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan

dieksekusi oleh CPU melalui perantara sistem bus

911 Transfer informasi pada bus

Suatu mendukung bermacam-macam transfer data Semua bus mendukung transfer baca

(master slave) dan transfer tulis( slave ke master) Pada semua multiplexed addressdata

bus pertama-tama bus digunakan untuk menspesifikasikan alamat dan kemudian untuk

melakukan transfer data Untuk operasi baca biasanya terdapat waktu tunggu pada saat

data sedang diambil dari slave untuk ditaruh pada bus Baik bagi operasi baca maupun

tulis mungkin juga terdapat delay bila hal itu diperlukan untuk melalui arbitrasi agar

mendapatkan kontrol bus untuk sisa operasi (yaitu mengambil alih bus untuk melakukan

request baca atau tulis kemudian mengambil alih lagi bus untuk membentuk operasi baca

atau tulis

Pada alamat dedicate dan bus-bus alamat ditaruh ada bus alamat dan tetap berada disana

selama data tersimpan pada bus data Bagi operasi tulis master menaruh data pada bus

data begitu alamat telah stabil dan slave telah mempunyai kesempatan untuk mengetahui

alamatnya bagi operasi baca slave menaruh data pada bus dan begitu slae mengetahui

alamatnya dan telah mengembil data

912 Sistem Bus dengan Jalur Data Alamat dan Kontrol

Jalur bus yang digunakan untuk mentransfer data dapat dikelompokkanrnenjadi tiga tipe jalur data alamat dan kontrol

Data bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi data dan instruksi

Address bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi untuk alamat di

main memory untuk data atau instruksi yang akan diambil atau direkam

Control bus yaitu bus yang digunakan untuk mengirimkan signal sebagai

pemberitahuan akan dikirimkan suatu informasi atau telah diterimanya informasi

yang akan dikirimkan dari suatu alat ke alat lainnya

913 Hirarki Bus

Bus merupakan lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih perangkat

computer Karakteristik penting sebuah bus adalah bahwa bus merupakan media

transmisi yang dapat digunakan bersama Sejumlah perangkat yang terhubung ke bus dan

suatu sinyal yang ditransmisikan oleh salah satu perangkat ini data diterimaoleh salah

satu perangkat yang terhubung ke bus

Umumnya sebuah bus terdiri dari sejumlah lintasan komunikasi atau saluran Masing-

masing saluran dapat mentransmisi sinyal yang menunjukan biner 1 dan biner 0

serangkaian digit biner dapat ditransmisi melalui saluran tunggal

914 Bus Data dan Bus Alamat

1 Bus data

Jalur data yang dilalui informasi ke dan dari microprocessor bahan data keterangan

catatan fakta fakta atau bagian dari fakta yang mengandung arti yang dihubungkan

dengan kenyataan simbol-simbol gambar kata-kata angka huruf yang menunjukan ide

objek kondisi dan lainnya

Data itu sendiri merupakan bentuk jamak dari datum yang berarti informasi jelasnya data

itu dapat berupa apa saja dan dapat ditemui dimana saja

2 Bus Alamat

Bus alamat pengalamatan transformasi data bus Pengalamatan bus ini berisi 16 2024

jalur sinyal paralel atau lebih CPU mengirim alamat lokasi memori atau port yang ingin

ditulis atau dibaca di bus ini jumlah lokasi memori yang dapat dialamati ditentukan

jumlah jalur alamat Jika CPU mempunyai N jalur alamat maka dapat mengalamati 2

pangkat N lokasi memori dan atau port secara langsung

101 Unit Input amp Output

Salah satu fitur dasar komputer adalah kemampuannya untuk mempertukarkandata dengan perangkat lain Kemampuan komunikasi ini memungkinkan operatormanusia misalnya untuk menggunakan keyboard dan layer display untuk mengolahteks dan grafik

1011 Dasar Unit Input Output

Unit IO memberi CPU kemampuan untuk berkomunikasi dengan peripheral Merupakan

entity dalam komputer yang bertanggung jawab atas pengontrol sebuah perangkat

eksternal atau lebih dan untuk pertukaran data antara alat-alat tersebut dengan memory

utama dan atau register-register dalam CPU

Alasan- alasan dipertukarkannya unit IO

Adanya aneka ragam peripheral yang memiliki macam-macam metode operasi

Perbedaan kecepatan transfer data antara sistem BUS dengan piranti IO BUS= 20

nano detik sedang IO lebih dari 100 nano detik

Peripheral seringkali menggunakan format data dan panjang word yang berlainan

dengan komputer

Perbedaan besar tegangan dan arus data yang diperlukan untuk transfer informasi

dari dan ke peripheral dengan sistem bus

Tujuan Unit IO

Melakukan kompensasi perbedaan kecepatan dan perwaktuan antara CPU dan

peripheral

Melakukan penyesuaian tegangan dan arus satu aras ke aras lain

Menyesuaikan panjang data antara sistem BUS dan BUS IO

1012 Antarmuka IO

Gambar 122 mengilustrasikan hardware yang diperlukan untukmenghubungkan perangkat IO ke bus Dekoder alamat mengenableperangkattersebut untuk mengenali alamatnya pada saat alamat ini muncul pada jalur alamatRegister data menyimpan data yang ditransfer ked an dari prosessor Register statusberisi informasi yang relevan dengan operasi perangkat IO Register data dan statusdihubungkan dengan bus data dan ditetapkan dengan alamatalamatunik Dekoderalamat register data dan status dan sirkuit control yang diperlukan untukmengkoordinasikan transfer IO membentuk sirkuit antar muka perangkatGambar 122 Antarmuka IO untuk perangkat input

Perangkat IO beroperasi pada kecepatan yang sangat berbeda denganprosessor Pada saat operator manusia memasukkan karakter pada keyboardprosessor mampu mengeksekusi jutaan instruksi antarentrikarakter yang berurutanSuatu instruksi yang membaca karakter dari keyboard sebaiknya hanya dieksekusipada saat karakter tersebut tersedia dalam input buffer antarmuka keyboard Juga kitaharus memastikan bahwa karakter input tersebut hanya dibaca sekali

1013 Transfer data pada IO

Transfer dataFormat transfer

- Paralel semua bit pada karakter (word denganpanjang tertentu) dikirim secara bersamaan dalambatas waktu yang diberikan

- Serial Data dikirim secara berurutan dalam satu saluran

Transfer data secara paralel lebih cepat daripada secaraserial karena saluran transmisinya banyak kelemahannyakalau terlalu panjang akan terjadi interferensi antarsaluran

Mode transfer data

1 Synchronous modeBaris kendali digunakan untuk mengsinkronkan waktupada semua kejadian yang terjadi selama periodewaktu tertentuKelemahanbull Tiap piranti IO berbeda-beda kecepatan operasinyasehingga harus diturunkan pada kecepatan yangpaling rendah

2 Asynchronous mode

Menggunakan teknik jabat tangan (hand shaking) untukmenyakinkan transfer data antara pengirim danpenerima tidak ada kesalahan (data valid)

111 Interupsi

Interupsi merupakan bagian penting dari sistem arsitektur komputer Setiap sistem

komputer memiliki mekanisme yang berbeda Interupsi bisa terjadi apabila perangkat

keras (hardware) atau perangkat lunak minta ldquo dilayanirdquo oleh processor apabila terjadi

interupsi maka processor menghentikan proses yang sedang dikerjakannya kemudian

beralih mengerjakan service rutin untuk melayani intrupsi tersebut Setelah selesai

mengerjakan service rutin maka prosesor kembali melanjutkan proses yang tertunda

1111 Kelas Sinyal Interupsi

Program yaitu Interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi

pada hasil eksekusi program Contioh Aritmatika overflow pembagian nol

operasi ilegal

Timer adalah Interupsi yang dibangkitkan pewaktuan dalam prosesor Sinyal ini

memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsi tertentu secara reguler

I O sinyal Interupsi yang di bangkitkan oleh Modul IO sehubngan pemberitahuan

kondisi Error dan penyelesaian suatu operasi

Hardware Failure adalah Interupsi yang dibangkitkan oleh kegagalan daya atau

kesalahan paritas memori

1112 Proses Interupsi

Dengan adanya mekanisme Interupsi prossesor dapat digunakan untuk

mengeksekusi intsruksi- instruksi lain

Saat suatu modul telah selesai menjalankan tugasnya dan siap menerima tugas

berikutnya maka modul ini akan mengirimkan permintaan interupsi ke prosesor

Kemudian prosesor akan menghentikan eksekusi yang dijalankannya untuk

menghandle routine interupsi

Setelah program interupsi selesai maka processor akan melanjutkan eksekusi

programnya kembali

Saat sinyal Interupsi diterima processor ada dua kemungkinan tindakan yaitu

Interupsi diterima ditangguhkan dan Interupsi ditolak

1113 Interupsi Ditangguhkan

Apa yang dilakukan Processor

Processor menangguhkan eksekusi program yang dijalankan dan menyimpan

konteksnya tindakan ini adalah menyimpan alamat instruksi berikutnya yang akan

dieksekusi dan data lain yang relevan

Processor menyetel program Counter (PC) ke alamat awal routine intterupt handler

1114 Sistem Operasi Kompleks

Interupsi ganda (Multiple interupt)

Misalnya suatu komputer akan menerima permintaan interupsi saat proses

pencetakan dengan printer selesai disamping itu dimungkinkan dari saluran

komunikasi akan mengirimkan permintaan interupsi setiap kali data tiba

Dapat diambil dua buah pendekatan untuk menangani interupsi ganda ini

121 Arsitektur dan Klasifikasi Sistem Komputer

Sebuah sistem operasi atau dalam bahasa asingnya Operating System adalah sebuah

program yang mengatur hardware komputer Sistem operasi juga menyediakan fondasi

untuk aplikasi diatasnya dan bertindak sebagai penghubung antara user dengan

hardwaresetiap sistem operasi memiliki caranya masing-masing untuk menyelesaikan

tugasnya Hal ini menimbulkan aneka ragam sistem operasi yang sangat menakjubkan

Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu 1 Klasifikasi Flynn

Didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data dalam sistem komputer

2 Klasifikasi Feng Didasarkan pada pemrosesan paralel dan serial

3 Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1211 Klasifikasi Fylnn

KLASIFIKASI FLYNN 1048790 Klasifikasi sistem komputer yang didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data diperkenalkan oleh Michael J Flynn 1048790 Alur instruksi (instruction stream) adalah urutan instruksi yang dilaksanakan oleh mesin 1048790 Alur data adalah urutan data yang dipanggil oleh alur instruksi 1048790 Baik instruksi maupun data diambil dari modul memori 1048790 Instruksi didecode (diartikan) oleh Control Unit 1048790 Alur data mengalir dua arah antara prosesor dan memori

Ada 4 kategori sistem komputer dalam klasifikasi Flynn 1 Single Instruction stream ndash Single Data stream (SISD) 2 Single Instruction stream ndash Multiple Data stream (SIMD) 3 Multiple Instruction stream ndash Single Data stream (MISD) 4 Multiple Instruction stream ndash Multiple Data stream (MIMD)

1212 Klasifikasi Feng

KLASIFIKASI FENG 1048790 Tse Yun Feng mengusulkan pembagian klasifikasi arsitektur komputer berdasarkan derajat keparalelan (degree of parallelism) 1048790 Jumlah bit maksimum yang dapat diproses dalam satu satuan waktu oleh sistem komputer disebut derajat keparalelan maksimum P 1048790 Bila Pi adalah jumlah bit yang dapat diproses dalam siklus prosesor ke ndash i (atau periode clock ke ndash i) 1048790 Siklus prosesor T dinyatakan oleh i = 123 T 1048790 Maka derajat keparalelan rata-rataa adalah

Ada 4 tipe Metode Pemrosesan

1048790 Word Serial and Bit Serial (WSBS) 1048790 Word Paralel and Bit Setial (WPBS) 1048790 Word Serial and Bit Paralel (WSBP) 1048790 Word Paralel and Bit Paralel (WPBP)

1213 Klasifikasi Handler

Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1214 Menjelaskan Multi Komputer amp Multi Processor

1048790 Multiprosesor MIMD dengan memori yang dapat digunakan bersama semua prosesornya memiliki akses ke pool memori utama

1048790 Multikomputer MIMD dengan memori terdistribusi setiap prosesornya memiliki memori khusus sendiri

1048790 Motivasi pembuatan organisasi multikomputer adalah untuk mengatasi keterbatasan skala multiprosesor

1048790 Karena prosesor-prosesor multikomputer harus berkomunikasi maka elemen penting perancangan multikomputer adalah jaringan interkoneksi yang harus dapat beroperasi seefisien mungkin

1048790 Ada beberapa topologi interkoneksi untuk memberikan kinerja yang efisien

1048790 Terdapat trade-off antara lintasan terpanjang dan jumlah koneksi fisik yang diperlukan

Selesai

BAB III PENUTUP

31 Kesimpulan

32 Saran

Daftar Pustaka

• Definisi
• • Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu

Bila hasilnya 1 atau positif Berarti hasil pembagian (Product) adalah 1 Setelah itu hasil pengurangan digeserkekiri satu bit dan dimulai lagi pengurangan oleh bilangan pembagi (Divisor)

Bila hasilnya 0 atau negatif Berarti hasil pembagian (Product) adalah 0 Dalam hal ini sebelum digeser ke kiriharus ditambah dulu dengan bilangan pembagi (Divisor) Setelah digeser ke kiri satubit dimulai lagi proses pengurangan oleh bilangan pembagi Pengurangan olehbilangan pembagi dilakukan dengan penjumlahan komplemen2Bila dalam

penjumlahan tersebut terdapat pindahan (Carry) maka carry tersebut diabaikanPerhatikan contoh berikut 1010 410 = 10102 1004

Karena ada hasil pengurangan yang negatif maka digit yang dihasilkansetelah itu adalah digit pecahan sehingga hasil yang benar 1012 atau 2510

61 Floating Point

71 Control Unit

CONTROL UNIT (CU)

711 Model Control Unit

Unit kontrol atau yang sering dikenal dengan control unit akan menyimpan perintah sekarang yang dilakukan oleh komputer memerintahkan ALU untuk melaksanaan dan mendapat kembali informasi (dari memori) yang diperlukan untuk melaksanakan perintah itu dan memindahkan kembali hasil ke lokasi memori yang sesuai Sekali yang terjadi unit kontrol pergi ke perintah berikutnya (biasanya ditempatkan di slot berikutnya kecuali kalau perintah itu adalah perintah lompatan yang memberitahukan kepada komputer bahwa perintah berikutnya ditempatkan di lokasi lain)

Bagian CPU yang menyebabkan fungsi komputer tercapai ini mengeluarkan sinyal-sinyal kontrol yang bersifat internal bagi CPU untuk memindahkan data antar Register agar ALU melakukan fungsinya untuk mengatur operasi-operasi internal lainnya Register yang merupakan bagian dari unit kontrol adalah tempat penyimpan data sementara dalam CPU selama proses eksekusi Apabila terjadi proses eksekusi data dalam register dikirim ke ALU untuk diproses hasil eksekusi nantinya diletakkan ke register kembali Unit kontrol akan menghasilkan sinyal yang akan mengontrol operasi ALU dan pemindahan data ke dan dari ALU Unit kontrol juga mengeluarkan sinyal kontrol eksternal bagi pertukaran data memori dan modul-modul IO

Model dari unit kontrol

712 Macam-macam unit kontrol

Macam-macam Unit Kontrol1 Unit Kontrol Single-Cycle

Proses di unit kontrol ini hanya terjadi dalam satu clock cycle artinya setiap instruksi (fetch decode execute) ada pada satu cycle maka dari itu tidak memerlukan state Dengan demikian fungsi boolean masing-masing control line hanya merupakan fungsi dari opcode saja Clock cycle harus mempunyai panjang yang sama untuk setiap jenis instruksi

Ada dua bagian pada unit kontrol ini yaitu proses men-decode opcode untuk mengelompokkannya menjadi 4 macam instruksi (yaitu di gerbang AND) dan pemberian sinyal kontrol berdasarkan jenis instruksinya (yaitu gerbang OR) Keempat jenis instruksi adalah ldquoR-formatrdquo (berhubungan dengan register) ldquolwrdquo (membaca memori) ldquoswrdquo (menulis ke memori) dan ldquobeqrdquo (branching)

Sinyal kontrol yang dihasilkan bergantung pada jenis instruksinya Misalnya jika melibatkan memori rdquoR-formatrdquo atau rdquolwrdquo maka akan sinyal rdquoRegwriterdquo akan aktif Hal lain jika melibatkan memori ldquolwrdquo atau ldquoswrdquo maka akan diberi sinyal kontrol ke ALU yaitu ldquoALUSrcrdquo

Desain single-cycle ini lebih dapat bekerja dengan baik dan benar tetapi cycle ini tidak efisien

2 Unit Kontrol Multi-CycleGambar disamping menunjukkan diagram blok dari unit kontrol multi-cycle

Berbeda dengan unit kontrol yang single-cycle unit kontrol yang multi-cycle lebih memiliki banyak fungsi

Dengan memperhatikan state dan opcode fungsi boolean dari masing-masing control line output dapat ditentukan Masing-masingnya akan menjadi fungsi dari 10 buah input logic Jadi akan terdapat banyak fungsi boolean dan masing-masingnya tidak sederhana

Pada cycle ini sinyal kontrol tidak lagi ditentukan dengan melihat pada bit-bit instruksinya Bit-bit opcode memberitahukan operasi apa yang selanjutnya akan di-execute CPU bukan instruksi cycle selanjutnya

713 Fungsi unit kontrol

Fungsi Unit Kontrol1 Pengurutan (sequencing) unit kontrol bertugas mengontrol sejumlah operasi

mikro dalam urutan yang benar

2 Eksekusi (execution) unit kontrol menyebabkan setiap operasi mikro dilakukan

state register overhead

Cycle 1Cycle 2

Cycle 3Cycle 4

Cycle 5

Fetch

Decode

Exec

Mem

WB

lw

Single cycle Implementation

Multiple Cycle Implementation

714 Input Unit Kontrol

Input Unit Kontrol

Unit kontrol mempunyai beberapa input diantaranya1 Clock berfungsi untuk sinkronisasi operasi antar komponen 2 Flag flag-flag ini diperlukan unit kontrol untuk mengetahui status CPU Flag

diset ALU sebagai hasil dari suatu operasi misalnya overflow flag diset 1 bila hasil komputasi melampaui panjang register tempat flag disimpan

3 Instruction register menggunakan opcode untuk menentukan operasi mikro yang akan dilakukan selama siklus eksekusi

4 Sinyal kontrol dari rdquobus controlrdquo memberi jalur ke unit kontrol untuk sinyal-sinyal tertentu seperti sinyal interrupt dan sinyal acknowledgment

715 Output Unit Kontrol

Sinyal kontrol di dalam CPU (control signals within CPU) output unit kontrol terdiri dari dua macam sinyal yaitu

1 sinyal-sinyal yang menyebabkan perpindahan data antar register 2 sinyal-sinyal yang dapat mengaktifkan fungsi ALU yang spesifik

Sinyal kontrol ke rdquobus controlrdquo juga terdiri atas 2 sinyal yaitu1 sinyal kontrol ke memori 2 sinyal kontrol ke modul-modul IO

716 Implementasi Unit Kontrol

1 Implementasi hardwired Unit kontrol merupakan rangkaian kombinatorial Sinyal-sinyal logika

inputnya akan didekodekan menjadi sinyal-sinyal logika output yang merupakan sinyal-sinyal kontrol ke sistem komputer Sinyal-sinyal input tersebut seperti clock flag register instruction dan sinyal kontrol merupakan input bagi unit kontrol untuk mengetahui status komputer Sinyal keluaran yang dihasilkan akan mengendalikan sistem kerja komputer

N buah input biner akan menghasilkan 2N output biner Setiap instruksi memiliki opcode yang yang berbeda-bedaOpcode yang berbeda dalam instruksi akan menghasilkan sinyal kontrol yang berbeda pula Pewaktu unit kontrol mengeluarkan rangkaian pulsa yang periodik

Pulsa waktu ini digunakan untuk mengukur durasi setiap operasi mikro yang dijalankan CPU intinya digunakan untuk sinkronisasi kerja masing-masing bagian

Masalah dalam Merancang Implementasi Hardwired Memiliki kompleksitas dalam pengurutan dan operasi mikronya Sulit didesain dan dilakukan pengetesan Tidak fleksibel Sulit untuk menambahkan instruksi baru

2 Implementasi microprogrammed Implementasi yang paling reliabel saat ini adalah implementasi

microprogrammed Unit kontrol memerlukan sebuah memori untuk menyimpan program kontrolnya

Fungsindashfungsi pengontrolan dilakukan berdasarkan program kontrol yang tersimpan pada unit kontrol Selain itu fungsindashfungsi pengontrolan tidak berdasarkan dekode dari input unit kontrol lagi

Teknik ini dapat menjawab kesulitanndashkesulitan yang ditemui dalam implementasi hardwired

81 Memori amp Piranti Penyimpanan

811 Jenis-Jenis memori

Berdasarkan komponen yang digunakan terbagi atas

1 Vacuum Tubes

Komputer generasi pertama ENIAC tahun 1946 menggunakan komponentabung hampa udara untuk main memory Memori ini relatif berukuran besardan tiap-tiap tabung hampa udara mewakili 1 bit

2 Magnetic Core Storage

Digunakan sekitar tahun 1960 ndash 1970 Terdiri dari ribuan cincin magnetikkecil berukuran 18 mm dengan lubang berdiameter 10 mm Tiap-tiap coredihubungkan dengan kabel kawat membentuk suatu bidang core (core plane)dan ditumpuk membentuk suatu core stackMasing-masing core dapat menyimpan 1 bit bila dimagnetasi dengan suatuarus listrik dari dua arah jurusan yang masing-masing bermuatan frac12 arus

3 Planar Thin-Film Storage

Terbuat dari lempengan tipis keramik atau metal tembus pandang yang berisi

kumpulan besi nikel berbentuk empat persegi panjang kecil dihubungkandengan kabel-kabel

4 Semiconductor Storage

Mulai banyak digunakan sejak tahun 1970-an hingga sekarangTerbuat dariVLSI (Very Large Scale Integration) yaitu meletakkan sejumlah besar circuitke dalam suatu chip Teknologi yang digunakan adalah MOS (Metal OxideSemiconductor) dan bersifat volatileKomputer IBM 704 pada GeneralElectric Computer facility diArizona State University 1956Sebuah mesin vacuum tubedengan magnetic core storageSingle layer thin film dengan Ta2N resistors

5 Josephson Junction

Diciptakan oleh Brian Josephson dari Inggris Merupakan memori yang dapatmelakukan switch dari bit 1 ke bit 0 atau sebaliknya dengan kecepatan yangtinggi yaitu kurang dari sepertriliun detik Menggunakan suatu tempat

tertutup yang berisi helium cair dengan suhu sekitar -200 derajat celcius

6 Charged-Coupled Device (CCD)

Merupakan memori yang terdiri dari ribuan metal bujur sangkar berukurankecil yang masing-masing dapat menyimpan informasi digit binari dalambentuk beban elektronik (electric charge)

812 Hirarki Memori

Sebagian besar komputer memiliki hirarki memori yang terdiri atas tiga level yaitu

1 Physical Register di CPU berada di Level teratas Informasi yang berada

di Register dapat diakses dalam satu Clock cycle CPU

2 Primary Memory (Executable memory ) berada dilevel tengah

Contohnya RAM Primary Memory diukur dengan satu byte dalam satu

waktu secara relatif dapat diakses dengan cepat bersifat volatil (informasi

bisa hilang ketika komputer dimatikan) CPU mengakses memori ini

dengan instruksi single load dan store dalam beberapa clock cycle

3 Secondary Memory berada dilevel bawah Contohnya disk atau tape

Secondary memory diukur sebagai kumpulan dari bytes(block of bytes)

waktu aksesnya lambat bersifat non-volatil (informasi tetap tersimpan

ketika komputer dimatikan) Memori ini diterapkan di storage device jadi

akses meliputi aksi oleh driver dan device

813 Memori Internal

Memori internal o Berada di luar CPU tetapi bersifat internal terhadap sistem komputero Diperlukan oleh CPU untuk proses eksekusi (operasi) program sehingga

dapat diakses secara langsung oleh prosesor (CPU) tanpa modul perantarao Memori internal sering juga disebut sebagai memori primer atau memori

utama o Memori internal biasanya menggunakan media RAM

Random Access Memori (RAM)

Ram adalah suatu memori baca tulis artinya data dapat dibaca dari atau ditulis ke RAM dan dapat dilakukan secara berulang-ulang dengan data yang berbeda-beda Jenis memori ini merupakan jenis volatile (mudah menguap) yaitu data yang tersimpan akan hilang jika catu dayanya dimatikan Karena alasan tersebut maka program utama tidak pernah disimpan di RAM Random artinya data yang disimpan pada RAM dapat diakses secara acak RAM dibagi lagi menjadi dua jenis yaitu jenis statik dan jenis dinamik RAM statik menyimpan satu bit informasi dalam sebuah flip-flop Jenis RAM ini asyncronous dan tidak memerlukan sinyal clock RAM statik biasanya digunakan untuk aplikasi-aplikasi yang tidak memerlukan kapasitas memori RAM yang besar RAM dinamik menyimpan satu bit informasi data sebagai muatan RAM dinamik menggunakan kapasitansi gerbang substrat sebuah transistor MOS sebagai sel memori elementer Untuk menjaga agar data yang tersimpan RAM dinamik tetap utuh data tersebut harus disegarkan kembali dengan cara membaca dan menulis ulang data tersebut kememori RAM dinamik ini digunakan untuk aplikasi ynag memerlukan RAM dengan kapasitas besar misalnya dalam sebuah komputer pribadi (PC)

Read Only Memory (ROM)

Jenis memori ini datanya hanya bisa dibaca dan tidak bisa ditulis secara berulang-ulang Memori ini berjenis non-volatile artinya data yang disimpan tidak mudah menguap (hilang) walaupun catu dayanya dimatikan Karena itu memori ini biasa digunakan untuk menyimpan program utama dari suatu sistem Jenis ROM yang dikenal dipasaran ada lima jenis yaitu

- ROM (Read Only Memory) yang diprogram dalam proses pembuatannya Jenis ini tidak dapat diprogram ulang

- PROM (Programmable ROM) yang diprogram dengan cara memutuskan hubungan sekering internal PROM hanya dapat diprogram satu kali dan tidak dapat diprogram ulang

- EPROM (Erasable PROM) yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat dari piranti Dihapus dengan cara pemberian sinar ultra violet melalui jendela pada bagian atas IC Setelah dihapus dapat diprogram ulang

- EEPROM (Electrically EPROM) sama saja dengan EPROM hanya cara penghapusannya dilakukan secara listrik

- Flash EPROM yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat pada piranti Memori ini dapat diisi ulang

Dari semua jenis memori diatas yang sering digunakan adalah memori jenis EPROM dan

EEPROM karena harganya paling murah dan mudah didapat dipasaran

814 Memori Eksternal

Memori eksternal o Bersifat eksternal terhadap sistem komputer dan tentu saja berada di luar

CPUo Diperlukan untuk menyimpan data atau instruksi secara permaneno Tidak diperlukan di dalam proses eksekusi sehingga tidak dapat diakses secara

langsung oleh prosesor (CPU) Untuk akses memori eksternal ini oleh CPU harus melalui pengontrolmodul IO

o Memori eksternal sering juga disebut sebagai memori sekunder o Memori ini terdiri atas perangkat storage peripheral seperti disk pita

magnetik dll berbagai jenis memory Eksternal

1 Berdasarkan jenis akses data

Berdasarkan jenis aksesnya memori eksternal dikelompokkan menjadi 2 jenis yaitu

a DASD (Direct Access Storage Device) dimana ia mempunyai akses langsung

terhadap data Contoh Magnetik(Floppy disk hard disk) Removable hard

disk(Zip disk Flash disk) Optical Disk

b SASD (Sequential Access Storage Device) Akses data secara tidak langsung

(berurutan) seperti Pita Magnetik

2Berdasarkan Karakteristik Bahan

Berdasarkan karakteristik bahan pembuatanya memori eksternal digolongkan

menjadi beberapa kelompok

a Punched Card atau kartu berlobang

a merupakan kartu kecil berisi lubang-lubang yang menggambarkan berbagai instruksi atau data Kartu ini dibaca melalui puch card reader yang sudah tidak digunakan lagi sejak tahun 1979

b Magnetik Disk Magnetik disk merupakan disk yang terbuat dari bahan yang bersifat magnetik contoh Floppy dan hardsik

c Optical Disk Optical disk terbuat dari bahan optik seperti resin (Polycaronate) dan dilapisi permukaan yang sangat reflektif seperti aluminium contoh CD dan DVD

d Magnetik TapeSedangkan magnetik tape terbuat dari bahan yang bersifat magnetik tetapi berbentuk pita seperti halnya pita kaset tape recorder

91 Bus amp Sistem Bus

Dalam Arsitektur komputer sebuah Bus adalah sebuah subsistem yang mentransfer data

atau listrik antar komponen komputer didalam sebuah komputer atau antar komputer

Bus komputer awal merupakan bus listrik paralel dengan banyak hubungan tetapi istilah

ini sekarang digunakan untuk pengaturan fisik yang menyediakan fungsi logika yang

sama dengan sebuah bus listrik paralel dan dapat dihubungkan dengan kabel dalam

sebuah topologi multidrop atau daisy chain atau dihubungkan dengan switch seperti

dalam kasus bus USB

System bus atau bus System dalam Arsitektur komputer merujuk pada bus yang

digunakan oleh sistem komputer untuk menghubungkan semua komponennya dalam

menjalankan tugas sebuah bus adalah sebutan untuk jalur dimana data dapat mengalir

dalam komputer jalur-jalur ini digunakan untuk komunikasi dan dapat dibuat antara dua

elemen atau lebih Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan

dieksekusi oleh CPU melalui perantara sistem bus

911 Transfer informasi pada bus

Suatu mendukung bermacam-macam transfer data Semua bus mendukung transfer baca

(master slave) dan transfer tulis( slave ke master) Pada semua multiplexed addressdata

bus pertama-tama bus digunakan untuk menspesifikasikan alamat dan kemudian untuk

melakukan transfer data Untuk operasi baca biasanya terdapat waktu tunggu pada saat

data sedang diambil dari slave untuk ditaruh pada bus Baik bagi operasi baca maupun

tulis mungkin juga terdapat delay bila hal itu diperlukan untuk melalui arbitrasi agar

mendapatkan kontrol bus untuk sisa operasi (yaitu mengambil alih bus untuk melakukan

request baca atau tulis kemudian mengambil alih lagi bus untuk membentuk operasi baca

atau tulis

Pada alamat dedicate dan bus-bus alamat ditaruh ada bus alamat dan tetap berada disana

selama data tersimpan pada bus data Bagi operasi tulis master menaruh data pada bus

data begitu alamat telah stabil dan slave telah mempunyai kesempatan untuk mengetahui

alamatnya bagi operasi baca slave menaruh data pada bus dan begitu slae mengetahui

alamatnya dan telah mengembil data

912 Sistem Bus dengan Jalur Data Alamat dan Kontrol

Jalur bus yang digunakan untuk mentransfer data dapat dikelompokkanrnenjadi tiga tipe jalur data alamat dan kontrol

Data bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi data dan instruksi

Address bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi untuk alamat di

main memory untuk data atau instruksi yang akan diambil atau direkam

Control bus yaitu bus yang digunakan untuk mengirimkan signal sebagai

pemberitahuan akan dikirimkan suatu informasi atau telah diterimanya informasi

yang akan dikirimkan dari suatu alat ke alat lainnya

913 Hirarki Bus

Bus merupakan lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih perangkat

computer Karakteristik penting sebuah bus adalah bahwa bus merupakan media

transmisi yang dapat digunakan bersama Sejumlah perangkat yang terhubung ke bus dan

suatu sinyal yang ditransmisikan oleh salah satu perangkat ini data diterimaoleh salah

satu perangkat yang terhubung ke bus

Umumnya sebuah bus terdiri dari sejumlah lintasan komunikasi atau saluran Masing-

masing saluran dapat mentransmisi sinyal yang menunjukan biner 1 dan biner 0

serangkaian digit biner dapat ditransmisi melalui saluran tunggal

914 Bus Data dan Bus Alamat

1 Bus data

Jalur data yang dilalui informasi ke dan dari microprocessor bahan data keterangan

catatan fakta fakta atau bagian dari fakta yang mengandung arti yang dihubungkan

dengan kenyataan simbol-simbol gambar kata-kata angka huruf yang menunjukan ide

objek kondisi dan lainnya

Data itu sendiri merupakan bentuk jamak dari datum yang berarti informasi jelasnya data

itu dapat berupa apa saja dan dapat ditemui dimana saja

2 Bus Alamat

Bus alamat pengalamatan transformasi data bus Pengalamatan bus ini berisi 16 2024

jalur sinyal paralel atau lebih CPU mengirim alamat lokasi memori atau port yang ingin

ditulis atau dibaca di bus ini jumlah lokasi memori yang dapat dialamati ditentukan

jumlah jalur alamat Jika CPU mempunyai N jalur alamat maka dapat mengalamati 2

pangkat N lokasi memori dan atau port secara langsung

101 Unit Input amp Output

Salah satu fitur dasar komputer adalah kemampuannya untuk mempertukarkandata dengan perangkat lain Kemampuan komunikasi ini memungkinkan operatormanusia misalnya untuk menggunakan keyboard dan layer display untuk mengolahteks dan grafik

1011 Dasar Unit Input Output

Unit IO memberi CPU kemampuan untuk berkomunikasi dengan peripheral Merupakan

entity dalam komputer yang bertanggung jawab atas pengontrol sebuah perangkat

eksternal atau lebih dan untuk pertukaran data antara alat-alat tersebut dengan memory

utama dan atau register-register dalam CPU

Alasan- alasan dipertukarkannya unit IO

Adanya aneka ragam peripheral yang memiliki macam-macam metode operasi

Perbedaan kecepatan transfer data antara sistem BUS dengan piranti IO BUS= 20

nano detik sedang IO lebih dari 100 nano detik

Peripheral seringkali menggunakan format data dan panjang word yang berlainan

dengan komputer

Perbedaan besar tegangan dan arus data yang diperlukan untuk transfer informasi

dari dan ke peripheral dengan sistem bus

Tujuan Unit IO

Melakukan kompensasi perbedaan kecepatan dan perwaktuan antara CPU dan

peripheral

Melakukan penyesuaian tegangan dan arus satu aras ke aras lain

Menyesuaikan panjang data antara sistem BUS dan BUS IO

1012 Antarmuka IO

Gambar 122 mengilustrasikan hardware yang diperlukan untukmenghubungkan perangkat IO ke bus Dekoder alamat mengenableperangkattersebut untuk mengenali alamatnya pada saat alamat ini muncul pada jalur alamatRegister data menyimpan data yang ditransfer ked an dari prosessor Register statusberisi informasi yang relevan dengan operasi perangkat IO Register data dan statusdihubungkan dengan bus data dan ditetapkan dengan alamatalamatunik Dekoderalamat register data dan status dan sirkuit control yang diperlukan untukmengkoordinasikan transfer IO membentuk sirkuit antar muka perangkatGambar 122 Antarmuka IO untuk perangkat input

Perangkat IO beroperasi pada kecepatan yang sangat berbeda denganprosessor Pada saat operator manusia memasukkan karakter pada keyboardprosessor mampu mengeksekusi jutaan instruksi antarentrikarakter yang berurutanSuatu instruksi yang membaca karakter dari keyboard sebaiknya hanya dieksekusipada saat karakter tersebut tersedia dalam input buffer antarmuka keyboard Juga kitaharus memastikan bahwa karakter input tersebut hanya dibaca sekali

1013 Transfer data pada IO

Transfer dataFormat transfer

- Paralel semua bit pada karakter (word denganpanjang tertentu) dikirim secara bersamaan dalambatas waktu yang diberikan

- Serial Data dikirim secara berurutan dalam satu saluran

Transfer data secara paralel lebih cepat daripada secaraserial karena saluran transmisinya banyak kelemahannyakalau terlalu panjang akan terjadi interferensi antarsaluran

Mode transfer data

1 Synchronous modeBaris kendali digunakan untuk mengsinkronkan waktupada semua kejadian yang terjadi selama periodewaktu tertentuKelemahanbull Tiap piranti IO berbeda-beda kecepatan operasinyasehingga harus diturunkan pada kecepatan yangpaling rendah

2 Asynchronous mode

Menggunakan teknik jabat tangan (hand shaking) untukmenyakinkan transfer data antara pengirim danpenerima tidak ada kesalahan (data valid)

111 Interupsi

Interupsi merupakan bagian penting dari sistem arsitektur komputer Setiap sistem

komputer memiliki mekanisme yang berbeda Interupsi bisa terjadi apabila perangkat

keras (hardware) atau perangkat lunak minta ldquo dilayanirdquo oleh processor apabila terjadi

interupsi maka processor menghentikan proses yang sedang dikerjakannya kemudian

beralih mengerjakan service rutin untuk melayani intrupsi tersebut Setelah selesai

mengerjakan service rutin maka prosesor kembali melanjutkan proses yang tertunda

1111 Kelas Sinyal Interupsi

Program yaitu Interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi

pada hasil eksekusi program Contioh Aritmatika overflow pembagian nol

operasi ilegal

Timer adalah Interupsi yang dibangkitkan pewaktuan dalam prosesor Sinyal ini

memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsi tertentu secara reguler

I O sinyal Interupsi yang di bangkitkan oleh Modul IO sehubngan pemberitahuan

kondisi Error dan penyelesaian suatu operasi

Hardware Failure adalah Interupsi yang dibangkitkan oleh kegagalan daya atau

kesalahan paritas memori

1112 Proses Interupsi

Dengan adanya mekanisme Interupsi prossesor dapat digunakan untuk

mengeksekusi intsruksi- instruksi lain

Saat suatu modul telah selesai menjalankan tugasnya dan siap menerima tugas

berikutnya maka modul ini akan mengirimkan permintaan interupsi ke prosesor

Kemudian prosesor akan menghentikan eksekusi yang dijalankannya untuk

menghandle routine interupsi

Setelah program interupsi selesai maka processor akan melanjutkan eksekusi

programnya kembali

Saat sinyal Interupsi diterima processor ada dua kemungkinan tindakan yaitu

Interupsi diterima ditangguhkan dan Interupsi ditolak

1113 Interupsi Ditangguhkan

Apa yang dilakukan Processor

Processor menangguhkan eksekusi program yang dijalankan dan menyimpan

konteksnya tindakan ini adalah menyimpan alamat instruksi berikutnya yang akan

dieksekusi dan data lain yang relevan

Processor menyetel program Counter (PC) ke alamat awal routine intterupt handler

1114 Sistem Operasi Kompleks

Interupsi ganda (Multiple interupt)

Misalnya suatu komputer akan menerima permintaan interupsi saat proses

pencetakan dengan printer selesai disamping itu dimungkinkan dari saluran

komunikasi akan mengirimkan permintaan interupsi setiap kali data tiba

Dapat diambil dua buah pendekatan untuk menangani interupsi ganda ini

121 Arsitektur dan Klasifikasi Sistem Komputer

Sebuah sistem operasi atau dalam bahasa asingnya Operating System adalah sebuah

program yang mengatur hardware komputer Sistem operasi juga menyediakan fondasi

untuk aplikasi diatasnya dan bertindak sebagai penghubung antara user dengan

hardwaresetiap sistem operasi memiliki caranya masing-masing untuk menyelesaikan

tugasnya Hal ini menimbulkan aneka ragam sistem operasi yang sangat menakjubkan

Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu 1 Klasifikasi Flynn

Didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data dalam sistem komputer

2 Klasifikasi Feng Didasarkan pada pemrosesan paralel dan serial

3 Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1211 Klasifikasi Fylnn

KLASIFIKASI FLYNN 1048790 Klasifikasi sistem komputer yang didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data diperkenalkan oleh Michael J Flynn 1048790 Alur instruksi (instruction stream) adalah urutan instruksi yang dilaksanakan oleh mesin 1048790 Alur data adalah urutan data yang dipanggil oleh alur instruksi 1048790 Baik instruksi maupun data diambil dari modul memori 1048790 Instruksi didecode (diartikan) oleh Control Unit 1048790 Alur data mengalir dua arah antara prosesor dan memori

Ada 4 kategori sistem komputer dalam klasifikasi Flynn 1 Single Instruction stream ndash Single Data stream (SISD) 2 Single Instruction stream ndash Multiple Data stream (SIMD) 3 Multiple Instruction stream ndash Single Data stream (MISD) 4 Multiple Instruction stream ndash Multiple Data stream (MIMD)

1212 Klasifikasi Feng

KLASIFIKASI FENG 1048790 Tse Yun Feng mengusulkan pembagian klasifikasi arsitektur komputer berdasarkan derajat keparalelan (degree of parallelism) 1048790 Jumlah bit maksimum yang dapat diproses dalam satu satuan waktu oleh sistem komputer disebut derajat keparalelan maksimum P 1048790 Bila Pi adalah jumlah bit yang dapat diproses dalam siklus prosesor ke ndash i (atau periode clock ke ndash i) 1048790 Siklus prosesor T dinyatakan oleh i = 123 T 1048790 Maka derajat keparalelan rata-rataa adalah

Ada 4 tipe Metode Pemrosesan

1048790 Word Serial and Bit Serial (WSBS) 1048790 Word Paralel and Bit Setial (WPBS) 1048790 Word Serial and Bit Paralel (WSBP) 1048790 Word Paralel and Bit Paralel (WPBP)

1213 Klasifikasi Handler

Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1214 Menjelaskan Multi Komputer amp Multi Processor

1048790 Multiprosesor MIMD dengan memori yang dapat digunakan bersama semua prosesornya memiliki akses ke pool memori utama

1048790 Multikomputer MIMD dengan memori terdistribusi setiap prosesornya memiliki memori khusus sendiri

1048790 Motivasi pembuatan organisasi multikomputer adalah untuk mengatasi keterbatasan skala multiprosesor

1048790 Karena prosesor-prosesor multikomputer harus berkomunikasi maka elemen penting perancangan multikomputer adalah jaringan interkoneksi yang harus dapat beroperasi seefisien mungkin

1048790 Ada beberapa topologi interkoneksi untuk memberikan kinerja yang efisien

1048790 Terdapat trade-off antara lintasan terpanjang dan jumlah koneksi fisik yang diperlukan

Selesai

BAB III PENUTUP

31 Kesimpulan

32 Saran

Daftar Pustaka

• Definisi
• • Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu

61 Floating Point

71 Control Unit

CONTROL UNIT (CU)

711 Model Control Unit

Unit kontrol atau yang sering dikenal dengan control unit akan menyimpan perintah sekarang yang dilakukan oleh komputer memerintahkan ALU untuk melaksanaan dan mendapat kembali informasi (dari memori) yang diperlukan untuk melaksanakan perintah itu dan memindahkan kembali hasil ke lokasi memori yang sesuai Sekali yang terjadi unit kontrol pergi ke perintah berikutnya (biasanya ditempatkan di slot berikutnya kecuali kalau perintah itu adalah perintah lompatan yang memberitahukan kepada komputer bahwa perintah berikutnya ditempatkan di lokasi lain)

Bagian CPU yang menyebabkan fungsi komputer tercapai ini mengeluarkan sinyal-sinyal kontrol yang bersifat internal bagi CPU untuk memindahkan data antar Register agar ALU melakukan fungsinya untuk mengatur operasi-operasi internal lainnya Register yang merupakan bagian dari unit kontrol adalah tempat penyimpan data sementara dalam CPU selama proses eksekusi Apabila terjadi proses eksekusi data dalam register dikirim ke ALU untuk diproses hasil eksekusi nantinya diletakkan ke register kembali Unit kontrol akan menghasilkan sinyal yang akan mengontrol operasi ALU dan pemindahan data ke dan dari ALU Unit kontrol juga mengeluarkan sinyal kontrol eksternal bagi pertukaran data memori dan modul-modul IO

Model dari unit kontrol

712 Macam-macam unit kontrol

Macam-macam Unit Kontrol1 Unit Kontrol Single-Cycle

Proses di unit kontrol ini hanya terjadi dalam satu clock cycle artinya setiap instruksi (fetch decode execute) ada pada satu cycle maka dari itu tidak memerlukan state Dengan demikian fungsi boolean masing-masing control line hanya merupakan fungsi dari opcode saja Clock cycle harus mempunyai panjang yang sama untuk setiap jenis instruksi

Ada dua bagian pada unit kontrol ini yaitu proses men-decode opcode untuk mengelompokkannya menjadi 4 macam instruksi (yaitu di gerbang AND) dan pemberian sinyal kontrol berdasarkan jenis instruksinya (yaitu gerbang OR) Keempat jenis instruksi adalah ldquoR-formatrdquo (berhubungan dengan register) ldquolwrdquo (membaca memori) ldquoswrdquo (menulis ke memori) dan ldquobeqrdquo (branching)

Sinyal kontrol yang dihasilkan bergantung pada jenis instruksinya Misalnya jika melibatkan memori rdquoR-formatrdquo atau rdquolwrdquo maka akan sinyal rdquoRegwriterdquo akan aktif Hal lain jika melibatkan memori ldquolwrdquo atau ldquoswrdquo maka akan diberi sinyal kontrol ke ALU yaitu ldquoALUSrcrdquo

Desain single-cycle ini lebih dapat bekerja dengan baik dan benar tetapi cycle ini tidak efisien

2 Unit Kontrol Multi-CycleGambar disamping menunjukkan diagram blok dari unit kontrol multi-cycle

Berbeda dengan unit kontrol yang single-cycle unit kontrol yang multi-cycle lebih memiliki banyak fungsi

Dengan memperhatikan state dan opcode fungsi boolean dari masing-masing control line output dapat ditentukan Masing-masingnya akan menjadi fungsi dari 10 buah input logic Jadi akan terdapat banyak fungsi boolean dan masing-masingnya tidak sederhana

Pada cycle ini sinyal kontrol tidak lagi ditentukan dengan melihat pada bit-bit instruksinya Bit-bit opcode memberitahukan operasi apa yang selanjutnya akan di-execute CPU bukan instruksi cycle selanjutnya

713 Fungsi unit kontrol

Fungsi Unit Kontrol1 Pengurutan (sequencing) unit kontrol bertugas mengontrol sejumlah operasi

mikro dalam urutan yang benar

2 Eksekusi (execution) unit kontrol menyebabkan setiap operasi mikro dilakukan

state register overhead

Cycle 1Cycle 2

Cycle 3Cycle 4

Cycle 5

Fetch

Decode

Exec

Mem

WB

lw

Single cycle Implementation

Multiple Cycle Implementation

714 Input Unit Kontrol

Input Unit Kontrol

Unit kontrol mempunyai beberapa input diantaranya1 Clock berfungsi untuk sinkronisasi operasi antar komponen 2 Flag flag-flag ini diperlukan unit kontrol untuk mengetahui status CPU Flag

diset ALU sebagai hasil dari suatu operasi misalnya overflow flag diset 1 bila hasil komputasi melampaui panjang register tempat flag disimpan

3 Instruction register menggunakan opcode untuk menentukan operasi mikro yang akan dilakukan selama siklus eksekusi

4 Sinyal kontrol dari rdquobus controlrdquo memberi jalur ke unit kontrol untuk sinyal-sinyal tertentu seperti sinyal interrupt dan sinyal acknowledgment

715 Output Unit Kontrol

Sinyal kontrol di dalam CPU (control signals within CPU) output unit kontrol terdiri dari dua macam sinyal yaitu

1 sinyal-sinyal yang menyebabkan perpindahan data antar register 2 sinyal-sinyal yang dapat mengaktifkan fungsi ALU yang spesifik

Sinyal kontrol ke rdquobus controlrdquo juga terdiri atas 2 sinyal yaitu1 sinyal kontrol ke memori 2 sinyal kontrol ke modul-modul IO

716 Implementasi Unit Kontrol

1 Implementasi hardwired Unit kontrol merupakan rangkaian kombinatorial Sinyal-sinyal logika

inputnya akan didekodekan menjadi sinyal-sinyal logika output yang merupakan sinyal-sinyal kontrol ke sistem komputer Sinyal-sinyal input tersebut seperti clock flag register instruction dan sinyal kontrol merupakan input bagi unit kontrol untuk mengetahui status komputer Sinyal keluaran yang dihasilkan akan mengendalikan sistem kerja komputer

N buah input biner akan menghasilkan 2N output biner Setiap instruksi memiliki opcode yang yang berbeda-bedaOpcode yang berbeda dalam instruksi akan menghasilkan sinyal kontrol yang berbeda pula Pewaktu unit kontrol mengeluarkan rangkaian pulsa yang periodik

Pulsa waktu ini digunakan untuk mengukur durasi setiap operasi mikro yang dijalankan CPU intinya digunakan untuk sinkronisasi kerja masing-masing bagian

Masalah dalam Merancang Implementasi Hardwired Memiliki kompleksitas dalam pengurutan dan operasi mikronya Sulit didesain dan dilakukan pengetesan Tidak fleksibel Sulit untuk menambahkan instruksi baru

2 Implementasi microprogrammed Implementasi yang paling reliabel saat ini adalah implementasi

microprogrammed Unit kontrol memerlukan sebuah memori untuk menyimpan program kontrolnya

Fungsindashfungsi pengontrolan dilakukan berdasarkan program kontrol yang tersimpan pada unit kontrol Selain itu fungsindashfungsi pengontrolan tidak berdasarkan dekode dari input unit kontrol lagi

Teknik ini dapat menjawab kesulitanndashkesulitan yang ditemui dalam implementasi hardwired

81 Memori amp Piranti Penyimpanan

811 Jenis-Jenis memori

Berdasarkan komponen yang digunakan terbagi atas

1 Vacuum Tubes

Komputer generasi pertama ENIAC tahun 1946 menggunakan komponentabung hampa udara untuk main memory Memori ini relatif berukuran besardan tiap-tiap tabung hampa udara mewakili 1 bit

2 Magnetic Core Storage

Digunakan sekitar tahun 1960 ndash 1970 Terdiri dari ribuan cincin magnetikkecil berukuran 18 mm dengan lubang berdiameter 10 mm Tiap-tiap coredihubungkan dengan kabel kawat membentuk suatu bidang core (core plane)dan ditumpuk membentuk suatu core stackMasing-masing core dapat menyimpan 1 bit bila dimagnetasi dengan suatuarus listrik dari dua arah jurusan yang masing-masing bermuatan frac12 arus

3 Planar Thin-Film Storage

Terbuat dari lempengan tipis keramik atau metal tembus pandang yang berisi

kumpulan besi nikel berbentuk empat persegi panjang kecil dihubungkandengan kabel-kabel

4 Semiconductor Storage

Mulai banyak digunakan sejak tahun 1970-an hingga sekarangTerbuat dariVLSI (Very Large Scale Integration) yaitu meletakkan sejumlah besar circuitke dalam suatu chip Teknologi yang digunakan adalah MOS (Metal OxideSemiconductor) dan bersifat volatileKomputer IBM 704 pada GeneralElectric Computer facility diArizona State University 1956Sebuah mesin vacuum tubedengan magnetic core storageSingle layer thin film dengan Ta2N resistors

5 Josephson Junction

Diciptakan oleh Brian Josephson dari Inggris Merupakan memori yang dapatmelakukan switch dari bit 1 ke bit 0 atau sebaliknya dengan kecepatan yangtinggi yaitu kurang dari sepertriliun detik Menggunakan suatu tempat

tertutup yang berisi helium cair dengan suhu sekitar -200 derajat celcius

6 Charged-Coupled Device (CCD)

Merupakan memori yang terdiri dari ribuan metal bujur sangkar berukurankecil yang masing-masing dapat menyimpan informasi digit binari dalambentuk beban elektronik (electric charge)

812 Hirarki Memori

Sebagian besar komputer memiliki hirarki memori yang terdiri atas tiga level yaitu

1 Physical Register di CPU berada di Level teratas Informasi yang berada

di Register dapat diakses dalam satu Clock cycle CPU

2 Primary Memory (Executable memory ) berada dilevel tengah

Contohnya RAM Primary Memory diukur dengan satu byte dalam satu

waktu secara relatif dapat diakses dengan cepat bersifat volatil (informasi

bisa hilang ketika komputer dimatikan) CPU mengakses memori ini

dengan instruksi single load dan store dalam beberapa clock cycle

3 Secondary Memory berada dilevel bawah Contohnya disk atau tape

Secondary memory diukur sebagai kumpulan dari bytes(block of bytes)

waktu aksesnya lambat bersifat non-volatil (informasi tetap tersimpan

ketika komputer dimatikan) Memori ini diterapkan di storage device jadi

akses meliputi aksi oleh driver dan device

813 Memori Internal

Memori internal o Berada di luar CPU tetapi bersifat internal terhadap sistem komputero Diperlukan oleh CPU untuk proses eksekusi (operasi) program sehingga

dapat diakses secara langsung oleh prosesor (CPU) tanpa modul perantarao Memori internal sering juga disebut sebagai memori primer atau memori

utama o Memori internal biasanya menggunakan media RAM

Random Access Memori (RAM)

Ram adalah suatu memori baca tulis artinya data dapat dibaca dari atau ditulis ke RAM dan dapat dilakukan secara berulang-ulang dengan data yang berbeda-beda Jenis memori ini merupakan jenis volatile (mudah menguap) yaitu data yang tersimpan akan hilang jika catu dayanya dimatikan Karena alasan tersebut maka program utama tidak pernah disimpan di RAM Random artinya data yang disimpan pada RAM dapat diakses secara acak RAM dibagi lagi menjadi dua jenis yaitu jenis statik dan jenis dinamik RAM statik menyimpan satu bit informasi dalam sebuah flip-flop Jenis RAM ini asyncronous dan tidak memerlukan sinyal clock RAM statik biasanya digunakan untuk aplikasi-aplikasi yang tidak memerlukan kapasitas memori RAM yang besar RAM dinamik menyimpan satu bit informasi data sebagai muatan RAM dinamik menggunakan kapasitansi gerbang substrat sebuah transistor MOS sebagai sel memori elementer Untuk menjaga agar data yang tersimpan RAM dinamik tetap utuh data tersebut harus disegarkan kembali dengan cara membaca dan menulis ulang data tersebut kememori RAM dinamik ini digunakan untuk aplikasi ynag memerlukan RAM dengan kapasitas besar misalnya dalam sebuah komputer pribadi (PC)

Read Only Memory (ROM)

Jenis memori ini datanya hanya bisa dibaca dan tidak bisa ditulis secara berulang-ulang Memori ini berjenis non-volatile artinya data yang disimpan tidak mudah menguap (hilang) walaupun catu dayanya dimatikan Karena itu memori ini biasa digunakan untuk menyimpan program utama dari suatu sistem Jenis ROM yang dikenal dipasaran ada lima jenis yaitu

- ROM (Read Only Memory) yang diprogram dalam proses pembuatannya Jenis ini tidak dapat diprogram ulang

- PROM (Programmable ROM) yang diprogram dengan cara memutuskan hubungan sekering internal PROM hanya dapat diprogram satu kali dan tidak dapat diprogram ulang

- EPROM (Erasable PROM) yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat dari piranti Dihapus dengan cara pemberian sinar ultra violet melalui jendela pada bagian atas IC Setelah dihapus dapat diprogram ulang

- EEPROM (Electrically EPROM) sama saja dengan EPROM hanya cara penghapusannya dilakukan secara listrik

- Flash EPROM yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat pada piranti Memori ini dapat diisi ulang

Dari semua jenis memori diatas yang sering digunakan adalah memori jenis EPROM dan

EEPROM karena harganya paling murah dan mudah didapat dipasaran

814 Memori Eksternal

Memori eksternal o Bersifat eksternal terhadap sistem komputer dan tentu saja berada di luar

CPUo Diperlukan untuk menyimpan data atau instruksi secara permaneno Tidak diperlukan di dalam proses eksekusi sehingga tidak dapat diakses secara

langsung oleh prosesor (CPU) Untuk akses memori eksternal ini oleh CPU harus melalui pengontrolmodul IO

o Memori eksternal sering juga disebut sebagai memori sekunder o Memori ini terdiri atas perangkat storage peripheral seperti disk pita

magnetik dll berbagai jenis memory Eksternal

1 Berdasarkan jenis akses data

Berdasarkan jenis aksesnya memori eksternal dikelompokkan menjadi 2 jenis yaitu

a DASD (Direct Access Storage Device) dimana ia mempunyai akses langsung

terhadap data Contoh Magnetik(Floppy disk hard disk) Removable hard

disk(Zip disk Flash disk) Optical Disk

b SASD (Sequential Access Storage Device) Akses data secara tidak langsung

(berurutan) seperti Pita Magnetik

2Berdasarkan Karakteristik Bahan

Berdasarkan karakteristik bahan pembuatanya memori eksternal digolongkan

menjadi beberapa kelompok

a Punched Card atau kartu berlobang

a merupakan kartu kecil berisi lubang-lubang yang menggambarkan berbagai instruksi atau data Kartu ini dibaca melalui puch card reader yang sudah tidak digunakan lagi sejak tahun 1979

b Magnetik Disk Magnetik disk merupakan disk yang terbuat dari bahan yang bersifat magnetik contoh Floppy dan hardsik

c Optical Disk Optical disk terbuat dari bahan optik seperti resin (Polycaronate) dan dilapisi permukaan yang sangat reflektif seperti aluminium contoh CD dan DVD

d Magnetik TapeSedangkan magnetik tape terbuat dari bahan yang bersifat magnetik tetapi berbentuk pita seperti halnya pita kaset tape recorder

91 Bus amp Sistem Bus

Dalam Arsitektur komputer sebuah Bus adalah sebuah subsistem yang mentransfer data

atau listrik antar komponen komputer didalam sebuah komputer atau antar komputer

Bus komputer awal merupakan bus listrik paralel dengan banyak hubungan tetapi istilah

ini sekarang digunakan untuk pengaturan fisik yang menyediakan fungsi logika yang

sama dengan sebuah bus listrik paralel dan dapat dihubungkan dengan kabel dalam

sebuah topologi multidrop atau daisy chain atau dihubungkan dengan switch seperti

dalam kasus bus USB

System bus atau bus System dalam Arsitektur komputer merujuk pada bus yang

digunakan oleh sistem komputer untuk menghubungkan semua komponennya dalam

menjalankan tugas sebuah bus adalah sebutan untuk jalur dimana data dapat mengalir

dalam komputer jalur-jalur ini digunakan untuk komunikasi dan dapat dibuat antara dua

elemen atau lebih Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan

dieksekusi oleh CPU melalui perantara sistem bus

911 Transfer informasi pada bus

Suatu mendukung bermacam-macam transfer data Semua bus mendukung transfer baca

(master slave) dan transfer tulis( slave ke master) Pada semua multiplexed addressdata

bus pertama-tama bus digunakan untuk menspesifikasikan alamat dan kemudian untuk

melakukan transfer data Untuk operasi baca biasanya terdapat waktu tunggu pada saat

data sedang diambil dari slave untuk ditaruh pada bus Baik bagi operasi baca maupun

tulis mungkin juga terdapat delay bila hal itu diperlukan untuk melalui arbitrasi agar

mendapatkan kontrol bus untuk sisa operasi (yaitu mengambil alih bus untuk melakukan

request baca atau tulis kemudian mengambil alih lagi bus untuk membentuk operasi baca

atau tulis

Pada alamat dedicate dan bus-bus alamat ditaruh ada bus alamat dan tetap berada disana

selama data tersimpan pada bus data Bagi operasi tulis master menaruh data pada bus

data begitu alamat telah stabil dan slave telah mempunyai kesempatan untuk mengetahui

alamatnya bagi operasi baca slave menaruh data pada bus dan begitu slae mengetahui

alamatnya dan telah mengembil data

912 Sistem Bus dengan Jalur Data Alamat dan Kontrol

Jalur bus yang digunakan untuk mentransfer data dapat dikelompokkanrnenjadi tiga tipe jalur data alamat dan kontrol

Data bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi data dan instruksi

Address bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi untuk alamat di

main memory untuk data atau instruksi yang akan diambil atau direkam

Control bus yaitu bus yang digunakan untuk mengirimkan signal sebagai

pemberitahuan akan dikirimkan suatu informasi atau telah diterimanya informasi

yang akan dikirimkan dari suatu alat ke alat lainnya

913 Hirarki Bus

Bus merupakan lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih perangkat

computer Karakteristik penting sebuah bus adalah bahwa bus merupakan media

transmisi yang dapat digunakan bersama Sejumlah perangkat yang terhubung ke bus dan

suatu sinyal yang ditransmisikan oleh salah satu perangkat ini data diterimaoleh salah

satu perangkat yang terhubung ke bus

Umumnya sebuah bus terdiri dari sejumlah lintasan komunikasi atau saluran Masing-

masing saluran dapat mentransmisi sinyal yang menunjukan biner 1 dan biner 0

serangkaian digit biner dapat ditransmisi melalui saluran tunggal

914 Bus Data dan Bus Alamat

1 Bus data

Jalur data yang dilalui informasi ke dan dari microprocessor bahan data keterangan

catatan fakta fakta atau bagian dari fakta yang mengandung arti yang dihubungkan

dengan kenyataan simbol-simbol gambar kata-kata angka huruf yang menunjukan ide

objek kondisi dan lainnya

Data itu sendiri merupakan bentuk jamak dari datum yang berarti informasi jelasnya data

itu dapat berupa apa saja dan dapat ditemui dimana saja

2 Bus Alamat

Bus alamat pengalamatan transformasi data bus Pengalamatan bus ini berisi 16 2024

jalur sinyal paralel atau lebih CPU mengirim alamat lokasi memori atau port yang ingin

ditulis atau dibaca di bus ini jumlah lokasi memori yang dapat dialamati ditentukan

jumlah jalur alamat Jika CPU mempunyai N jalur alamat maka dapat mengalamati 2

pangkat N lokasi memori dan atau port secara langsung

101 Unit Input amp Output

Salah satu fitur dasar komputer adalah kemampuannya untuk mempertukarkandata dengan perangkat lain Kemampuan komunikasi ini memungkinkan operatormanusia misalnya untuk menggunakan keyboard dan layer display untuk mengolahteks dan grafik

1011 Dasar Unit Input Output

Unit IO memberi CPU kemampuan untuk berkomunikasi dengan peripheral Merupakan

entity dalam komputer yang bertanggung jawab atas pengontrol sebuah perangkat

eksternal atau lebih dan untuk pertukaran data antara alat-alat tersebut dengan memory

utama dan atau register-register dalam CPU

Alasan- alasan dipertukarkannya unit IO

Adanya aneka ragam peripheral yang memiliki macam-macam metode operasi

Perbedaan kecepatan transfer data antara sistem BUS dengan piranti IO BUS= 20

nano detik sedang IO lebih dari 100 nano detik

Peripheral seringkali menggunakan format data dan panjang word yang berlainan

dengan komputer

Perbedaan besar tegangan dan arus data yang diperlukan untuk transfer informasi

dari dan ke peripheral dengan sistem bus

Tujuan Unit IO

Melakukan kompensasi perbedaan kecepatan dan perwaktuan antara CPU dan

peripheral

Melakukan penyesuaian tegangan dan arus satu aras ke aras lain

Menyesuaikan panjang data antara sistem BUS dan BUS IO

1012 Antarmuka IO

Gambar 122 mengilustrasikan hardware yang diperlukan untukmenghubungkan perangkat IO ke bus Dekoder alamat mengenableperangkattersebut untuk mengenali alamatnya pada saat alamat ini muncul pada jalur alamatRegister data menyimpan data yang ditransfer ked an dari prosessor Register statusberisi informasi yang relevan dengan operasi perangkat IO Register data dan statusdihubungkan dengan bus data dan ditetapkan dengan alamatalamatunik Dekoderalamat register data dan status dan sirkuit control yang diperlukan untukmengkoordinasikan transfer IO membentuk sirkuit antar muka perangkatGambar 122 Antarmuka IO untuk perangkat input

Perangkat IO beroperasi pada kecepatan yang sangat berbeda denganprosessor Pada saat operator manusia memasukkan karakter pada keyboardprosessor mampu mengeksekusi jutaan instruksi antarentrikarakter yang berurutanSuatu instruksi yang membaca karakter dari keyboard sebaiknya hanya dieksekusipada saat karakter tersebut tersedia dalam input buffer antarmuka keyboard Juga kitaharus memastikan bahwa karakter input tersebut hanya dibaca sekali

1013 Transfer data pada IO

Transfer dataFormat transfer

- Paralel semua bit pada karakter (word denganpanjang tertentu) dikirim secara bersamaan dalambatas waktu yang diberikan

- Serial Data dikirim secara berurutan dalam satu saluran

Transfer data secara paralel lebih cepat daripada secaraserial karena saluran transmisinya banyak kelemahannyakalau terlalu panjang akan terjadi interferensi antarsaluran

Mode transfer data

1 Synchronous modeBaris kendali digunakan untuk mengsinkronkan waktupada semua kejadian yang terjadi selama periodewaktu tertentuKelemahanbull Tiap piranti IO berbeda-beda kecepatan operasinyasehingga harus diturunkan pada kecepatan yangpaling rendah

2 Asynchronous mode

Menggunakan teknik jabat tangan (hand shaking) untukmenyakinkan transfer data antara pengirim danpenerima tidak ada kesalahan (data valid)

111 Interupsi

Interupsi merupakan bagian penting dari sistem arsitektur komputer Setiap sistem

komputer memiliki mekanisme yang berbeda Interupsi bisa terjadi apabila perangkat

keras (hardware) atau perangkat lunak minta ldquo dilayanirdquo oleh processor apabila terjadi

interupsi maka processor menghentikan proses yang sedang dikerjakannya kemudian

beralih mengerjakan service rutin untuk melayani intrupsi tersebut Setelah selesai

mengerjakan service rutin maka prosesor kembali melanjutkan proses yang tertunda

1111 Kelas Sinyal Interupsi

Program yaitu Interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi

pada hasil eksekusi program Contioh Aritmatika overflow pembagian nol

operasi ilegal

Timer adalah Interupsi yang dibangkitkan pewaktuan dalam prosesor Sinyal ini

memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsi tertentu secara reguler

I O sinyal Interupsi yang di bangkitkan oleh Modul IO sehubngan pemberitahuan

kondisi Error dan penyelesaian suatu operasi

Hardware Failure adalah Interupsi yang dibangkitkan oleh kegagalan daya atau

kesalahan paritas memori

1112 Proses Interupsi

Dengan adanya mekanisme Interupsi prossesor dapat digunakan untuk

mengeksekusi intsruksi- instruksi lain

Saat suatu modul telah selesai menjalankan tugasnya dan siap menerima tugas

berikutnya maka modul ini akan mengirimkan permintaan interupsi ke prosesor

Kemudian prosesor akan menghentikan eksekusi yang dijalankannya untuk

menghandle routine interupsi

Setelah program interupsi selesai maka processor akan melanjutkan eksekusi

programnya kembali

Saat sinyal Interupsi diterima processor ada dua kemungkinan tindakan yaitu

Interupsi diterima ditangguhkan dan Interupsi ditolak

1113 Interupsi Ditangguhkan

Apa yang dilakukan Processor

Processor menangguhkan eksekusi program yang dijalankan dan menyimpan

konteksnya tindakan ini adalah menyimpan alamat instruksi berikutnya yang akan

dieksekusi dan data lain yang relevan

Processor menyetel program Counter (PC) ke alamat awal routine intterupt handler

1114 Sistem Operasi Kompleks

Interupsi ganda (Multiple interupt)

Misalnya suatu komputer akan menerima permintaan interupsi saat proses

pencetakan dengan printer selesai disamping itu dimungkinkan dari saluran

komunikasi akan mengirimkan permintaan interupsi setiap kali data tiba

Dapat diambil dua buah pendekatan untuk menangani interupsi ganda ini

121 Arsitektur dan Klasifikasi Sistem Komputer

Sebuah sistem operasi atau dalam bahasa asingnya Operating System adalah sebuah

program yang mengatur hardware komputer Sistem operasi juga menyediakan fondasi

untuk aplikasi diatasnya dan bertindak sebagai penghubung antara user dengan

hardwaresetiap sistem operasi memiliki caranya masing-masing untuk menyelesaikan

tugasnya Hal ini menimbulkan aneka ragam sistem operasi yang sangat menakjubkan

Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu 1 Klasifikasi Flynn

Didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data dalam sistem komputer

2 Klasifikasi Feng Didasarkan pada pemrosesan paralel dan serial

3 Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1211 Klasifikasi Fylnn

KLASIFIKASI FLYNN 1048790 Klasifikasi sistem komputer yang didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data diperkenalkan oleh Michael J Flynn 1048790 Alur instruksi (instruction stream) adalah urutan instruksi yang dilaksanakan oleh mesin 1048790 Alur data adalah urutan data yang dipanggil oleh alur instruksi 1048790 Baik instruksi maupun data diambil dari modul memori 1048790 Instruksi didecode (diartikan) oleh Control Unit 1048790 Alur data mengalir dua arah antara prosesor dan memori

Ada 4 kategori sistem komputer dalam klasifikasi Flynn 1 Single Instruction stream ndash Single Data stream (SISD) 2 Single Instruction stream ndash Multiple Data stream (SIMD) 3 Multiple Instruction stream ndash Single Data stream (MISD) 4 Multiple Instruction stream ndash Multiple Data stream (MIMD)

1212 Klasifikasi Feng

KLASIFIKASI FENG 1048790 Tse Yun Feng mengusulkan pembagian klasifikasi arsitektur komputer berdasarkan derajat keparalelan (degree of parallelism) 1048790 Jumlah bit maksimum yang dapat diproses dalam satu satuan waktu oleh sistem komputer disebut derajat keparalelan maksimum P 1048790 Bila Pi adalah jumlah bit yang dapat diproses dalam siklus prosesor ke ndash i (atau periode clock ke ndash i) 1048790 Siklus prosesor T dinyatakan oleh i = 123 T 1048790 Maka derajat keparalelan rata-rataa adalah

Ada 4 tipe Metode Pemrosesan

1048790 Word Serial and Bit Serial (WSBS) 1048790 Word Paralel and Bit Setial (WPBS) 1048790 Word Serial and Bit Paralel (WSBP) 1048790 Word Paralel and Bit Paralel (WPBP)

1213 Klasifikasi Handler

Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1214 Menjelaskan Multi Komputer amp Multi Processor

1048790 Multiprosesor MIMD dengan memori yang dapat digunakan bersama semua prosesornya memiliki akses ke pool memori utama

1048790 Multikomputer MIMD dengan memori terdistribusi setiap prosesornya memiliki memori khusus sendiri

1048790 Motivasi pembuatan organisasi multikomputer adalah untuk mengatasi keterbatasan skala multiprosesor

1048790 Karena prosesor-prosesor multikomputer harus berkomunikasi maka elemen penting perancangan multikomputer adalah jaringan interkoneksi yang harus dapat beroperasi seefisien mungkin

1048790 Ada beberapa topologi interkoneksi untuk memberikan kinerja yang efisien

1048790 Terdapat trade-off antara lintasan terpanjang dan jumlah koneksi fisik yang diperlukan

Selesai

BAB III PENUTUP

31 Kesimpulan

32 Saran

Daftar Pustaka

• Definisi
• • Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu

71 Control Unit

CONTROL UNIT (CU)

711 Model Control Unit

Unit kontrol atau yang sering dikenal dengan control unit akan menyimpan perintah sekarang yang dilakukan oleh komputer memerintahkan ALU untuk melaksanaan dan mendapat kembali informasi (dari memori) yang diperlukan untuk melaksanakan perintah itu dan memindahkan kembali hasil ke lokasi memori yang sesuai Sekali yang terjadi unit kontrol pergi ke perintah berikutnya (biasanya ditempatkan di slot berikutnya kecuali kalau perintah itu adalah perintah lompatan yang memberitahukan kepada komputer bahwa perintah berikutnya ditempatkan di lokasi lain)

Bagian CPU yang menyebabkan fungsi komputer tercapai ini mengeluarkan sinyal-sinyal kontrol yang bersifat internal bagi CPU untuk memindahkan data antar Register agar ALU melakukan fungsinya untuk mengatur operasi-operasi internal lainnya Register yang merupakan bagian dari unit kontrol adalah tempat penyimpan data sementara dalam CPU selama proses eksekusi Apabila terjadi proses eksekusi data dalam register dikirim ke ALU untuk diproses hasil eksekusi nantinya diletakkan ke register kembali Unit kontrol akan menghasilkan sinyal yang akan mengontrol operasi ALU dan pemindahan data ke dan dari ALU Unit kontrol juga mengeluarkan sinyal kontrol eksternal bagi pertukaran data memori dan modul-modul IO

Model dari unit kontrol

712 Macam-macam unit kontrol

Macam-macam Unit Kontrol1 Unit Kontrol Single-Cycle

Proses di unit kontrol ini hanya terjadi dalam satu clock cycle artinya setiap instruksi (fetch decode execute) ada pada satu cycle maka dari itu tidak memerlukan state Dengan demikian fungsi boolean masing-masing control line hanya merupakan fungsi dari opcode saja Clock cycle harus mempunyai panjang yang sama untuk setiap jenis instruksi

Ada dua bagian pada unit kontrol ini yaitu proses men-decode opcode untuk mengelompokkannya menjadi 4 macam instruksi (yaitu di gerbang AND) dan pemberian sinyal kontrol berdasarkan jenis instruksinya (yaitu gerbang OR) Keempat jenis instruksi adalah ldquoR-formatrdquo (berhubungan dengan register) ldquolwrdquo (membaca memori) ldquoswrdquo (menulis ke memori) dan ldquobeqrdquo (branching)

Sinyal kontrol yang dihasilkan bergantung pada jenis instruksinya Misalnya jika melibatkan memori rdquoR-formatrdquo atau rdquolwrdquo maka akan sinyal rdquoRegwriterdquo akan aktif Hal lain jika melibatkan memori ldquolwrdquo atau ldquoswrdquo maka akan diberi sinyal kontrol ke ALU yaitu ldquoALUSrcrdquo

Desain single-cycle ini lebih dapat bekerja dengan baik dan benar tetapi cycle ini tidak efisien

2 Unit Kontrol Multi-CycleGambar disamping menunjukkan diagram blok dari unit kontrol multi-cycle

Berbeda dengan unit kontrol yang single-cycle unit kontrol yang multi-cycle lebih memiliki banyak fungsi

Dengan memperhatikan state dan opcode fungsi boolean dari masing-masing control line output dapat ditentukan Masing-masingnya akan menjadi fungsi dari 10 buah input logic Jadi akan terdapat banyak fungsi boolean dan masing-masingnya tidak sederhana

Pada cycle ini sinyal kontrol tidak lagi ditentukan dengan melihat pada bit-bit instruksinya Bit-bit opcode memberitahukan operasi apa yang selanjutnya akan di-execute CPU bukan instruksi cycle selanjutnya

713 Fungsi unit kontrol

Fungsi Unit Kontrol1 Pengurutan (sequencing) unit kontrol bertugas mengontrol sejumlah operasi

mikro dalam urutan yang benar

2 Eksekusi (execution) unit kontrol menyebabkan setiap operasi mikro dilakukan

state register overhead

Cycle 1Cycle 2

Cycle 3Cycle 4

Cycle 5

Fetch

Decode

Exec

Mem

WB

lw

Single cycle Implementation

Multiple Cycle Implementation

714 Input Unit Kontrol

Input Unit Kontrol

Unit kontrol mempunyai beberapa input diantaranya1 Clock berfungsi untuk sinkronisasi operasi antar komponen 2 Flag flag-flag ini diperlukan unit kontrol untuk mengetahui status CPU Flag

diset ALU sebagai hasil dari suatu operasi misalnya overflow flag diset 1 bila hasil komputasi melampaui panjang register tempat flag disimpan

3 Instruction register menggunakan opcode untuk menentukan operasi mikro yang akan dilakukan selama siklus eksekusi

4 Sinyal kontrol dari rdquobus controlrdquo memberi jalur ke unit kontrol untuk sinyal-sinyal tertentu seperti sinyal interrupt dan sinyal acknowledgment

715 Output Unit Kontrol

Sinyal kontrol di dalam CPU (control signals within CPU) output unit kontrol terdiri dari dua macam sinyal yaitu

1 sinyal-sinyal yang menyebabkan perpindahan data antar register 2 sinyal-sinyal yang dapat mengaktifkan fungsi ALU yang spesifik

Sinyal kontrol ke rdquobus controlrdquo juga terdiri atas 2 sinyal yaitu1 sinyal kontrol ke memori 2 sinyal kontrol ke modul-modul IO

716 Implementasi Unit Kontrol

1 Implementasi hardwired Unit kontrol merupakan rangkaian kombinatorial Sinyal-sinyal logika

inputnya akan didekodekan menjadi sinyal-sinyal logika output yang merupakan sinyal-sinyal kontrol ke sistem komputer Sinyal-sinyal input tersebut seperti clock flag register instruction dan sinyal kontrol merupakan input bagi unit kontrol untuk mengetahui status komputer Sinyal keluaran yang dihasilkan akan mengendalikan sistem kerja komputer

N buah input biner akan menghasilkan 2N output biner Setiap instruksi memiliki opcode yang yang berbeda-bedaOpcode yang berbeda dalam instruksi akan menghasilkan sinyal kontrol yang berbeda pula Pewaktu unit kontrol mengeluarkan rangkaian pulsa yang periodik

Pulsa waktu ini digunakan untuk mengukur durasi setiap operasi mikro yang dijalankan CPU intinya digunakan untuk sinkronisasi kerja masing-masing bagian

Masalah dalam Merancang Implementasi Hardwired Memiliki kompleksitas dalam pengurutan dan operasi mikronya Sulit didesain dan dilakukan pengetesan Tidak fleksibel Sulit untuk menambahkan instruksi baru

2 Implementasi microprogrammed Implementasi yang paling reliabel saat ini adalah implementasi

microprogrammed Unit kontrol memerlukan sebuah memori untuk menyimpan program kontrolnya

Fungsindashfungsi pengontrolan dilakukan berdasarkan program kontrol yang tersimpan pada unit kontrol Selain itu fungsindashfungsi pengontrolan tidak berdasarkan dekode dari input unit kontrol lagi

Teknik ini dapat menjawab kesulitanndashkesulitan yang ditemui dalam implementasi hardwired

81 Memori amp Piranti Penyimpanan

811 Jenis-Jenis memori

Berdasarkan komponen yang digunakan terbagi atas

1 Vacuum Tubes

Komputer generasi pertama ENIAC tahun 1946 menggunakan komponentabung hampa udara untuk main memory Memori ini relatif berukuran besardan tiap-tiap tabung hampa udara mewakili 1 bit

2 Magnetic Core Storage

Digunakan sekitar tahun 1960 ndash 1970 Terdiri dari ribuan cincin magnetikkecil berukuran 18 mm dengan lubang berdiameter 10 mm Tiap-tiap coredihubungkan dengan kabel kawat membentuk suatu bidang core (core plane)dan ditumpuk membentuk suatu core stackMasing-masing core dapat menyimpan 1 bit bila dimagnetasi dengan suatuarus listrik dari dua arah jurusan yang masing-masing bermuatan frac12 arus

3 Planar Thin-Film Storage

Terbuat dari lempengan tipis keramik atau metal tembus pandang yang berisi

kumpulan besi nikel berbentuk empat persegi panjang kecil dihubungkandengan kabel-kabel

4 Semiconductor Storage

Mulai banyak digunakan sejak tahun 1970-an hingga sekarangTerbuat dariVLSI (Very Large Scale Integration) yaitu meletakkan sejumlah besar circuitke dalam suatu chip Teknologi yang digunakan adalah MOS (Metal OxideSemiconductor) dan bersifat volatileKomputer IBM 704 pada GeneralElectric Computer facility diArizona State University 1956Sebuah mesin vacuum tubedengan magnetic core storageSingle layer thin film dengan Ta2N resistors

5 Josephson Junction

Diciptakan oleh Brian Josephson dari Inggris Merupakan memori yang dapatmelakukan switch dari bit 1 ke bit 0 atau sebaliknya dengan kecepatan yangtinggi yaitu kurang dari sepertriliun detik Menggunakan suatu tempat

tertutup yang berisi helium cair dengan suhu sekitar -200 derajat celcius

6 Charged-Coupled Device (CCD)

Merupakan memori yang terdiri dari ribuan metal bujur sangkar berukurankecil yang masing-masing dapat menyimpan informasi digit binari dalambentuk beban elektronik (electric charge)

812 Hirarki Memori

Sebagian besar komputer memiliki hirarki memori yang terdiri atas tiga level yaitu

1 Physical Register di CPU berada di Level teratas Informasi yang berada

di Register dapat diakses dalam satu Clock cycle CPU

2 Primary Memory (Executable memory ) berada dilevel tengah

Contohnya RAM Primary Memory diukur dengan satu byte dalam satu

waktu secara relatif dapat diakses dengan cepat bersifat volatil (informasi

bisa hilang ketika komputer dimatikan) CPU mengakses memori ini

dengan instruksi single load dan store dalam beberapa clock cycle

3 Secondary Memory berada dilevel bawah Contohnya disk atau tape

Secondary memory diukur sebagai kumpulan dari bytes(block of bytes)

waktu aksesnya lambat bersifat non-volatil (informasi tetap tersimpan

ketika komputer dimatikan) Memori ini diterapkan di storage device jadi

akses meliputi aksi oleh driver dan device

813 Memori Internal

Memori internal o Berada di luar CPU tetapi bersifat internal terhadap sistem komputero Diperlukan oleh CPU untuk proses eksekusi (operasi) program sehingga

dapat diakses secara langsung oleh prosesor (CPU) tanpa modul perantarao Memori internal sering juga disebut sebagai memori primer atau memori

utama o Memori internal biasanya menggunakan media RAM

Random Access Memori (RAM)

Ram adalah suatu memori baca tulis artinya data dapat dibaca dari atau ditulis ke RAM dan dapat dilakukan secara berulang-ulang dengan data yang berbeda-beda Jenis memori ini merupakan jenis volatile (mudah menguap) yaitu data yang tersimpan akan hilang jika catu dayanya dimatikan Karena alasan tersebut maka program utama tidak pernah disimpan di RAM Random artinya data yang disimpan pada RAM dapat diakses secara acak RAM dibagi lagi menjadi dua jenis yaitu jenis statik dan jenis dinamik RAM statik menyimpan satu bit informasi dalam sebuah flip-flop Jenis RAM ini asyncronous dan tidak memerlukan sinyal clock RAM statik biasanya digunakan untuk aplikasi-aplikasi yang tidak memerlukan kapasitas memori RAM yang besar RAM dinamik menyimpan satu bit informasi data sebagai muatan RAM dinamik menggunakan kapasitansi gerbang substrat sebuah transistor MOS sebagai sel memori elementer Untuk menjaga agar data yang tersimpan RAM dinamik tetap utuh data tersebut harus disegarkan kembali dengan cara membaca dan menulis ulang data tersebut kememori RAM dinamik ini digunakan untuk aplikasi ynag memerlukan RAM dengan kapasitas besar misalnya dalam sebuah komputer pribadi (PC)

Read Only Memory (ROM)

Jenis memori ini datanya hanya bisa dibaca dan tidak bisa ditulis secara berulang-ulang Memori ini berjenis non-volatile artinya data yang disimpan tidak mudah menguap (hilang) walaupun catu dayanya dimatikan Karena itu memori ini biasa digunakan untuk menyimpan program utama dari suatu sistem Jenis ROM yang dikenal dipasaran ada lima jenis yaitu

- ROM (Read Only Memory) yang diprogram dalam proses pembuatannya Jenis ini tidak dapat diprogram ulang

- PROM (Programmable ROM) yang diprogram dengan cara memutuskan hubungan sekering internal PROM hanya dapat diprogram satu kali dan tidak dapat diprogram ulang

- EPROM (Erasable PROM) yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat dari piranti Dihapus dengan cara pemberian sinar ultra violet melalui jendela pada bagian atas IC Setelah dihapus dapat diprogram ulang

- EEPROM (Electrically EPROM) sama saja dengan EPROM hanya cara penghapusannya dilakukan secara listrik

- Flash EPROM yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat pada piranti Memori ini dapat diisi ulang

Dari semua jenis memori diatas yang sering digunakan adalah memori jenis EPROM dan

EEPROM karena harganya paling murah dan mudah didapat dipasaran

814 Memori Eksternal

Memori eksternal o Bersifat eksternal terhadap sistem komputer dan tentu saja berada di luar

CPUo Diperlukan untuk menyimpan data atau instruksi secara permaneno Tidak diperlukan di dalam proses eksekusi sehingga tidak dapat diakses secara

langsung oleh prosesor (CPU) Untuk akses memori eksternal ini oleh CPU harus melalui pengontrolmodul IO

o Memori eksternal sering juga disebut sebagai memori sekunder o Memori ini terdiri atas perangkat storage peripheral seperti disk pita

magnetik dll berbagai jenis memory Eksternal

1 Berdasarkan jenis akses data

Berdasarkan jenis aksesnya memori eksternal dikelompokkan menjadi 2 jenis yaitu

a DASD (Direct Access Storage Device) dimana ia mempunyai akses langsung

terhadap data Contoh Magnetik(Floppy disk hard disk) Removable hard

disk(Zip disk Flash disk) Optical Disk

b SASD (Sequential Access Storage Device) Akses data secara tidak langsung

(berurutan) seperti Pita Magnetik

2Berdasarkan Karakteristik Bahan

Berdasarkan karakteristik bahan pembuatanya memori eksternal digolongkan

menjadi beberapa kelompok

a Punched Card atau kartu berlobang

a merupakan kartu kecil berisi lubang-lubang yang menggambarkan berbagai instruksi atau data Kartu ini dibaca melalui puch card reader yang sudah tidak digunakan lagi sejak tahun 1979

b Magnetik Disk Magnetik disk merupakan disk yang terbuat dari bahan yang bersifat magnetik contoh Floppy dan hardsik

c Optical Disk Optical disk terbuat dari bahan optik seperti resin (Polycaronate) dan dilapisi permukaan yang sangat reflektif seperti aluminium contoh CD dan DVD

d Magnetik TapeSedangkan magnetik tape terbuat dari bahan yang bersifat magnetik tetapi berbentuk pita seperti halnya pita kaset tape recorder

91 Bus amp Sistem Bus

Dalam Arsitektur komputer sebuah Bus adalah sebuah subsistem yang mentransfer data

atau listrik antar komponen komputer didalam sebuah komputer atau antar komputer

Bus komputer awal merupakan bus listrik paralel dengan banyak hubungan tetapi istilah

ini sekarang digunakan untuk pengaturan fisik yang menyediakan fungsi logika yang

sama dengan sebuah bus listrik paralel dan dapat dihubungkan dengan kabel dalam

sebuah topologi multidrop atau daisy chain atau dihubungkan dengan switch seperti

dalam kasus bus USB

System bus atau bus System dalam Arsitektur komputer merujuk pada bus yang

digunakan oleh sistem komputer untuk menghubungkan semua komponennya dalam

menjalankan tugas sebuah bus adalah sebutan untuk jalur dimana data dapat mengalir

dalam komputer jalur-jalur ini digunakan untuk komunikasi dan dapat dibuat antara dua

elemen atau lebih Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan

dieksekusi oleh CPU melalui perantara sistem bus

911 Transfer informasi pada bus

Suatu mendukung bermacam-macam transfer data Semua bus mendukung transfer baca

(master slave) dan transfer tulis( slave ke master) Pada semua multiplexed addressdata

bus pertama-tama bus digunakan untuk menspesifikasikan alamat dan kemudian untuk

melakukan transfer data Untuk operasi baca biasanya terdapat waktu tunggu pada saat

data sedang diambil dari slave untuk ditaruh pada bus Baik bagi operasi baca maupun

tulis mungkin juga terdapat delay bila hal itu diperlukan untuk melalui arbitrasi agar

mendapatkan kontrol bus untuk sisa operasi (yaitu mengambil alih bus untuk melakukan

request baca atau tulis kemudian mengambil alih lagi bus untuk membentuk operasi baca

atau tulis

Pada alamat dedicate dan bus-bus alamat ditaruh ada bus alamat dan tetap berada disana

selama data tersimpan pada bus data Bagi operasi tulis master menaruh data pada bus

data begitu alamat telah stabil dan slave telah mempunyai kesempatan untuk mengetahui

alamatnya bagi operasi baca slave menaruh data pada bus dan begitu slae mengetahui

alamatnya dan telah mengembil data

912 Sistem Bus dengan Jalur Data Alamat dan Kontrol

Jalur bus yang digunakan untuk mentransfer data dapat dikelompokkanrnenjadi tiga tipe jalur data alamat dan kontrol

Data bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi data dan instruksi

Address bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi untuk alamat di

main memory untuk data atau instruksi yang akan diambil atau direkam

Control bus yaitu bus yang digunakan untuk mengirimkan signal sebagai

pemberitahuan akan dikirimkan suatu informasi atau telah diterimanya informasi

yang akan dikirimkan dari suatu alat ke alat lainnya

913 Hirarki Bus

Bus merupakan lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih perangkat

computer Karakteristik penting sebuah bus adalah bahwa bus merupakan media

transmisi yang dapat digunakan bersama Sejumlah perangkat yang terhubung ke bus dan

suatu sinyal yang ditransmisikan oleh salah satu perangkat ini data diterimaoleh salah

satu perangkat yang terhubung ke bus

Umumnya sebuah bus terdiri dari sejumlah lintasan komunikasi atau saluran Masing-

masing saluran dapat mentransmisi sinyal yang menunjukan biner 1 dan biner 0

serangkaian digit biner dapat ditransmisi melalui saluran tunggal

914 Bus Data dan Bus Alamat

1 Bus data

Jalur data yang dilalui informasi ke dan dari microprocessor bahan data keterangan

catatan fakta fakta atau bagian dari fakta yang mengandung arti yang dihubungkan

dengan kenyataan simbol-simbol gambar kata-kata angka huruf yang menunjukan ide

objek kondisi dan lainnya

Data itu sendiri merupakan bentuk jamak dari datum yang berarti informasi jelasnya data

itu dapat berupa apa saja dan dapat ditemui dimana saja

2 Bus Alamat

Bus alamat pengalamatan transformasi data bus Pengalamatan bus ini berisi 16 2024

jalur sinyal paralel atau lebih CPU mengirim alamat lokasi memori atau port yang ingin

ditulis atau dibaca di bus ini jumlah lokasi memori yang dapat dialamati ditentukan

jumlah jalur alamat Jika CPU mempunyai N jalur alamat maka dapat mengalamati 2

pangkat N lokasi memori dan atau port secara langsung

101 Unit Input amp Output

Salah satu fitur dasar komputer adalah kemampuannya untuk mempertukarkandata dengan perangkat lain Kemampuan komunikasi ini memungkinkan operatormanusia misalnya untuk menggunakan keyboard dan layer display untuk mengolahteks dan grafik

1011 Dasar Unit Input Output

Unit IO memberi CPU kemampuan untuk berkomunikasi dengan peripheral Merupakan

entity dalam komputer yang bertanggung jawab atas pengontrol sebuah perangkat

eksternal atau lebih dan untuk pertukaran data antara alat-alat tersebut dengan memory

utama dan atau register-register dalam CPU

Alasan- alasan dipertukarkannya unit IO

Adanya aneka ragam peripheral yang memiliki macam-macam metode operasi

Perbedaan kecepatan transfer data antara sistem BUS dengan piranti IO BUS= 20

nano detik sedang IO lebih dari 100 nano detik

Peripheral seringkali menggunakan format data dan panjang word yang berlainan

dengan komputer

Perbedaan besar tegangan dan arus data yang diperlukan untuk transfer informasi

dari dan ke peripheral dengan sistem bus

Tujuan Unit IO

Melakukan kompensasi perbedaan kecepatan dan perwaktuan antara CPU dan

peripheral

Melakukan penyesuaian tegangan dan arus satu aras ke aras lain

Menyesuaikan panjang data antara sistem BUS dan BUS IO

1012 Antarmuka IO

Gambar 122 mengilustrasikan hardware yang diperlukan untukmenghubungkan perangkat IO ke bus Dekoder alamat mengenableperangkattersebut untuk mengenali alamatnya pada saat alamat ini muncul pada jalur alamatRegister data menyimpan data yang ditransfer ked an dari prosessor Register statusberisi informasi yang relevan dengan operasi perangkat IO Register data dan statusdihubungkan dengan bus data dan ditetapkan dengan alamatalamatunik Dekoderalamat register data dan status dan sirkuit control yang diperlukan untukmengkoordinasikan transfer IO membentuk sirkuit antar muka perangkatGambar 122 Antarmuka IO untuk perangkat input

Perangkat IO beroperasi pada kecepatan yang sangat berbeda denganprosessor Pada saat operator manusia memasukkan karakter pada keyboardprosessor mampu mengeksekusi jutaan instruksi antarentrikarakter yang berurutanSuatu instruksi yang membaca karakter dari keyboard sebaiknya hanya dieksekusipada saat karakter tersebut tersedia dalam input buffer antarmuka keyboard Juga kitaharus memastikan bahwa karakter input tersebut hanya dibaca sekali

1013 Transfer data pada IO

Transfer dataFormat transfer

- Paralel semua bit pada karakter (word denganpanjang tertentu) dikirim secara bersamaan dalambatas waktu yang diberikan

- Serial Data dikirim secara berurutan dalam satu saluran

Transfer data secara paralel lebih cepat daripada secaraserial karena saluran transmisinya banyak kelemahannyakalau terlalu panjang akan terjadi interferensi antarsaluran

Mode transfer data

1 Synchronous modeBaris kendali digunakan untuk mengsinkronkan waktupada semua kejadian yang terjadi selama periodewaktu tertentuKelemahanbull Tiap piranti IO berbeda-beda kecepatan operasinyasehingga harus diturunkan pada kecepatan yangpaling rendah

2 Asynchronous mode

Menggunakan teknik jabat tangan (hand shaking) untukmenyakinkan transfer data antara pengirim danpenerima tidak ada kesalahan (data valid)

111 Interupsi

Interupsi merupakan bagian penting dari sistem arsitektur komputer Setiap sistem

komputer memiliki mekanisme yang berbeda Interupsi bisa terjadi apabila perangkat

keras (hardware) atau perangkat lunak minta ldquo dilayanirdquo oleh processor apabila terjadi

interupsi maka processor menghentikan proses yang sedang dikerjakannya kemudian

beralih mengerjakan service rutin untuk melayani intrupsi tersebut Setelah selesai

mengerjakan service rutin maka prosesor kembali melanjutkan proses yang tertunda

1111 Kelas Sinyal Interupsi

Program yaitu Interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi

pada hasil eksekusi program Contioh Aritmatika overflow pembagian nol

operasi ilegal

Timer adalah Interupsi yang dibangkitkan pewaktuan dalam prosesor Sinyal ini

memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsi tertentu secara reguler

I O sinyal Interupsi yang di bangkitkan oleh Modul IO sehubngan pemberitahuan

kondisi Error dan penyelesaian suatu operasi

Hardware Failure adalah Interupsi yang dibangkitkan oleh kegagalan daya atau

kesalahan paritas memori

1112 Proses Interupsi

Dengan adanya mekanisme Interupsi prossesor dapat digunakan untuk

mengeksekusi intsruksi- instruksi lain

Saat suatu modul telah selesai menjalankan tugasnya dan siap menerima tugas

berikutnya maka modul ini akan mengirimkan permintaan interupsi ke prosesor

Kemudian prosesor akan menghentikan eksekusi yang dijalankannya untuk

menghandle routine interupsi

Setelah program interupsi selesai maka processor akan melanjutkan eksekusi

programnya kembali

Saat sinyal Interupsi diterima processor ada dua kemungkinan tindakan yaitu

Interupsi diterima ditangguhkan dan Interupsi ditolak

1113 Interupsi Ditangguhkan

Apa yang dilakukan Processor

Processor menangguhkan eksekusi program yang dijalankan dan menyimpan

konteksnya tindakan ini adalah menyimpan alamat instruksi berikutnya yang akan

dieksekusi dan data lain yang relevan

Processor menyetel program Counter (PC) ke alamat awal routine intterupt handler

1114 Sistem Operasi Kompleks

Interupsi ganda (Multiple interupt)

Misalnya suatu komputer akan menerima permintaan interupsi saat proses

pencetakan dengan printer selesai disamping itu dimungkinkan dari saluran

komunikasi akan mengirimkan permintaan interupsi setiap kali data tiba

Dapat diambil dua buah pendekatan untuk menangani interupsi ganda ini

121 Arsitektur dan Klasifikasi Sistem Komputer

Sebuah sistem operasi atau dalam bahasa asingnya Operating System adalah sebuah

program yang mengatur hardware komputer Sistem operasi juga menyediakan fondasi

untuk aplikasi diatasnya dan bertindak sebagai penghubung antara user dengan

hardwaresetiap sistem operasi memiliki caranya masing-masing untuk menyelesaikan

tugasnya Hal ini menimbulkan aneka ragam sistem operasi yang sangat menakjubkan

Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu 1 Klasifikasi Flynn

Didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data dalam sistem komputer

2 Klasifikasi Feng Didasarkan pada pemrosesan paralel dan serial

3 Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1211 Klasifikasi Fylnn

KLASIFIKASI FLYNN 1048790 Klasifikasi sistem komputer yang didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data diperkenalkan oleh Michael J Flynn 1048790 Alur instruksi (instruction stream) adalah urutan instruksi yang dilaksanakan oleh mesin 1048790 Alur data adalah urutan data yang dipanggil oleh alur instruksi 1048790 Baik instruksi maupun data diambil dari modul memori 1048790 Instruksi didecode (diartikan) oleh Control Unit 1048790 Alur data mengalir dua arah antara prosesor dan memori

Ada 4 kategori sistem komputer dalam klasifikasi Flynn 1 Single Instruction stream ndash Single Data stream (SISD) 2 Single Instruction stream ndash Multiple Data stream (SIMD) 3 Multiple Instruction stream ndash Single Data stream (MISD) 4 Multiple Instruction stream ndash Multiple Data stream (MIMD)

1212 Klasifikasi Feng

KLASIFIKASI FENG 1048790 Tse Yun Feng mengusulkan pembagian klasifikasi arsitektur komputer berdasarkan derajat keparalelan (degree of parallelism) 1048790 Jumlah bit maksimum yang dapat diproses dalam satu satuan waktu oleh sistem komputer disebut derajat keparalelan maksimum P 1048790 Bila Pi adalah jumlah bit yang dapat diproses dalam siklus prosesor ke ndash i (atau periode clock ke ndash i) 1048790 Siklus prosesor T dinyatakan oleh i = 123 T 1048790 Maka derajat keparalelan rata-rataa adalah

Ada 4 tipe Metode Pemrosesan

1048790 Word Serial and Bit Serial (WSBS) 1048790 Word Paralel and Bit Setial (WPBS) 1048790 Word Serial and Bit Paralel (WSBP) 1048790 Word Paralel and Bit Paralel (WPBP)

1213 Klasifikasi Handler

Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1214 Menjelaskan Multi Komputer amp Multi Processor

1048790 Multiprosesor MIMD dengan memori yang dapat digunakan bersama semua prosesornya memiliki akses ke pool memori utama

1048790 Multikomputer MIMD dengan memori terdistribusi setiap prosesornya memiliki memori khusus sendiri

1048790 Motivasi pembuatan organisasi multikomputer adalah untuk mengatasi keterbatasan skala multiprosesor

1048790 Karena prosesor-prosesor multikomputer harus berkomunikasi maka elemen penting perancangan multikomputer adalah jaringan interkoneksi yang harus dapat beroperasi seefisien mungkin

1048790 Ada beberapa topologi interkoneksi untuk memberikan kinerja yang efisien

1048790 Terdapat trade-off antara lintasan terpanjang dan jumlah koneksi fisik yang diperlukan

Selesai

BAB III PENUTUP

31 Kesimpulan

32 Saran

Daftar Pustaka

• Definisi
• • Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu

712 Macam-macam unit kontrol

Macam-macam Unit Kontrol1 Unit Kontrol Single-Cycle

Proses di unit kontrol ini hanya terjadi dalam satu clock cycle artinya setiap instruksi (fetch decode execute) ada pada satu cycle maka dari itu tidak memerlukan state Dengan demikian fungsi boolean masing-masing control line hanya merupakan fungsi dari opcode saja Clock cycle harus mempunyai panjang yang sama untuk setiap jenis instruksi

Ada dua bagian pada unit kontrol ini yaitu proses men-decode opcode untuk mengelompokkannya menjadi 4 macam instruksi (yaitu di gerbang AND) dan pemberian sinyal kontrol berdasarkan jenis instruksinya (yaitu gerbang OR) Keempat jenis instruksi adalah ldquoR-formatrdquo (berhubungan dengan register) ldquolwrdquo (membaca memori) ldquoswrdquo (menulis ke memori) dan ldquobeqrdquo (branching)

Sinyal kontrol yang dihasilkan bergantung pada jenis instruksinya Misalnya jika melibatkan memori rdquoR-formatrdquo atau rdquolwrdquo maka akan sinyal rdquoRegwriterdquo akan aktif Hal lain jika melibatkan memori ldquolwrdquo atau ldquoswrdquo maka akan diberi sinyal kontrol ke ALU yaitu ldquoALUSrcrdquo

Desain single-cycle ini lebih dapat bekerja dengan baik dan benar tetapi cycle ini tidak efisien

2 Unit Kontrol Multi-CycleGambar disamping menunjukkan diagram blok dari unit kontrol multi-cycle

Berbeda dengan unit kontrol yang single-cycle unit kontrol yang multi-cycle lebih memiliki banyak fungsi

Dengan memperhatikan state dan opcode fungsi boolean dari masing-masing control line output dapat ditentukan Masing-masingnya akan menjadi fungsi dari 10 buah input logic Jadi akan terdapat banyak fungsi boolean dan masing-masingnya tidak sederhana

Pada cycle ini sinyal kontrol tidak lagi ditentukan dengan melihat pada bit-bit instruksinya Bit-bit opcode memberitahukan operasi apa yang selanjutnya akan di-execute CPU bukan instruksi cycle selanjutnya

713 Fungsi unit kontrol

Fungsi Unit Kontrol1 Pengurutan (sequencing) unit kontrol bertugas mengontrol sejumlah operasi

mikro dalam urutan yang benar

2 Eksekusi (execution) unit kontrol menyebabkan setiap operasi mikro dilakukan

state register overhead

Cycle 1Cycle 2

Cycle 3Cycle 4

Cycle 5

Fetch

Decode

Exec

Mem

WB

lw

Single cycle Implementation

Multiple Cycle Implementation

714 Input Unit Kontrol

Input Unit Kontrol

Unit kontrol mempunyai beberapa input diantaranya1 Clock berfungsi untuk sinkronisasi operasi antar komponen 2 Flag flag-flag ini diperlukan unit kontrol untuk mengetahui status CPU Flag

diset ALU sebagai hasil dari suatu operasi misalnya overflow flag diset 1 bila hasil komputasi melampaui panjang register tempat flag disimpan

3 Instruction register menggunakan opcode untuk menentukan operasi mikro yang akan dilakukan selama siklus eksekusi

4 Sinyal kontrol dari rdquobus controlrdquo memberi jalur ke unit kontrol untuk sinyal-sinyal tertentu seperti sinyal interrupt dan sinyal acknowledgment

715 Output Unit Kontrol

Sinyal kontrol di dalam CPU (control signals within CPU) output unit kontrol terdiri dari dua macam sinyal yaitu

1 sinyal-sinyal yang menyebabkan perpindahan data antar register 2 sinyal-sinyal yang dapat mengaktifkan fungsi ALU yang spesifik

Sinyal kontrol ke rdquobus controlrdquo juga terdiri atas 2 sinyal yaitu1 sinyal kontrol ke memori 2 sinyal kontrol ke modul-modul IO

716 Implementasi Unit Kontrol

1 Implementasi hardwired Unit kontrol merupakan rangkaian kombinatorial Sinyal-sinyal logika

inputnya akan didekodekan menjadi sinyal-sinyal logika output yang merupakan sinyal-sinyal kontrol ke sistem komputer Sinyal-sinyal input tersebut seperti clock flag register instruction dan sinyal kontrol merupakan input bagi unit kontrol untuk mengetahui status komputer Sinyal keluaran yang dihasilkan akan mengendalikan sistem kerja komputer

N buah input biner akan menghasilkan 2N output biner Setiap instruksi memiliki opcode yang yang berbeda-bedaOpcode yang berbeda dalam instruksi akan menghasilkan sinyal kontrol yang berbeda pula Pewaktu unit kontrol mengeluarkan rangkaian pulsa yang periodik

Pulsa waktu ini digunakan untuk mengukur durasi setiap operasi mikro yang dijalankan CPU intinya digunakan untuk sinkronisasi kerja masing-masing bagian

Masalah dalam Merancang Implementasi Hardwired Memiliki kompleksitas dalam pengurutan dan operasi mikronya Sulit didesain dan dilakukan pengetesan Tidak fleksibel Sulit untuk menambahkan instruksi baru

2 Implementasi microprogrammed Implementasi yang paling reliabel saat ini adalah implementasi

microprogrammed Unit kontrol memerlukan sebuah memori untuk menyimpan program kontrolnya

Fungsindashfungsi pengontrolan dilakukan berdasarkan program kontrol yang tersimpan pada unit kontrol Selain itu fungsindashfungsi pengontrolan tidak berdasarkan dekode dari input unit kontrol lagi

Teknik ini dapat menjawab kesulitanndashkesulitan yang ditemui dalam implementasi hardwired

81 Memori amp Piranti Penyimpanan

811 Jenis-Jenis memori

Berdasarkan komponen yang digunakan terbagi atas

1 Vacuum Tubes

Komputer generasi pertama ENIAC tahun 1946 menggunakan komponentabung hampa udara untuk main memory Memori ini relatif berukuran besardan tiap-tiap tabung hampa udara mewakili 1 bit

2 Magnetic Core Storage

Digunakan sekitar tahun 1960 ndash 1970 Terdiri dari ribuan cincin magnetikkecil berukuran 18 mm dengan lubang berdiameter 10 mm Tiap-tiap coredihubungkan dengan kabel kawat membentuk suatu bidang core (core plane)dan ditumpuk membentuk suatu core stackMasing-masing core dapat menyimpan 1 bit bila dimagnetasi dengan suatuarus listrik dari dua arah jurusan yang masing-masing bermuatan frac12 arus

3 Planar Thin-Film Storage

Terbuat dari lempengan tipis keramik atau metal tembus pandang yang berisi

kumpulan besi nikel berbentuk empat persegi panjang kecil dihubungkandengan kabel-kabel

4 Semiconductor Storage

Mulai banyak digunakan sejak tahun 1970-an hingga sekarangTerbuat dariVLSI (Very Large Scale Integration) yaitu meletakkan sejumlah besar circuitke dalam suatu chip Teknologi yang digunakan adalah MOS (Metal OxideSemiconductor) dan bersifat volatileKomputer IBM 704 pada GeneralElectric Computer facility diArizona State University 1956Sebuah mesin vacuum tubedengan magnetic core storageSingle layer thin film dengan Ta2N resistors

5 Josephson Junction

Diciptakan oleh Brian Josephson dari Inggris Merupakan memori yang dapatmelakukan switch dari bit 1 ke bit 0 atau sebaliknya dengan kecepatan yangtinggi yaitu kurang dari sepertriliun detik Menggunakan suatu tempat

tertutup yang berisi helium cair dengan suhu sekitar -200 derajat celcius

6 Charged-Coupled Device (CCD)

Merupakan memori yang terdiri dari ribuan metal bujur sangkar berukurankecil yang masing-masing dapat menyimpan informasi digit binari dalambentuk beban elektronik (electric charge)

812 Hirarki Memori

Sebagian besar komputer memiliki hirarki memori yang terdiri atas tiga level yaitu

1 Physical Register di CPU berada di Level teratas Informasi yang berada

di Register dapat diakses dalam satu Clock cycle CPU

2 Primary Memory (Executable memory ) berada dilevel tengah

Contohnya RAM Primary Memory diukur dengan satu byte dalam satu

waktu secara relatif dapat diakses dengan cepat bersifat volatil (informasi

bisa hilang ketika komputer dimatikan) CPU mengakses memori ini

dengan instruksi single load dan store dalam beberapa clock cycle

3 Secondary Memory berada dilevel bawah Contohnya disk atau tape

Secondary memory diukur sebagai kumpulan dari bytes(block of bytes)

waktu aksesnya lambat bersifat non-volatil (informasi tetap tersimpan

ketika komputer dimatikan) Memori ini diterapkan di storage device jadi

akses meliputi aksi oleh driver dan device

813 Memori Internal

Memori internal o Berada di luar CPU tetapi bersifat internal terhadap sistem komputero Diperlukan oleh CPU untuk proses eksekusi (operasi) program sehingga

dapat diakses secara langsung oleh prosesor (CPU) tanpa modul perantarao Memori internal sering juga disebut sebagai memori primer atau memori

utama o Memori internal biasanya menggunakan media RAM

Random Access Memori (RAM)

Ram adalah suatu memori baca tulis artinya data dapat dibaca dari atau ditulis ke RAM dan dapat dilakukan secara berulang-ulang dengan data yang berbeda-beda Jenis memori ini merupakan jenis volatile (mudah menguap) yaitu data yang tersimpan akan hilang jika catu dayanya dimatikan Karena alasan tersebut maka program utama tidak pernah disimpan di RAM Random artinya data yang disimpan pada RAM dapat diakses secara acak RAM dibagi lagi menjadi dua jenis yaitu jenis statik dan jenis dinamik RAM statik menyimpan satu bit informasi dalam sebuah flip-flop Jenis RAM ini asyncronous dan tidak memerlukan sinyal clock RAM statik biasanya digunakan untuk aplikasi-aplikasi yang tidak memerlukan kapasitas memori RAM yang besar RAM dinamik menyimpan satu bit informasi data sebagai muatan RAM dinamik menggunakan kapasitansi gerbang substrat sebuah transistor MOS sebagai sel memori elementer Untuk menjaga agar data yang tersimpan RAM dinamik tetap utuh data tersebut harus disegarkan kembali dengan cara membaca dan menulis ulang data tersebut kememori RAM dinamik ini digunakan untuk aplikasi ynag memerlukan RAM dengan kapasitas besar misalnya dalam sebuah komputer pribadi (PC)

Read Only Memory (ROM)

Jenis memori ini datanya hanya bisa dibaca dan tidak bisa ditulis secara berulang-ulang Memori ini berjenis non-volatile artinya data yang disimpan tidak mudah menguap (hilang) walaupun catu dayanya dimatikan Karena itu memori ini biasa digunakan untuk menyimpan program utama dari suatu sistem Jenis ROM yang dikenal dipasaran ada lima jenis yaitu

- ROM (Read Only Memory) yang diprogram dalam proses pembuatannya Jenis ini tidak dapat diprogram ulang

- PROM (Programmable ROM) yang diprogram dengan cara memutuskan hubungan sekering internal PROM hanya dapat diprogram satu kali dan tidak dapat diprogram ulang

- EPROM (Erasable PROM) yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat dari piranti Dihapus dengan cara pemberian sinar ultra violet melalui jendela pada bagian atas IC Setelah dihapus dapat diprogram ulang

- EEPROM (Electrically EPROM) sama saja dengan EPROM hanya cara penghapusannya dilakukan secara listrik

- Flash EPROM yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat pada piranti Memori ini dapat diisi ulang

Dari semua jenis memori diatas yang sering digunakan adalah memori jenis EPROM dan

EEPROM karena harganya paling murah dan mudah didapat dipasaran

814 Memori Eksternal

Memori eksternal o Bersifat eksternal terhadap sistem komputer dan tentu saja berada di luar

CPUo Diperlukan untuk menyimpan data atau instruksi secara permaneno Tidak diperlukan di dalam proses eksekusi sehingga tidak dapat diakses secara

langsung oleh prosesor (CPU) Untuk akses memori eksternal ini oleh CPU harus melalui pengontrolmodul IO

o Memori eksternal sering juga disebut sebagai memori sekunder o Memori ini terdiri atas perangkat storage peripheral seperti disk pita

magnetik dll berbagai jenis memory Eksternal

1 Berdasarkan jenis akses data

Berdasarkan jenis aksesnya memori eksternal dikelompokkan menjadi 2 jenis yaitu

a DASD (Direct Access Storage Device) dimana ia mempunyai akses langsung

terhadap data Contoh Magnetik(Floppy disk hard disk) Removable hard

disk(Zip disk Flash disk) Optical Disk

b SASD (Sequential Access Storage Device) Akses data secara tidak langsung

(berurutan) seperti Pita Magnetik

2Berdasarkan Karakteristik Bahan

Berdasarkan karakteristik bahan pembuatanya memori eksternal digolongkan

menjadi beberapa kelompok

a Punched Card atau kartu berlobang

a merupakan kartu kecil berisi lubang-lubang yang menggambarkan berbagai instruksi atau data Kartu ini dibaca melalui puch card reader yang sudah tidak digunakan lagi sejak tahun 1979

b Magnetik Disk Magnetik disk merupakan disk yang terbuat dari bahan yang bersifat magnetik contoh Floppy dan hardsik

c Optical Disk Optical disk terbuat dari bahan optik seperti resin (Polycaronate) dan dilapisi permukaan yang sangat reflektif seperti aluminium contoh CD dan DVD

d Magnetik TapeSedangkan magnetik tape terbuat dari bahan yang bersifat magnetik tetapi berbentuk pita seperti halnya pita kaset tape recorder

91 Bus amp Sistem Bus

Dalam Arsitektur komputer sebuah Bus adalah sebuah subsistem yang mentransfer data

atau listrik antar komponen komputer didalam sebuah komputer atau antar komputer

Bus komputer awal merupakan bus listrik paralel dengan banyak hubungan tetapi istilah

ini sekarang digunakan untuk pengaturan fisik yang menyediakan fungsi logika yang

sama dengan sebuah bus listrik paralel dan dapat dihubungkan dengan kabel dalam

sebuah topologi multidrop atau daisy chain atau dihubungkan dengan switch seperti

dalam kasus bus USB

System bus atau bus System dalam Arsitektur komputer merujuk pada bus yang

digunakan oleh sistem komputer untuk menghubungkan semua komponennya dalam

menjalankan tugas sebuah bus adalah sebutan untuk jalur dimana data dapat mengalir

dalam komputer jalur-jalur ini digunakan untuk komunikasi dan dapat dibuat antara dua

elemen atau lebih Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan

dieksekusi oleh CPU melalui perantara sistem bus

911 Transfer informasi pada bus

Suatu mendukung bermacam-macam transfer data Semua bus mendukung transfer baca

(master slave) dan transfer tulis( slave ke master) Pada semua multiplexed addressdata

bus pertama-tama bus digunakan untuk menspesifikasikan alamat dan kemudian untuk

melakukan transfer data Untuk operasi baca biasanya terdapat waktu tunggu pada saat

data sedang diambil dari slave untuk ditaruh pada bus Baik bagi operasi baca maupun

tulis mungkin juga terdapat delay bila hal itu diperlukan untuk melalui arbitrasi agar

mendapatkan kontrol bus untuk sisa operasi (yaitu mengambil alih bus untuk melakukan

request baca atau tulis kemudian mengambil alih lagi bus untuk membentuk operasi baca

atau tulis

Pada alamat dedicate dan bus-bus alamat ditaruh ada bus alamat dan tetap berada disana

selama data tersimpan pada bus data Bagi operasi tulis master menaruh data pada bus

data begitu alamat telah stabil dan slave telah mempunyai kesempatan untuk mengetahui

alamatnya bagi operasi baca slave menaruh data pada bus dan begitu slae mengetahui

alamatnya dan telah mengembil data

912 Sistem Bus dengan Jalur Data Alamat dan Kontrol

Jalur bus yang digunakan untuk mentransfer data dapat dikelompokkanrnenjadi tiga tipe jalur data alamat dan kontrol

Data bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi data dan instruksi

Address bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi untuk alamat di

main memory untuk data atau instruksi yang akan diambil atau direkam

Control bus yaitu bus yang digunakan untuk mengirimkan signal sebagai

pemberitahuan akan dikirimkan suatu informasi atau telah diterimanya informasi

yang akan dikirimkan dari suatu alat ke alat lainnya

913 Hirarki Bus

Bus merupakan lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih perangkat

computer Karakteristik penting sebuah bus adalah bahwa bus merupakan media

transmisi yang dapat digunakan bersama Sejumlah perangkat yang terhubung ke bus dan

suatu sinyal yang ditransmisikan oleh salah satu perangkat ini data diterimaoleh salah

satu perangkat yang terhubung ke bus

Umumnya sebuah bus terdiri dari sejumlah lintasan komunikasi atau saluran Masing-

masing saluran dapat mentransmisi sinyal yang menunjukan biner 1 dan biner 0

serangkaian digit biner dapat ditransmisi melalui saluran tunggal

914 Bus Data dan Bus Alamat

1 Bus data

Jalur data yang dilalui informasi ke dan dari microprocessor bahan data keterangan

catatan fakta fakta atau bagian dari fakta yang mengandung arti yang dihubungkan

dengan kenyataan simbol-simbol gambar kata-kata angka huruf yang menunjukan ide

objek kondisi dan lainnya

Data itu sendiri merupakan bentuk jamak dari datum yang berarti informasi jelasnya data

itu dapat berupa apa saja dan dapat ditemui dimana saja

2 Bus Alamat

Bus alamat pengalamatan transformasi data bus Pengalamatan bus ini berisi 16 2024

jalur sinyal paralel atau lebih CPU mengirim alamat lokasi memori atau port yang ingin

ditulis atau dibaca di bus ini jumlah lokasi memori yang dapat dialamati ditentukan

jumlah jalur alamat Jika CPU mempunyai N jalur alamat maka dapat mengalamati 2

pangkat N lokasi memori dan atau port secara langsung

101 Unit Input amp Output

Salah satu fitur dasar komputer adalah kemampuannya untuk mempertukarkandata dengan perangkat lain Kemampuan komunikasi ini memungkinkan operatormanusia misalnya untuk menggunakan keyboard dan layer display untuk mengolahteks dan grafik

1011 Dasar Unit Input Output

Unit IO memberi CPU kemampuan untuk berkomunikasi dengan peripheral Merupakan

entity dalam komputer yang bertanggung jawab atas pengontrol sebuah perangkat

eksternal atau lebih dan untuk pertukaran data antara alat-alat tersebut dengan memory

utama dan atau register-register dalam CPU

Alasan- alasan dipertukarkannya unit IO

Adanya aneka ragam peripheral yang memiliki macam-macam metode operasi

Perbedaan kecepatan transfer data antara sistem BUS dengan piranti IO BUS= 20

nano detik sedang IO lebih dari 100 nano detik

Peripheral seringkali menggunakan format data dan panjang word yang berlainan

dengan komputer

Perbedaan besar tegangan dan arus data yang diperlukan untuk transfer informasi

dari dan ke peripheral dengan sistem bus

Tujuan Unit IO

Melakukan kompensasi perbedaan kecepatan dan perwaktuan antara CPU dan

peripheral

Melakukan penyesuaian tegangan dan arus satu aras ke aras lain

Menyesuaikan panjang data antara sistem BUS dan BUS IO

1012 Antarmuka IO

Gambar 122 mengilustrasikan hardware yang diperlukan untukmenghubungkan perangkat IO ke bus Dekoder alamat mengenableperangkattersebut untuk mengenali alamatnya pada saat alamat ini muncul pada jalur alamatRegister data menyimpan data yang ditransfer ked an dari prosessor Register statusberisi informasi yang relevan dengan operasi perangkat IO Register data dan statusdihubungkan dengan bus data dan ditetapkan dengan alamatalamatunik Dekoderalamat register data dan status dan sirkuit control yang diperlukan untukmengkoordinasikan transfer IO membentuk sirkuit antar muka perangkatGambar 122 Antarmuka IO untuk perangkat input

Perangkat IO beroperasi pada kecepatan yang sangat berbeda denganprosessor Pada saat operator manusia memasukkan karakter pada keyboardprosessor mampu mengeksekusi jutaan instruksi antarentrikarakter yang berurutanSuatu instruksi yang membaca karakter dari keyboard sebaiknya hanya dieksekusipada saat karakter tersebut tersedia dalam input buffer antarmuka keyboard Juga kitaharus memastikan bahwa karakter input tersebut hanya dibaca sekali

1013 Transfer data pada IO

Transfer dataFormat transfer

- Paralel semua bit pada karakter (word denganpanjang tertentu) dikirim secara bersamaan dalambatas waktu yang diberikan

- Serial Data dikirim secara berurutan dalam satu saluran

Transfer data secara paralel lebih cepat daripada secaraserial karena saluran transmisinya banyak kelemahannyakalau terlalu panjang akan terjadi interferensi antarsaluran

Mode transfer data

1 Synchronous modeBaris kendali digunakan untuk mengsinkronkan waktupada semua kejadian yang terjadi selama periodewaktu tertentuKelemahanbull Tiap piranti IO berbeda-beda kecepatan operasinyasehingga harus diturunkan pada kecepatan yangpaling rendah

2 Asynchronous mode

Menggunakan teknik jabat tangan (hand shaking) untukmenyakinkan transfer data antara pengirim danpenerima tidak ada kesalahan (data valid)

111 Interupsi

Interupsi merupakan bagian penting dari sistem arsitektur komputer Setiap sistem

komputer memiliki mekanisme yang berbeda Interupsi bisa terjadi apabila perangkat

keras (hardware) atau perangkat lunak minta ldquo dilayanirdquo oleh processor apabila terjadi

interupsi maka processor menghentikan proses yang sedang dikerjakannya kemudian

beralih mengerjakan service rutin untuk melayani intrupsi tersebut Setelah selesai

mengerjakan service rutin maka prosesor kembali melanjutkan proses yang tertunda

1111 Kelas Sinyal Interupsi

Program yaitu Interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi

pada hasil eksekusi program Contioh Aritmatika overflow pembagian nol

operasi ilegal

Timer adalah Interupsi yang dibangkitkan pewaktuan dalam prosesor Sinyal ini

memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsi tertentu secara reguler

I O sinyal Interupsi yang di bangkitkan oleh Modul IO sehubngan pemberitahuan

kondisi Error dan penyelesaian suatu operasi

Hardware Failure adalah Interupsi yang dibangkitkan oleh kegagalan daya atau

kesalahan paritas memori

1112 Proses Interupsi

Dengan adanya mekanisme Interupsi prossesor dapat digunakan untuk

mengeksekusi intsruksi- instruksi lain

Saat suatu modul telah selesai menjalankan tugasnya dan siap menerima tugas

berikutnya maka modul ini akan mengirimkan permintaan interupsi ke prosesor

Kemudian prosesor akan menghentikan eksekusi yang dijalankannya untuk

menghandle routine interupsi

Setelah program interupsi selesai maka processor akan melanjutkan eksekusi

programnya kembali

Saat sinyal Interupsi diterima processor ada dua kemungkinan tindakan yaitu

Interupsi diterima ditangguhkan dan Interupsi ditolak

1113 Interupsi Ditangguhkan

Apa yang dilakukan Processor

Processor menangguhkan eksekusi program yang dijalankan dan menyimpan

konteksnya tindakan ini adalah menyimpan alamat instruksi berikutnya yang akan

dieksekusi dan data lain yang relevan

Processor menyetel program Counter (PC) ke alamat awal routine intterupt handler

1114 Sistem Operasi Kompleks

Interupsi ganda (Multiple interupt)

Misalnya suatu komputer akan menerima permintaan interupsi saat proses

pencetakan dengan printer selesai disamping itu dimungkinkan dari saluran

komunikasi akan mengirimkan permintaan interupsi setiap kali data tiba

Dapat diambil dua buah pendekatan untuk menangani interupsi ganda ini

121 Arsitektur dan Klasifikasi Sistem Komputer

Sebuah sistem operasi atau dalam bahasa asingnya Operating System adalah sebuah

program yang mengatur hardware komputer Sistem operasi juga menyediakan fondasi

untuk aplikasi diatasnya dan bertindak sebagai penghubung antara user dengan

hardwaresetiap sistem operasi memiliki caranya masing-masing untuk menyelesaikan

tugasnya Hal ini menimbulkan aneka ragam sistem operasi yang sangat menakjubkan

Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu 1 Klasifikasi Flynn

Didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data dalam sistem komputer

2 Klasifikasi Feng Didasarkan pada pemrosesan paralel dan serial

3 Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1211 Klasifikasi Fylnn

KLASIFIKASI FLYNN 1048790 Klasifikasi sistem komputer yang didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data diperkenalkan oleh Michael J Flynn 1048790 Alur instruksi (instruction stream) adalah urutan instruksi yang dilaksanakan oleh mesin 1048790 Alur data adalah urutan data yang dipanggil oleh alur instruksi 1048790 Baik instruksi maupun data diambil dari modul memori 1048790 Instruksi didecode (diartikan) oleh Control Unit 1048790 Alur data mengalir dua arah antara prosesor dan memori

Ada 4 kategori sistem komputer dalam klasifikasi Flynn 1 Single Instruction stream ndash Single Data stream (SISD) 2 Single Instruction stream ndash Multiple Data stream (SIMD) 3 Multiple Instruction stream ndash Single Data stream (MISD) 4 Multiple Instruction stream ndash Multiple Data stream (MIMD)

1212 Klasifikasi Feng

KLASIFIKASI FENG 1048790 Tse Yun Feng mengusulkan pembagian klasifikasi arsitektur komputer berdasarkan derajat keparalelan (degree of parallelism) 1048790 Jumlah bit maksimum yang dapat diproses dalam satu satuan waktu oleh sistem komputer disebut derajat keparalelan maksimum P 1048790 Bila Pi adalah jumlah bit yang dapat diproses dalam siklus prosesor ke ndash i (atau periode clock ke ndash i) 1048790 Siklus prosesor T dinyatakan oleh i = 123 T 1048790 Maka derajat keparalelan rata-rataa adalah

Ada 4 tipe Metode Pemrosesan

1048790 Word Serial and Bit Serial (WSBS) 1048790 Word Paralel and Bit Setial (WPBS) 1048790 Word Serial and Bit Paralel (WSBP) 1048790 Word Paralel and Bit Paralel (WPBP)

1213 Klasifikasi Handler

Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1214 Menjelaskan Multi Komputer amp Multi Processor

1048790 Multiprosesor MIMD dengan memori yang dapat digunakan bersama semua prosesornya memiliki akses ke pool memori utama

1048790 Multikomputer MIMD dengan memori terdistribusi setiap prosesornya memiliki memori khusus sendiri

1048790 Motivasi pembuatan organisasi multikomputer adalah untuk mengatasi keterbatasan skala multiprosesor

1048790 Karena prosesor-prosesor multikomputer harus berkomunikasi maka elemen penting perancangan multikomputer adalah jaringan interkoneksi yang harus dapat beroperasi seefisien mungkin

1048790 Ada beberapa topologi interkoneksi untuk memberikan kinerja yang efisien

1048790 Terdapat trade-off antara lintasan terpanjang dan jumlah koneksi fisik yang diperlukan

Selesai

BAB III PENUTUP

31 Kesimpulan

32 Saran

Daftar Pustaka

• Definisi
• • Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu

Pada cycle ini sinyal kontrol tidak lagi ditentukan dengan melihat pada bit-bit instruksinya Bit-bit opcode memberitahukan operasi apa yang selanjutnya akan di-execute CPU bukan instruksi cycle selanjutnya

713 Fungsi unit kontrol

Fungsi Unit Kontrol1 Pengurutan (sequencing) unit kontrol bertugas mengontrol sejumlah operasi

mikro dalam urutan yang benar

2 Eksekusi (execution) unit kontrol menyebabkan setiap operasi mikro dilakukan

state register overhead

Cycle 1Cycle 2

Cycle 3Cycle 4

Cycle 5

Fetch

Decode

Exec

Mem

WB

lw

Single cycle Implementation

Multiple Cycle Implementation

714 Input Unit Kontrol

Input Unit Kontrol

Unit kontrol mempunyai beberapa input diantaranya1 Clock berfungsi untuk sinkronisasi operasi antar komponen 2 Flag flag-flag ini diperlukan unit kontrol untuk mengetahui status CPU Flag

diset ALU sebagai hasil dari suatu operasi misalnya overflow flag diset 1 bila hasil komputasi melampaui panjang register tempat flag disimpan

3 Instruction register menggunakan opcode untuk menentukan operasi mikro yang akan dilakukan selama siklus eksekusi

4 Sinyal kontrol dari rdquobus controlrdquo memberi jalur ke unit kontrol untuk sinyal-sinyal tertentu seperti sinyal interrupt dan sinyal acknowledgment

715 Output Unit Kontrol

Sinyal kontrol di dalam CPU (control signals within CPU) output unit kontrol terdiri dari dua macam sinyal yaitu

1 sinyal-sinyal yang menyebabkan perpindahan data antar register 2 sinyal-sinyal yang dapat mengaktifkan fungsi ALU yang spesifik

Sinyal kontrol ke rdquobus controlrdquo juga terdiri atas 2 sinyal yaitu1 sinyal kontrol ke memori 2 sinyal kontrol ke modul-modul IO

716 Implementasi Unit Kontrol

1 Implementasi hardwired Unit kontrol merupakan rangkaian kombinatorial Sinyal-sinyal logika

inputnya akan didekodekan menjadi sinyal-sinyal logika output yang merupakan sinyal-sinyal kontrol ke sistem komputer Sinyal-sinyal input tersebut seperti clock flag register instruction dan sinyal kontrol merupakan input bagi unit kontrol untuk mengetahui status komputer Sinyal keluaran yang dihasilkan akan mengendalikan sistem kerja komputer

N buah input biner akan menghasilkan 2N output biner Setiap instruksi memiliki opcode yang yang berbeda-bedaOpcode yang berbeda dalam instruksi akan menghasilkan sinyal kontrol yang berbeda pula Pewaktu unit kontrol mengeluarkan rangkaian pulsa yang periodik

Pulsa waktu ini digunakan untuk mengukur durasi setiap operasi mikro yang dijalankan CPU intinya digunakan untuk sinkronisasi kerja masing-masing bagian

Masalah dalam Merancang Implementasi Hardwired Memiliki kompleksitas dalam pengurutan dan operasi mikronya Sulit didesain dan dilakukan pengetesan Tidak fleksibel Sulit untuk menambahkan instruksi baru

2 Implementasi microprogrammed Implementasi yang paling reliabel saat ini adalah implementasi

microprogrammed Unit kontrol memerlukan sebuah memori untuk menyimpan program kontrolnya

Fungsindashfungsi pengontrolan dilakukan berdasarkan program kontrol yang tersimpan pada unit kontrol Selain itu fungsindashfungsi pengontrolan tidak berdasarkan dekode dari input unit kontrol lagi

Teknik ini dapat menjawab kesulitanndashkesulitan yang ditemui dalam implementasi hardwired

81 Memori amp Piranti Penyimpanan

811 Jenis-Jenis memori

Berdasarkan komponen yang digunakan terbagi atas

1 Vacuum Tubes

Komputer generasi pertama ENIAC tahun 1946 menggunakan komponentabung hampa udara untuk main memory Memori ini relatif berukuran besardan tiap-tiap tabung hampa udara mewakili 1 bit

2 Magnetic Core Storage

Digunakan sekitar tahun 1960 ndash 1970 Terdiri dari ribuan cincin magnetikkecil berukuran 18 mm dengan lubang berdiameter 10 mm Tiap-tiap coredihubungkan dengan kabel kawat membentuk suatu bidang core (core plane)dan ditumpuk membentuk suatu core stackMasing-masing core dapat menyimpan 1 bit bila dimagnetasi dengan suatuarus listrik dari dua arah jurusan yang masing-masing bermuatan frac12 arus

3 Planar Thin-Film Storage

Terbuat dari lempengan tipis keramik atau metal tembus pandang yang berisi

kumpulan besi nikel berbentuk empat persegi panjang kecil dihubungkandengan kabel-kabel

4 Semiconductor Storage

Mulai banyak digunakan sejak tahun 1970-an hingga sekarangTerbuat dariVLSI (Very Large Scale Integration) yaitu meletakkan sejumlah besar circuitke dalam suatu chip Teknologi yang digunakan adalah MOS (Metal OxideSemiconductor) dan bersifat volatileKomputer IBM 704 pada GeneralElectric Computer facility diArizona State University 1956Sebuah mesin vacuum tubedengan magnetic core storageSingle layer thin film dengan Ta2N resistors

5 Josephson Junction

Diciptakan oleh Brian Josephson dari Inggris Merupakan memori yang dapatmelakukan switch dari bit 1 ke bit 0 atau sebaliknya dengan kecepatan yangtinggi yaitu kurang dari sepertriliun detik Menggunakan suatu tempat

tertutup yang berisi helium cair dengan suhu sekitar -200 derajat celcius

6 Charged-Coupled Device (CCD)

Merupakan memori yang terdiri dari ribuan metal bujur sangkar berukurankecil yang masing-masing dapat menyimpan informasi digit binari dalambentuk beban elektronik (electric charge)

812 Hirarki Memori

Sebagian besar komputer memiliki hirarki memori yang terdiri atas tiga level yaitu

1 Physical Register di CPU berada di Level teratas Informasi yang berada

di Register dapat diakses dalam satu Clock cycle CPU

2 Primary Memory (Executable memory ) berada dilevel tengah

Contohnya RAM Primary Memory diukur dengan satu byte dalam satu

waktu secara relatif dapat diakses dengan cepat bersifat volatil (informasi

bisa hilang ketika komputer dimatikan) CPU mengakses memori ini

dengan instruksi single load dan store dalam beberapa clock cycle

3 Secondary Memory berada dilevel bawah Contohnya disk atau tape

Secondary memory diukur sebagai kumpulan dari bytes(block of bytes)

waktu aksesnya lambat bersifat non-volatil (informasi tetap tersimpan

ketika komputer dimatikan) Memori ini diterapkan di storage device jadi

akses meliputi aksi oleh driver dan device

813 Memori Internal

Memori internal o Berada di luar CPU tetapi bersifat internal terhadap sistem komputero Diperlukan oleh CPU untuk proses eksekusi (operasi) program sehingga

dapat diakses secara langsung oleh prosesor (CPU) tanpa modul perantarao Memori internal sering juga disebut sebagai memori primer atau memori

utama o Memori internal biasanya menggunakan media RAM

Random Access Memori (RAM)

Ram adalah suatu memori baca tulis artinya data dapat dibaca dari atau ditulis ke RAM dan dapat dilakukan secara berulang-ulang dengan data yang berbeda-beda Jenis memori ini merupakan jenis volatile (mudah menguap) yaitu data yang tersimpan akan hilang jika catu dayanya dimatikan Karena alasan tersebut maka program utama tidak pernah disimpan di RAM Random artinya data yang disimpan pada RAM dapat diakses secara acak RAM dibagi lagi menjadi dua jenis yaitu jenis statik dan jenis dinamik RAM statik menyimpan satu bit informasi dalam sebuah flip-flop Jenis RAM ini asyncronous dan tidak memerlukan sinyal clock RAM statik biasanya digunakan untuk aplikasi-aplikasi yang tidak memerlukan kapasitas memori RAM yang besar RAM dinamik menyimpan satu bit informasi data sebagai muatan RAM dinamik menggunakan kapasitansi gerbang substrat sebuah transistor MOS sebagai sel memori elementer Untuk menjaga agar data yang tersimpan RAM dinamik tetap utuh data tersebut harus disegarkan kembali dengan cara membaca dan menulis ulang data tersebut kememori RAM dinamik ini digunakan untuk aplikasi ynag memerlukan RAM dengan kapasitas besar misalnya dalam sebuah komputer pribadi (PC)

Read Only Memory (ROM)

Jenis memori ini datanya hanya bisa dibaca dan tidak bisa ditulis secara berulang-ulang Memori ini berjenis non-volatile artinya data yang disimpan tidak mudah menguap (hilang) walaupun catu dayanya dimatikan Karena itu memori ini biasa digunakan untuk menyimpan program utama dari suatu sistem Jenis ROM yang dikenal dipasaran ada lima jenis yaitu

- ROM (Read Only Memory) yang diprogram dalam proses pembuatannya Jenis ini tidak dapat diprogram ulang

- PROM (Programmable ROM) yang diprogram dengan cara memutuskan hubungan sekering internal PROM hanya dapat diprogram satu kali dan tidak dapat diprogram ulang

- EPROM (Erasable PROM) yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat dari piranti Dihapus dengan cara pemberian sinar ultra violet melalui jendela pada bagian atas IC Setelah dihapus dapat diprogram ulang

- EEPROM (Electrically EPROM) sama saja dengan EPROM hanya cara penghapusannya dilakukan secara listrik

- Flash EPROM yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat pada piranti Memori ini dapat diisi ulang

Dari semua jenis memori diatas yang sering digunakan adalah memori jenis EPROM dan

EEPROM karena harganya paling murah dan mudah didapat dipasaran

814 Memori Eksternal

Memori eksternal o Bersifat eksternal terhadap sistem komputer dan tentu saja berada di luar

CPUo Diperlukan untuk menyimpan data atau instruksi secara permaneno Tidak diperlukan di dalam proses eksekusi sehingga tidak dapat diakses secara

langsung oleh prosesor (CPU) Untuk akses memori eksternal ini oleh CPU harus melalui pengontrolmodul IO

o Memori eksternal sering juga disebut sebagai memori sekunder o Memori ini terdiri atas perangkat storage peripheral seperti disk pita

magnetik dll berbagai jenis memory Eksternal

1 Berdasarkan jenis akses data

Berdasarkan jenis aksesnya memori eksternal dikelompokkan menjadi 2 jenis yaitu

a DASD (Direct Access Storage Device) dimana ia mempunyai akses langsung

terhadap data Contoh Magnetik(Floppy disk hard disk) Removable hard

disk(Zip disk Flash disk) Optical Disk

b SASD (Sequential Access Storage Device) Akses data secara tidak langsung

(berurutan) seperti Pita Magnetik

2Berdasarkan Karakteristik Bahan

Berdasarkan karakteristik bahan pembuatanya memori eksternal digolongkan

menjadi beberapa kelompok

a Punched Card atau kartu berlobang

a merupakan kartu kecil berisi lubang-lubang yang menggambarkan berbagai instruksi atau data Kartu ini dibaca melalui puch card reader yang sudah tidak digunakan lagi sejak tahun 1979

b Magnetik Disk Magnetik disk merupakan disk yang terbuat dari bahan yang bersifat magnetik contoh Floppy dan hardsik

c Optical Disk Optical disk terbuat dari bahan optik seperti resin (Polycaronate) dan dilapisi permukaan yang sangat reflektif seperti aluminium contoh CD dan DVD

d Magnetik TapeSedangkan magnetik tape terbuat dari bahan yang bersifat magnetik tetapi berbentuk pita seperti halnya pita kaset tape recorder

91 Bus amp Sistem Bus

Dalam Arsitektur komputer sebuah Bus adalah sebuah subsistem yang mentransfer data

atau listrik antar komponen komputer didalam sebuah komputer atau antar komputer

Bus komputer awal merupakan bus listrik paralel dengan banyak hubungan tetapi istilah

ini sekarang digunakan untuk pengaturan fisik yang menyediakan fungsi logika yang

sama dengan sebuah bus listrik paralel dan dapat dihubungkan dengan kabel dalam

sebuah topologi multidrop atau daisy chain atau dihubungkan dengan switch seperti

dalam kasus bus USB

System bus atau bus System dalam Arsitektur komputer merujuk pada bus yang

digunakan oleh sistem komputer untuk menghubungkan semua komponennya dalam

menjalankan tugas sebuah bus adalah sebutan untuk jalur dimana data dapat mengalir

dalam komputer jalur-jalur ini digunakan untuk komunikasi dan dapat dibuat antara dua

elemen atau lebih Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan

dieksekusi oleh CPU melalui perantara sistem bus

911 Transfer informasi pada bus

Suatu mendukung bermacam-macam transfer data Semua bus mendukung transfer baca

(master slave) dan transfer tulis( slave ke master) Pada semua multiplexed addressdata

bus pertama-tama bus digunakan untuk menspesifikasikan alamat dan kemudian untuk

melakukan transfer data Untuk operasi baca biasanya terdapat waktu tunggu pada saat

data sedang diambil dari slave untuk ditaruh pada bus Baik bagi operasi baca maupun

tulis mungkin juga terdapat delay bila hal itu diperlukan untuk melalui arbitrasi agar

mendapatkan kontrol bus untuk sisa operasi (yaitu mengambil alih bus untuk melakukan

request baca atau tulis kemudian mengambil alih lagi bus untuk membentuk operasi baca

atau tulis

Pada alamat dedicate dan bus-bus alamat ditaruh ada bus alamat dan tetap berada disana

selama data tersimpan pada bus data Bagi operasi tulis master menaruh data pada bus

data begitu alamat telah stabil dan slave telah mempunyai kesempatan untuk mengetahui

alamatnya bagi operasi baca slave menaruh data pada bus dan begitu slae mengetahui

alamatnya dan telah mengembil data

912 Sistem Bus dengan Jalur Data Alamat dan Kontrol

Jalur bus yang digunakan untuk mentransfer data dapat dikelompokkanrnenjadi tiga tipe jalur data alamat dan kontrol

Data bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi data dan instruksi

Address bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi untuk alamat di

main memory untuk data atau instruksi yang akan diambil atau direkam

Control bus yaitu bus yang digunakan untuk mengirimkan signal sebagai

pemberitahuan akan dikirimkan suatu informasi atau telah diterimanya informasi

yang akan dikirimkan dari suatu alat ke alat lainnya

913 Hirarki Bus

Bus merupakan lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih perangkat

computer Karakteristik penting sebuah bus adalah bahwa bus merupakan media

transmisi yang dapat digunakan bersama Sejumlah perangkat yang terhubung ke bus dan

suatu sinyal yang ditransmisikan oleh salah satu perangkat ini data diterimaoleh salah

satu perangkat yang terhubung ke bus

Umumnya sebuah bus terdiri dari sejumlah lintasan komunikasi atau saluran Masing-

masing saluran dapat mentransmisi sinyal yang menunjukan biner 1 dan biner 0

serangkaian digit biner dapat ditransmisi melalui saluran tunggal

914 Bus Data dan Bus Alamat

1 Bus data

Jalur data yang dilalui informasi ke dan dari microprocessor bahan data keterangan

catatan fakta fakta atau bagian dari fakta yang mengandung arti yang dihubungkan

dengan kenyataan simbol-simbol gambar kata-kata angka huruf yang menunjukan ide

objek kondisi dan lainnya

Data itu sendiri merupakan bentuk jamak dari datum yang berarti informasi jelasnya data

itu dapat berupa apa saja dan dapat ditemui dimana saja

2 Bus Alamat

Bus alamat pengalamatan transformasi data bus Pengalamatan bus ini berisi 16 2024

jalur sinyal paralel atau lebih CPU mengirim alamat lokasi memori atau port yang ingin

ditulis atau dibaca di bus ini jumlah lokasi memori yang dapat dialamati ditentukan

jumlah jalur alamat Jika CPU mempunyai N jalur alamat maka dapat mengalamati 2

pangkat N lokasi memori dan atau port secara langsung

101 Unit Input amp Output

Salah satu fitur dasar komputer adalah kemampuannya untuk mempertukarkandata dengan perangkat lain Kemampuan komunikasi ini memungkinkan operatormanusia misalnya untuk menggunakan keyboard dan layer display untuk mengolahteks dan grafik

1011 Dasar Unit Input Output

Unit IO memberi CPU kemampuan untuk berkomunikasi dengan peripheral Merupakan

entity dalam komputer yang bertanggung jawab atas pengontrol sebuah perangkat

eksternal atau lebih dan untuk pertukaran data antara alat-alat tersebut dengan memory

utama dan atau register-register dalam CPU

Alasan- alasan dipertukarkannya unit IO

Adanya aneka ragam peripheral yang memiliki macam-macam metode operasi

Perbedaan kecepatan transfer data antara sistem BUS dengan piranti IO BUS= 20

nano detik sedang IO lebih dari 100 nano detik

Peripheral seringkali menggunakan format data dan panjang word yang berlainan

dengan komputer

Perbedaan besar tegangan dan arus data yang diperlukan untuk transfer informasi

dari dan ke peripheral dengan sistem bus

Tujuan Unit IO

Melakukan kompensasi perbedaan kecepatan dan perwaktuan antara CPU dan

peripheral

Melakukan penyesuaian tegangan dan arus satu aras ke aras lain

Menyesuaikan panjang data antara sistem BUS dan BUS IO

1012 Antarmuka IO

Gambar 122 mengilustrasikan hardware yang diperlukan untukmenghubungkan perangkat IO ke bus Dekoder alamat mengenableperangkattersebut untuk mengenali alamatnya pada saat alamat ini muncul pada jalur alamatRegister data menyimpan data yang ditransfer ked an dari prosessor Register statusberisi informasi yang relevan dengan operasi perangkat IO Register data dan statusdihubungkan dengan bus data dan ditetapkan dengan alamatalamatunik Dekoderalamat register data dan status dan sirkuit control yang diperlukan untukmengkoordinasikan transfer IO membentuk sirkuit antar muka perangkatGambar 122 Antarmuka IO untuk perangkat input

Perangkat IO beroperasi pada kecepatan yang sangat berbeda denganprosessor Pada saat operator manusia memasukkan karakter pada keyboardprosessor mampu mengeksekusi jutaan instruksi antarentrikarakter yang berurutanSuatu instruksi yang membaca karakter dari keyboard sebaiknya hanya dieksekusipada saat karakter tersebut tersedia dalam input buffer antarmuka keyboard Juga kitaharus memastikan bahwa karakter input tersebut hanya dibaca sekali

1013 Transfer data pada IO

Transfer dataFormat transfer

- Paralel semua bit pada karakter (word denganpanjang tertentu) dikirim secara bersamaan dalambatas waktu yang diberikan

- Serial Data dikirim secara berurutan dalam satu saluran

Transfer data secara paralel lebih cepat daripada secaraserial karena saluran transmisinya banyak kelemahannyakalau terlalu panjang akan terjadi interferensi antarsaluran

Mode transfer data

1 Synchronous modeBaris kendali digunakan untuk mengsinkronkan waktupada semua kejadian yang terjadi selama periodewaktu tertentuKelemahanbull Tiap piranti IO berbeda-beda kecepatan operasinyasehingga harus diturunkan pada kecepatan yangpaling rendah

2 Asynchronous mode

Menggunakan teknik jabat tangan (hand shaking) untukmenyakinkan transfer data antara pengirim danpenerima tidak ada kesalahan (data valid)

111 Interupsi

Interupsi merupakan bagian penting dari sistem arsitektur komputer Setiap sistem

komputer memiliki mekanisme yang berbeda Interupsi bisa terjadi apabila perangkat

keras (hardware) atau perangkat lunak minta ldquo dilayanirdquo oleh processor apabila terjadi

interupsi maka processor menghentikan proses yang sedang dikerjakannya kemudian

beralih mengerjakan service rutin untuk melayani intrupsi tersebut Setelah selesai

mengerjakan service rutin maka prosesor kembali melanjutkan proses yang tertunda

1111 Kelas Sinyal Interupsi

Program yaitu Interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi

pada hasil eksekusi program Contioh Aritmatika overflow pembagian nol

operasi ilegal

Timer adalah Interupsi yang dibangkitkan pewaktuan dalam prosesor Sinyal ini

memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsi tertentu secara reguler

I O sinyal Interupsi yang di bangkitkan oleh Modul IO sehubngan pemberitahuan

kondisi Error dan penyelesaian suatu operasi

Hardware Failure adalah Interupsi yang dibangkitkan oleh kegagalan daya atau

kesalahan paritas memori

1112 Proses Interupsi

Dengan adanya mekanisme Interupsi prossesor dapat digunakan untuk

mengeksekusi intsruksi- instruksi lain

Saat suatu modul telah selesai menjalankan tugasnya dan siap menerima tugas

berikutnya maka modul ini akan mengirimkan permintaan interupsi ke prosesor

Kemudian prosesor akan menghentikan eksekusi yang dijalankannya untuk

menghandle routine interupsi

Setelah program interupsi selesai maka processor akan melanjutkan eksekusi

programnya kembali

Saat sinyal Interupsi diterima processor ada dua kemungkinan tindakan yaitu

Interupsi diterima ditangguhkan dan Interupsi ditolak

1113 Interupsi Ditangguhkan

Apa yang dilakukan Processor

Processor menangguhkan eksekusi program yang dijalankan dan menyimpan

konteksnya tindakan ini adalah menyimpan alamat instruksi berikutnya yang akan

dieksekusi dan data lain yang relevan

Processor menyetel program Counter (PC) ke alamat awal routine intterupt handler

1114 Sistem Operasi Kompleks

Interupsi ganda (Multiple interupt)

Misalnya suatu komputer akan menerima permintaan interupsi saat proses

pencetakan dengan printer selesai disamping itu dimungkinkan dari saluran

komunikasi akan mengirimkan permintaan interupsi setiap kali data tiba

Dapat diambil dua buah pendekatan untuk menangani interupsi ganda ini

121 Arsitektur dan Klasifikasi Sistem Komputer

Sebuah sistem operasi atau dalam bahasa asingnya Operating System adalah sebuah

program yang mengatur hardware komputer Sistem operasi juga menyediakan fondasi

untuk aplikasi diatasnya dan bertindak sebagai penghubung antara user dengan

hardwaresetiap sistem operasi memiliki caranya masing-masing untuk menyelesaikan

tugasnya Hal ini menimbulkan aneka ragam sistem operasi yang sangat menakjubkan

Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu 1 Klasifikasi Flynn

Didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data dalam sistem komputer

2 Klasifikasi Feng Didasarkan pada pemrosesan paralel dan serial

3 Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1211 Klasifikasi Fylnn

KLASIFIKASI FLYNN 1048790 Klasifikasi sistem komputer yang didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data diperkenalkan oleh Michael J Flynn 1048790 Alur instruksi (instruction stream) adalah urutan instruksi yang dilaksanakan oleh mesin 1048790 Alur data adalah urutan data yang dipanggil oleh alur instruksi 1048790 Baik instruksi maupun data diambil dari modul memori 1048790 Instruksi didecode (diartikan) oleh Control Unit 1048790 Alur data mengalir dua arah antara prosesor dan memori

Ada 4 kategori sistem komputer dalam klasifikasi Flynn 1 Single Instruction stream ndash Single Data stream (SISD) 2 Single Instruction stream ndash Multiple Data stream (SIMD) 3 Multiple Instruction stream ndash Single Data stream (MISD) 4 Multiple Instruction stream ndash Multiple Data stream (MIMD)

1212 Klasifikasi Feng

KLASIFIKASI FENG 1048790 Tse Yun Feng mengusulkan pembagian klasifikasi arsitektur komputer berdasarkan derajat keparalelan (degree of parallelism) 1048790 Jumlah bit maksimum yang dapat diproses dalam satu satuan waktu oleh sistem komputer disebut derajat keparalelan maksimum P 1048790 Bila Pi adalah jumlah bit yang dapat diproses dalam siklus prosesor ke ndash i (atau periode clock ke ndash i) 1048790 Siklus prosesor T dinyatakan oleh i = 123 T 1048790 Maka derajat keparalelan rata-rataa adalah

Ada 4 tipe Metode Pemrosesan

1048790 Word Serial and Bit Serial (WSBS) 1048790 Word Paralel and Bit Setial (WPBS) 1048790 Word Serial and Bit Paralel (WSBP) 1048790 Word Paralel and Bit Paralel (WPBP)

1213 Klasifikasi Handler

Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1214 Menjelaskan Multi Komputer amp Multi Processor

1048790 Multiprosesor MIMD dengan memori yang dapat digunakan bersama semua prosesornya memiliki akses ke pool memori utama

1048790 Multikomputer MIMD dengan memori terdistribusi setiap prosesornya memiliki memori khusus sendiri

1048790 Motivasi pembuatan organisasi multikomputer adalah untuk mengatasi keterbatasan skala multiprosesor

1048790 Karena prosesor-prosesor multikomputer harus berkomunikasi maka elemen penting perancangan multikomputer adalah jaringan interkoneksi yang harus dapat beroperasi seefisien mungkin

1048790 Ada beberapa topologi interkoneksi untuk memberikan kinerja yang efisien

1048790 Terdapat trade-off antara lintasan terpanjang dan jumlah koneksi fisik yang diperlukan

Selesai

BAB III PENUTUP

31 Kesimpulan

32 Saran

Daftar Pustaka

• Definisi
• • Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu

714 Input Unit Kontrol

Input Unit Kontrol

Unit kontrol mempunyai beberapa input diantaranya1 Clock berfungsi untuk sinkronisasi operasi antar komponen 2 Flag flag-flag ini diperlukan unit kontrol untuk mengetahui status CPU Flag

diset ALU sebagai hasil dari suatu operasi misalnya overflow flag diset 1 bila hasil komputasi melampaui panjang register tempat flag disimpan

3 Instruction register menggunakan opcode untuk menentukan operasi mikro yang akan dilakukan selama siklus eksekusi

4 Sinyal kontrol dari rdquobus controlrdquo memberi jalur ke unit kontrol untuk sinyal-sinyal tertentu seperti sinyal interrupt dan sinyal acknowledgment

715 Output Unit Kontrol

Sinyal kontrol di dalam CPU (control signals within CPU) output unit kontrol terdiri dari dua macam sinyal yaitu

1 sinyal-sinyal yang menyebabkan perpindahan data antar register 2 sinyal-sinyal yang dapat mengaktifkan fungsi ALU yang spesifik

Sinyal kontrol ke rdquobus controlrdquo juga terdiri atas 2 sinyal yaitu1 sinyal kontrol ke memori 2 sinyal kontrol ke modul-modul IO

716 Implementasi Unit Kontrol

1 Implementasi hardwired Unit kontrol merupakan rangkaian kombinatorial Sinyal-sinyal logika

inputnya akan didekodekan menjadi sinyal-sinyal logika output yang merupakan sinyal-sinyal kontrol ke sistem komputer Sinyal-sinyal input tersebut seperti clock flag register instruction dan sinyal kontrol merupakan input bagi unit kontrol untuk mengetahui status komputer Sinyal keluaran yang dihasilkan akan mengendalikan sistem kerja komputer

N buah input biner akan menghasilkan 2N output biner Setiap instruksi memiliki opcode yang yang berbeda-bedaOpcode yang berbeda dalam instruksi akan menghasilkan sinyal kontrol yang berbeda pula Pewaktu unit kontrol mengeluarkan rangkaian pulsa yang periodik

Pulsa waktu ini digunakan untuk mengukur durasi setiap operasi mikro yang dijalankan CPU intinya digunakan untuk sinkronisasi kerja masing-masing bagian

Masalah dalam Merancang Implementasi Hardwired Memiliki kompleksitas dalam pengurutan dan operasi mikronya Sulit didesain dan dilakukan pengetesan Tidak fleksibel Sulit untuk menambahkan instruksi baru

2 Implementasi microprogrammed Implementasi yang paling reliabel saat ini adalah implementasi

microprogrammed Unit kontrol memerlukan sebuah memori untuk menyimpan program kontrolnya

Fungsindashfungsi pengontrolan dilakukan berdasarkan program kontrol yang tersimpan pada unit kontrol Selain itu fungsindashfungsi pengontrolan tidak berdasarkan dekode dari input unit kontrol lagi

Teknik ini dapat menjawab kesulitanndashkesulitan yang ditemui dalam implementasi hardwired

81 Memori amp Piranti Penyimpanan

811 Jenis-Jenis memori

Berdasarkan komponen yang digunakan terbagi atas

1 Vacuum Tubes

Komputer generasi pertama ENIAC tahun 1946 menggunakan komponentabung hampa udara untuk main memory Memori ini relatif berukuran besardan tiap-tiap tabung hampa udara mewakili 1 bit

2 Magnetic Core Storage

Digunakan sekitar tahun 1960 ndash 1970 Terdiri dari ribuan cincin magnetikkecil berukuran 18 mm dengan lubang berdiameter 10 mm Tiap-tiap coredihubungkan dengan kabel kawat membentuk suatu bidang core (core plane)dan ditumpuk membentuk suatu core stackMasing-masing core dapat menyimpan 1 bit bila dimagnetasi dengan suatuarus listrik dari dua arah jurusan yang masing-masing bermuatan frac12 arus

3 Planar Thin-Film Storage

Terbuat dari lempengan tipis keramik atau metal tembus pandang yang berisi

kumpulan besi nikel berbentuk empat persegi panjang kecil dihubungkandengan kabel-kabel

4 Semiconductor Storage

Mulai banyak digunakan sejak tahun 1970-an hingga sekarangTerbuat dariVLSI (Very Large Scale Integration) yaitu meletakkan sejumlah besar circuitke dalam suatu chip Teknologi yang digunakan adalah MOS (Metal OxideSemiconductor) dan bersifat volatileKomputer IBM 704 pada GeneralElectric Computer facility diArizona State University 1956Sebuah mesin vacuum tubedengan magnetic core storageSingle layer thin film dengan Ta2N resistors

5 Josephson Junction

Diciptakan oleh Brian Josephson dari Inggris Merupakan memori yang dapatmelakukan switch dari bit 1 ke bit 0 atau sebaliknya dengan kecepatan yangtinggi yaitu kurang dari sepertriliun detik Menggunakan suatu tempat

tertutup yang berisi helium cair dengan suhu sekitar -200 derajat celcius

6 Charged-Coupled Device (CCD)

Merupakan memori yang terdiri dari ribuan metal bujur sangkar berukurankecil yang masing-masing dapat menyimpan informasi digit binari dalambentuk beban elektronik (electric charge)

812 Hirarki Memori

Sebagian besar komputer memiliki hirarki memori yang terdiri atas tiga level yaitu

1 Physical Register di CPU berada di Level teratas Informasi yang berada

di Register dapat diakses dalam satu Clock cycle CPU

2 Primary Memory (Executable memory ) berada dilevel tengah

Contohnya RAM Primary Memory diukur dengan satu byte dalam satu

waktu secara relatif dapat diakses dengan cepat bersifat volatil (informasi

bisa hilang ketika komputer dimatikan) CPU mengakses memori ini

dengan instruksi single load dan store dalam beberapa clock cycle

3 Secondary Memory berada dilevel bawah Contohnya disk atau tape

Secondary memory diukur sebagai kumpulan dari bytes(block of bytes)

waktu aksesnya lambat bersifat non-volatil (informasi tetap tersimpan

ketika komputer dimatikan) Memori ini diterapkan di storage device jadi

akses meliputi aksi oleh driver dan device

813 Memori Internal

Memori internal o Berada di luar CPU tetapi bersifat internal terhadap sistem komputero Diperlukan oleh CPU untuk proses eksekusi (operasi) program sehingga

dapat diakses secara langsung oleh prosesor (CPU) tanpa modul perantarao Memori internal sering juga disebut sebagai memori primer atau memori

utama o Memori internal biasanya menggunakan media RAM

Random Access Memori (RAM)

Ram adalah suatu memori baca tulis artinya data dapat dibaca dari atau ditulis ke RAM dan dapat dilakukan secara berulang-ulang dengan data yang berbeda-beda Jenis memori ini merupakan jenis volatile (mudah menguap) yaitu data yang tersimpan akan hilang jika catu dayanya dimatikan Karena alasan tersebut maka program utama tidak pernah disimpan di RAM Random artinya data yang disimpan pada RAM dapat diakses secara acak RAM dibagi lagi menjadi dua jenis yaitu jenis statik dan jenis dinamik RAM statik menyimpan satu bit informasi dalam sebuah flip-flop Jenis RAM ini asyncronous dan tidak memerlukan sinyal clock RAM statik biasanya digunakan untuk aplikasi-aplikasi yang tidak memerlukan kapasitas memori RAM yang besar RAM dinamik menyimpan satu bit informasi data sebagai muatan RAM dinamik menggunakan kapasitansi gerbang substrat sebuah transistor MOS sebagai sel memori elementer Untuk menjaga agar data yang tersimpan RAM dinamik tetap utuh data tersebut harus disegarkan kembali dengan cara membaca dan menulis ulang data tersebut kememori RAM dinamik ini digunakan untuk aplikasi ynag memerlukan RAM dengan kapasitas besar misalnya dalam sebuah komputer pribadi (PC)

Read Only Memory (ROM)

Jenis memori ini datanya hanya bisa dibaca dan tidak bisa ditulis secara berulang-ulang Memori ini berjenis non-volatile artinya data yang disimpan tidak mudah menguap (hilang) walaupun catu dayanya dimatikan Karena itu memori ini biasa digunakan untuk menyimpan program utama dari suatu sistem Jenis ROM yang dikenal dipasaran ada lima jenis yaitu

- ROM (Read Only Memory) yang diprogram dalam proses pembuatannya Jenis ini tidak dapat diprogram ulang

- PROM (Programmable ROM) yang diprogram dengan cara memutuskan hubungan sekering internal PROM hanya dapat diprogram satu kali dan tidak dapat diprogram ulang

- EPROM (Erasable PROM) yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat dari piranti Dihapus dengan cara pemberian sinar ultra violet melalui jendela pada bagian atas IC Setelah dihapus dapat diprogram ulang

- EEPROM (Electrically EPROM) sama saja dengan EPROM hanya cara penghapusannya dilakukan secara listrik

- Flash EPROM yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat pada piranti Memori ini dapat diisi ulang

Dari semua jenis memori diatas yang sering digunakan adalah memori jenis EPROM dan

EEPROM karena harganya paling murah dan mudah didapat dipasaran

814 Memori Eksternal

Memori eksternal o Bersifat eksternal terhadap sistem komputer dan tentu saja berada di luar

CPUo Diperlukan untuk menyimpan data atau instruksi secara permaneno Tidak diperlukan di dalam proses eksekusi sehingga tidak dapat diakses secara

langsung oleh prosesor (CPU) Untuk akses memori eksternal ini oleh CPU harus melalui pengontrolmodul IO

o Memori eksternal sering juga disebut sebagai memori sekunder o Memori ini terdiri atas perangkat storage peripheral seperti disk pita

magnetik dll berbagai jenis memory Eksternal

1 Berdasarkan jenis akses data

Berdasarkan jenis aksesnya memori eksternal dikelompokkan menjadi 2 jenis yaitu

a DASD (Direct Access Storage Device) dimana ia mempunyai akses langsung

terhadap data Contoh Magnetik(Floppy disk hard disk) Removable hard

disk(Zip disk Flash disk) Optical Disk

b SASD (Sequential Access Storage Device) Akses data secara tidak langsung

(berurutan) seperti Pita Magnetik

2Berdasarkan Karakteristik Bahan

Berdasarkan karakteristik bahan pembuatanya memori eksternal digolongkan

menjadi beberapa kelompok

a Punched Card atau kartu berlobang

a merupakan kartu kecil berisi lubang-lubang yang menggambarkan berbagai instruksi atau data Kartu ini dibaca melalui puch card reader yang sudah tidak digunakan lagi sejak tahun 1979

b Magnetik Disk Magnetik disk merupakan disk yang terbuat dari bahan yang bersifat magnetik contoh Floppy dan hardsik

c Optical Disk Optical disk terbuat dari bahan optik seperti resin (Polycaronate) dan dilapisi permukaan yang sangat reflektif seperti aluminium contoh CD dan DVD

d Magnetik TapeSedangkan magnetik tape terbuat dari bahan yang bersifat magnetik tetapi berbentuk pita seperti halnya pita kaset tape recorder

91 Bus amp Sistem Bus

Dalam Arsitektur komputer sebuah Bus adalah sebuah subsistem yang mentransfer data

atau listrik antar komponen komputer didalam sebuah komputer atau antar komputer

Bus komputer awal merupakan bus listrik paralel dengan banyak hubungan tetapi istilah

ini sekarang digunakan untuk pengaturan fisik yang menyediakan fungsi logika yang

sama dengan sebuah bus listrik paralel dan dapat dihubungkan dengan kabel dalam

sebuah topologi multidrop atau daisy chain atau dihubungkan dengan switch seperti

dalam kasus bus USB

System bus atau bus System dalam Arsitektur komputer merujuk pada bus yang

digunakan oleh sistem komputer untuk menghubungkan semua komponennya dalam

menjalankan tugas sebuah bus adalah sebutan untuk jalur dimana data dapat mengalir

dalam komputer jalur-jalur ini digunakan untuk komunikasi dan dapat dibuat antara dua

elemen atau lebih Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan

dieksekusi oleh CPU melalui perantara sistem bus

911 Transfer informasi pada bus

Suatu mendukung bermacam-macam transfer data Semua bus mendukung transfer baca

(master slave) dan transfer tulis( slave ke master) Pada semua multiplexed addressdata

bus pertama-tama bus digunakan untuk menspesifikasikan alamat dan kemudian untuk

melakukan transfer data Untuk operasi baca biasanya terdapat waktu tunggu pada saat

data sedang diambil dari slave untuk ditaruh pada bus Baik bagi operasi baca maupun

tulis mungkin juga terdapat delay bila hal itu diperlukan untuk melalui arbitrasi agar

mendapatkan kontrol bus untuk sisa operasi (yaitu mengambil alih bus untuk melakukan

request baca atau tulis kemudian mengambil alih lagi bus untuk membentuk operasi baca

atau tulis

Pada alamat dedicate dan bus-bus alamat ditaruh ada bus alamat dan tetap berada disana

selama data tersimpan pada bus data Bagi operasi tulis master menaruh data pada bus

data begitu alamat telah stabil dan slave telah mempunyai kesempatan untuk mengetahui

alamatnya bagi operasi baca slave menaruh data pada bus dan begitu slae mengetahui

alamatnya dan telah mengembil data

912 Sistem Bus dengan Jalur Data Alamat dan Kontrol

Jalur bus yang digunakan untuk mentransfer data dapat dikelompokkanrnenjadi tiga tipe jalur data alamat dan kontrol

Data bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi data dan instruksi

Address bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi untuk alamat di

main memory untuk data atau instruksi yang akan diambil atau direkam

Control bus yaitu bus yang digunakan untuk mengirimkan signal sebagai

pemberitahuan akan dikirimkan suatu informasi atau telah diterimanya informasi

yang akan dikirimkan dari suatu alat ke alat lainnya

913 Hirarki Bus

Bus merupakan lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih perangkat

computer Karakteristik penting sebuah bus adalah bahwa bus merupakan media

transmisi yang dapat digunakan bersama Sejumlah perangkat yang terhubung ke bus dan

suatu sinyal yang ditransmisikan oleh salah satu perangkat ini data diterimaoleh salah

satu perangkat yang terhubung ke bus

Umumnya sebuah bus terdiri dari sejumlah lintasan komunikasi atau saluran Masing-

masing saluran dapat mentransmisi sinyal yang menunjukan biner 1 dan biner 0

serangkaian digit biner dapat ditransmisi melalui saluran tunggal

914 Bus Data dan Bus Alamat

1 Bus data

Jalur data yang dilalui informasi ke dan dari microprocessor bahan data keterangan

catatan fakta fakta atau bagian dari fakta yang mengandung arti yang dihubungkan

dengan kenyataan simbol-simbol gambar kata-kata angka huruf yang menunjukan ide

objek kondisi dan lainnya

Data itu sendiri merupakan bentuk jamak dari datum yang berarti informasi jelasnya data

itu dapat berupa apa saja dan dapat ditemui dimana saja

2 Bus Alamat

Bus alamat pengalamatan transformasi data bus Pengalamatan bus ini berisi 16 2024

jalur sinyal paralel atau lebih CPU mengirim alamat lokasi memori atau port yang ingin

ditulis atau dibaca di bus ini jumlah lokasi memori yang dapat dialamati ditentukan

jumlah jalur alamat Jika CPU mempunyai N jalur alamat maka dapat mengalamati 2

pangkat N lokasi memori dan atau port secara langsung

101 Unit Input amp Output

Salah satu fitur dasar komputer adalah kemampuannya untuk mempertukarkandata dengan perangkat lain Kemampuan komunikasi ini memungkinkan operatormanusia misalnya untuk menggunakan keyboard dan layer display untuk mengolahteks dan grafik

1011 Dasar Unit Input Output

Unit IO memberi CPU kemampuan untuk berkomunikasi dengan peripheral Merupakan

entity dalam komputer yang bertanggung jawab atas pengontrol sebuah perangkat

eksternal atau lebih dan untuk pertukaran data antara alat-alat tersebut dengan memory

utama dan atau register-register dalam CPU

Alasan- alasan dipertukarkannya unit IO

Adanya aneka ragam peripheral yang memiliki macam-macam metode operasi

Perbedaan kecepatan transfer data antara sistem BUS dengan piranti IO BUS= 20

nano detik sedang IO lebih dari 100 nano detik

Peripheral seringkali menggunakan format data dan panjang word yang berlainan

dengan komputer

Perbedaan besar tegangan dan arus data yang diperlukan untuk transfer informasi

dari dan ke peripheral dengan sistem bus

Tujuan Unit IO

Melakukan kompensasi perbedaan kecepatan dan perwaktuan antara CPU dan

peripheral

Melakukan penyesuaian tegangan dan arus satu aras ke aras lain

Menyesuaikan panjang data antara sistem BUS dan BUS IO

1012 Antarmuka IO

Gambar 122 mengilustrasikan hardware yang diperlukan untukmenghubungkan perangkat IO ke bus Dekoder alamat mengenableperangkattersebut untuk mengenali alamatnya pada saat alamat ini muncul pada jalur alamatRegister data menyimpan data yang ditransfer ked an dari prosessor Register statusberisi informasi yang relevan dengan operasi perangkat IO Register data dan statusdihubungkan dengan bus data dan ditetapkan dengan alamatalamatunik Dekoderalamat register data dan status dan sirkuit control yang diperlukan untukmengkoordinasikan transfer IO membentuk sirkuit antar muka perangkatGambar 122 Antarmuka IO untuk perangkat input

Perangkat IO beroperasi pada kecepatan yang sangat berbeda denganprosessor Pada saat operator manusia memasukkan karakter pada keyboardprosessor mampu mengeksekusi jutaan instruksi antarentrikarakter yang berurutanSuatu instruksi yang membaca karakter dari keyboard sebaiknya hanya dieksekusipada saat karakter tersebut tersedia dalam input buffer antarmuka keyboard Juga kitaharus memastikan bahwa karakter input tersebut hanya dibaca sekali

1013 Transfer data pada IO

Transfer dataFormat transfer

- Paralel semua bit pada karakter (word denganpanjang tertentu) dikirim secara bersamaan dalambatas waktu yang diberikan

- Serial Data dikirim secara berurutan dalam satu saluran

Transfer data secara paralel lebih cepat daripada secaraserial karena saluran transmisinya banyak kelemahannyakalau terlalu panjang akan terjadi interferensi antarsaluran

Mode transfer data

1 Synchronous modeBaris kendali digunakan untuk mengsinkronkan waktupada semua kejadian yang terjadi selama periodewaktu tertentuKelemahanbull Tiap piranti IO berbeda-beda kecepatan operasinyasehingga harus diturunkan pada kecepatan yangpaling rendah

2 Asynchronous mode

Menggunakan teknik jabat tangan (hand shaking) untukmenyakinkan transfer data antara pengirim danpenerima tidak ada kesalahan (data valid)

111 Interupsi

Interupsi merupakan bagian penting dari sistem arsitektur komputer Setiap sistem

komputer memiliki mekanisme yang berbeda Interupsi bisa terjadi apabila perangkat

keras (hardware) atau perangkat lunak minta ldquo dilayanirdquo oleh processor apabila terjadi

interupsi maka processor menghentikan proses yang sedang dikerjakannya kemudian

beralih mengerjakan service rutin untuk melayani intrupsi tersebut Setelah selesai

mengerjakan service rutin maka prosesor kembali melanjutkan proses yang tertunda

1111 Kelas Sinyal Interupsi

Program yaitu Interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi

pada hasil eksekusi program Contioh Aritmatika overflow pembagian nol

operasi ilegal

Timer adalah Interupsi yang dibangkitkan pewaktuan dalam prosesor Sinyal ini

memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsi tertentu secara reguler

I O sinyal Interupsi yang di bangkitkan oleh Modul IO sehubngan pemberitahuan

kondisi Error dan penyelesaian suatu operasi

Hardware Failure adalah Interupsi yang dibangkitkan oleh kegagalan daya atau

kesalahan paritas memori

1112 Proses Interupsi

Dengan adanya mekanisme Interupsi prossesor dapat digunakan untuk

mengeksekusi intsruksi- instruksi lain

Saat suatu modul telah selesai menjalankan tugasnya dan siap menerima tugas

berikutnya maka modul ini akan mengirimkan permintaan interupsi ke prosesor

Kemudian prosesor akan menghentikan eksekusi yang dijalankannya untuk

menghandle routine interupsi

Setelah program interupsi selesai maka processor akan melanjutkan eksekusi

programnya kembali

Saat sinyal Interupsi diterima processor ada dua kemungkinan tindakan yaitu

Interupsi diterima ditangguhkan dan Interupsi ditolak

1113 Interupsi Ditangguhkan

Apa yang dilakukan Processor

Processor menangguhkan eksekusi program yang dijalankan dan menyimpan

konteksnya tindakan ini adalah menyimpan alamat instruksi berikutnya yang akan

dieksekusi dan data lain yang relevan

Processor menyetel program Counter (PC) ke alamat awal routine intterupt handler

1114 Sistem Operasi Kompleks

Interupsi ganda (Multiple interupt)

Misalnya suatu komputer akan menerima permintaan interupsi saat proses

pencetakan dengan printer selesai disamping itu dimungkinkan dari saluran

komunikasi akan mengirimkan permintaan interupsi setiap kali data tiba

Dapat diambil dua buah pendekatan untuk menangani interupsi ganda ini

121 Arsitektur dan Klasifikasi Sistem Komputer

Sebuah sistem operasi atau dalam bahasa asingnya Operating System adalah sebuah

program yang mengatur hardware komputer Sistem operasi juga menyediakan fondasi

untuk aplikasi diatasnya dan bertindak sebagai penghubung antara user dengan

hardwaresetiap sistem operasi memiliki caranya masing-masing untuk menyelesaikan

tugasnya Hal ini menimbulkan aneka ragam sistem operasi yang sangat menakjubkan

Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu 1 Klasifikasi Flynn

Didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data dalam sistem komputer

2 Klasifikasi Feng Didasarkan pada pemrosesan paralel dan serial

3 Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1211 Klasifikasi Fylnn

KLASIFIKASI FLYNN 1048790 Klasifikasi sistem komputer yang didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data diperkenalkan oleh Michael J Flynn 1048790 Alur instruksi (instruction stream) adalah urutan instruksi yang dilaksanakan oleh mesin 1048790 Alur data adalah urutan data yang dipanggil oleh alur instruksi 1048790 Baik instruksi maupun data diambil dari modul memori 1048790 Instruksi didecode (diartikan) oleh Control Unit 1048790 Alur data mengalir dua arah antara prosesor dan memori

Ada 4 kategori sistem komputer dalam klasifikasi Flynn 1 Single Instruction stream ndash Single Data stream (SISD) 2 Single Instruction stream ndash Multiple Data stream (SIMD) 3 Multiple Instruction stream ndash Single Data stream (MISD) 4 Multiple Instruction stream ndash Multiple Data stream (MIMD)

1212 Klasifikasi Feng

KLASIFIKASI FENG 1048790 Tse Yun Feng mengusulkan pembagian klasifikasi arsitektur komputer berdasarkan derajat keparalelan (degree of parallelism) 1048790 Jumlah bit maksimum yang dapat diproses dalam satu satuan waktu oleh sistem komputer disebut derajat keparalelan maksimum P 1048790 Bila Pi adalah jumlah bit yang dapat diproses dalam siklus prosesor ke ndash i (atau periode clock ke ndash i) 1048790 Siklus prosesor T dinyatakan oleh i = 123 T 1048790 Maka derajat keparalelan rata-rataa adalah

Ada 4 tipe Metode Pemrosesan

1048790 Word Serial and Bit Serial (WSBS) 1048790 Word Paralel and Bit Setial (WPBS) 1048790 Word Serial and Bit Paralel (WSBP) 1048790 Word Paralel and Bit Paralel (WPBP)

1213 Klasifikasi Handler

Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1214 Menjelaskan Multi Komputer amp Multi Processor

1048790 Multiprosesor MIMD dengan memori yang dapat digunakan bersama semua prosesornya memiliki akses ke pool memori utama

1048790 Multikomputer MIMD dengan memori terdistribusi setiap prosesornya memiliki memori khusus sendiri

1048790 Motivasi pembuatan organisasi multikomputer adalah untuk mengatasi keterbatasan skala multiprosesor

1048790 Karena prosesor-prosesor multikomputer harus berkomunikasi maka elemen penting perancangan multikomputer adalah jaringan interkoneksi yang harus dapat beroperasi seefisien mungkin

1048790 Ada beberapa topologi interkoneksi untuk memberikan kinerja yang efisien

1048790 Terdapat trade-off antara lintasan terpanjang dan jumlah koneksi fisik yang diperlukan

Selesai

BAB III PENUTUP

31 Kesimpulan

32 Saran

Daftar Pustaka

• Definisi
• • Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu

2 Implementasi microprogrammed Implementasi yang paling reliabel saat ini adalah implementasi

microprogrammed Unit kontrol memerlukan sebuah memori untuk menyimpan program kontrolnya

Fungsindashfungsi pengontrolan dilakukan berdasarkan program kontrol yang tersimpan pada unit kontrol Selain itu fungsindashfungsi pengontrolan tidak berdasarkan dekode dari input unit kontrol lagi

Teknik ini dapat menjawab kesulitanndashkesulitan yang ditemui dalam implementasi hardwired

81 Memori amp Piranti Penyimpanan

811 Jenis-Jenis memori

Berdasarkan komponen yang digunakan terbagi atas

1 Vacuum Tubes

Komputer generasi pertama ENIAC tahun 1946 menggunakan komponentabung hampa udara untuk main memory Memori ini relatif berukuran besardan tiap-tiap tabung hampa udara mewakili 1 bit

2 Magnetic Core Storage

Digunakan sekitar tahun 1960 ndash 1970 Terdiri dari ribuan cincin magnetikkecil berukuran 18 mm dengan lubang berdiameter 10 mm Tiap-tiap coredihubungkan dengan kabel kawat membentuk suatu bidang core (core plane)dan ditumpuk membentuk suatu core stackMasing-masing core dapat menyimpan 1 bit bila dimagnetasi dengan suatuarus listrik dari dua arah jurusan yang masing-masing bermuatan frac12 arus

3 Planar Thin-Film Storage

Terbuat dari lempengan tipis keramik atau metal tembus pandang yang berisi

kumpulan besi nikel berbentuk empat persegi panjang kecil dihubungkandengan kabel-kabel

4 Semiconductor Storage

Mulai banyak digunakan sejak tahun 1970-an hingga sekarangTerbuat dariVLSI (Very Large Scale Integration) yaitu meletakkan sejumlah besar circuitke dalam suatu chip Teknologi yang digunakan adalah MOS (Metal OxideSemiconductor) dan bersifat volatileKomputer IBM 704 pada GeneralElectric Computer facility diArizona State University 1956Sebuah mesin vacuum tubedengan magnetic core storageSingle layer thin film dengan Ta2N resistors

5 Josephson Junction

Diciptakan oleh Brian Josephson dari Inggris Merupakan memori yang dapatmelakukan switch dari bit 1 ke bit 0 atau sebaliknya dengan kecepatan yangtinggi yaitu kurang dari sepertriliun detik Menggunakan suatu tempat

tertutup yang berisi helium cair dengan suhu sekitar -200 derajat celcius

6 Charged-Coupled Device (CCD)

Merupakan memori yang terdiri dari ribuan metal bujur sangkar berukurankecil yang masing-masing dapat menyimpan informasi digit binari dalambentuk beban elektronik (electric charge)

812 Hirarki Memori

Sebagian besar komputer memiliki hirarki memori yang terdiri atas tiga level yaitu

1 Physical Register di CPU berada di Level teratas Informasi yang berada

di Register dapat diakses dalam satu Clock cycle CPU

2 Primary Memory (Executable memory ) berada dilevel tengah

Contohnya RAM Primary Memory diukur dengan satu byte dalam satu

waktu secara relatif dapat diakses dengan cepat bersifat volatil (informasi

bisa hilang ketika komputer dimatikan) CPU mengakses memori ini

dengan instruksi single load dan store dalam beberapa clock cycle

3 Secondary Memory berada dilevel bawah Contohnya disk atau tape

Secondary memory diukur sebagai kumpulan dari bytes(block of bytes)

waktu aksesnya lambat bersifat non-volatil (informasi tetap tersimpan

ketika komputer dimatikan) Memori ini diterapkan di storage device jadi

akses meliputi aksi oleh driver dan device

813 Memori Internal

Memori internal o Berada di luar CPU tetapi bersifat internal terhadap sistem komputero Diperlukan oleh CPU untuk proses eksekusi (operasi) program sehingga

dapat diakses secara langsung oleh prosesor (CPU) tanpa modul perantarao Memori internal sering juga disebut sebagai memori primer atau memori

utama o Memori internal biasanya menggunakan media RAM

Random Access Memori (RAM)

Ram adalah suatu memori baca tulis artinya data dapat dibaca dari atau ditulis ke RAM dan dapat dilakukan secara berulang-ulang dengan data yang berbeda-beda Jenis memori ini merupakan jenis volatile (mudah menguap) yaitu data yang tersimpan akan hilang jika catu dayanya dimatikan Karena alasan tersebut maka program utama tidak pernah disimpan di RAM Random artinya data yang disimpan pada RAM dapat diakses secara acak RAM dibagi lagi menjadi dua jenis yaitu jenis statik dan jenis dinamik RAM statik menyimpan satu bit informasi dalam sebuah flip-flop Jenis RAM ini asyncronous dan tidak memerlukan sinyal clock RAM statik biasanya digunakan untuk aplikasi-aplikasi yang tidak memerlukan kapasitas memori RAM yang besar RAM dinamik menyimpan satu bit informasi data sebagai muatan RAM dinamik menggunakan kapasitansi gerbang substrat sebuah transistor MOS sebagai sel memori elementer Untuk menjaga agar data yang tersimpan RAM dinamik tetap utuh data tersebut harus disegarkan kembali dengan cara membaca dan menulis ulang data tersebut kememori RAM dinamik ini digunakan untuk aplikasi ynag memerlukan RAM dengan kapasitas besar misalnya dalam sebuah komputer pribadi (PC)

Read Only Memory (ROM)

Jenis memori ini datanya hanya bisa dibaca dan tidak bisa ditulis secara berulang-ulang Memori ini berjenis non-volatile artinya data yang disimpan tidak mudah menguap (hilang) walaupun catu dayanya dimatikan Karena itu memori ini biasa digunakan untuk menyimpan program utama dari suatu sistem Jenis ROM yang dikenal dipasaran ada lima jenis yaitu

- ROM (Read Only Memory) yang diprogram dalam proses pembuatannya Jenis ini tidak dapat diprogram ulang

- PROM (Programmable ROM) yang diprogram dengan cara memutuskan hubungan sekering internal PROM hanya dapat diprogram satu kali dan tidak dapat diprogram ulang

- EPROM (Erasable PROM) yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat dari piranti Dihapus dengan cara pemberian sinar ultra violet melalui jendela pada bagian atas IC Setelah dihapus dapat diprogram ulang

- EEPROM (Electrically EPROM) sama saja dengan EPROM hanya cara penghapusannya dilakukan secara listrik

- Flash EPROM yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat pada piranti Memori ini dapat diisi ulang

Dari semua jenis memori diatas yang sering digunakan adalah memori jenis EPROM dan

EEPROM karena harganya paling murah dan mudah didapat dipasaran

814 Memori Eksternal

Memori eksternal o Bersifat eksternal terhadap sistem komputer dan tentu saja berada di luar

CPUo Diperlukan untuk menyimpan data atau instruksi secara permaneno Tidak diperlukan di dalam proses eksekusi sehingga tidak dapat diakses secara

langsung oleh prosesor (CPU) Untuk akses memori eksternal ini oleh CPU harus melalui pengontrolmodul IO

o Memori eksternal sering juga disebut sebagai memori sekunder o Memori ini terdiri atas perangkat storage peripheral seperti disk pita

magnetik dll berbagai jenis memory Eksternal

1 Berdasarkan jenis akses data

Berdasarkan jenis aksesnya memori eksternal dikelompokkan menjadi 2 jenis yaitu

a DASD (Direct Access Storage Device) dimana ia mempunyai akses langsung

terhadap data Contoh Magnetik(Floppy disk hard disk) Removable hard

disk(Zip disk Flash disk) Optical Disk

b SASD (Sequential Access Storage Device) Akses data secara tidak langsung

(berurutan) seperti Pita Magnetik

2Berdasarkan Karakteristik Bahan

Berdasarkan karakteristik bahan pembuatanya memori eksternal digolongkan

menjadi beberapa kelompok

a Punched Card atau kartu berlobang

a merupakan kartu kecil berisi lubang-lubang yang menggambarkan berbagai instruksi atau data Kartu ini dibaca melalui puch card reader yang sudah tidak digunakan lagi sejak tahun 1979

b Magnetik Disk Magnetik disk merupakan disk yang terbuat dari bahan yang bersifat magnetik contoh Floppy dan hardsik

c Optical Disk Optical disk terbuat dari bahan optik seperti resin (Polycaronate) dan dilapisi permukaan yang sangat reflektif seperti aluminium contoh CD dan DVD

d Magnetik TapeSedangkan magnetik tape terbuat dari bahan yang bersifat magnetik tetapi berbentuk pita seperti halnya pita kaset tape recorder

91 Bus amp Sistem Bus

Dalam Arsitektur komputer sebuah Bus adalah sebuah subsistem yang mentransfer data

atau listrik antar komponen komputer didalam sebuah komputer atau antar komputer

Bus komputer awal merupakan bus listrik paralel dengan banyak hubungan tetapi istilah

ini sekarang digunakan untuk pengaturan fisik yang menyediakan fungsi logika yang

sama dengan sebuah bus listrik paralel dan dapat dihubungkan dengan kabel dalam

sebuah topologi multidrop atau daisy chain atau dihubungkan dengan switch seperti

dalam kasus bus USB

System bus atau bus System dalam Arsitektur komputer merujuk pada bus yang

digunakan oleh sistem komputer untuk menghubungkan semua komponennya dalam

menjalankan tugas sebuah bus adalah sebutan untuk jalur dimana data dapat mengalir

dalam komputer jalur-jalur ini digunakan untuk komunikasi dan dapat dibuat antara dua

elemen atau lebih Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan

dieksekusi oleh CPU melalui perantara sistem bus

911 Transfer informasi pada bus

Suatu mendukung bermacam-macam transfer data Semua bus mendukung transfer baca

(master slave) dan transfer tulis( slave ke master) Pada semua multiplexed addressdata

bus pertama-tama bus digunakan untuk menspesifikasikan alamat dan kemudian untuk

melakukan transfer data Untuk operasi baca biasanya terdapat waktu tunggu pada saat

data sedang diambil dari slave untuk ditaruh pada bus Baik bagi operasi baca maupun

tulis mungkin juga terdapat delay bila hal itu diperlukan untuk melalui arbitrasi agar

mendapatkan kontrol bus untuk sisa operasi (yaitu mengambil alih bus untuk melakukan

request baca atau tulis kemudian mengambil alih lagi bus untuk membentuk operasi baca

atau tulis

Pada alamat dedicate dan bus-bus alamat ditaruh ada bus alamat dan tetap berada disana

selama data tersimpan pada bus data Bagi operasi tulis master menaruh data pada bus

data begitu alamat telah stabil dan slave telah mempunyai kesempatan untuk mengetahui

alamatnya bagi operasi baca slave menaruh data pada bus dan begitu slae mengetahui

alamatnya dan telah mengembil data

912 Sistem Bus dengan Jalur Data Alamat dan Kontrol

Jalur bus yang digunakan untuk mentransfer data dapat dikelompokkanrnenjadi tiga tipe jalur data alamat dan kontrol

Data bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi data dan instruksi

Address bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi untuk alamat di

main memory untuk data atau instruksi yang akan diambil atau direkam

Control bus yaitu bus yang digunakan untuk mengirimkan signal sebagai

pemberitahuan akan dikirimkan suatu informasi atau telah diterimanya informasi

yang akan dikirimkan dari suatu alat ke alat lainnya

913 Hirarki Bus

Bus merupakan lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih perangkat

computer Karakteristik penting sebuah bus adalah bahwa bus merupakan media

transmisi yang dapat digunakan bersama Sejumlah perangkat yang terhubung ke bus dan

suatu sinyal yang ditransmisikan oleh salah satu perangkat ini data diterimaoleh salah

satu perangkat yang terhubung ke bus

Umumnya sebuah bus terdiri dari sejumlah lintasan komunikasi atau saluran Masing-

masing saluran dapat mentransmisi sinyal yang menunjukan biner 1 dan biner 0

serangkaian digit biner dapat ditransmisi melalui saluran tunggal

914 Bus Data dan Bus Alamat

1 Bus data

Jalur data yang dilalui informasi ke dan dari microprocessor bahan data keterangan

catatan fakta fakta atau bagian dari fakta yang mengandung arti yang dihubungkan

dengan kenyataan simbol-simbol gambar kata-kata angka huruf yang menunjukan ide

objek kondisi dan lainnya

Data itu sendiri merupakan bentuk jamak dari datum yang berarti informasi jelasnya data

itu dapat berupa apa saja dan dapat ditemui dimana saja

2 Bus Alamat

Bus alamat pengalamatan transformasi data bus Pengalamatan bus ini berisi 16 2024

jalur sinyal paralel atau lebih CPU mengirim alamat lokasi memori atau port yang ingin

ditulis atau dibaca di bus ini jumlah lokasi memori yang dapat dialamati ditentukan

jumlah jalur alamat Jika CPU mempunyai N jalur alamat maka dapat mengalamati 2

pangkat N lokasi memori dan atau port secara langsung

101 Unit Input amp Output

Salah satu fitur dasar komputer adalah kemampuannya untuk mempertukarkandata dengan perangkat lain Kemampuan komunikasi ini memungkinkan operatormanusia misalnya untuk menggunakan keyboard dan layer display untuk mengolahteks dan grafik

1011 Dasar Unit Input Output

Unit IO memberi CPU kemampuan untuk berkomunikasi dengan peripheral Merupakan

entity dalam komputer yang bertanggung jawab atas pengontrol sebuah perangkat

eksternal atau lebih dan untuk pertukaran data antara alat-alat tersebut dengan memory

utama dan atau register-register dalam CPU

Alasan- alasan dipertukarkannya unit IO

Adanya aneka ragam peripheral yang memiliki macam-macam metode operasi

Perbedaan kecepatan transfer data antara sistem BUS dengan piranti IO BUS= 20

nano detik sedang IO lebih dari 100 nano detik

Peripheral seringkali menggunakan format data dan panjang word yang berlainan

dengan komputer

Perbedaan besar tegangan dan arus data yang diperlukan untuk transfer informasi

dari dan ke peripheral dengan sistem bus

Tujuan Unit IO

Melakukan kompensasi perbedaan kecepatan dan perwaktuan antara CPU dan

peripheral

Melakukan penyesuaian tegangan dan arus satu aras ke aras lain

Menyesuaikan panjang data antara sistem BUS dan BUS IO

1012 Antarmuka IO

Gambar 122 mengilustrasikan hardware yang diperlukan untukmenghubungkan perangkat IO ke bus Dekoder alamat mengenableperangkattersebut untuk mengenali alamatnya pada saat alamat ini muncul pada jalur alamatRegister data menyimpan data yang ditransfer ked an dari prosessor Register statusberisi informasi yang relevan dengan operasi perangkat IO Register data dan statusdihubungkan dengan bus data dan ditetapkan dengan alamatalamatunik Dekoderalamat register data dan status dan sirkuit control yang diperlukan untukmengkoordinasikan transfer IO membentuk sirkuit antar muka perangkatGambar 122 Antarmuka IO untuk perangkat input

Perangkat IO beroperasi pada kecepatan yang sangat berbeda denganprosessor Pada saat operator manusia memasukkan karakter pada keyboardprosessor mampu mengeksekusi jutaan instruksi antarentrikarakter yang berurutanSuatu instruksi yang membaca karakter dari keyboard sebaiknya hanya dieksekusipada saat karakter tersebut tersedia dalam input buffer antarmuka keyboard Juga kitaharus memastikan bahwa karakter input tersebut hanya dibaca sekali

1013 Transfer data pada IO

Transfer dataFormat transfer

- Paralel semua bit pada karakter (word denganpanjang tertentu) dikirim secara bersamaan dalambatas waktu yang diberikan

- Serial Data dikirim secara berurutan dalam satu saluran

Transfer data secara paralel lebih cepat daripada secaraserial karena saluran transmisinya banyak kelemahannyakalau terlalu panjang akan terjadi interferensi antarsaluran

Mode transfer data

1 Synchronous modeBaris kendali digunakan untuk mengsinkronkan waktupada semua kejadian yang terjadi selama periodewaktu tertentuKelemahanbull Tiap piranti IO berbeda-beda kecepatan operasinyasehingga harus diturunkan pada kecepatan yangpaling rendah

2 Asynchronous mode

Menggunakan teknik jabat tangan (hand shaking) untukmenyakinkan transfer data antara pengirim danpenerima tidak ada kesalahan (data valid)

111 Interupsi

Interupsi merupakan bagian penting dari sistem arsitektur komputer Setiap sistem

komputer memiliki mekanisme yang berbeda Interupsi bisa terjadi apabila perangkat

keras (hardware) atau perangkat lunak minta ldquo dilayanirdquo oleh processor apabila terjadi

interupsi maka processor menghentikan proses yang sedang dikerjakannya kemudian

beralih mengerjakan service rutin untuk melayani intrupsi tersebut Setelah selesai

mengerjakan service rutin maka prosesor kembali melanjutkan proses yang tertunda

1111 Kelas Sinyal Interupsi

Program yaitu Interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi

pada hasil eksekusi program Contioh Aritmatika overflow pembagian nol

operasi ilegal

Timer adalah Interupsi yang dibangkitkan pewaktuan dalam prosesor Sinyal ini

memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsi tertentu secara reguler

I O sinyal Interupsi yang di bangkitkan oleh Modul IO sehubngan pemberitahuan

kondisi Error dan penyelesaian suatu operasi

Hardware Failure adalah Interupsi yang dibangkitkan oleh kegagalan daya atau

kesalahan paritas memori

1112 Proses Interupsi

Dengan adanya mekanisme Interupsi prossesor dapat digunakan untuk

mengeksekusi intsruksi- instruksi lain

Saat suatu modul telah selesai menjalankan tugasnya dan siap menerima tugas

berikutnya maka modul ini akan mengirimkan permintaan interupsi ke prosesor

Kemudian prosesor akan menghentikan eksekusi yang dijalankannya untuk

menghandle routine interupsi

Setelah program interupsi selesai maka processor akan melanjutkan eksekusi

programnya kembali

Saat sinyal Interupsi diterima processor ada dua kemungkinan tindakan yaitu

Interupsi diterima ditangguhkan dan Interupsi ditolak

1113 Interupsi Ditangguhkan

Apa yang dilakukan Processor

Processor menangguhkan eksekusi program yang dijalankan dan menyimpan

konteksnya tindakan ini adalah menyimpan alamat instruksi berikutnya yang akan

dieksekusi dan data lain yang relevan

Processor menyetel program Counter (PC) ke alamat awal routine intterupt handler

1114 Sistem Operasi Kompleks

Interupsi ganda (Multiple interupt)

Misalnya suatu komputer akan menerima permintaan interupsi saat proses

pencetakan dengan printer selesai disamping itu dimungkinkan dari saluran

komunikasi akan mengirimkan permintaan interupsi setiap kali data tiba

Dapat diambil dua buah pendekatan untuk menangani interupsi ganda ini

121 Arsitektur dan Klasifikasi Sistem Komputer

Sebuah sistem operasi atau dalam bahasa asingnya Operating System adalah sebuah

program yang mengatur hardware komputer Sistem operasi juga menyediakan fondasi

untuk aplikasi diatasnya dan bertindak sebagai penghubung antara user dengan

hardwaresetiap sistem operasi memiliki caranya masing-masing untuk menyelesaikan

tugasnya Hal ini menimbulkan aneka ragam sistem operasi yang sangat menakjubkan

Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu 1 Klasifikasi Flynn

Didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data dalam sistem komputer

2 Klasifikasi Feng Didasarkan pada pemrosesan paralel dan serial

3 Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1211 Klasifikasi Fylnn

KLASIFIKASI FLYNN 1048790 Klasifikasi sistem komputer yang didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data diperkenalkan oleh Michael J Flynn 1048790 Alur instruksi (instruction stream) adalah urutan instruksi yang dilaksanakan oleh mesin 1048790 Alur data adalah urutan data yang dipanggil oleh alur instruksi 1048790 Baik instruksi maupun data diambil dari modul memori 1048790 Instruksi didecode (diartikan) oleh Control Unit 1048790 Alur data mengalir dua arah antara prosesor dan memori

Ada 4 kategori sistem komputer dalam klasifikasi Flynn 1 Single Instruction stream ndash Single Data stream (SISD) 2 Single Instruction stream ndash Multiple Data stream (SIMD) 3 Multiple Instruction stream ndash Single Data stream (MISD) 4 Multiple Instruction stream ndash Multiple Data stream (MIMD)

1212 Klasifikasi Feng

KLASIFIKASI FENG 1048790 Tse Yun Feng mengusulkan pembagian klasifikasi arsitektur komputer berdasarkan derajat keparalelan (degree of parallelism) 1048790 Jumlah bit maksimum yang dapat diproses dalam satu satuan waktu oleh sistem komputer disebut derajat keparalelan maksimum P 1048790 Bila Pi adalah jumlah bit yang dapat diproses dalam siklus prosesor ke ndash i (atau periode clock ke ndash i) 1048790 Siklus prosesor T dinyatakan oleh i = 123 T 1048790 Maka derajat keparalelan rata-rataa adalah

Ada 4 tipe Metode Pemrosesan

1048790 Word Serial and Bit Serial (WSBS) 1048790 Word Paralel and Bit Setial (WPBS) 1048790 Word Serial and Bit Paralel (WSBP) 1048790 Word Paralel and Bit Paralel (WPBP)

1213 Klasifikasi Handler

Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1214 Menjelaskan Multi Komputer amp Multi Processor

1048790 Multiprosesor MIMD dengan memori yang dapat digunakan bersama semua prosesornya memiliki akses ke pool memori utama

1048790 Multikomputer MIMD dengan memori terdistribusi setiap prosesornya memiliki memori khusus sendiri

1048790 Motivasi pembuatan organisasi multikomputer adalah untuk mengatasi keterbatasan skala multiprosesor

1048790 Karena prosesor-prosesor multikomputer harus berkomunikasi maka elemen penting perancangan multikomputer adalah jaringan interkoneksi yang harus dapat beroperasi seefisien mungkin

1048790 Ada beberapa topologi interkoneksi untuk memberikan kinerja yang efisien

1048790 Terdapat trade-off antara lintasan terpanjang dan jumlah koneksi fisik yang diperlukan

Selesai

BAB III PENUTUP

31 Kesimpulan

32 Saran

Daftar Pustaka

• Definisi
• • Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu

kumpulan besi nikel berbentuk empat persegi panjang kecil dihubungkandengan kabel-kabel

4 Semiconductor Storage

Mulai banyak digunakan sejak tahun 1970-an hingga sekarangTerbuat dariVLSI (Very Large Scale Integration) yaitu meletakkan sejumlah besar circuitke dalam suatu chip Teknologi yang digunakan adalah MOS (Metal OxideSemiconductor) dan bersifat volatileKomputer IBM 704 pada GeneralElectric Computer facility diArizona State University 1956Sebuah mesin vacuum tubedengan magnetic core storageSingle layer thin film dengan Ta2N resistors

5 Josephson Junction

Diciptakan oleh Brian Josephson dari Inggris Merupakan memori yang dapatmelakukan switch dari bit 1 ke bit 0 atau sebaliknya dengan kecepatan yangtinggi yaitu kurang dari sepertriliun detik Menggunakan suatu tempat

tertutup yang berisi helium cair dengan suhu sekitar -200 derajat celcius

6 Charged-Coupled Device (CCD)

Merupakan memori yang terdiri dari ribuan metal bujur sangkar berukurankecil yang masing-masing dapat menyimpan informasi digit binari dalambentuk beban elektronik (electric charge)

812 Hirarki Memori

Sebagian besar komputer memiliki hirarki memori yang terdiri atas tiga level yaitu

1 Physical Register di CPU berada di Level teratas Informasi yang berada

di Register dapat diakses dalam satu Clock cycle CPU

2 Primary Memory (Executable memory ) berada dilevel tengah

Contohnya RAM Primary Memory diukur dengan satu byte dalam satu

waktu secara relatif dapat diakses dengan cepat bersifat volatil (informasi

bisa hilang ketika komputer dimatikan) CPU mengakses memori ini

dengan instruksi single load dan store dalam beberapa clock cycle

3 Secondary Memory berada dilevel bawah Contohnya disk atau tape

Secondary memory diukur sebagai kumpulan dari bytes(block of bytes)

waktu aksesnya lambat bersifat non-volatil (informasi tetap tersimpan

ketika komputer dimatikan) Memori ini diterapkan di storage device jadi

akses meliputi aksi oleh driver dan device

813 Memori Internal

Memori internal o Berada di luar CPU tetapi bersifat internal terhadap sistem komputero Diperlukan oleh CPU untuk proses eksekusi (operasi) program sehingga

dapat diakses secara langsung oleh prosesor (CPU) tanpa modul perantarao Memori internal sering juga disebut sebagai memori primer atau memori

utama o Memori internal biasanya menggunakan media RAM

Random Access Memori (RAM)

Ram adalah suatu memori baca tulis artinya data dapat dibaca dari atau ditulis ke RAM dan dapat dilakukan secara berulang-ulang dengan data yang berbeda-beda Jenis memori ini merupakan jenis volatile (mudah menguap) yaitu data yang tersimpan akan hilang jika catu dayanya dimatikan Karena alasan tersebut maka program utama tidak pernah disimpan di RAM Random artinya data yang disimpan pada RAM dapat diakses secara acak RAM dibagi lagi menjadi dua jenis yaitu jenis statik dan jenis dinamik RAM statik menyimpan satu bit informasi dalam sebuah flip-flop Jenis RAM ini asyncronous dan tidak memerlukan sinyal clock RAM statik biasanya digunakan untuk aplikasi-aplikasi yang tidak memerlukan kapasitas memori RAM yang besar RAM dinamik menyimpan satu bit informasi data sebagai muatan RAM dinamik menggunakan kapasitansi gerbang substrat sebuah transistor MOS sebagai sel memori elementer Untuk menjaga agar data yang tersimpan RAM dinamik tetap utuh data tersebut harus disegarkan kembali dengan cara membaca dan menulis ulang data tersebut kememori RAM dinamik ini digunakan untuk aplikasi ynag memerlukan RAM dengan kapasitas besar misalnya dalam sebuah komputer pribadi (PC)

Read Only Memory (ROM)

Jenis memori ini datanya hanya bisa dibaca dan tidak bisa ditulis secara berulang-ulang Memori ini berjenis non-volatile artinya data yang disimpan tidak mudah menguap (hilang) walaupun catu dayanya dimatikan Karena itu memori ini biasa digunakan untuk menyimpan program utama dari suatu sistem Jenis ROM yang dikenal dipasaran ada lima jenis yaitu

- ROM (Read Only Memory) yang diprogram dalam proses pembuatannya Jenis ini tidak dapat diprogram ulang

- PROM (Programmable ROM) yang diprogram dengan cara memutuskan hubungan sekering internal PROM hanya dapat diprogram satu kali dan tidak dapat diprogram ulang

- EPROM (Erasable PROM) yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat dari piranti Dihapus dengan cara pemberian sinar ultra violet melalui jendela pada bagian atas IC Setelah dihapus dapat diprogram ulang

- EEPROM (Electrically EPROM) sama saja dengan EPROM hanya cara penghapusannya dilakukan secara listrik

- Flash EPROM yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat pada piranti Memori ini dapat diisi ulang

Dari semua jenis memori diatas yang sering digunakan adalah memori jenis EPROM dan

EEPROM karena harganya paling murah dan mudah didapat dipasaran

814 Memori Eksternal

Memori eksternal o Bersifat eksternal terhadap sistem komputer dan tentu saja berada di luar

CPUo Diperlukan untuk menyimpan data atau instruksi secara permaneno Tidak diperlukan di dalam proses eksekusi sehingga tidak dapat diakses secara

langsung oleh prosesor (CPU) Untuk akses memori eksternal ini oleh CPU harus melalui pengontrolmodul IO

o Memori eksternal sering juga disebut sebagai memori sekunder o Memori ini terdiri atas perangkat storage peripheral seperti disk pita

magnetik dll berbagai jenis memory Eksternal

1 Berdasarkan jenis akses data

Berdasarkan jenis aksesnya memori eksternal dikelompokkan menjadi 2 jenis yaitu

a DASD (Direct Access Storage Device) dimana ia mempunyai akses langsung

terhadap data Contoh Magnetik(Floppy disk hard disk) Removable hard

disk(Zip disk Flash disk) Optical Disk

b SASD (Sequential Access Storage Device) Akses data secara tidak langsung

(berurutan) seperti Pita Magnetik

2Berdasarkan Karakteristik Bahan

Berdasarkan karakteristik bahan pembuatanya memori eksternal digolongkan

menjadi beberapa kelompok

a Punched Card atau kartu berlobang

a merupakan kartu kecil berisi lubang-lubang yang menggambarkan berbagai instruksi atau data Kartu ini dibaca melalui puch card reader yang sudah tidak digunakan lagi sejak tahun 1979

b Magnetik Disk Magnetik disk merupakan disk yang terbuat dari bahan yang bersifat magnetik contoh Floppy dan hardsik

c Optical Disk Optical disk terbuat dari bahan optik seperti resin (Polycaronate) dan dilapisi permukaan yang sangat reflektif seperti aluminium contoh CD dan DVD

d Magnetik TapeSedangkan magnetik tape terbuat dari bahan yang bersifat magnetik tetapi berbentuk pita seperti halnya pita kaset tape recorder

91 Bus amp Sistem Bus

Dalam Arsitektur komputer sebuah Bus adalah sebuah subsistem yang mentransfer data

atau listrik antar komponen komputer didalam sebuah komputer atau antar komputer

Bus komputer awal merupakan bus listrik paralel dengan banyak hubungan tetapi istilah

ini sekarang digunakan untuk pengaturan fisik yang menyediakan fungsi logika yang

sama dengan sebuah bus listrik paralel dan dapat dihubungkan dengan kabel dalam

sebuah topologi multidrop atau daisy chain atau dihubungkan dengan switch seperti

dalam kasus bus USB

System bus atau bus System dalam Arsitektur komputer merujuk pada bus yang

digunakan oleh sistem komputer untuk menghubungkan semua komponennya dalam

menjalankan tugas sebuah bus adalah sebutan untuk jalur dimana data dapat mengalir

dalam komputer jalur-jalur ini digunakan untuk komunikasi dan dapat dibuat antara dua

elemen atau lebih Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan

dieksekusi oleh CPU melalui perantara sistem bus

911 Transfer informasi pada bus

Suatu mendukung bermacam-macam transfer data Semua bus mendukung transfer baca

(master slave) dan transfer tulis( slave ke master) Pada semua multiplexed addressdata

bus pertama-tama bus digunakan untuk menspesifikasikan alamat dan kemudian untuk

melakukan transfer data Untuk operasi baca biasanya terdapat waktu tunggu pada saat

data sedang diambil dari slave untuk ditaruh pada bus Baik bagi operasi baca maupun

tulis mungkin juga terdapat delay bila hal itu diperlukan untuk melalui arbitrasi agar

mendapatkan kontrol bus untuk sisa operasi (yaitu mengambil alih bus untuk melakukan

request baca atau tulis kemudian mengambil alih lagi bus untuk membentuk operasi baca

atau tulis

Pada alamat dedicate dan bus-bus alamat ditaruh ada bus alamat dan tetap berada disana

selama data tersimpan pada bus data Bagi operasi tulis master menaruh data pada bus

data begitu alamat telah stabil dan slave telah mempunyai kesempatan untuk mengetahui

alamatnya bagi operasi baca slave menaruh data pada bus dan begitu slae mengetahui

alamatnya dan telah mengembil data

912 Sistem Bus dengan Jalur Data Alamat dan Kontrol

Jalur bus yang digunakan untuk mentransfer data dapat dikelompokkanrnenjadi tiga tipe jalur data alamat dan kontrol

Data bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi data dan instruksi

Address bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi untuk alamat di

main memory untuk data atau instruksi yang akan diambil atau direkam

Control bus yaitu bus yang digunakan untuk mengirimkan signal sebagai

pemberitahuan akan dikirimkan suatu informasi atau telah diterimanya informasi

yang akan dikirimkan dari suatu alat ke alat lainnya

913 Hirarki Bus

Bus merupakan lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih perangkat

computer Karakteristik penting sebuah bus adalah bahwa bus merupakan media

transmisi yang dapat digunakan bersama Sejumlah perangkat yang terhubung ke bus dan

suatu sinyal yang ditransmisikan oleh salah satu perangkat ini data diterimaoleh salah

satu perangkat yang terhubung ke bus

Umumnya sebuah bus terdiri dari sejumlah lintasan komunikasi atau saluran Masing-

masing saluran dapat mentransmisi sinyal yang menunjukan biner 1 dan biner 0

serangkaian digit biner dapat ditransmisi melalui saluran tunggal

914 Bus Data dan Bus Alamat

1 Bus data

Jalur data yang dilalui informasi ke dan dari microprocessor bahan data keterangan

catatan fakta fakta atau bagian dari fakta yang mengandung arti yang dihubungkan

dengan kenyataan simbol-simbol gambar kata-kata angka huruf yang menunjukan ide

objek kondisi dan lainnya

Data itu sendiri merupakan bentuk jamak dari datum yang berarti informasi jelasnya data

itu dapat berupa apa saja dan dapat ditemui dimana saja

2 Bus Alamat

Bus alamat pengalamatan transformasi data bus Pengalamatan bus ini berisi 16 2024

jalur sinyal paralel atau lebih CPU mengirim alamat lokasi memori atau port yang ingin

ditulis atau dibaca di bus ini jumlah lokasi memori yang dapat dialamati ditentukan

jumlah jalur alamat Jika CPU mempunyai N jalur alamat maka dapat mengalamati 2

pangkat N lokasi memori dan atau port secara langsung

101 Unit Input amp Output

Salah satu fitur dasar komputer adalah kemampuannya untuk mempertukarkandata dengan perangkat lain Kemampuan komunikasi ini memungkinkan operatormanusia misalnya untuk menggunakan keyboard dan layer display untuk mengolahteks dan grafik

1011 Dasar Unit Input Output

Unit IO memberi CPU kemampuan untuk berkomunikasi dengan peripheral Merupakan

entity dalam komputer yang bertanggung jawab atas pengontrol sebuah perangkat

eksternal atau lebih dan untuk pertukaran data antara alat-alat tersebut dengan memory

utama dan atau register-register dalam CPU

Alasan- alasan dipertukarkannya unit IO

Adanya aneka ragam peripheral yang memiliki macam-macam metode operasi

Perbedaan kecepatan transfer data antara sistem BUS dengan piranti IO BUS= 20

nano detik sedang IO lebih dari 100 nano detik

Peripheral seringkali menggunakan format data dan panjang word yang berlainan

dengan komputer

Perbedaan besar tegangan dan arus data yang diperlukan untuk transfer informasi

dari dan ke peripheral dengan sistem bus

Tujuan Unit IO

Melakukan kompensasi perbedaan kecepatan dan perwaktuan antara CPU dan

peripheral

Melakukan penyesuaian tegangan dan arus satu aras ke aras lain

Menyesuaikan panjang data antara sistem BUS dan BUS IO

1012 Antarmuka IO

Gambar 122 mengilustrasikan hardware yang diperlukan untukmenghubungkan perangkat IO ke bus Dekoder alamat mengenableperangkattersebut untuk mengenali alamatnya pada saat alamat ini muncul pada jalur alamatRegister data menyimpan data yang ditransfer ked an dari prosessor Register statusberisi informasi yang relevan dengan operasi perangkat IO Register data dan statusdihubungkan dengan bus data dan ditetapkan dengan alamatalamatunik Dekoderalamat register data dan status dan sirkuit control yang diperlukan untukmengkoordinasikan transfer IO membentuk sirkuit antar muka perangkatGambar 122 Antarmuka IO untuk perangkat input

Perangkat IO beroperasi pada kecepatan yang sangat berbeda denganprosessor Pada saat operator manusia memasukkan karakter pada keyboardprosessor mampu mengeksekusi jutaan instruksi antarentrikarakter yang berurutanSuatu instruksi yang membaca karakter dari keyboard sebaiknya hanya dieksekusipada saat karakter tersebut tersedia dalam input buffer antarmuka keyboard Juga kitaharus memastikan bahwa karakter input tersebut hanya dibaca sekali

1013 Transfer data pada IO

Transfer dataFormat transfer

- Paralel semua bit pada karakter (word denganpanjang tertentu) dikirim secara bersamaan dalambatas waktu yang diberikan

- Serial Data dikirim secara berurutan dalam satu saluran

Transfer data secara paralel lebih cepat daripada secaraserial karena saluran transmisinya banyak kelemahannyakalau terlalu panjang akan terjadi interferensi antarsaluran

Mode transfer data

1 Synchronous modeBaris kendali digunakan untuk mengsinkronkan waktupada semua kejadian yang terjadi selama periodewaktu tertentuKelemahanbull Tiap piranti IO berbeda-beda kecepatan operasinyasehingga harus diturunkan pada kecepatan yangpaling rendah

2 Asynchronous mode

Menggunakan teknik jabat tangan (hand shaking) untukmenyakinkan transfer data antara pengirim danpenerima tidak ada kesalahan (data valid)

111 Interupsi

Interupsi merupakan bagian penting dari sistem arsitektur komputer Setiap sistem

komputer memiliki mekanisme yang berbeda Interupsi bisa terjadi apabila perangkat

keras (hardware) atau perangkat lunak minta ldquo dilayanirdquo oleh processor apabila terjadi

interupsi maka processor menghentikan proses yang sedang dikerjakannya kemudian

beralih mengerjakan service rutin untuk melayani intrupsi tersebut Setelah selesai

mengerjakan service rutin maka prosesor kembali melanjutkan proses yang tertunda

1111 Kelas Sinyal Interupsi

Program yaitu Interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi

pada hasil eksekusi program Contioh Aritmatika overflow pembagian nol

operasi ilegal

Timer adalah Interupsi yang dibangkitkan pewaktuan dalam prosesor Sinyal ini

memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsi tertentu secara reguler

I O sinyal Interupsi yang di bangkitkan oleh Modul IO sehubngan pemberitahuan

kondisi Error dan penyelesaian suatu operasi

Hardware Failure adalah Interupsi yang dibangkitkan oleh kegagalan daya atau

kesalahan paritas memori

1112 Proses Interupsi

Dengan adanya mekanisme Interupsi prossesor dapat digunakan untuk

mengeksekusi intsruksi- instruksi lain

Saat suatu modul telah selesai menjalankan tugasnya dan siap menerima tugas

berikutnya maka modul ini akan mengirimkan permintaan interupsi ke prosesor

Kemudian prosesor akan menghentikan eksekusi yang dijalankannya untuk

menghandle routine interupsi

Setelah program interupsi selesai maka processor akan melanjutkan eksekusi

programnya kembali

Saat sinyal Interupsi diterima processor ada dua kemungkinan tindakan yaitu

Interupsi diterima ditangguhkan dan Interupsi ditolak

1113 Interupsi Ditangguhkan

Apa yang dilakukan Processor

Processor menangguhkan eksekusi program yang dijalankan dan menyimpan

konteksnya tindakan ini adalah menyimpan alamat instruksi berikutnya yang akan

dieksekusi dan data lain yang relevan

Processor menyetel program Counter (PC) ke alamat awal routine intterupt handler

1114 Sistem Operasi Kompleks

Interupsi ganda (Multiple interupt)

Misalnya suatu komputer akan menerima permintaan interupsi saat proses

pencetakan dengan printer selesai disamping itu dimungkinkan dari saluran

komunikasi akan mengirimkan permintaan interupsi setiap kali data tiba

Dapat diambil dua buah pendekatan untuk menangani interupsi ganda ini

121 Arsitektur dan Klasifikasi Sistem Komputer

Sebuah sistem operasi atau dalam bahasa asingnya Operating System adalah sebuah

program yang mengatur hardware komputer Sistem operasi juga menyediakan fondasi

untuk aplikasi diatasnya dan bertindak sebagai penghubung antara user dengan

hardwaresetiap sistem operasi memiliki caranya masing-masing untuk menyelesaikan

tugasnya Hal ini menimbulkan aneka ragam sistem operasi yang sangat menakjubkan

Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu 1 Klasifikasi Flynn

Didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data dalam sistem komputer

2 Klasifikasi Feng Didasarkan pada pemrosesan paralel dan serial

3 Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1211 Klasifikasi Fylnn

KLASIFIKASI FLYNN 1048790 Klasifikasi sistem komputer yang didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data diperkenalkan oleh Michael J Flynn 1048790 Alur instruksi (instruction stream) adalah urutan instruksi yang dilaksanakan oleh mesin 1048790 Alur data adalah urutan data yang dipanggil oleh alur instruksi 1048790 Baik instruksi maupun data diambil dari modul memori 1048790 Instruksi didecode (diartikan) oleh Control Unit 1048790 Alur data mengalir dua arah antara prosesor dan memori

Ada 4 kategori sistem komputer dalam klasifikasi Flynn 1 Single Instruction stream ndash Single Data stream (SISD) 2 Single Instruction stream ndash Multiple Data stream (SIMD) 3 Multiple Instruction stream ndash Single Data stream (MISD) 4 Multiple Instruction stream ndash Multiple Data stream (MIMD)

1212 Klasifikasi Feng

KLASIFIKASI FENG 1048790 Tse Yun Feng mengusulkan pembagian klasifikasi arsitektur komputer berdasarkan derajat keparalelan (degree of parallelism) 1048790 Jumlah bit maksimum yang dapat diproses dalam satu satuan waktu oleh sistem komputer disebut derajat keparalelan maksimum P 1048790 Bila Pi adalah jumlah bit yang dapat diproses dalam siklus prosesor ke ndash i (atau periode clock ke ndash i) 1048790 Siklus prosesor T dinyatakan oleh i = 123 T 1048790 Maka derajat keparalelan rata-rataa adalah

Ada 4 tipe Metode Pemrosesan

1048790 Word Serial and Bit Serial (WSBS) 1048790 Word Paralel and Bit Setial (WPBS) 1048790 Word Serial and Bit Paralel (WSBP) 1048790 Word Paralel and Bit Paralel (WPBP)

1213 Klasifikasi Handler

Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1214 Menjelaskan Multi Komputer amp Multi Processor

1048790 Multiprosesor MIMD dengan memori yang dapat digunakan bersama semua prosesornya memiliki akses ke pool memori utama

1048790 Multikomputer MIMD dengan memori terdistribusi setiap prosesornya memiliki memori khusus sendiri

1048790 Motivasi pembuatan organisasi multikomputer adalah untuk mengatasi keterbatasan skala multiprosesor

1048790 Karena prosesor-prosesor multikomputer harus berkomunikasi maka elemen penting perancangan multikomputer adalah jaringan interkoneksi yang harus dapat beroperasi seefisien mungkin

1048790 Ada beberapa topologi interkoneksi untuk memberikan kinerja yang efisien

1048790 Terdapat trade-off antara lintasan terpanjang dan jumlah koneksi fisik yang diperlukan

Selesai

BAB III PENUTUP

31 Kesimpulan

32 Saran

Daftar Pustaka

• Definisi
• • Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu

tertutup yang berisi helium cair dengan suhu sekitar -200 derajat celcius

6 Charged-Coupled Device (CCD)

Merupakan memori yang terdiri dari ribuan metal bujur sangkar berukurankecil yang masing-masing dapat menyimpan informasi digit binari dalambentuk beban elektronik (electric charge)

812 Hirarki Memori

Sebagian besar komputer memiliki hirarki memori yang terdiri atas tiga level yaitu

1 Physical Register di CPU berada di Level teratas Informasi yang berada

di Register dapat diakses dalam satu Clock cycle CPU

2 Primary Memory (Executable memory ) berada dilevel tengah

Contohnya RAM Primary Memory diukur dengan satu byte dalam satu

waktu secara relatif dapat diakses dengan cepat bersifat volatil (informasi

bisa hilang ketika komputer dimatikan) CPU mengakses memori ini

dengan instruksi single load dan store dalam beberapa clock cycle

3 Secondary Memory berada dilevel bawah Contohnya disk atau tape

Secondary memory diukur sebagai kumpulan dari bytes(block of bytes)

waktu aksesnya lambat bersifat non-volatil (informasi tetap tersimpan

ketika komputer dimatikan) Memori ini diterapkan di storage device jadi

akses meliputi aksi oleh driver dan device

813 Memori Internal

Memori internal o Berada di luar CPU tetapi bersifat internal terhadap sistem komputero Diperlukan oleh CPU untuk proses eksekusi (operasi) program sehingga

dapat diakses secara langsung oleh prosesor (CPU) tanpa modul perantarao Memori internal sering juga disebut sebagai memori primer atau memori

utama o Memori internal biasanya menggunakan media RAM

Random Access Memori (RAM)

Ram adalah suatu memori baca tulis artinya data dapat dibaca dari atau ditulis ke RAM dan dapat dilakukan secara berulang-ulang dengan data yang berbeda-beda Jenis memori ini merupakan jenis volatile (mudah menguap) yaitu data yang tersimpan akan hilang jika catu dayanya dimatikan Karena alasan tersebut maka program utama tidak pernah disimpan di RAM Random artinya data yang disimpan pada RAM dapat diakses secara acak RAM dibagi lagi menjadi dua jenis yaitu jenis statik dan jenis dinamik RAM statik menyimpan satu bit informasi dalam sebuah flip-flop Jenis RAM ini asyncronous dan tidak memerlukan sinyal clock RAM statik biasanya digunakan untuk aplikasi-aplikasi yang tidak memerlukan kapasitas memori RAM yang besar RAM dinamik menyimpan satu bit informasi data sebagai muatan RAM dinamik menggunakan kapasitansi gerbang substrat sebuah transistor MOS sebagai sel memori elementer Untuk menjaga agar data yang tersimpan RAM dinamik tetap utuh data tersebut harus disegarkan kembali dengan cara membaca dan menulis ulang data tersebut kememori RAM dinamik ini digunakan untuk aplikasi ynag memerlukan RAM dengan kapasitas besar misalnya dalam sebuah komputer pribadi (PC)

Read Only Memory (ROM)

Jenis memori ini datanya hanya bisa dibaca dan tidak bisa ditulis secara berulang-ulang Memori ini berjenis non-volatile artinya data yang disimpan tidak mudah menguap (hilang) walaupun catu dayanya dimatikan Karena itu memori ini biasa digunakan untuk menyimpan program utama dari suatu sistem Jenis ROM yang dikenal dipasaran ada lima jenis yaitu

- ROM (Read Only Memory) yang diprogram dalam proses pembuatannya Jenis ini tidak dapat diprogram ulang

- PROM (Programmable ROM) yang diprogram dengan cara memutuskan hubungan sekering internal PROM hanya dapat diprogram satu kali dan tidak dapat diprogram ulang

- EPROM (Erasable PROM) yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat dari piranti Dihapus dengan cara pemberian sinar ultra violet melalui jendela pada bagian atas IC Setelah dihapus dapat diprogram ulang

- EEPROM (Electrically EPROM) sama saja dengan EPROM hanya cara penghapusannya dilakukan secara listrik

- Flash EPROM yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat pada piranti Memori ini dapat diisi ulang

Dari semua jenis memori diatas yang sering digunakan adalah memori jenis EPROM dan

EEPROM karena harganya paling murah dan mudah didapat dipasaran

814 Memori Eksternal

Memori eksternal o Bersifat eksternal terhadap sistem komputer dan tentu saja berada di luar

CPUo Diperlukan untuk menyimpan data atau instruksi secara permaneno Tidak diperlukan di dalam proses eksekusi sehingga tidak dapat diakses secara

langsung oleh prosesor (CPU) Untuk akses memori eksternal ini oleh CPU harus melalui pengontrolmodul IO

o Memori eksternal sering juga disebut sebagai memori sekunder o Memori ini terdiri atas perangkat storage peripheral seperti disk pita

magnetik dll berbagai jenis memory Eksternal

1 Berdasarkan jenis akses data

Berdasarkan jenis aksesnya memori eksternal dikelompokkan menjadi 2 jenis yaitu

a DASD (Direct Access Storage Device) dimana ia mempunyai akses langsung

terhadap data Contoh Magnetik(Floppy disk hard disk) Removable hard

disk(Zip disk Flash disk) Optical Disk

b SASD (Sequential Access Storage Device) Akses data secara tidak langsung

(berurutan) seperti Pita Magnetik

2Berdasarkan Karakteristik Bahan

Berdasarkan karakteristik bahan pembuatanya memori eksternal digolongkan

menjadi beberapa kelompok

a Punched Card atau kartu berlobang

a merupakan kartu kecil berisi lubang-lubang yang menggambarkan berbagai instruksi atau data Kartu ini dibaca melalui puch card reader yang sudah tidak digunakan lagi sejak tahun 1979

b Magnetik Disk Magnetik disk merupakan disk yang terbuat dari bahan yang bersifat magnetik contoh Floppy dan hardsik

c Optical Disk Optical disk terbuat dari bahan optik seperti resin (Polycaronate) dan dilapisi permukaan yang sangat reflektif seperti aluminium contoh CD dan DVD

d Magnetik TapeSedangkan magnetik tape terbuat dari bahan yang bersifat magnetik tetapi berbentuk pita seperti halnya pita kaset tape recorder

91 Bus amp Sistem Bus

Dalam Arsitektur komputer sebuah Bus adalah sebuah subsistem yang mentransfer data

atau listrik antar komponen komputer didalam sebuah komputer atau antar komputer

Bus komputer awal merupakan bus listrik paralel dengan banyak hubungan tetapi istilah

ini sekarang digunakan untuk pengaturan fisik yang menyediakan fungsi logika yang

sama dengan sebuah bus listrik paralel dan dapat dihubungkan dengan kabel dalam

sebuah topologi multidrop atau daisy chain atau dihubungkan dengan switch seperti

dalam kasus bus USB

System bus atau bus System dalam Arsitektur komputer merujuk pada bus yang

digunakan oleh sistem komputer untuk menghubungkan semua komponennya dalam

menjalankan tugas sebuah bus adalah sebutan untuk jalur dimana data dapat mengalir

dalam komputer jalur-jalur ini digunakan untuk komunikasi dan dapat dibuat antara dua

elemen atau lebih Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan

dieksekusi oleh CPU melalui perantara sistem bus

911 Transfer informasi pada bus

Suatu mendukung bermacam-macam transfer data Semua bus mendukung transfer baca

(master slave) dan transfer tulis( slave ke master) Pada semua multiplexed addressdata

bus pertama-tama bus digunakan untuk menspesifikasikan alamat dan kemudian untuk

melakukan transfer data Untuk operasi baca biasanya terdapat waktu tunggu pada saat

data sedang diambil dari slave untuk ditaruh pada bus Baik bagi operasi baca maupun

tulis mungkin juga terdapat delay bila hal itu diperlukan untuk melalui arbitrasi agar

mendapatkan kontrol bus untuk sisa operasi (yaitu mengambil alih bus untuk melakukan

request baca atau tulis kemudian mengambil alih lagi bus untuk membentuk operasi baca

atau tulis

Pada alamat dedicate dan bus-bus alamat ditaruh ada bus alamat dan tetap berada disana

selama data tersimpan pada bus data Bagi operasi tulis master menaruh data pada bus

data begitu alamat telah stabil dan slave telah mempunyai kesempatan untuk mengetahui

alamatnya bagi operasi baca slave menaruh data pada bus dan begitu slae mengetahui

alamatnya dan telah mengembil data

912 Sistem Bus dengan Jalur Data Alamat dan Kontrol

Jalur bus yang digunakan untuk mentransfer data dapat dikelompokkanrnenjadi tiga tipe jalur data alamat dan kontrol

Data bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi data dan instruksi

Address bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi untuk alamat di

main memory untuk data atau instruksi yang akan diambil atau direkam

Control bus yaitu bus yang digunakan untuk mengirimkan signal sebagai

pemberitahuan akan dikirimkan suatu informasi atau telah diterimanya informasi

yang akan dikirimkan dari suatu alat ke alat lainnya

913 Hirarki Bus

Bus merupakan lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih perangkat

computer Karakteristik penting sebuah bus adalah bahwa bus merupakan media

transmisi yang dapat digunakan bersama Sejumlah perangkat yang terhubung ke bus dan

suatu sinyal yang ditransmisikan oleh salah satu perangkat ini data diterimaoleh salah

satu perangkat yang terhubung ke bus

Umumnya sebuah bus terdiri dari sejumlah lintasan komunikasi atau saluran Masing-

masing saluran dapat mentransmisi sinyal yang menunjukan biner 1 dan biner 0

serangkaian digit biner dapat ditransmisi melalui saluran tunggal

914 Bus Data dan Bus Alamat

1 Bus data

Jalur data yang dilalui informasi ke dan dari microprocessor bahan data keterangan

catatan fakta fakta atau bagian dari fakta yang mengandung arti yang dihubungkan

dengan kenyataan simbol-simbol gambar kata-kata angka huruf yang menunjukan ide

objek kondisi dan lainnya

Data itu sendiri merupakan bentuk jamak dari datum yang berarti informasi jelasnya data

itu dapat berupa apa saja dan dapat ditemui dimana saja

2 Bus Alamat

Bus alamat pengalamatan transformasi data bus Pengalamatan bus ini berisi 16 2024

jalur sinyal paralel atau lebih CPU mengirim alamat lokasi memori atau port yang ingin

ditulis atau dibaca di bus ini jumlah lokasi memori yang dapat dialamati ditentukan

jumlah jalur alamat Jika CPU mempunyai N jalur alamat maka dapat mengalamati 2

pangkat N lokasi memori dan atau port secara langsung

101 Unit Input amp Output

Salah satu fitur dasar komputer adalah kemampuannya untuk mempertukarkandata dengan perangkat lain Kemampuan komunikasi ini memungkinkan operatormanusia misalnya untuk menggunakan keyboard dan layer display untuk mengolahteks dan grafik

1011 Dasar Unit Input Output

Unit IO memberi CPU kemampuan untuk berkomunikasi dengan peripheral Merupakan

entity dalam komputer yang bertanggung jawab atas pengontrol sebuah perangkat

eksternal atau lebih dan untuk pertukaran data antara alat-alat tersebut dengan memory

utama dan atau register-register dalam CPU

Alasan- alasan dipertukarkannya unit IO

Adanya aneka ragam peripheral yang memiliki macam-macam metode operasi

Perbedaan kecepatan transfer data antara sistem BUS dengan piranti IO BUS= 20

nano detik sedang IO lebih dari 100 nano detik

Peripheral seringkali menggunakan format data dan panjang word yang berlainan

dengan komputer

Perbedaan besar tegangan dan arus data yang diperlukan untuk transfer informasi

dari dan ke peripheral dengan sistem bus

Tujuan Unit IO

Melakukan kompensasi perbedaan kecepatan dan perwaktuan antara CPU dan

peripheral

Melakukan penyesuaian tegangan dan arus satu aras ke aras lain

Menyesuaikan panjang data antara sistem BUS dan BUS IO

1012 Antarmuka IO

Gambar 122 mengilustrasikan hardware yang diperlukan untukmenghubungkan perangkat IO ke bus Dekoder alamat mengenableperangkattersebut untuk mengenali alamatnya pada saat alamat ini muncul pada jalur alamatRegister data menyimpan data yang ditransfer ked an dari prosessor Register statusberisi informasi yang relevan dengan operasi perangkat IO Register data dan statusdihubungkan dengan bus data dan ditetapkan dengan alamatalamatunik Dekoderalamat register data dan status dan sirkuit control yang diperlukan untukmengkoordinasikan transfer IO membentuk sirkuit antar muka perangkatGambar 122 Antarmuka IO untuk perangkat input

Perangkat IO beroperasi pada kecepatan yang sangat berbeda denganprosessor Pada saat operator manusia memasukkan karakter pada keyboardprosessor mampu mengeksekusi jutaan instruksi antarentrikarakter yang berurutanSuatu instruksi yang membaca karakter dari keyboard sebaiknya hanya dieksekusipada saat karakter tersebut tersedia dalam input buffer antarmuka keyboard Juga kitaharus memastikan bahwa karakter input tersebut hanya dibaca sekali

1013 Transfer data pada IO

Transfer dataFormat transfer

- Paralel semua bit pada karakter (word denganpanjang tertentu) dikirim secara bersamaan dalambatas waktu yang diberikan

- Serial Data dikirim secara berurutan dalam satu saluran

Transfer data secara paralel lebih cepat daripada secaraserial karena saluran transmisinya banyak kelemahannyakalau terlalu panjang akan terjadi interferensi antarsaluran

Mode transfer data

1 Synchronous modeBaris kendali digunakan untuk mengsinkronkan waktupada semua kejadian yang terjadi selama periodewaktu tertentuKelemahanbull Tiap piranti IO berbeda-beda kecepatan operasinyasehingga harus diturunkan pada kecepatan yangpaling rendah

2 Asynchronous mode

Menggunakan teknik jabat tangan (hand shaking) untukmenyakinkan transfer data antara pengirim danpenerima tidak ada kesalahan (data valid)

111 Interupsi

Interupsi merupakan bagian penting dari sistem arsitektur komputer Setiap sistem

komputer memiliki mekanisme yang berbeda Interupsi bisa terjadi apabila perangkat

keras (hardware) atau perangkat lunak minta ldquo dilayanirdquo oleh processor apabila terjadi

interupsi maka processor menghentikan proses yang sedang dikerjakannya kemudian

beralih mengerjakan service rutin untuk melayani intrupsi tersebut Setelah selesai

mengerjakan service rutin maka prosesor kembali melanjutkan proses yang tertunda

1111 Kelas Sinyal Interupsi

Program yaitu Interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi

pada hasil eksekusi program Contioh Aritmatika overflow pembagian nol

operasi ilegal

Timer adalah Interupsi yang dibangkitkan pewaktuan dalam prosesor Sinyal ini

memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsi tertentu secara reguler

I O sinyal Interupsi yang di bangkitkan oleh Modul IO sehubngan pemberitahuan

kondisi Error dan penyelesaian suatu operasi

Hardware Failure adalah Interupsi yang dibangkitkan oleh kegagalan daya atau

kesalahan paritas memori

1112 Proses Interupsi

Dengan adanya mekanisme Interupsi prossesor dapat digunakan untuk

mengeksekusi intsruksi- instruksi lain

Saat suatu modul telah selesai menjalankan tugasnya dan siap menerima tugas

berikutnya maka modul ini akan mengirimkan permintaan interupsi ke prosesor

Kemudian prosesor akan menghentikan eksekusi yang dijalankannya untuk

menghandle routine interupsi

Setelah program interupsi selesai maka processor akan melanjutkan eksekusi

programnya kembali

Saat sinyal Interupsi diterima processor ada dua kemungkinan tindakan yaitu

Interupsi diterima ditangguhkan dan Interupsi ditolak

1113 Interupsi Ditangguhkan

Apa yang dilakukan Processor

Processor menangguhkan eksekusi program yang dijalankan dan menyimpan

konteksnya tindakan ini adalah menyimpan alamat instruksi berikutnya yang akan

dieksekusi dan data lain yang relevan

Processor menyetel program Counter (PC) ke alamat awal routine intterupt handler

1114 Sistem Operasi Kompleks

Interupsi ganda (Multiple interupt)

Misalnya suatu komputer akan menerima permintaan interupsi saat proses

pencetakan dengan printer selesai disamping itu dimungkinkan dari saluran

komunikasi akan mengirimkan permintaan interupsi setiap kali data tiba

Dapat diambil dua buah pendekatan untuk menangani interupsi ganda ini

121 Arsitektur dan Klasifikasi Sistem Komputer

Sebuah sistem operasi atau dalam bahasa asingnya Operating System adalah sebuah

program yang mengatur hardware komputer Sistem operasi juga menyediakan fondasi

untuk aplikasi diatasnya dan bertindak sebagai penghubung antara user dengan

hardwaresetiap sistem operasi memiliki caranya masing-masing untuk menyelesaikan

tugasnya Hal ini menimbulkan aneka ragam sistem operasi yang sangat menakjubkan

Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu 1 Klasifikasi Flynn

Didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data dalam sistem komputer

2 Klasifikasi Feng Didasarkan pada pemrosesan paralel dan serial

3 Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1211 Klasifikasi Fylnn

KLASIFIKASI FLYNN 1048790 Klasifikasi sistem komputer yang didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data diperkenalkan oleh Michael J Flynn 1048790 Alur instruksi (instruction stream) adalah urutan instruksi yang dilaksanakan oleh mesin 1048790 Alur data adalah urutan data yang dipanggil oleh alur instruksi 1048790 Baik instruksi maupun data diambil dari modul memori 1048790 Instruksi didecode (diartikan) oleh Control Unit 1048790 Alur data mengalir dua arah antara prosesor dan memori

Ada 4 kategori sistem komputer dalam klasifikasi Flynn 1 Single Instruction stream ndash Single Data stream (SISD) 2 Single Instruction stream ndash Multiple Data stream (SIMD) 3 Multiple Instruction stream ndash Single Data stream (MISD) 4 Multiple Instruction stream ndash Multiple Data stream (MIMD)

1212 Klasifikasi Feng

KLASIFIKASI FENG 1048790 Tse Yun Feng mengusulkan pembagian klasifikasi arsitektur komputer berdasarkan derajat keparalelan (degree of parallelism) 1048790 Jumlah bit maksimum yang dapat diproses dalam satu satuan waktu oleh sistem komputer disebut derajat keparalelan maksimum P 1048790 Bila Pi adalah jumlah bit yang dapat diproses dalam siklus prosesor ke ndash i (atau periode clock ke ndash i) 1048790 Siklus prosesor T dinyatakan oleh i = 123 T 1048790 Maka derajat keparalelan rata-rataa adalah

Ada 4 tipe Metode Pemrosesan

1048790 Word Serial and Bit Serial (WSBS) 1048790 Word Paralel and Bit Setial (WPBS) 1048790 Word Serial and Bit Paralel (WSBP) 1048790 Word Paralel and Bit Paralel (WPBP)

1213 Klasifikasi Handler

Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1214 Menjelaskan Multi Komputer amp Multi Processor

1048790 Multiprosesor MIMD dengan memori yang dapat digunakan bersama semua prosesornya memiliki akses ke pool memori utama

1048790 Multikomputer MIMD dengan memori terdistribusi setiap prosesornya memiliki memori khusus sendiri

1048790 Motivasi pembuatan organisasi multikomputer adalah untuk mengatasi keterbatasan skala multiprosesor

1048790 Karena prosesor-prosesor multikomputer harus berkomunikasi maka elemen penting perancangan multikomputer adalah jaringan interkoneksi yang harus dapat beroperasi seefisien mungkin

1048790 Ada beberapa topologi interkoneksi untuk memberikan kinerja yang efisien

1048790 Terdapat trade-off antara lintasan terpanjang dan jumlah koneksi fisik yang diperlukan

Selesai

BAB III PENUTUP

31 Kesimpulan

32 Saran

Daftar Pustaka

• Definisi
• • Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu

3 Secondary Memory berada dilevel bawah Contohnya disk atau tape

Secondary memory diukur sebagai kumpulan dari bytes(block of bytes)

waktu aksesnya lambat bersifat non-volatil (informasi tetap tersimpan

ketika komputer dimatikan) Memori ini diterapkan di storage device jadi

akses meliputi aksi oleh driver dan device

813 Memori Internal

Memori internal o Berada di luar CPU tetapi bersifat internal terhadap sistem komputero Diperlukan oleh CPU untuk proses eksekusi (operasi) program sehingga

dapat diakses secara langsung oleh prosesor (CPU) tanpa modul perantarao Memori internal sering juga disebut sebagai memori primer atau memori

utama o Memori internal biasanya menggunakan media RAM

Random Access Memori (RAM)

Ram adalah suatu memori baca tulis artinya data dapat dibaca dari atau ditulis ke RAM dan dapat dilakukan secara berulang-ulang dengan data yang berbeda-beda Jenis memori ini merupakan jenis volatile (mudah menguap) yaitu data yang tersimpan akan hilang jika catu dayanya dimatikan Karena alasan tersebut maka program utama tidak pernah disimpan di RAM Random artinya data yang disimpan pada RAM dapat diakses secara acak RAM dibagi lagi menjadi dua jenis yaitu jenis statik dan jenis dinamik RAM statik menyimpan satu bit informasi dalam sebuah flip-flop Jenis RAM ini asyncronous dan tidak memerlukan sinyal clock RAM statik biasanya digunakan untuk aplikasi-aplikasi yang tidak memerlukan kapasitas memori RAM yang besar RAM dinamik menyimpan satu bit informasi data sebagai muatan RAM dinamik menggunakan kapasitansi gerbang substrat sebuah transistor MOS sebagai sel memori elementer Untuk menjaga agar data yang tersimpan RAM dinamik tetap utuh data tersebut harus disegarkan kembali dengan cara membaca dan menulis ulang data tersebut kememori RAM dinamik ini digunakan untuk aplikasi ynag memerlukan RAM dengan kapasitas besar misalnya dalam sebuah komputer pribadi (PC)

Read Only Memory (ROM)

Jenis memori ini datanya hanya bisa dibaca dan tidak bisa ditulis secara berulang-ulang Memori ini berjenis non-volatile artinya data yang disimpan tidak mudah menguap (hilang) walaupun catu dayanya dimatikan Karena itu memori ini biasa digunakan untuk menyimpan program utama dari suatu sistem Jenis ROM yang dikenal dipasaran ada lima jenis yaitu

- ROM (Read Only Memory) yang diprogram dalam proses pembuatannya Jenis ini tidak dapat diprogram ulang

- PROM (Programmable ROM) yang diprogram dengan cara memutuskan hubungan sekering internal PROM hanya dapat diprogram satu kali dan tidak dapat diprogram ulang

- EPROM (Erasable PROM) yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat dari piranti Dihapus dengan cara pemberian sinar ultra violet melalui jendela pada bagian atas IC Setelah dihapus dapat diprogram ulang

- EEPROM (Electrically EPROM) sama saja dengan EPROM hanya cara penghapusannya dilakukan secara listrik

- Flash EPROM yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat pada piranti Memori ini dapat diisi ulang

Dari semua jenis memori diatas yang sering digunakan adalah memori jenis EPROM dan

EEPROM karena harganya paling murah dan mudah didapat dipasaran

814 Memori Eksternal

Memori eksternal o Bersifat eksternal terhadap sistem komputer dan tentu saja berada di luar

CPUo Diperlukan untuk menyimpan data atau instruksi secara permaneno Tidak diperlukan di dalam proses eksekusi sehingga tidak dapat diakses secara

langsung oleh prosesor (CPU) Untuk akses memori eksternal ini oleh CPU harus melalui pengontrolmodul IO

o Memori eksternal sering juga disebut sebagai memori sekunder o Memori ini terdiri atas perangkat storage peripheral seperti disk pita

magnetik dll berbagai jenis memory Eksternal

1 Berdasarkan jenis akses data

Berdasarkan jenis aksesnya memori eksternal dikelompokkan menjadi 2 jenis yaitu

a DASD (Direct Access Storage Device) dimana ia mempunyai akses langsung

terhadap data Contoh Magnetik(Floppy disk hard disk) Removable hard

disk(Zip disk Flash disk) Optical Disk

b SASD (Sequential Access Storage Device) Akses data secara tidak langsung

(berurutan) seperti Pita Magnetik

2Berdasarkan Karakteristik Bahan

Berdasarkan karakteristik bahan pembuatanya memori eksternal digolongkan

menjadi beberapa kelompok

a Punched Card atau kartu berlobang

a merupakan kartu kecil berisi lubang-lubang yang menggambarkan berbagai instruksi atau data Kartu ini dibaca melalui puch card reader yang sudah tidak digunakan lagi sejak tahun 1979

b Magnetik Disk Magnetik disk merupakan disk yang terbuat dari bahan yang bersifat magnetik contoh Floppy dan hardsik

c Optical Disk Optical disk terbuat dari bahan optik seperti resin (Polycaronate) dan dilapisi permukaan yang sangat reflektif seperti aluminium contoh CD dan DVD

d Magnetik TapeSedangkan magnetik tape terbuat dari bahan yang bersifat magnetik tetapi berbentuk pita seperti halnya pita kaset tape recorder

91 Bus amp Sistem Bus

Dalam Arsitektur komputer sebuah Bus adalah sebuah subsistem yang mentransfer data

atau listrik antar komponen komputer didalam sebuah komputer atau antar komputer

Bus komputer awal merupakan bus listrik paralel dengan banyak hubungan tetapi istilah

ini sekarang digunakan untuk pengaturan fisik yang menyediakan fungsi logika yang

sama dengan sebuah bus listrik paralel dan dapat dihubungkan dengan kabel dalam

sebuah topologi multidrop atau daisy chain atau dihubungkan dengan switch seperti

dalam kasus bus USB

System bus atau bus System dalam Arsitektur komputer merujuk pada bus yang

digunakan oleh sistem komputer untuk menghubungkan semua komponennya dalam

menjalankan tugas sebuah bus adalah sebutan untuk jalur dimana data dapat mengalir

dalam komputer jalur-jalur ini digunakan untuk komunikasi dan dapat dibuat antara dua

elemen atau lebih Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan

dieksekusi oleh CPU melalui perantara sistem bus

911 Transfer informasi pada bus

Suatu mendukung bermacam-macam transfer data Semua bus mendukung transfer baca

(master slave) dan transfer tulis( slave ke master) Pada semua multiplexed addressdata

bus pertama-tama bus digunakan untuk menspesifikasikan alamat dan kemudian untuk

melakukan transfer data Untuk operasi baca biasanya terdapat waktu tunggu pada saat

data sedang diambil dari slave untuk ditaruh pada bus Baik bagi operasi baca maupun

tulis mungkin juga terdapat delay bila hal itu diperlukan untuk melalui arbitrasi agar

mendapatkan kontrol bus untuk sisa operasi (yaitu mengambil alih bus untuk melakukan

request baca atau tulis kemudian mengambil alih lagi bus untuk membentuk operasi baca

atau tulis

Pada alamat dedicate dan bus-bus alamat ditaruh ada bus alamat dan tetap berada disana

selama data tersimpan pada bus data Bagi operasi tulis master menaruh data pada bus

data begitu alamat telah stabil dan slave telah mempunyai kesempatan untuk mengetahui

alamatnya bagi operasi baca slave menaruh data pada bus dan begitu slae mengetahui

alamatnya dan telah mengembil data

912 Sistem Bus dengan Jalur Data Alamat dan Kontrol

Jalur bus yang digunakan untuk mentransfer data dapat dikelompokkanrnenjadi tiga tipe jalur data alamat dan kontrol

Data bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi data dan instruksi

Address bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi untuk alamat di

main memory untuk data atau instruksi yang akan diambil atau direkam

Control bus yaitu bus yang digunakan untuk mengirimkan signal sebagai

pemberitahuan akan dikirimkan suatu informasi atau telah diterimanya informasi

yang akan dikirimkan dari suatu alat ke alat lainnya

913 Hirarki Bus

Bus merupakan lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih perangkat

computer Karakteristik penting sebuah bus adalah bahwa bus merupakan media

transmisi yang dapat digunakan bersama Sejumlah perangkat yang terhubung ke bus dan

suatu sinyal yang ditransmisikan oleh salah satu perangkat ini data diterimaoleh salah

satu perangkat yang terhubung ke bus

Umumnya sebuah bus terdiri dari sejumlah lintasan komunikasi atau saluran Masing-

masing saluran dapat mentransmisi sinyal yang menunjukan biner 1 dan biner 0

serangkaian digit biner dapat ditransmisi melalui saluran tunggal

914 Bus Data dan Bus Alamat

1 Bus data

Jalur data yang dilalui informasi ke dan dari microprocessor bahan data keterangan

catatan fakta fakta atau bagian dari fakta yang mengandung arti yang dihubungkan

dengan kenyataan simbol-simbol gambar kata-kata angka huruf yang menunjukan ide

objek kondisi dan lainnya

Data itu sendiri merupakan bentuk jamak dari datum yang berarti informasi jelasnya data

itu dapat berupa apa saja dan dapat ditemui dimana saja

2 Bus Alamat

Bus alamat pengalamatan transformasi data bus Pengalamatan bus ini berisi 16 2024

jalur sinyal paralel atau lebih CPU mengirim alamat lokasi memori atau port yang ingin

ditulis atau dibaca di bus ini jumlah lokasi memori yang dapat dialamati ditentukan

jumlah jalur alamat Jika CPU mempunyai N jalur alamat maka dapat mengalamati 2

pangkat N lokasi memori dan atau port secara langsung

101 Unit Input amp Output

Salah satu fitur dasar komputer adalah kemampuannya untuk mempertukarkandata dengan perangkat lain Kemampuan komunikasi ini memungkinkan operatormanusia misalnya untuk menggunakan keyboard dan layer display untuk mengolahteks dan grafik

1011 Dasar Unit Input Output

Unit IO memberi CPU kemampuan untuk berkomunikasi dengan peripheral Merupakan

entity dalam komputer yang bertanggung jawab atas pengontrol sebuah perangkat

eksternal atau lebih dan untuk pertukaran data antara alat-alat tersebut dengan memory

utama dan atau register-register dalam CPU

Alasan- alasan dipertukarkannya unit IO

Adanya aneka ragam peripheral yang memiliki macam-macam metode operasi

Perbedaan kecepatan transfer data antara sistem BUS dengan piranti IO BUS= 20

nano detik sedang IO lebih dari 100 nano detik

Peripheral seringkali menggunakan format data dan panjang word yang berlainan

dengan komputer

Perbedaan besar tegangan dan arus data yang diperlukan untuk transfer informasi

dari dan ke peripheral dengan sistem bus

Tujuan Unit IO

Melakukan kompensasi perbedaan kecepatan dan perwaktuan antara CPU dan

peripheral

Melakukan penyesuaian tegangan dan arus satu aras ke aras lain

Menyesuaikan panjang data antara sistem BUS dan BUS IO

1012 Antarmuka IO

Gambar 122 mengilustrasikan hardware yang diperlukan untukmenghubungkan perangkat IO ke bus Dekoder alamat mengenableperangkattersebut untuk mengenali alamatnya pada saat alamat ini muncul pada jalur alamatRegister data menyimpan data yang ditransfer ked an dari prosessor Register statusberisi informasi yang relevan dengan operasi perangkat IO Register data dan statusdihubungkan dengan bus data dan ditetapkan dengan alamatalamatunik Dekoderalamat register data dan status dan sirkuit control yang diperlukan untukmengkoordinasikan transfer IO membentuk sirkuit antar muka perangkatGambar 122 Antarmuka IO untuk perangkat input

Perangkat IO beroperasi pada kecepatan yang sangat berbeda denganprosessor Pada saat operator manusia memasukkan karakter pada keyboardprosessor mampu mengeksekusi jutaan instruksi antarentrikarakter yang berurutanSuatu instruksi yang membaca karakter dari keyboard sebaiknya hanya dieksekusipada saat karakter tersebut tersedia dalam input buffer antarmuka keyboard Juga kitaharus memastikan bahwa karakter input tersebut hanya dibaca sekali

1013 Transfer data pada IO

Transfer dataFormat transfer

- Paralel semua bit pada karakter (word denganpanjang tertentu) dikirim secara bersamaan dalambatas waktu yang diberikan

- Serial Data dikirim secara berurutan dalam satu saluran

Transfer data secara paralel lebih cepat daripada secaraserial karena saluran transmisinya banyak kelemahannyakalau terlalu panjang akan terjadi interferensi antarsaluran

Mode transfer data

1 Synchronous modeBaris kendali digunakan untuk mengsinkronkan waktupada semua kejadian yang terjadi selama periodewaktu tertentuKelemahanbull Tiap piranti IO berbeda-beda kecepatan operasinyasehingga harus diturunkan pada kecepatan yangpaling rendah

2 Asynchronous mode

Menggunakan teknik jabat tangan (hand shaking) untukmenyakinkan transfer data antara pengirim danpenerima tidak ada kesalahan (data valid)

111 Interupsi

Interupsi merupakan bagian penting dari sistem arsitektur komputer Setiap sistem

komputer memiliki mekanisme yang berbeda Interupsi bisa terjadi apabila perangkat

keras (hardware) atau perangkat lunak minta ldquo dilayanirdquo oleh processor apabila terjadi

interupsi maka processor menghentikan proses yang sedang dikerjakannya kemudian

beralih mengerjakan service rutin untuk melayani intrupsi tersebut Setelah selesai

mengerjakan service rutin maka prosesor kembali melanjutkan proses yang tertunda

1111 Kelas Sinyal Interupsi

Program yaitu Interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi

pada hasil eksekusi program Contioh Aritmatika overflow pembagian nol

operasi ilegal

Timer adalah Interupsi yang dibangkitkan pewaktuan dalam prosesor Sinyal ini

memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsi tertentu secara reguler

I O sinyal Interupsi yang di bangkitkan oleh Modul IO sehubngan pemberitahuan

kondisi Error dan penyelesaian suatu operasi

Hardware Failure adalah Interupsi yang dibangkitkan oleh kegagalan daya atau

kesalahan paritas memori

1112 Proses Interupsi

Dengan adanya mekanisme Interupsi prossesor dapat digunakan untuk

mengeksekusi intsruksi- instruksi lain

Saat suatu modul telah selesai menjalankan tugasnya dan siap menerima tugas

berikutnya maka modul ini akan mengirimkan permintaan interupsi ke prosesor

Kemudian prosesor akan menghentikan eksekusi yang dijalankannya untuk

menghandle routine interupsi

Setelah program interupsi selesai maka processor akan melanjutkan eksekusi

programnya kembali

Saat sinyal Interupsi diterima processor ada dua kemungkinan tindakan yaitu

Interupsi diterima ditangguhkan dan Interupsi ditolak

1113 Interupsi Ditangguhkan

Apa yang dilakukan Processor

Processor menangguhkan eksekusi program yang dijalankan dan menyimpan

konteksnya tindakan ini adalah menyimpan alamat instruksi berikutnya yang akan

dieksekusi dan data lain yang relevan

Processor menyetel program Counter (PC) ke alamat awal routine intterupt handler

1114 Sistem Operasi Kompleks

Interupsi ganda (Multiple interupt)

Misalnya suatu komputer akan menerima permintaan interupsi saat proses

pencetakan dengan printer selesai disamping itu dimungkinkan dari saluran

komunikasi akan mengirimkan permintaan interupsi setiap kali data tiba

Dapat diambil dua buah pendekatan untuk menangani interupsi ganda ini

121 Arsitektur dan Klasifikasi Sistem Komputer

Sebuah sistem operasi atau dalam bahasa asingnya Operating System adalah sebuah

program yang mengatur hardware komputer Sistem operasi juga menyediakan fondasi

untuk aplikasi diatasnya dan bertindak sebagai penghubung antara user dengan

hardwaresetiap sistem operasi memiliki caranya masing-masing untuk menyelesaikan

tugasnya Hal ini menimbulkan aneka ragam sistem operasi yang sangat menakjubkan

Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu 1 Klasifikasi Flynn

Didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data dalam sistem komputer

2 Klasifikasi Feng Didasarkan pada pemrosesan paralel dan serial

3 Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1211 Klasifikasi Fylnn

KLASIFIKASI FLYNN 1048790 Klasifikasi sistem komputer yang didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data diperkenalkan oleh Michael J Flynn 1048790 Alur instruksi (instruction stream) adalah urutan instruksi yang dilaksanakan oleh mesin 1048790 Alur data adalah urutan data yang dipanggil oleh alur instruksi 1048790 Baik instruksi maupun data diambil dari modul memori 1048790 Instruksi didecode (diartikan) oleh Control Unit 1048790 Alur data mengalir dua arah antara prosesor dan memori

Ada 4 kategori sistem komputer dalam klasifikasi Flynn 1 Single Instruction stream ndash Single Data stream (SISD) 2 Single Instruction stream ndash Multiple Data stream (SIMD) 3 Multiple Instruction stream ndash Single Data stream (MISD) 4 Multiple Instruction stream ndash Multiple Data stream (MIMD)

1212 Klasifikasi Feng

KLASIFIKASI FENG 1048790 Tse Yun Feng mengusulkan pembagian klasifikasi arsitektur komputer berdasarkan derajat keparalelan (degree of parallelism) 1048790 Jumlah bit maksimum yang dapat diproses dalam satu satuan waktu oleh sistem komputer disebut derajat keparalelan maksimum P 1048790 Bila Pi adalah jumlah bit yang dapat diproses dalam siklus prosesor ke ndash i (atau periode clock ke ndash i) 1048790 Siklus prosesor T dinyatakan oleh i = 123 T 1048790 Maka derajat keparalelan rata-rataa adalah

Ada 4 tipe Metode Pemrosesan

1048790 Word Serial and Bit Serial (WSBS) 1048790 Word Paralel and Bit Setial (WPBS) 1048790 Word Serial and Bit Paralel (WSBP) 1048790 Word Paralel and Bit Paralel (WPBP)

1213 Klasifikasi Handler

Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1214 Menjelaskan Multi Komputer amp Multi Processor

1048790 Multiprosesor MIMD dengan memori yang dapat digunakan bersama semua prosesornya memiliki akses ke pool memori utama

1048790 Multikomputer MIMD dengan memori terdistribusi setiap prosesornya memiliki memori khusus sendiri

1048790 Motivasi pembuatan organisasi multikomputer adalah untuk mengatasi keterbatasan skala multiprosesor

1048790 Karena prosesor-prosesor multikomputer harus berkomunikasi maka elemen penting perancangan multikomputer adalah jaringan interkoneksi yang harus dapat beroperasi seefisien mungkin

1048790 Ada beberapa topologi interkoneksi untuk memberikan kinerja yang efisien

1048790 Terdapat trade-off antara lintasan terpanjang dan jumlah koneksi fisik yang diperlukan

Selesai

BAB III PENUTUP

31 Kesimpulan

32 Saran

Daftar Pustaka

• Definisi
• • Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu

- PROM (Programmable ROM) yang diprogram dengan cara memutuskan hubungan sekering internal PROM hanya dapat diprogram satu kali dan tidak dapat diprogram ulang

- EPROM (Erasable PROM) yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat dari piranti Dihapus dengan cara pemberian sinar ultra violet melalui jendela pada bagian atas IC Setelah dihapus dapat diprogram ulang

- EEPROM (Electrically EPROM) sama saja dengan EPROM hanya cara penghapusannya dilakukan secara listrik

- Flash EPROM yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat pada piranti Memori ini dapat diisi ulang

Dari semua jenis memori diatas yang sering digunakan adalah memori jenis EPROM dan

EEPROM karena harganya paling murah dan mudah didapat dipasaran

814 Memori Eksternal

Memori eksternal o Bersifat eksternal terhadap sistem komputer dan tentu saja berada di luar

CPUo Diperlukan untuk menyimpan data atau instruksi secara permaneno Tidak diperlukan di dalam proses eksekusi sehingga tidak dapat diakses secara

langsung oleh prosesor (CPU) Untuk akses memori eksternal ini oleh CPU harus melalui pengontrolmodul IO

o Memori eksternal sering juga disebut sebagai memori sekunder o Memori ini terdiri atas perangkat storage peripheral seperti disk pita

magnetik dll berbagai jenis memory Eksternal

1 Berdasarkan jenis akses data

Berdasarkan jenis aksesnya memori eksternal dikelompokkan menjadi 2 jenis yaitu

a DASD (Direct Access Storage Device) dimana ia mempunyai akses langsung

terhadap data Contoh Magnetik(Floppy disk hard disk) Removable hard

disk(Zip disk Flash disk) Optical Disk

b SASD (Sequential Access Storage Device) Akses data secara tidak langsung

(berurutan) seperti Pita Magnetik

2Berdasarkan Karakteristik Bahan

Berdasarkan karakteristik bahan pembuatanya memori eksternal digolongkan

menjadi beberapa kelompok

a Punched Card atau kartu berlobang

a merupakan kartu kecil berisi lubang-lubang yang menggambarkan berbagai instruksi atau data Kartu ini dibaca melalui puch card reader yang sudah tidak digunakan lagi sejak tahun 1979

b Magnetik Disk Magnetik disk merupakan disk yang terbuat dari bahan yang bersifat magnetik contoh Floppy dan hardsik

c Optical Disk Optical disk terbuat dari bahan optik seperti resin (Polycaronate) dan dilapisi permukaan yang sangat reflektif seperti aluminium contoh CD dan DVD

d Magnetik TapeSedangkan magnetik tape terbuat dari bahan yang bersifat magnetik tetapi berbentuk pita seperti halnya pita kaset tape recorder

91 Bus amp Sistem Bus

Dalam Arsitektur komputer sebuah Bus adalah sebuah subsistem yang mentransfer data

atau listrik antar komponen komputer didalam sebuah komputer atau antar komputer

Bus komputer awal merupakan bus listrik paralel dengan banyak hubungan tetapi istilah

ini sekarang digunakan untuk pengaturan fisik yang menyediakan fungsi logika yang

sama dengan sebuah bus listrik paralel dan dapat dihubungkan dengan kabel dalam

sebuah topologi multidrop atau daisy chain atau dihubungkan dengan switch seperti

dalam kasus bus USB

System bus atau bus System dalam Arsitektur komputer merujuk pada bus yang

digunakan oleh sistem komputer untuk menghubungkan semua komponennya dalam

menjalankan tugas sebuah bus adalah sebutan untuk jalur dimana data dapat mengalir

dalam komputer jalur-jalur ini digunakan untuk komunikasi dan dapat dibuat antara dua

elemen atau lebih Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan

dieksekusi oleh CPU melalui perantara sistem bus

911 Transfer informasi pada bus

Suatu mendukung bermacam-macam transfer data Semua bus mendukung transfer baca

(master slave) dan transfer tulis( slave ke master) Pada semua multiplexed addressdata

bus pertama-tama bus digunakan untuk menspesifikasikan alamat dan kemudian untuk

melakukan transfer data Untuk operasi baca biasanya terdapat waktu tunggu pada saat

data sedang diambil dari slave untuk ditaruh pada bus Baik bagi operasi baca maupun

tulis mungkin juga terdapat delay bila hal itu diperlukan untuk melalui arbitrasi agar

mendapatkan kontrol bus untuk sisa operasi (yaitu mengambil alih bus untuk melakukan

request baca atau tulis kemudian mengambil alih lagi bus untuk membentuk operasi baca

atau tulis

Pada alamat dedicate dan bus-bus alamat ditaruh ada bus alamat dan tetap berada disana

selama data tersimpan pada bus data Bagi operasi tulis master menaruh data pada bus

data begitu alamat telah stabil dan slave telah mempunyai kesempatan untuk mengetahui

alamatnya bagi operasi baca slave menaruh data pada bus dan begitu slae mengetahui

alamatnya dan telah mengembil data

912 Sistem Bus dengan Jalur Data Alamat dan Kontrol

Jalur bus yang digunakan untuk mentransfer data dapat dikelompokkanrnenjadi tiga tipe jalur data alamat dan kontrol

Data bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi data dan instruksi

Address bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi untuk alamat di

main memory untuk data atau instruksi yang akan diambil atau direkam

Control bus yaitu bus yang digunakan untuk mengirimkan signal sebagai

pemberitahuan akan dikirimkan suatu informasi atau telah diterimanya informasi

yang akan dikirimkan dari suatu alat ke alat lainnya

913 Hirarki Bus

Bus merupakan lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih perangkat

computer Karakteristik penting sebuah bus adalah bahwa bus merupakan media

transmisi yang dapat digunakan bersama Sejumlah perangkat yang terhubung ke bus dan

suatu sinyal yang ditransmisikan oleh salah satu perangkat ini data diterimaoleh salah

satu perangkat yang terhubung ke bus

Umumnya sebuah bus terdiri dari sejumlah lintasan komunikasi atau saluran Masing-

masing saluran dapat mentransmisi sinyal yang menunjukan biner 1 dan biner 0

serangkaian digit biner dapat ditransmisi melalui saluran tunggal

914 Bus Data dan Bus Alamat

1 Bus data

Jalur data yang dilalui informasi ke dan dari microprocessor bahan data keterangan

catatan fakta fakta atau bagian dari fakta yang mengandung arti yang dihubungkan

dengan kenyataan simbol-simbol gambar kata-kata angka huruf yang menunjukan ide

objek kondisi dan lainnya

Data itu sendiri merupakan bentuk jamak dari datum yang berarti informasi jelasnya data

itu dapat berupa apa saja dan dapat ditemui dimana saja

2 Bus Alamat

Bus alamat pengalamatan transformasi data bus Pengalamatan bus ini berisi 16 2024

jalur sinyal paralel atau lebih CPU mengirim alamat lokasi memori atau port yang ingin

ditulis atau dibaca di bus ini jumlah lokasi memori yang dapat dialamati ditentukan

jumlah jalur alamat Jika CPU mempunyai N jalur alamat maka dapat mengalamati 2

pangkat N lokasi memori dan atau port secara langsung

101 Unit Input amp Output

Salah satu fitur dasar komputer adalah kemampuannya untuk mempertukarkandata dengan perangkat lain Kemampuan komunikasi ini memungkinkan operatormanusia misalnya untuk menggunakan keyboard dan layer display untuk mengolahteks dan grafik

1011 Dasar Unit Input Output

Unit IO memberi CPU kemampuan untuk berkomunikasi dengan peripheral Merupakan

entity dalam komputer yang bertanggung jawab atas pengontrol sebuah perangkat

eksternal atau lebih dan untuk pertukaran data antara alat-alat tersebut dengan memory

utama dan atau register-register dalam CPU

Alasan- alasan dipertukarkannya unit IO

Adanya aneka ragam peripheral yang memiliki macam-macam metode operasi

Perbedaan kecepatan transfer data antara sistem BUS dengan piranti IO BUS= 20

nano detik sedang IO lebih dari 100 nano detik

Peripheral seringkali menggunakan format data dan panjang word yang berlainan

dengan komputer

Perbedaan besar tegangan dan arus data yang diperlukan untuk transfer informasi

dari dan ke peripheral dengan sistem bus

Tujuan Unit IO

Melakukan kompensasi perbedaan kecepatan dan perwaktuan antara CPU dan

peripheral

Melakukan penyesuaian tegangan dan arus satu aras ke aras lain

Menyesuaikan panjang data antara sistem BUS dan BUS IO

1012 Antarmuka IO

Gambar 122 mengilustrasikan hardware yang diperlukan untukmenghubungkan perangkat IO ke bus Dekoder alamat mengenableperangkattersebut untuk mengenali alamatnya pada saat alamat ini muncul pada jalur alamatRegister data menyimpan data yang ditransfer ked an dari prosessor Register statusberisi informasi yang relevan dengan operasi perangkat IO Register data dan statusdihubungkan dengan bus data dan ditetapkan dengan alamatalamatunik Dekoderalamat register data dan status dan sirkuit control yang diperlukan untukmengkoordinasikan transfer IO membentuk sirkuit antar muka perangkatGambar 122 Antarmuka IO untuk perangkat input

Perangkat IO beroperasi pada kecepatan yang sangat berbeda denganprosessor Pada saat operator manusia memasukkan karakter pada keyboardprosessor mampu mengeksekusi jutaan instruksi antarentrikarakter yang berurutanSuatu instruksi yang membaca karakter dari keyboard sebaiknya hanya dieksekusipada saat karakter tersebut tersedia dalam input buffer antarmuka keyboard Juga kitaharus memastikan bahwa karakter input tersebut hanya dibaca sekali

1013 Transfer data pada IO

Transfer dataFormat transfer

- Paralel semua bit pada karakter (word denganpanjang tertentu) dikirim secara bersamaan dalambatas waktu yang diberikan

- Serial Data dikirim secara berurutan dalam satu saluran

Transfer data secara paralel lebih cepat daripada secaraserial karena saluran transmisinya banyak kelemahannyakalau terlalu panjang akan terjadi interferensi antarsaluran

Mode transfer data

1 Synchronous modeBaris kendali digunakan untuk mengsinkronkan waktupada semua kejadian yang terjadi selama periodewaktu tertentuKelemahanbull Tiap piranti IO berbeda-beda kecepatan operasinyasehingga harus diturunkan pada kecepatan yangpaling rendah

2 Asynchronous mode

Menggunakan teknik jabat tangan (hand shaking) untukmenyakinkan transfer data antara pengirim danpenerima tidak ada kesalahan (data valid)

111 Interupsi

Interupsi merupakan bagian penting dari sistem arsitektur komputer Setiap sistem

komputer memiliki mekanisme yang berbeda Interupsi bisa terjadi apabila perangkat

keras (hardware) atau perangkat lunak minta ldquo dilayanirdquo oleh processor apabila terjadi

interupsi maka processor menghentikan proses yang sedang dikerjakannya kemudian

beralih mengerjakan service rutin untuk melayani intrupsi tersebut Setelah selesai

mengerjakan service rutin maka prosesor kembali melanjutkan proses yang tertunda

1111 Kelas Sinyal Interupsi

Program yaitu Interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi

pada hasil eksekusi program Contioh Aritmatika overflow pembagian nol

operasi ilegal

Timer adalah Interupsi yang dibangkitkan pewaktuan dalam prosesor Sinyal ini

memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsi tertentu secara reguler

I O sinyal Interupsi yang di bangkitkan oleh Modul IO sehubngan pemberitahuan

kondisi Error dan penyelesaian suatu operasi

Hardware Failure adalah Interupsi yang dibangkitkan oleh kegagalan daya atau

kesalahan paritas memori

1112 Proses Interupsi

Dengan adanya mekanisme Interupsi prossesor dapat digunakan untuk

mengeksekusi intsruksi- instruksi lain

Saat suatu modul telah selesai menjalankan tugasnya dan siap menerima tugas

berikutnya maka modul ini akan mengirimkan permintaan interupsi ke prosesor

Kemudian prosesor akan menghentikan eksekusi yang dijalankannya untuk

menghandle routine interupsi

Setelah program interupsi selesai maka processor akan melanjutkan eksekusi

programnya kembali

Saat sinyal Interupsi diterima processor ada dua kemungkinan tindakan yaitu

Interupsi diterima ditangguhkan dan Interupsi ditolak

1113 Interupsi Ditangguhkan

Apa yang dilakukan Processor

Processor menangguhkan eksekusi program yang dijalankan dan menyimpan

konteksnya tindakan ini adalah menyimpan alamat instruksi berikutnya yang akan

dieksekusi dan data lain yang relevan

Processor menyetel program Counter (PC) ke alamat awal routine intterupt handler

1114 Sistem Operasi Kompleks

Interupsi ganda (Multiple interupt)

Misalnya suatu komputer akan menerima permintaan interupsi saat proses

pencetakan dengan printer selesai disamping itu dimungkinkan dari saluran

komunikasi akan mengirimkan permintaan interupsi setiap kali data tiba

Dapat diambil dua buah pendekatan untuk menangani interupsi ganda ini

121 Arsitektur dan Klasifikasi Sistem Komputer

Sebuah sistem operasi atau dalam bahasa asingnya Operating System adalah sebuah

program yang mengatur hardware komputer Sistem operasi juga menyediakan fondasi

untuk aplikasi diatasnya dan bertindak sebagai penghubung antara user dengan

hardwaresetiap sistem operasi memiliki caranya masing-masing untuk menyelesaikan

tugasnya Hal ini menimbulkan aneka ragam sistem operasi yang sangat menakjubkan

Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu 1 Klasifikasi Flynn

Didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data dalam sistem komputer

2 Klasifikasi Feng Didasarkan pada pemrosesan paralel dan serial

3 Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1211 Klasifikasi Fylnn

KLASIFIKASI FLYNN 1048790 Klasifikasi sistem komputer yang didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data diperkenalkan oleh Michael J Flynn 1048790 Alur instruksi (instruction stream) adalah urutan instruksi yang dilaksanakan oleh mesin 1048790 Alur data adalah urutan data yang dipanggil oleh alur instruksi 1048790 Baik instruksi maupun data diambil dari modul memori 1048790 Instruksi didecode (diartikan) oleh Control Unit 1048790 Alur data mengalir dua arah antara prosesor dan memori

Ada 4 kategori sistem komputer dalam klasifikasi Flynn 1 Single Instruction stream ndash Single Data stream (SISD) 2 Single Instruction stream ndash Multiple Data stream (SIMD) 3 Multiple Instruction stream ndash Single Data stream (MISD) 4 Multiple Instruction stream ndash Multiple Data stream (MIMD)

1212 Klasifikasi Feng

KLASIFIKASI FENG 1048790 Tse Yun Feng mengusulkan pembagian klasifikasi arsitektur komputer berdasarkan derajat keparalelan (degree of parallelism) 1048790 Jumlah bit maksimum yang dapat diproses dalam satu satuan waktu oleh sistem komputer disebut derajat keparalelan maksimum P 1048790 Bila Pi adalah jumlah bit yang dapat diproses dalam siklus prosesor ke ndash i (atau periode clock ke ndash i) 1048790 Siklus prosesor T dinyatakan oleh i = 123 T 1048790 Maka derajat keparalelan rata-rataa adalah

Ada 4 tipe Metode Pemrosesan

1048790 Word Serial and Bit Serial (WSBS) 1048790 Word Paralel and Bit Setial (WPBS) 1048790 Word Serial and Bit Paralel (WSBP) 1048790 Word Paralel and Bit Paralel (WPBP)

1213 Klasifikasi Handler

Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1214 Menjelaskan Multi Komputer amp Multi Processor

1048790 Multiprosesor MIMD dengan memori yang dapat digunakan bersama semua prosesornya memiliki akses ke pool memori utama

1048790 Multikomputer MIMD dengan memori terdistribusi setiap prosesornya memiliki memori khusus sendiri

1048790 Motivasi pembuatan organisasi multikomputer adalah untuk mengatasi keterbatasan skala multiprosesor

1048790 Karena prosesor-prosesor multikomputer harus berkomunikasi maka elemen penting perancangan multikomputer adalah jaringan interkoneksi yang harus dapat beroperasi seefisien mungkin

1048790 Ada beberapa topologi interkoneksi untuk memberikan kinerja yang efisien

1048790 Terdapat trade-off antara lintasan terpanjang dan jumlah koneksi fisik yang diperlukan

Selesai

BAB III PENUTUP

31 Kesimpulan

32 Saran

Daftar Pustaka

• Definisi
• • Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu

a Punched Card atau kartu berlobang

a merupakan kartu kecil berisi lubang-lubang yang menggambarkan berbagai instruksi atau data Kartu ini dibaca melalui puch card reader yang sudah tidak digunakan lagi sejak tahun 1979

b Magnetik Disk Magnetik disk merupakan disk yang terbuat dari bahan yang bersifat magnetik contoh Floppy dan hardsik

c Optical Disk Optical disk terbuat dari bahan optik seperti resin (Polycaronate) dan dilapisi permukaan yang sangat reflektif seperti aluminium contoh CD dan DVD

d Magnetik TapeSedangkan magnetik tape terbuat dari bahan yang bersifat magnetik tetapi berbentuk pita seperti halnya pita kaset tape recorder

91 Bus amp Sistem Bus

Dalam Arsitektur komputer sebuah Bus adalah sebuah subsistem yang mentransfer data

atau listrik antar komponen komputer didalam sebuah komputer atau antar komputer

Bus komputer awal merupakan bus listrik paralel dengan banyak hubungan tetapi istilah

ini sekarang digunakan untuk pengaturan fisik yang menyediakan fungsi logika yang

sama dengan sebuah bus listrik paralel dan dapat dihubungkan dengan kabel dalam

sebuah topologi multidrop atau daisy chain atau dihubungkan dengan switch seperti

dalam kasus bus USB

System bus atau bus System dalam Arsitektur komputer merujuk pada bus yang

digunakan oleh sistem komputer untuk menghubungkan semua komponennya dalam

menjalankan tugas sebuah bus adalah sebutan untuk jalur dimana data dapat mengalir

dalam komputer jalur-jalur ini digunakan untuk komunikasi dan dapat dibuat antara dua

elemen atau lebih Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan

dieksekusi oleh CPU melalui perantara sistem bus

911 Transfer informasi pada bus

Suatu mendukung bermacam-macam transfer data Semua bus mendukung transfer baca

(master slave) dan transfer tulis( slave ke master) Pada semua multiplexed addressdata

bus pertama-tama bus digunakan untuk menspesifikasikan alamat dan kemudian untuk

melakukan transfer data Untuk operasi baca biasanya terdapat waktu tunggu pada saat

data sedang diambil dari slave untuk ditaruh pada bus Baik bagi operasi baca maupun

tulis mungkin juga terdapat delay bila hal itu diperlukan untuk melalui arbitrasi agar

mendapatkan kontrol bus untuk sisa operasi (yaitu mengambil alih bus untuk melakukan

request baca atau tulis kemudian mengambil alih lagi bus untuk membentuk operasi baca

atau tulis

Pada alamat dedicate dan bus-bus alamat ditaruh ada bus alamat dan tetap berada disana

selama data tersimpan pada bus data Bagi operasi tulis master menaruh data pada bus

data begitu alamat telah stabil dan slave telah mempunyai kesempatan untuk mengetahui

alamatnya bagi operasi baca slave menaruh data pada bus dan begitu slae mengetahui

alamatnya dan telah mengembil data

912 Sistem Bus dengan Jalur Data Alamat dan Kontrol

Jalur bus yang digunakan untuk mentransfer data dapat dikelompokkanrnenjadi tiga tipe jalur data alamat dan kontrol

Data bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi data dan instruksi

Address bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi untuk alamat di

main memory untuk data atau instruksi yang akan diambil atau direkam

Control bus yaitu bus yang digunakan untuk mengirimkan signal sebagai

pemberitahuan akan dikirimkan suatu informasi atau telah diterimanya informasi

yang akan dikirimkan dari suatu alat ke alat lainnya

913 Hirarki Bus

Bus merupakan lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih perangkat

computer Karakteristik penting sebuah bus adalah bahwa bus merupakan media

transmisi yang dapat digunakan bersama Sejumlah perangkat yang terhubung ke bus dan

suatu sinyal yang ditransmisikan oleh salah satu perangkat ini data diterimaoleh salah

satu perangkat yang terhubung ke bus

Umumnya sebuah bus terdiri dari sejumlah lintasan komunikasi atau saluran Masing-

masing saluran dapat mentransmisi sinyal yang menunjukan biner 1 dan biner 0

serangkaian digit biner dapat ditransmisi melalui saluran tunggal

914 Bus Data dan Bus Alamat

1 Bus data

Jalur data yang dilalui informasi ke dan dari microprocessor bahan data keterangan

catatan fakta fakta atau bagian dari fakta yang mengandung arti yang dihubungkan

dengan kenyataan simbol-simbol gambar kata-kata angka huruf yang menunjukan ide

objek kondisi dan lainnya

Data itu sendiri merupakan bentuk jamak dari datum yang berarti informasi jelasnya data

itu dapat berupa apa saja dan dapat ditemui dimana saja

2 Bus Alamat

Bus alamat pengalamatan transformasi data bus Pengalamatan bus ini berisi 16 2024

jalur sinyal paralel atau lebih CPU mengirim alamat lokasi memori atau port yang ingin

ditulis atau dibaca di bus ini jumlah lokasi memori yang dapat dialamati ditentukan

jumlah jalur alamat Jika CPU mempunyai N jalur alamat maka dapat mengalamati 2

pangkat N lokasi memori dan atau port secara langsung

101 Unit Input amp Output

Salah satu fitur dasar komputer adalah kemampuannya untuk mempertukarkandata dengan perangkat lain Kemampuan komunikasi ini memungkinkan operatormanusia misalnya untuk menggunakan keyboard dan layer display untuk mengolahteks dan grafik

1011 Dasar Unit Input Output

Unit IO memberi CPU kemampuan untuk berkomunikasi dengan peripheral Merupakan

entity dalam komputer yang bertanggung jawab atas pengontrol sebuah perangkat

eksternal atau lebih dan untuk pertukaran data antara alat-alat tersebut dengan memory

utama dan atau register-register dalam CPU

Alasan- alasan dipertukarkannya unit IO

Adanya aneka ragam peripheral yang memiliki macam-macam metode operasi

Perbedaan kecepatan transfer data antara sistem BUS dengan piranti IO BUS= 20

nano detik sedang IO lebih dari 100 nano detik

Peripheral seringkali menggunakan format data dan panjang word yang berlainan

dengan komputer

Perbedaan besar tegangan dan arus data yang diperlukan untuk transfer informasi

dari dan ke peripheral dengan sistem bus

Tujuan Unit IO

Melakukan kompensasi perbedaan kecepatan dan perwaktuan antara CPU dan

peripheral

Melakukan penyesuaian tegangan dan arus satu aras ke aras lain

Menyesuaikan panjang data antara sistem BUS dan BUS IO

1012 Antarmuka IO

Gambar 122 mengilustrasikan hardware yang diperlukan untukmenghubungkan perangkat IO ke bus Dekoder alamat mengenableperangkattersebut untuk mengenali alamatnya pada saat alamat ini muncul pada jalur alamatRegister data menyimpan data yang ditransfer ked an dari prosessor Register statusberisi informasi yang relevan dengan operasi perangkat IO Register data dan statusdihubungkan dengan bus data dan ditetapkan dengan alamatalamatunik Dekoderalamat register data dan status dan sirkuit control yang diperlukan untukmengkoordinasikan transfer IO membentuk sirkuit antar muka perangkatGambar 122 Antarmuka IO untuk perangkat input

Perangkat IO beroperasi pada kecepatan yang sangat berbeda denganprosessor Pada saat operator manusia memasukkan karakter pada keyboardprosessor mampu mengeksekusi jutaan instruksi antarentrikarakter yang berurutanSuatu instruksi yang membaca karakter dari keyboard sebaiknya hanya dieksekusipada saat karakter tersebut tersedia dalam input buffer antarmuka keyboard Juga kitaharus memastikan bahwa karakter input tersebut hanya dibaca sekali

1013 Transfer data pada IO

Transfer dataFormat transfer

- Paralel semua bit pada karakter (word denganpanjang tertentu) dikirim secara bersamaan dalambatas waktu yang diberikan

- Serial Data dikirim secara berurutan dalam satu saluran

Transfer data secara paralel lebih cepat daripada secaraserial karena saluran transmisinya banyak kelemahannyakalau terlalu panjang akan terjadi interferensi antarsaluran

Mode transfer data

1 Synchronous modeBaris kendali digunakan untuk mengsinkronkan waktupada semua kejadian yang terjadi selama periodewaktu tertentuKelemahanbull Tiap piranti IO berbeda-beda kecepatan operasinyasehingga harus diturunkan pada kecepatan yangpaling rendah

2 Asynchronous mode

Menggunakan teknik jabat tangan (hand shaking) untukmenyakinkan transfer data antara pengirim danpenerima tidak ada kesalahan (data valid)

111 Interupsi

Interupsi merupakan bagian penting dari sistem arsitektur komputer Setiap sistem

komputer memiliki mekanisme yang berbeda Interupsi bisa terjadi apabila perangkat

keras (hardware) atau perangkat lunak minta ldquo dilayanirdquo oleh processor apabila terjadi

interupsi maka processor menghentikan proses yang sedang dikerjakannya kemudian

beralih mengerjakan service rutin untuk melayani intrupsi tersebut Setelah selesai

mengerjakan service rutin maka prosesor kembali melanjutkan proses yang tertunda

1111 Kelas Sinyal Interupsi

Program yaitu Interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi

pada hasil eksekusi program Contioh Aritmatika overflow pembagian nol

operasi ilegal

Timer adalah Interupsi yang dibangkitkan pewaktuan dalam prosesor Sinyal ini

memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsi tertentu secara reguler

I O sinyal Interupsi yang di bangkitkan oleh Modul IO sehubngan pemberitahuan

kondisi Error dan penyelesaian suatu operasi

Hardware Failure adalah Interupsi yang dibangkitkan oleh kegagalan daya atau

kesalahan paritas memori

1112 Proses Interupsi

Dengan adanya mekanisme Interupsi prossesor dapat digunakan untuk

mengeksekusi intsruksi- instruksi lain

Saat suatu modul telah selesai menjalankan tugasnya dan siap menerima tugas

berikutnya maka modul ini akan mengirimkan permintaan interupsi ke prosesor

Kemudian prosesor akan menghentikan eksekusi yang dijalankannya untuk

menghandle routine interupsi

Setelah program interupsi selesai maka processor akan melanjutkan eksekusi

programnya kembali

Saat sinyal Interupsi diterima processor ada dua kemungkinan tindakan yaitu

Interupsi diterima ditangguhkan dan Interupsi ditolak

1113 Interupsi Ditangguhkan

Apa yang dilakukan Processor

Processor menangguhkan eksekusi program yang dijalankan dan menyimpan

konteksnya tindakan ini adalah menyimpan alamat instruksi berikutnya yang akan

dieksekusi dan data lain yang relevan

Processor menyetel program Counter (PC) ke alamat awal routine intterupt handler

1114 Sistem Operasi Kompleks

Interupsi ganda (Multiple interupt)

Misalnya suatu komputer akan menerima permintaan interupsi saat proses

pencetakan dengan printer selesai disamping itu dimungkinkan dari saluran

komunikasi akan mengirimkan permintaan interupsi setiap kali data tiba

Dapat diambil dua buah pendekatan untuk menangani interupsi ganda ini

121 Arsitektur dan Klasifikasi Sistem Komputer

Sebuah sistem operasi atau dalam bahasa asingnya Operating System adalah sebuah

program yang mengatur hardware komputer Sistem operasi juga menyediakan fondasi

untuk aplikasi diatasnya dan bertindak sebagai penghubung antara user dengan

hardwaresetiap sistem operasi memiliki caranya masing-masing untuk menyelesaikan

tugasnya Hal ini menimbulkan aneka ragam sistem operasi yang sangat menakjubkan

Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu 1 Klasifikasi Flynn

Didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data dalam sistem komputer

2 Klasifikasi Feng Didasarkan pada pemrosesan paralel dan serial

3 Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1211 Klasifikasi Fylnn

KLASIFIKASI FLYNN 1048790 Klasifikasi sistem komputer yang didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data diperkenalkan oleh Michael J Flynn 1048790 Alur instruksi (instruction stream) adalah urutan instruksi yang dilaksanakan oleh mesin 1048790 Alur data adalah urutan data yang dipanggil oleh alur instruksi 1048790 Baik instruksi maupun data diambil dari modul memori 1048790 Instruksi didecode (diartikan) oleh Control Unit 1048790 Alur data mengalir dua arah antara prosesor dan memori

Ada 4 kategori sistem komputer dalam klasifikasi Flynn 1 Single Instruction stream ndash Single Data stream (SISD) 2 Single Instruction stream ndash Multiple Data stream (SIMD) 3 Multiple Instruction stream ndash Single Data stream (MISD) 4 Multiple Instruction stream ndash Multiple Data stream (MIMD)

1212 Klasifikasi Feng

KLASIFIKASI FENG 1048790 Tse Yun Feng mengusulkan pembagian klasifikasi arsitektur komputer berdasarkan derajat keparalelan (degree of parallelism) 1048790 Jumlah bit maksimum yang dapat diproses dalam satu satuan waktu oleh sistem komputer disebut derajat keparalelan maksimum P 1048790 Bila Pi adalah jumlah bit yang dapat diproses dalam siklus prosesor ke ndash i (atau periode clock ke ndash i) 1048790 Siklus prosesor T dinyatakan oleh i = 123 T 1048790 Maka derajat keparalelan rata-rataa adalah

Ada 4 tipe Metode Pemrosesan

1048790 Word Serial and Bit Serial (WSBS) 1048790 Word Paralel and Bit Setial (WPBS) 1048790 Word Serial and Bit Paralel (WSBP) 1048790 Word Paralel and Bit Paralel (WPBP)

1213 Klasifikasi Handler

Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1214 Menjelaskan Multi Komputer amp Multi Processor

1048790 Multiprosesor MIMD dengan memori yang dapat digunakan bersama semua prosesornya memiliki akses ke pool memori utama

1048790 Multikomputer MIMD dengan memori terdistribusi setiap prosesornya memiliki memori khusus sendiri

1048790 Motivasi pembuatan organisasi multikomputer adalah untuk mengatasi keterbatasan skala multiprosesor

1048790 Karena prosesor-prosesor multikomputer harus berkomunikasi maka elemen penting perancangan multikomputer adalah jaringan interkoneksi yang harus dapat beroperasi seefisien mungkin

1048790 Ada beberapa topologi interkoneksi untuk memberikan kinerja yang efisien

1048790 Terdapat trade-off antara lintasan terpanjang dan jumlah koneksi fisik yang diperlukan

Selesai

BAB III PENUTUP

31 Kesimpulan

32 Saran

Daftar Pustaka

• Definisi
• • Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu

Suatu mendukung bermacam-macam transfer data Semua bus mendukung transfer baca

(master slave) dan transfer tulis( slave ke master) Pada semua multiplexed addressdata

bus pertama-tama bus digunakan untuk menspesifikasikan alamat dan kemudian untuk

melakukan transfer data Untuk operasi baca biasanya terdapat waktu tunggu pada saat

data sedang diambil dari slave untuk ditaruh pada bus Baik bagi operasi baca maupun

tulis mungkin juga terdapat delay bila hal itu diperlukan untuk melalui arbitrasi agar

mendapatkan kontrol bus untuk sisa operasi (yaitu mengambil alih bus untuk melakukan

request baca atau tulis kemudian mengambil alih lagi bus untuk membentuk operasi baca

atau tulis

Pada alamat dedicate dan bus-bus alamat ditaruh ada bus alamat dan tetap berada disana

selama data tersimpan pada bus data Bagi operasi tulis master menaruh data pada bus

data begitu alamat telah stabil dan slave telah mempunyai kesempatan untuk mengetahui

alamatnya bagi operasi baca slave menaruh data pada bus dan begitu slae mengetahui

alamatnya dan telah mengembil data

912 Sistem Bus dengan Jalur Data Alamat dan Kontrol

Jalur bus yang digunakan untuk mentransfer data dapat dikelompokkanrnenjadi tiga tipe jalur data alamat dan kontrol

Data bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi data dan instruksi

Address bus yaitu bus yang digunakan untuk jalur transportasi untuk alamat di

main memory untuk data atau instruksi yang akan diambil atau direkam

Control bus yaitu bus yang digunakan untuk mengirimkan signal sebagai

pemberitahuan akan dikirimkan suatu informasi atau telah diterimanya informasi

yang akan dikirimkan dari suatu alat ke alat lainnya

913 Hirarki Bus

Bus merupakan lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih perangkat

computer Karakteristik penting sebuah bus adalah bahwa bus merupakan media

transmisi yang dapat digunakan bersama Sejumlah perangkat yang terhubung ke bus dan

suatu sinyal yang ditransmisikan oleh salah satu perangkat ini data diterimaoleh salah

satu perangkat yang terhubung ke bus

Umumnya sebuah bus terdiri dari sejumlah lintasan komunikasi atau saluran Masing-

masing saluran dapat mentransmisi sinyal yang menunjukan biner 1 dan biner 0

serangkaian digit biner dapat ditransmisi melalui saluran tunggal

914 Bus Data dan Bus Alamat

1 Bus data

Jalur data yang dilalui informasi ke dan dari microprocessor bahan data keterangan

catatan fakta fakta atau bagian dari fakta yang mengandung arti yang dihubungkan

dengan kenyataan simbol-simbol gambar kata-kata angka huruf yang menunjukan ide

objek kondisi dan lainnya

Data itu sendiri merupakan bentuk jamak dari datum yang berarti informasi jelasnya data

itu dapat berupa apa saja dan dapat ditemui dimana saja

2 Bus Alamat

Bus alamat pengalamatan transformasi data bus Pengalamatan bus ini berisi 16 2024

jalur sinyal paralel atau lebih CPU mengirim alamat lokasi memori atau port yang ingin

ditulis atau dibaca di bus ini jumlah lokasi memori yang dapat dialamati ditentukan

jumlah jalur alamat Jika CPU mempunyai N jalur alamat maka dapat mengalamati 2

pangkat N lokasi memori dan atau port secara langsung

101 Unit Input amp Output

Salah satu fitur dasar komputer adalah kemampuannya untuk mempertukarkandata dengan perangkat lain Kemampuan komunikasi ini memungkinkan operatormanusia misalnya untuk menggunakan keyboard dan layer display untuk mengolahteks dan grafik

1011 Dasar Unit Input Output

Unit IO memberi CPU kemampuan untuk berkomunikasi dengan peripheral Merupakan

entity dalam komputer yang bertanggung jawab atas pengontrol sebuah perangkat

eksternal atau lebih dan untuk pertukaran data antara alat-alat tersebut dengan memory

utama dan atau register-register dalam CPU

Alasan- alasan dipertukarkannya unit IO

Adanya aneka ragam peripheral yang memiliki macam-macam metode operasi

Perbedaan kecepatan transfer data antara sistem BUS dengan piranti IO BUS= 20

nano detik sedang IO lebih dari 100 nano detik

Peripheral seringkali menggunakan format data dan panjang word yang berlainan

dengan komputer

Perbedaan besar tegangan dan arus data yang diperlukan untuk transfer informasi

dari dan ke peripheral dengan sistem bus

Tujuan Unit IO

Melakukan kompensasi perbedaan kecepatan dan perwaktuan antara CPU dan

peripheral

Melakukan penyesuaian tegangan dan arus satu aras ke aras lain

Menyesuaikan panjang data antara sistem BUS dan BUS IO

1012 Antarmuka IO

Gambar 122 mengilustrasikan hardware yang diperlukan untukmenghubungkan perangkat IO ke bus Dekoder alamat mengenableperangkattersebut untuk mengenali alamatnya pada saat alamat ini muncul pada jalur alamatRegister data menyimpan data yang ditransfer ked an dari prosessor Register statusberisi informasi yang relevan dengan operasi perangkat IO Register data dan statusdihubungkan dengan bus data dan ditetapkan dengan alamatalamatunik Dekoderalamat register data dan status dan sirkuit control yang diperlukan untukmengkoordinasikan transfer IO membentuk sirkuit antar muka perangkatGambar 122 Antarmuka IO untuk perangkat input

Perangkat IO beroperasi pada kecepatan yang sangat berbeda denganprosessor Pada saat operator manusia memasukkan karakter pada keyboardprosessor mampu mengeksekusi jutaan instruksi antarentrikarakter yang berurutanSuatu instruksi yang membaca karakter dari keyboard sebaiknya hanya dieksekusipada saat karakter tersebut tersedia dalam input buffer antarmuka keyboard Juga kitaharus memastikan bahwa karakter input tersebut hanya dibaca sekali

1013 Transfer data pada IO

Transfer dataFormat transfer

- Paralel semua bit pada karakter (word denganpanjang tertentu) dikirim secara bersamaan dalambatas waktu yang diberikan

- Serial Data dikirim secara berurutan dalam satu saluran

Transfer data secara paralel lebih cepat daripada secaraserial karena saluran transmisinya banyak kelemahannyakalau terlalu panjang akan terjadi interferensi antarsaluran

Mode transfer data

1 Synchronous modeBaris kendali digunakan untuk mengsinkronkan waktupada semua kejadian yang terjadi selama periodewaktu tertentuKelemahanbull Tiap piranti IO berbeda-beda kecepatan operasinyasehingga harus diturunkan pada kecepatan yangpaling rendah

2 Asynchronous mode

Menggunakan teknik jabat tangan (hand shaking) untukmenyakinkan transfer data antara pengirim danpenerima tidak ada kesalahan (data valid)

111 Interupsi

Interupsi merupakan bagian penting dari sistem arsitektur komputer Setiap sistem

komputer memiliki mekanisme yang berbeda Interupsi bisa terjadi apabila perangkat

keras (hardware) atau perangkat lunak minta ldquo dilayanirdquo oleh processor apabila terjadi

interupsi maka processor menghentikan proses yang sedang dikerjakannya kemudian

beralih mengerjakan service rutin untuk melayani intrupsi tersebut Setelah selesai

mengerjakan service rutin maka prosesor kembali melanjutkan proses yang tertunda

1111 Kelas Sinyal Interupsi

Program yaitu Interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi

pada hasil eksekusi program Contioh Aritmatika overflow pembagian nol

operasi ilegal

Timer adalah Interupsi yang dibangkitkan pewaktuan dalam prosesor Sinyal ini

memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsi tertentu secara reguler

I O sinyal Interupsi yang di bangkitkan oleh Modul IO sehubngan pemberitahuan

kondisi Error dan penyelesaian suatu operasi

Hardware Failure adalah Interupsi yang dibangkitkan oleh kegagalan daya atau

kesalahan paritas memori

1112 Proses Interupsi

Dengan adanya mekanisme Interupsi prossesor dapat digunakan untuk

mengeksekusi intsruksi- instruksi lain

Saat suatu modul telah selesai menjalankan tugasnya dan siap menerima tugas

berikutnya maka modul ini akan mengirimkan permintaan interupsi ke prosesor

Kemudian prosesor akan menghentikan eksekusi yang dijalankannya untuk

menghandle routine interupsi

Setelah program interupsi selesai maka processor akan melanjutkan eksekusi

programnya kembali

Saat sinyal Interupsi diterima processor ada dua kemungkinan tindakan yaitu

Interupsi diterima ditangguhkan dan Interupsi ditolak

1113 Interupsi Ditangguhkan

Apa yang dilakukan Processor

Processor menangguhkan eksekusi program yang dijalankan dan menyimpan

konteksnya tindakan ini adalah menyimpan alamat instruksi berikutnya yang akan

dieksekusi dan data lain yang relevan

Processor menyetel program Counter (PC) ke alamat awal routine intterupt handler

1114 Sistem Operasi Kompleks

Interupsi ganda (Multiple interupt)

Misalnya suatu komputer akan menerima permintaan interupsi saat proses

pencetakan dengan printer selesai disamping itu dimungkinkan dari saluran

komunikasi akan mengirimkan permintaan interupsi setiap kali data tiba

Dapat diambil dua buah pendekatan untuk menangani interupsi ganda ini

121 Arsitektur dan Klasifikasi Sistem Komputer

Sebuah sistem operasi atau dalam bahasa asingnya Operating System adalah sebuah

program yang mengatur hardware komputer Sistem operasi juga menyediakan fondasi

untuk aplikasi diatasnya dan bertindak sebagai penghubung antara user dengan

hardwaresetiap sistem operasi memiliki caranya masing-masing untuk menyelesaikan

tugasnya Hal ini menimbulkan aneka ragam sistem operasi yang sangat menakjubkan

Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu 1 Klasifikasi Flynn

Didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data dalam sistem komputer

2 Klasifikasi Feng Didasarkan pada pemrosesan paralel dan serial

3 Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1211 Klasifikasi Fylnn

KLASIFIKASI FLYNN 1048790 Klasifikasi sistem komputer yang didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data diperkenalkan oleh Michael J Flynn 1048790 Alur instruksi (instruction stream) adalah urutan instruksi yang dilaksanakan oleh mesin 1048790 Alur data adalah urutan data yang dipanggil oleh alur instruksi 1048790 Baik instruksi maupun data diambil dari modul memori 1048790 Instruksi didecode (diartikan) oleh Control Unit 1048790 Alur data mengalir dua arah antara prosesor dan memori

Ada 4 kategori sistem komputer dalam klasifikasi Flynn 1 Single Instruction stream ndash Single Data stream (SISD) 2 Single Instruction stream ndash Multiple Data stream (SIMD) 3 Multiple Instruction stream ndash Single Data stream (MISD) 4 Multiple Instruction stream ndash Multiple Data stream (MIMD)

1212 Klasifikasi Feng

KLASIFIKASI FENG 1048790 Tse Yun Feng mengusulkan pembagian klasifikasi arsitektur komputer berdasarkan derajat keparalelan (degree of parallelism) 1048790 Jumlah bit maksimum yang dapat diproses dalam satu satuan waktu oleh sistem komputer disebut derajat keparalelan maksimum P 1048790 Bila Pi adalah jumlah bit yang dapat diproses dalam siklus prosesor ke ndash i (atau periode clock ke ndash i) 1048790 Siklus prosesor T dinyatakan oleh i = 123 T 1048790 Maka derajat keparalelan rata-rataa adalah

Ada 4 tipe Metode Pemrosesan

1048790 Word Serial and Bit Serial (WSBS) 1048790 Word Paralel and Bit Setial (WPBS) 1048790 Word Serial and Bit Paralel (WSBP) 1048790 Word Paralel and Bit Paralel (WPBP)

1213 Klasifikasi Handler

Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1214 Menjelaskan Multi Komputer amp Multi Processor

1048790 Multiprosesor MIMD dengan memori yang dapat digunakan bersama semua prosesornya memiliki akses ke pool memori utama

1048790 Multikomputer MIMD dengan memori terdistribusi setiap prosesornya memiliki memori khusus sendiri

1048790 Motivasi pembuatan organisasi multikomputer adalah untuk mengatasi keterbatasan skala multiprosesor

1048790 Karena prosesor-prosesor multikomputer harus berkomunikasi maka elemen penting perancangan multikomputer adalah jaringan interkoneksi yang harus dapat beroperasi seefisien mungkin

1048790 Ada beberapa topologi interkoneksi untuk memberikan kinerja yang efisien

1048790 Terdapat trade-off antara lintasan terpanjang dan jumlah koneksi fisik yang diperlukan

Selesai

BAB III PENUTUP

31 Kesimpulan

32 Saran

Daftar Pustaka

• Definisi
• • Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu

913 Hirarki Bus

Bus merupakan lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih perangkat

computer Karakteristik penting sebuah bus adalah bahwa bus merupakan media

transmisi yang dapat digunakan bersama Sejumlah perangkat yang terhubung ke bus dan

suatu sinyal yang ditransmisikan oleh salah satu perangkat ini data diterimaoleh salah

satu perangkat yang terhubung ke bus

Umumnya sebuah bus terdiri dari sejumlah lintasan komunikasi atau saluran Masing-

masing saluran dapat mentransmisi sinyal yang menunjukan biner 1 dan biner 0

serangkaian digit biner dapat ditransmisi melalui saluran tunggal

914 Bus Data dan Bus Alamat

1 Bus data

Jalur data yang dilalui informasi ke dan dari microprocessor bahan data keterangan

catatan fakta fakta atau bagian dari fakta yang mengandung arti yang dihubungkan

dengan kenyataan simbol-simbol gambar kata-kata angka huruf yang menunjukan ide

objek kondisi dan lainnya

Data itu sendiri merupakan bentuk jamak dari datum yang berarti informasi jelasnya data

itu dapat berupa apa saja dan dapat ditemui dimana saja

2 Bus Alamat

Bus alamat pengalamatan transformasi data bus Pengalamatan bus ini berisi 16 2024

jalur sinyal paralel atau lebih CPU mengirim alamat lokasi memori atau port yang ingin

ditulis atau dibaca di bus ini jumlah lokasi memori yang dapat dialamati ditentukan

jumlah jalur alamat Jika CPU mempunyai N jalur alamat maka dapat mengalamati 2

pangkat N lokasi memori dan atau port secara langsung

101 Unit Input amp Output

Salah satu fitur dasar komputer adalah kemampuannya untuk mempertukarkandata dengan perangkat lain Kemampuan komunikasi ini memungkinkan operatormanusia misalnya untuk menggunakan keyboard dan layer display untuk mengolahteks dan grafik

1011 Dasar Unit Input Output

Unit IO memberi CPU kemampuan untuk berkomunikasi dengan peripheral Merupakan

entity dalam komputer yang bertanggung jawab atas pengontrol sebuah perangkat

eksternal atau lebih dan untuk pertukaran data antara alat-alat tersebut dengan memory

utama dan atau register-register dalam CPU

Alasan- alasan dipertukarkannya unit IO

Adanya aneka ragam peripheral yang memiliki macam-macam metode operasi

Perbedaan kecepatan transfer data antara sistem BUS dengan piranti IO BUS= 20

nano detik sedang IO lebih dari 100 nano detik

Peripheral seringkali menggunakan format data dan panjang word yang berlainan

dengan komputer

Perbedaan besar tegangan dan arus data yang diperlukan untuk transfer informasi

dari dan ke peripheral dengan sistem bus

Tujuan Unit IO

Melakukan kompensasi perbedaan kecepatan dan perwaktuan antara CPU dan

peripheral

Melakukan penyesuaian tegangan dan arus satu aras ke aras lain

Menyesuaikan panjang data antara sistem BUS dan BUS IO

1012 Antarmuka IO

Gambar 122 mengilustrasikan hardware yang diperlukan untukmenghubungkan perangkat IO ke bus Dekoder alamat mengenableperangkattersebut untuk mengenali alamatnya pada saat alamat ini muncul pada jalur alamatRegister data menyimpan data yang ditransfer ked an dari prosessor Register statusberisi informasi yang relevan dengan operasi perangkat IO Register data dan statusdihubungkan dengan bus data dan ditetapkan dengan alamatalamatunik Dekoderalamat register data dan status dan sirkuit control yang diperlukan untukmengkoordinasikan transfer IO membentuk sirkuit antar muka perangkatGambar 122 Antarmuka IO untuk perangkat input

Perangkat IO beroperasi pada kecepatan yang sangat berbeda denganprosessor Pada saat operator manusia memasukkan karakter pada keyboardprosessor mampu mengeksekusi jutaan instruksi antarentrikarakter yang berurutanSuatu instruksi yang membaca karakter dari keyboard sebaiknya hanya dieksekusipada saat karakter tersebut tersedia dalam input buffer antarmuka keyboard Juga kitaharus memastikan bahwa karakter input tersebut hanya dibaca sekali

1013 Transfer data pada IO

Transfer dataFormat transfer

- Paralel semua bit pada karakter (word denganpanjang tertentu) dikirim secara bersamaan dalambatas waktu yang diberikan

- Serial Data dikirim secara berurutan dalam satu saluran

Transfer data secara paralel lebih cepat daripada secaraserial karena saluran transmisinya banyak kelemahannyakalau terlalu panjang akan terjadi interferensi antarsaluran

Mode transfer data

1 Synchronous modeBaris kendali digunakan untuk mengsinkronkan waktupada semua kejadian yang terjadi selama periodewaktu tertentuKelemahanbull Tiap piranti IO berbeda-beda kecepatan operasinyasehingga harus diturunkan pada kecepatan yangpaling rendah

2 Asynchronous mode

Menggunakan teknik jabat tangan (hand shaking) untukmenyakinkan transfer data antara pengirim danpenerima tidak ada kesalahan (data valid)

111 Interupsi

Interupsi merupakan bagian penting dari sistem arsitektur komputer Setiap sistem

komputer memiliki mekanisme yang berbeda Interupsi bisa terjadi apabila perangkat

keras (hardware) atau perangkat lunak minta ldquo dilayanirdquo oleh processor apabila terjadi

interupsi maka processor menghentikan proses yang sedang dikerjakannya kemudian

beralih mengerjakan service rutin untuk melayani intrupsi tersebut Setelah selesai

mengerjakan service rutin maka prosesor kembali melanjutkan proses yang tertunda

1111 Kelas Sinyal Interupsi

Program yaitu Interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi

pada hasil eksekusi program Contioh Aritmatika overflow pembagian nol

operasi ilegal

Timer adalah Interupsi yang dibangkitkan pewaktuan dalam prosesor Sinyal ini

memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsi tertentu secara reguler

I O sinyal Interupsi yang di bangkitkan oleh Modul IO sehubngan pemberitahuan

kondisi Error dan penyelesaian suatu operasi

Hardware Failure adalah Interupsi yang dibangkitkan oleh kegagalan daya atau

kesalahan paritas memori

1112 Proses Interupsi

Dengan adanya mekanisme Interupsi prossesor dapat digunakan untuk

mengeksekusi intsruksi- instruksi lain

Saat suatu modul telah selesai menjalankan tugasnya dan siap menerima tugas

berikutnya maka modul ini akan mengirimkan permintaan interupsi ke prosesor

Kemudian prosesor akan menghentikan eksekusi yang dijalankannya untuk

menghandle routine interupsi

Setelah program interupsi selesai maka processor akan melanjutkan eksekusi

programnya kembali

Saat sinyal Interupsi diterima processor ada dua kemungkinan tindakan yaitu

Interupsi diterima ditangguhkan dan Interupsi ditolak

1113 Interupsi Ditangguhkan

Apa yang dilakukan Processor

Processor menangguhkan eksekusi program yang dijalankan dan menyimpan

konteksnya tindakan ini adalah menyimpan alamat instruksi berikutnya yang akan

dieksekusi dan data lain yang relevan

Processor menyetel program Counter (PC) ke alamat awal routine intterupt handler

1114 Sistem Operasi Kompleks

Interupsi ganda (Multiple interupt)

Misalnya suatu komputer akan menerima permintaan interupsi saat proses

pencetakan dengan printer selesai disamping itu dimungkinkan dari saluran

komunikasi akan mengirimkan permintaan interupsi setiap kali data tiba

Dapat diambil dua buah pendekatan untuk menangani interupsi ganda ini

121 Arsitektur dan Klasifikasi Sistem Komputer

Sebuah sistem operasi atau dalam bahasa asingnya Operating System adalah sebuah

program yang mengatur hardware komputer Sistem operasi juga menyediakan fondasi

untuk aplikasi diatasnya dan bertindak sebagai penghubung antara user dengan

hardwaresetiap sistem operasi memiliki caranya masing-masing untuk menyelesaikan

tugasnya Hal ini menimbulkan aneka ragam sistem operasi yang sangat menakjubkan

Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu 1 Klasifikasi Flynn

Didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data dalam sistem komputer

2 Klasifikasi Feng Didasarkan pada pemrosesan paralel dan serial

3 Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1211 Klasifikasi Fylnn

KLASIFIKASI FLYNN 1048790 Klasifikasi sistem komputer yang didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data diperkenalkan oleh Michael J Flynn 1048790 Alur instruksi (instruction stream) adalah urutan instruksi yang dilaksanakan oleh mesin 1048790 Alur data adalah urutan data yang dipanggil oleh alur instruksi 1048790 Baik instruksi maupun data diambil dari modul memori 1048790 Instruksi didecode (diartikan) oleh Control Unit 1048790 Alur data mengalir dua arah antara prosesor dan memori

Ada 4 kategori sistem komputer dalam klasifikasi Flynn 1 Single Instruction stream ndash Single Data stream (SISD) 2 Single Instruction stream ndash Multiple Data stream (SIMD) 3 Multiple Instruction stream ndash Single Data stream (MISD) 4 Multiple Instruction stream ndash Multiple Data stream (MIMD)

1212 Klasifikasi Feng

KLASIFIKASI FENG 1048790 Tse Yun Feng mengusulkan pembagian klasifikasi arsitektur komputer berdasarkan derajat keparalelan (degree of parallelism) 1048790 Jumlah bit maksimum yang dapat diproses dalam satu satuan waktu oleh sistem komputer disebut derajat keparalelan maksimum P 1048790 Bila Pi adalah jumlah bit yang dapat diproses dalam siklus prosesor ke ndash i (atau periode clock ke ndash i) 1048790 Siklus prosesor T dinyatakan oleh i = 123 T 1048790 Maka derajat keparalelan rata-rataa adalah

Ada 4 tipe Metode Pemrosesan

1048790 Word Serial and Bit Serial (WSBS) 1048790 Word Paralel and Bit Setial (WPBS) 1048790 Word Serial and Bit Paralel (WSBP) 1048790 Word Paralel and Bit Paralel (WPBP)

1213 Klasifikasi Handler

Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1214 Menjelaskan Multi Komputer amp Multi Processor

1048790 Multiprosesor MIMD dengan memori yang dapat digunakan bersama semua prosesornya memiliki akses ke pool memori utama

1048790 Multikomputer MIMD dengan memori terdistribusi setiap prosesornya memiliki memori khusus sendiri

1048790 Motivasi pembuatan organisasi multikomputer adalah untuk mengatasi keterbatasan skala multiprosesor

1048790 Karena prosesor-prosesor multikomputer harus berkomunikasi maka elemen penting perancangan multikomputer adalah jaringan interkoneksi yang harus dapat beroperasi seefisien mungkin

1048790 Ada beberapa topologi interkoneksi untuk memberikan kinerja yang efisien

1048790 Terdapat trade-off antara lintasan terpanjang dan jumlah koneksi fisik yang diperlukan

Selesai

BAB III PENUTUP

31 Kesimpulan

32 Saran

Daftar Pustaka

• Definisi
• • Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu

Bus alamat pengalamatan transformasi data bus Pengalamatan bus ini berisi 16 2024

jalur sinyal paralel atau lebih CPU mengirim alamat lokasi memori atau port yang ingin

ditulis atau dibaca di bus ini jumlah lokasi memori yang dapat dialamati ditentukan

jumlah jalur alamat Jika CPU mempunyai N jalur alamat maka dapat mengalamati 2

pangkat N lokasi memori dan atau port secara langsung

101 Unit Input amp Output

Salah satu fitur dasar komputer adalah kemampuannya untuk mempertukarkandata dengan perangkat lain Kemampuan komunikasi ini memungkinkan operatormanusia misalnya untuk menggunakan keyboard dan layer display untuk mengolahteks dan grafik

1011 Dasar Unit Input Output

Unit IO memberi CPU kemampuan untuk berkomunikasi dengan peripheral Merupakan

entity dalam komputer yang bertanggung jawab atas pengontrol sebuah perangkat

eksternal atau lebih dan untuk pertukaran data antara alat-alat tersebut dengan memory

utama dan atau register-register dalam CPU

Alasan- alasan dipertukarkannya unit IO

Adanya aneka ragam peripheral yang memiliki macam-macam metode operasi

Perbedaan kecepatan transfer data antara sistem BUS dengan piranti IO BUS= 20

nano detik sedang IO lebih dari 100 nano detik

Peripheral seringkali menggunakan format data dan panjang word yang berlainan

dengan komputer

Perbedaan besar tegangan dan arus data yang diperlukan untuk transfer informasi

dari dan ke peripheral dengan sistem bus

Tujuan Unit IO

Melakukan kompensasi perbedaan kecepatan dan perwaktuan antara CPU dan

peripheral

Melakukan penyesuaian tegangan dan arus satu aras ke aras lain

Menyesuaikan panjang data antara sistem BUS dan BUS IO

1012 Antarmuka IO

Gambar 122 mengilustrasikan hardware yang diperlukan untukmenghubungkan perangkat IO ke bus Dekoder alamat mengenableperangkattersebut untuk mengenali alamatnya pada saat alamat ini muncul pada jalur alamatRegister data menyimpan data yang ditransfer ked an dari prosessor Register statusberisi informasi yang relevan dengan operasi perangkat IO Register data dan statusdihubungkan dengan bus data dan ditetapkan dengan alamatalamatunik Dekoderalamat register data dan status dan sirkuit control yang diperlukan untukmengkoordinasikan transfer IO membentuk sirkuit antar muka perangkatGambar 122 Antarmuka IO untuk perangkat input

Perangkat IO beroperasi pada kecepatan yang sangat berbeda denganprosessor Pada saat operator manusia memasukkan karakter pada keyboardprosessor mampu mengeksekusi jutaan instruksi antarentrikarakter yang berurutanSuatu instruksi yang membaca karakter dari keyboard sebaiknya hanya dieksekusipada saat karakter tersebut tersedia dalam input buffer antarmuka keyboard Juga kitaharus memastikan bahwa karakter input tersebut hanya dibaca sekali

1013 Transfer data pada IO

Transfer dataFormat transfer

- Paralel semua bit pada karakter (word denganpanjang tertentu) dikirim secara bersamaan dalambatas waktu yang diberikan

- Serial Data dikirim secara berurutan dalam satu saluran

Transfer data secara paralel lebih cepat daripada secaraserial karena saluran transmisinya banyak kelemahannyakalau terlalu panjang akan terjadi interferensi antarsaluran

Mode transfer data

1 Synchronous modeBaris kendali digunakan untuk mengsinkronkan waktupada semua kejadian yang terjadi selama periodewaktu tertentuKelemahanbull Tiap piranti IO berbeda-beda kecepatan operasinyasehingga harus diturunkan pada kecepatan yangpaling rendah

2 Asynchronous mode

Menggunakan teknik jabat tangan (hand shaking) untukmenyakinkan transfer data antara pengirim danpenerima tidak ada kesalahan (data valid)

111 Interupsi

Interupsi merupakan bagian penting dari sistem arsitektur komputer Setiap sistem

komputer memiliki mekanisme yang berbeda Interupsi bisa terjadi apabila perangkat

keras (hardware) atau perangkat lunak minta ldquo dilayanirdquo oleh processor apabila terjadi

interupsi maka processor menghentikan proses yang sedang dikerjakannya kemudian

beralih mengerjakan service rutin untuk melayani intrupsi tersebut Setelah selesai

mengerjakan service rutin maka prosesor kembali melanjutkan proses yang tertunda

1111 Kelas Sinyal Interupsi

Program yaitu Interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi

pada hasil eksekusi program Contioh Aritmatika overflow pembagian nol

operasi ilegal

Timer adalah Interupsi yang dibangkitkan pewaktuan dalam prosesor Sinyal ini

memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsi tertentu secara reguler

I O sinyal Interupsi yang di bangkitkan oleh Modul IO sehubngan pemberitahuan

kondisi Error dan penyelesaian suatu operasi

Hardware Failure adalah Interupsi yang dibangkitkan oleh kegagalan daya atau

kesalahan paritas memori

1112 Proses Interupsi

Dengan adanya mekanisme Interupsi prossesor dapat digunakan untuk

mengeksekusi intsruksi- instruksi lain

Saat suatu modul telah selesai menjalankan tugasnya dan siap menerima tugas

berikutnya maka modul ini akan mengirimkan permintaan interupsi ke prosesor

Kemudian prosesor akan menghentikan eksekusi yang dijalankannya untuk

menghandle routine interupsi

Setelah program interupsi selesai maka processor akan melanjutkan eksekusi

programnya kembali

Saat sinyal Interupsi diterima processor ada dua kemungkinan tindakan yaitu

Interupsi diterima ditangguhkan dan Interupsi ditolak

1113 Interupsi Ditangguhkan

Apa yang dilakukan Processor

Processor menangguhkan eksekusi program yang dijalankan dan menyimpan

konteksnya tindakan ini adalah menyimpan alamat instruksi berikutnya yang akan

dieksekusi dan data lain yang relevan

Processor menyetel program Counter (PC) ke alamat awal routine intterupt handler

1114 Sistem Operasi Kompleks

Interupsi ganda (Multiple interupt)

Misalnya suatu komputer akan menerima permintaan interupsi saat proses

pencetakan dengan printer selesai disamping itu dimungkinkan dari saluran

komunikasi akan mengirimkan permintaan interupsi setiap kali data tiba

Dapat diambil dua buah pendekatan untuk menangani interupsi ganda ini

121 Arsitektur dan Klasifikasi Sistem Komputer

Sebuah sistem operasi atau dalam bahasa asingnya Operating System adalah sebuah

program yang mengatur hardware komputer Sistem operasi juga menyediakan fondasi

untuk aplikasi diatasnya dan bertindak sebagai penghubung antara user dengan

hardwaresetiap sistem operasi memiliki caranya masing-masing untuk menyelesaikan

tugasnya Hal ini menimbulkan aneka ragam sistem operasi yang sangat menakjubkan

Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu 1 Klasifikasi Flynn

Didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data dalam sistem komputer

2 Klasifikasi Feng Didasarkan pada pemrosesan paralel dan serial

3 Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1211 Klasifikasi Fylnn

KLASIFIKASI FLYNN 1048790 Klasifikasi sistem komputer yang didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data diperkenalkan oleh Michael J Flynn 1048790 Alur instruksi (instruction stream) adalah urutan instruksi yang dilaksanakan oleh mesin 1048790 Alur data adalah urutan data yang dipanggil oleh alur instruksi 1048790 Baik instruksi maupun data diambil dari modul memori 1048790 Instruksi didecode (diartikan) oleh Control Unit 1048790 Alur data mengalir dua arah antara prosesor dan memori

Ada 4 kategori sistem komputer dalam klasifikasi Flynn 1 Single Instruction stream ndash Single Data stream (SISD) 2 Single Instruction stream ndash Multiple Data stream (SIMD) 3 Multiple Instruction stream ndash Single Data stream (MISD) 4 Multiple Instruction stream ndash Multiple Data stream (MIMD)

1212 Klasifikasi Feng

KLASIFIKASI FENG 1048790 Tse Yun Feng mengusulkan pembagian klasifikasi arsitektur komputer berdasarkan derajat keparalelan (degree of parallelism) 1048790 Jumlah bit maksimum yang dapat diproses dalam satu satuan waktu oleh sistem komputer disebut derajat keparalelan maksimum P 1048790 Bila Pi adalah jumlah bit yang dapat diproses dalam siklus prosesor ke ndash i (atau periode clock ke ndash i) 1048790 Siklus prosesor T dinyatakan oleh i = 123 T 1048790 Maka derajat keparalelan rata-rataa adalah

Ada 4 tipe Metode Pemrosesan

1048790 Word Serial and Bit Serial (WSBS) 1048790 Word Paralel and Bit Setial (WPBS) 1048790 Word Serial and Bit Paralel (WSBP) 1048790 Word Paralel and Bit Paralel (WPBP)

1213 Klasifikasi Handler

Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1214 Menjelaskan Multi Komputer amp Multi Processor

1048790 Multiprosesor MIMD dengan memori yang dapat digunakan bersama semua prosesornya memiliki akses ke pool memori utama

1048790 Multikomputer MIMD dengan memori terdistribusi setiap prosesornya memiliki memori khusus sendiri

1048790 Motivasi pembuatan organisasi multikomputer adalah untuk mengatasi keterbatasan skala multiprosesor

1048790 Karena prosesor-prosesor multikomputer harus berkomunikasi maka elemen penting perancangan multikomputer adalah jaringan interkoneksi yang harus dapat beroperasi seefisien mungkin

1048790 Ada beberapa topologi interkoneksi untuk memberikan kinerja yang efisien

1048790 Terdapat trade-off antara lintasan terpanjang dan jumlah koneksi fisik yang diperlukan

Selesai

BAB III PENUTUP

31 Kesimpulan

32 Saran

Daftar Pustaka

• Definisi
• • Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu

1012 Antarmuka IO

Gambar 122 mengilustrasikan hardware yang diperlukan untukmenghubungkan perangkat IO ke bus Dekoder alamat mengenableperangkattersebut untuk mengenali alamatnya pada saat alamat ini muncul pada jalur alamatRegister data menyimpan data yang ditransfer ked an dari prosessor Register statusberisi informasi yang relevan dengan operasi perangkat IO Register data dan statusdihubungkan dengan bus data dan ditetapkan dengan alamatalamatunik Dekoderalamat register data dan status dan sirkuit control yang diperlukan untukmengkoordinasikan transfer IO membentuk sirkuit antar muka perangkatGambar 122 Antarmuka IO untuk perangkat input

Perangkat IO beroperasi pada kecepatan yang sangat berbeda denganprosessor Pada saat operator manusia memasukkan karakter pada keyboardprosessor mampu mengeksekusi jutaan instruksi antarentrikarakter yang berurutanSuatu instruksi yang membaca karakter dari keyboard sebaiknya hanya dieksekusipada saat karakter tersebut tersedia dalam input buffer antarmuka keyboard Juga kitaharus memastikan bahwa karakter input tersebut hanya dibaca sekali

1013 Transfer data pada IO

Transfer dataFormat transfer

- Paralel semua bit pada karakter (word denganpanjang tertentu) dikirim secara bersamaan dalambatas waktu yang diberikan

- Serial Data dikirim secara berurutan dalam satu saluran

Transfer data secara paralel lebih cepat daripada secaraserial karena saluran transmisinya banyak kelemahannyakalau terlalu panjang akan terjadi interferensi antarsaluran

Mode transfer data

1 Synchronous modeBaris kendali digunakan untuk mengsinkronkan waktupada semua kejadian yang terjadi selama periodewaktu tertentuKelemahanbull Tiap piranti IO berbeda-beda kecepatan operasinyasehingga harus diturunkan pada kecepatan yangpaling rendah

2 Asynchronous mode

Menggunakan teknik jabat tangan (hand shaking) untukmenyakinkan transfer data antara pengirim danpenerima tidak ada kesalahan (data valid)

111 Interupsi

Interupsi merupakan bagian penting dari sistem arsitektur komputer Setiap sistem

komputer memiliki mekanisme yang berbeda Interupsi bisa terjadi apabila perangkat

keras (hardware) atau perangkat lunak minta ldquo dilayanirdquo oleh processor apabila terjadi

interupsi maka processor menghentikan proses yang sedang dikerjakannya kemudian

beralih mengerjakan service rutin untuk melayani intrupsi tersebut Setelah selesai

mengerjakan service rutin maka prosesor kembali melanjutkan proses yang tertunda

1111 Kelas Sinyal Interupsi

Program yaitu Interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi

pada hasil eksekusi program Contioh Aritmatika overflow pembagian nol

operasi ilegal

Timer adalah Interupsi yang dibangkitkan pewaktuan dalam prosesor Sinyal ini

memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsi tertentu secara reguler

I O sinyal Interupsi yang di bangkitkan oleh Modul IO sehubngan pemberitahuan

kondisi Error dan penyelesaian suatu operasi

Hardware Failure adalah Interupsi yang dibangkitkan oleh kegagalan daya atau

kesalahan paritas memori

1112 Proses Interupsi

Dengan adanya mekanisme Interupsi prossesor dapat digunakan untuk

mengeksekusi intsruksi- instruksi lain

Saat suatu modul telah selesai menjalankan tugasnya dan siap menerima tugas

berikutnya maka modul ini akan mengirimkan permintaan interupsi ke prosesor

Kemudian prosesor akan menghentikan eksekusi yang dijalankannya untuk

menghandle routine interupsi

Setelah program interupsi selesai maka processor akan melanjutkan eksekusi

programnya kembali

Saat sinyal Interupsi diterima processor ada dua kemungkinan tindakan yaitu

Interupsi diterima ditangguhkan dan Interupsi ditolak

1113 Interupsi Ditangguhkan

Apa yang dilakukan Processor

Processor menangguhkan eksekusi program yang dijalankan dan menyimpan

konteksnya tindakan ini adalah menyimpan alamat instruksi berikutnya yang akan

dieksekusi dan data lain yang relevan

Processor menyetel program Counter (PC) ke alamat awal routine intterupt handler

1114 Sistem Operasi Kompleks

Interupsi ganda (Multiple interupt)

Misalnya suatu komputer akan menerima permintaan interupsi saat proses

pencetakan dengan printer selesai disamping itu dimungkinkan dari saluran

komunikasi akan mengirimkan permintaan interupsi setiap kali data tiba

Dapat diambil dua buah pendekatan untuk menangani interupsi ganda ini

121 Arsitektur dan Klasifikasi Sistem Komputer

Sebuah sistem operasi atau dalam bahasa asingnya Operating System adalah sebuah

program yang mengatur hardware komputer Sistem operasi juga menyediakan fondasi

untuk aplikasi diatasnya dan bertindak sebagai penghubung antara user dengan

hardwaresetiap sistem operasi memiliki caranya masing-masing untuk menyelesaikan

tugasnya Hal ini menimbulkan aneka ragam sistem operasi yang sangat menakjubkan

Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu 1 Klasifikasi Flynn

Didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data dalam sistem komputer

2 Klasifikasi Feng Didasarkan pada pemrosesan paralel dan serial

3 Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1211 Klasifikasi Fylnn

KLASIFIKASI FLYNN 1048790 Klasifikasi sistem komputer yang didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data diperkenalkan oleh Michael J Flynn 1048790 Alur instruksi (instruction stream) adalah urutan instruksi yang dilaksanakan oleh mesin 1048790 Alur data adalah urutan data yang dipanggil oleh alur instruksi 1048790 Baik instruksi maupun data diambil dari modul memori 1048790 Instruksi didecode (diartikan) oleh Control Unit 1048790 Alur data mengalir dua arah antara prosesor dan memori

Ada 4 kategori sistem komputer dalam klasifikasi Flynn 1 Single Instruction stream ndash Single Data stream (SISD) 2 Single Instruction stream ndash Multiple Data stream (SIMD) 3 Multiple Instruction stream ndash Single Data stream (MISD) 4 Multiple Instruction stream ndash Multiple Data stream (MIMD)

1212 Klasifikasi Feng

KLASIFIKASI FENG 1048790 Tse Yun Feng mengusulkan pembagian klasifikasi arsitektur komputer berdasarkan derajat keparalelan (degree of parallelism) 1048790 Jumlah bit maksimum yang dapat diproses dalam satu satuan waktu oleh sistem komputer disebut derajat keparalelan maksimum P 1048790 Bila Pi adalah jumlah bit yang dapat diproses dalam siklus prosesor ke ndash i (atau periode clock ke ndash i) 1048790 Siklus prosesor T dinyatakan oleh i = 123 T 1048790 Maka derajat keparalelan rata-rataa adalah

Ada 4 tipe Metode Pemrosesan

1048790 Word Serial and Bit Serial (WSBS) 1048790 Word Paralel and Bit Setial (WPBS) 1048790 Word Serial and Bit Paralel (WSBP) 1048790 Word Paralel and Bit Paralel (WPBP)

1213 Klasifikasi Handler

Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1214 Menjelaskan Multi Komputer amp Multi Processor

1048790 Multiprosesor MIMD dengan memori yang dapat digunakan bersama semua prosesornya memiliki akses ke pool memori utama

1048790 Multikomputer MIMD dengan memori terdistribusi setiap prosesornya memiliki memori khusus sendiri

1048790 Motivasi pembuatan organisasi multikomputer adalah untuk mengatasi keterbatasan skala multiprosesor

1048790 Karena prosesor-prosesor multikomputer harus berkomunikasi maka elemen penting perancangan multikomputer adalah jaringan interkoneksi yang harus dapat beroperasi seefisien mungkin

1048790 Ada beberapa topologi interkoneksi untuk memberikan kinerja yang efisien

1048790 Terdapat trade-off antara lintasan terpanjang dan jumlah koneksi fisik yang diperlukan

Selesai

BAB III PENUTUP

31 Kesimpulan

32 Saran

Daftar Pustaka

• Definisi
• • Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu

1013 Transfer data pada IO

Transfer dataFormat transfer

- Paralel semua bit pada karakter (word denganpanjang tertentu) dikirim secara bersamaan dalambatas waktu yang diberikan

- Serial Data dikirim secara berurutan dalam satu saluran

Transfer data secara paralel lebih cepat daripada secaraserial karena saluran transmisinya banyak kelemahannyakalau terlalu panjang akan terjadi interferensi antarsaluran

Mode transfer data

1 Synchronous modeBaris kendali digunakan untuk mengsinkronkan waktupada semua kejadian yang terjadi selama periodewaktu tertentuKelemahanbull Tiap piranti IO berbeda-beda kecepatan operasinyasehingga harus diturunkan pada kecepatan yangpaling rendah

2 Asynchronous mode

Menggunakan teknik jabat tangan (hand shaking) untukmenyakinkan transfer data antara pengirim danpenerima tidak ada kesalahan (data valid)

111 Interupsi

Interupsi merupakan bagian penting dari sistem arsitektur komputer Setiap sistem

komputer memiliki mekanisme yang berbeda Interupsi bisa terjadi apabila perangkat

keras (hardware) atau perangkat lunak minta ldquo dilayanirdquo oleh processor apabila terjadi

interupsi maka processor menghentikan proses yang sedang dikerjakannya kemudian

beralih mengerjakan service rutin untuk melayani intrupsi tersebut Setelah selesai

mengerjakan service rutin maka prosesor kembali melanjutkan proses yang tertunda

1111 Kelas Sinyal Interupsi

Program yaitu Interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi

pada hasil eksekusi program Contioh Aritmatika overflow pembagian nol

operasi ilegal

Timer adalah Interupsi yang dibangkitkan pewaktuan dalam prosesor Sinyal ini

memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsi tertentu secara reguler

I O sinyal Interupsi yang di bangkitkan oleh Modul IO sehubngan pemberitahuan

kondisi Error dan penyelesaian suatu operasi

Hardware Failure adalah Interupsi yang dibangkitkan oleh kegagalan daya atau

kesalahan paritas memori

1112 Proses Interupsi

Dengan adanya mekanisme Interupsi prossesor dapat digunakan untuk

mengeksekusi intsruksi- instruksi lain

Saat suatu modul telah selesai menjalankan tugasnya dan siap menerima tugas

berikutnya maka modul ini akan mengirimkan permintaan interupsi ke prosesor

Kemudian prosesor akan menghentikan eksekusi yang dijalankannya untuk

menghandle routine interupsi

Setelah program interupsi selesai maka processor akan melanjutkan eksekusi

programnya kembali

Saat sinyal Interupsi diterima processor ada dua kemungkinan tindakan yaitu

Interupsi diterima ditangguhkan dan Interupsi ditolak

1113 Interupsi Ditangguhkan

Apa yang dilakukan Processor

Processor menangguhkan eksekusi program yang dijalankan dan menyimpan

konteksnya tindakan ini adalah menyimpan alamat instruksi berikutnya yang akan

dieksekusi dan data lain yang relevan

Processor menyetel program Counter (PC) ke alamat awal routine intterupt handler

1114 Sistem Operasi Kompleks

Interupsi ganda (Multiple interupt)

Misalnya suatu komputer akan menerima permintaan interupsi saat proses

pencetakan dengan printer selesai disamping itu dimungkinkan dari saluran

komunikasi akan mengirimkan permintaan interupsi setiap kali data tiba

Dapat diambil dua buah pendekatan untuk menangani interupsi ganda ini

121 Arsitektur dan Klasifikasi Sistem Komputer

Sebuah sistem operasi atau dalam bahasa asingnya Operating System adalah sebuah

program yang mengatur hardware komputer Sistem operasi juga menyediakan fondasi

untuk aplikasi diatasnya dan bertindak sebagai penghubung antara user dengan

hardwaresetiap sistem operasi memiliki caranya masing-masing untuk menyelesaikan

tugasnya Hal ini menimbulkan aneka ragam sistem operasi yang sangat menakjubkan

Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu 1 Klasifikasi Flynn

Didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data dalam sistem komputer

2 Klasifikasi Feng Didasarkan pada pemrosesan paralel dan serial

3 Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1211 Klasifikasi Fylnn

KLASIFIKASI FLYNN 1048790 Klasifikasi sistem komputer yang didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data diperkenalkan oleh Michael J Flynn 1048790 Alur instruksi (instruction stream) adalah urutan instruksi yang dilaksanakan oleh mesin 1048790 Alur data adalah urutan data yang dipanggil oleh alur instruksi 1048790 Baik instruksi maupun data diambil dari modul memori 1048790 Instruksi didecode (diartikan) oleh Control Unit 1048790 Alur data mengalir dua arah antara prosesor dan memori

Ada 4 kategori sistem komputer dalam klasifikasi Flynn 1 Single Instruction stream ndash Single Data stream (SISD) 2 Single Instruction stream ndash Multiple Data stream (SIMD) 3 Multiple Instruction stream ndash Single Data stream (MISD) 4 Multiple Instruction stream ndash Multiple Data stream (MIMD)

1212 Klasifikasi Feng

KLASIFIKASI FENG 1048790 Tse Yun Feng mengusulkan pembagian klasifikasi arsitektur komputer berdasarkan derajat keparalelan (degree of parallelism) 1048790 Jumlah bit maksimum yang dapat diproses dalam satu satuan waktu oleh sistem komputer disebut derajat keparalelan maksimum P 1048790 Bila Pi adalah jumlah bit yang dapat diproses dalam siklus prosesor ke ndash i (atau periode clock ke ndash i) 1048790 Siklus prosesor T dinyatakan oleh i = 123 T 1048790 Maka derajat keparalelan rata-rataa adalah

Ada 4 tipe Metode Pemrosesan

1048790 Word Serial and Bit Serial (WSBS) 1048790 Word Paralel and Bit Setial (WPBS) 1048790 Word Serial and Bit Paralel (WSBP) 1048790 Word Paralel and Bit Paralel (WPBP)

1213 Klasifikasi Handler

Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1214 Menjelaskan Multi Komputer amp Multi Processor

1048790 Multiprosesor MIMD dengan memori yang dapat digunakan bersama semua prosesornya memiliki akses ke pool memori utama

1048790 Multikomputer MIMD dengan memori terdistribusi setiap prosesornya memiliki memori khusus sendiri

1048790 Motivasi pembuatan organisasi multikomputer adalah untuk mengatasi keterbatasan skala multiprosesor

1048790 Karena prosesor-prosesor multikomputer harus berkomunikasi maka elemen penting perancangan multikomputer adalah jaringan interkoneksi yang harus dapat beroperasi seefisien mungkin

1048790 Ada beberapa topologi interkoneksi untuk memberikan kinerja yang efisien

1048790 Terdapat trade-off antara lintasan terpanjang dan jumlah koneksi fisik yang diperlukan

Selesai

BAB III PENUTUP

31 Kesimpulan

32 Saran

Daftar Pustaka

• Definisi
• • Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu

2 Asynchronous mode

Menggunakan teknik jabat tangan (hand shaking) untukmenyakinkan transfer data antara pengirim danpenerima tidak ada kesalahan (data valid)

111 Interupsi

Interupsi merupakan bagian penting dari sistem arsitektur komputer Setiap sistem

komputer memiliki mekanisme yang berbeda Interupsi bisa terjadi apabila perangkat

keras (hardware) atau perangkat lunak minta ldquo dilayanirdquo oleh processor apabila terjadi

interupsi maka processor menghentikan proses yang sedang dikerjakannya kemudian

beralih mengerjakan service rutin untuk melayani intrupsi tersebut Setelah selesai

mengerjakan service rutin maka prosesor kembali melanjutkan proses yang tertunda

1111 Kelas Sinyal Interupsi

Program yaitu Interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi

pada hasil eksekusi program Contioh Aritmatika overflow pembagian nol

operasi ilegal

Timer adalah Interupsi yang dibangkitkan pewaktuan dalam prosesor Sinyal ini

memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsi tertentu secara reguler

I O sinyal Interupsi yang di bangkitkan oleh Modul IO sehubngan pemberitahuan

kondisi Error dan penyelesaian suatu operasi

Hardware Failure adalah Interupsi yang dibangkitkan oleh kegagalan daya atau

kesalahan paritas memori

1112 Proses Interupsi

Dengan adanya mekanisme Interupsi prossesor dapat digunakan untuk

mengeksekusi intsruksi- instruksi lain

Saat suatu modul telah selesai menjalankan tugasnya dan siap menerima tugas

berikutnya maka modul ini akan mengirimkan permintaan interupsi ke prosesor

Kemudian prosesor akan menghentikan eksekusi yang dijalankannya untuk

menghandle routine interupsi

Setelah program interupsi selesai maka processor akan melanjutkan eksekusi

programnya kembali

Saat sinyal Interupsi diterima processor ada dua kemungkinan tindakan yaitu

Interupsi diterima ditangguhkan dan Interupsi ditolak

1113 Interupsi Ditangguhkan

Apa yang dilakukan Processor

Processor menangguhkan eksekusi program yang dijalankan dan menyimpan

konteksnya tindakan ini adalah menyimpan alamat instruksi berikutnya yang akan

dieksekusi dan data lain yang relevan

Processor menyetel program Counter (PC) ke alamat awal routine intterupt handler

1114 Sistem Operasi Kompleks

Interupsi ganda (Multiple interupt)

Misalnya suatu komputer akan menerima permintaan interupsi saat proses

pencetakan dengan printer selesai disamping itu dimungkinkan dari saluran

komunikasi akan mengirimkan permintaan interupsi setiap kali data tiba

Dapat diambil dua buah pendekatan untuk menangani interupsi ganda ini

121 Arsitektur dan Klasifikasi Sistem Komputer

Sebuah sistem operasi atau dalam bahasa asingnya Operating System adalah sebuah

program yang mengatur hardware komputer Sistem operasi juga menyediakan fondasi

untuk aplikasi diatasnya dan bertindak sebagai penghubung antara user dengan

hardwaresetiap sistem operasi memiliki caranya masing-masing untuk menyelesaikan

tugasnya Hal ini menimbulkan aneka ragam sistem operasi yang sangat menakjubkan

Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu 1 Klasifikasi Flynn

Didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data dalam sistem komputer

2 Klasifikasi Feng Didasarkan pada pemrosesan paralel dan serial

3 Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1211 Klasifikasi Fylnn

KLASIFIKASI FLYNN 1048790 Klasifikasi sistem komputer yang didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data diperkenalkan oleh Michael J Flynn 1048790 Alur instruksi (instruction stream) adalah urutan instruksi yang dilaksanakan oleh mesin 1048790 Alur data adalah urutan data yang dipanggil oleh alur instruksi 1048790 Baik instruksi maupun data diambil dari modul memori 1048790 Instruksi didecode (diartikan) oleh Control Unit 1048790 Alur data mengalir dua arah antara prosesor dan memori

Ada 4 kategori sistem komputer dalam klasifikasi Flynn 1 Single Instruction stream ndash Single Data stream (SISD) 2 Single Instruction stream ndash Multiple Data stream (SIMD) 3 Multiple Instruction stream ndash Single Data stream (MISD) 4 Multiple Instruction stream ndash Multiple Data stream (MIMD)

1212 Klasifikasi Feng

KLASIFIKASI FENG 1048790 Tse Yun Feng mengusulkan pembagian klasifikasi arsitektur komputer berdasarkan derajat keparalelan (degree of parallelism) 1048790 Jumlah bit maksimum yang dapat diproses dalam satu satuan waktu oleh sistem komputer disebut derajat keparalelan maksimum P 1048790 Bila Pi adalah jumlah bit yang dapat diproses dalam siklus prosesor ke ndash i (atau periode clock ke ndash i) 1048790 Siklus prosesor T dinyatakan oleh i = 123 T 1048790 Maka derajat keparalelan rata-rataa adalah

Ada 4 tipe Metode Pemrosesan

1048790 Word Serial and Bit Serial (WSBS) 1048790 Word Paralel and Bit Setial (WPBS) 1048790 Word Serial and Bit Paralel (WSBP) 1048790 Word Paralel and Bit Paralel (WPBP)

1213 Klasifikasi Handler

Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1214 Menjelaskan Multi Komputer amp Multi Processor

1048790 Multiprosesor MIMD dengan memori yang dapat digunakan bersama semua prosesornya memiliki akses ke pool memori utama

1048790 Multikomputer MIMD dengan memori terdistribusi setiap prosesornya memiliki memori khusus sendiri

1048790 Motivasi pembuatan organisasi multikomputer adalah untuk mengatasi keterbatasan skala multiprosesor

1048790 Karena prosesor-prosesor multikomputer harus berkomunikasi maka elemen penting perancangan multikomputer adalah jaringan interkoneksi yang harus dapat beroperasi seefisien mungkin

1048790 Ada beberapa topologi interkoneksi untuk memberikan kinerja yang efisien

1048790 Terdapat trade-off antara lintasan terpanjang dan jumlah koneksi fisik yang diperlukan

Selesai

BAB III PENUTUP

31 Kesimpulan

32 Saran

Daftar Pustaka

• Definisi
• • Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu

Hardware Failure adalah Interupsi yang dibangkitkan oleh kegagalan daya atau

kesalahan paritas memori

1112 Proses Interupsi

Dengan adanya mekanisme Interupsi prossesor dapat digunakan untuk

mengeksekusi intsruksi- instruksi lain

Saat suatu modul telah selesai menjalankan tugasnya dan siap menerima tugas

berikutnya maka modul ini akan mengirimkan permintaan interupsi ke prosesor

Kemudian prosesor akan menghentikan eksekusi yang dijalankannya untuk

menghandle routine interupsi

Setelah program interupsi selesai maka processor akan melanjutkan eksekusi

programnya kembali

Saat sinyal Interupsi diterima processor ada dua kemungkinan tindakan yaitu

Interupsi diterima ditangguhkan dan Interupsi ditolak

1113 Interupsi Ditangguhkan

Apa yang dilakukan Processor

Processor menangguhkan eksekusi program yang dijalankan dan menyimpan

konteksnya tindakan ini adalah menyimpan alamat instruksi berikutnya yang akan

dieksekusi dan data lain yang relevan

Processor menyetel program Counter (PC) ke alamat awal routine intterupt handler

1114 Sistem Operasi Kompleks

Interupsi ganda (Multiple interupt)

Misalnya suatu komputer akan menerima permintaan interupsi saat proses

pencetakan dengan printer selesai disamping itu dimungkinkan dari saluran

komunikasi akan mengirimkan permintaan interupsi setiap kali data tiba

Dapat diambil dua buah pendekatan untuk menangani interupsi ganda ini

121 Arsitektur dan Klasifikasi Sistem Komputer

Sebuah sistem operasi atau dalam bahasa asingnya Operating System adalah sebuah

program yang mengatur hardware komputer Sistem operasi juga menyediakan fondasi

untuk aplikasi diatasnya dan bertindak sebagai penghubung antara user dengan

hardwaresetiap sistem operasi memiliki caranya masing-masing untuk menyelesaikan

tugasnya Hal ini menimbulkan aneka ragam sistem operasi yang sangat menakjubkan

Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu 1 Klasifikasi Flynn

Didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data dalam sistem komputer

2 Klasifikasi Feng Didasarkan pada pemrosesan paralel dan serial

3 Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1211 Klasifikasi Fylnn

KLASIFIKASI FLYNN 1048790 Klasifikasi sistem komputer yang didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data diperkenalkan oleh Michael J Flynn 1048790 Alur instruksi (instruction stream) adalah urutan instruksi yang dilaksanakan oleh mesin 1048790 Alur data adalah urutan data yang dipanggil oleh alur instruksi 1048790 Baik instruksi maupun data diambil dari modul memori 1048790 Instruksi didecode (diartikan) oleh Control Unit 1048790 Alur data mengalir dua arah antara prosesor dan memori

Ada 4 kategori sistem komputer dalam klasifikasi Flynn 1 Single Instruction stream ndash Single Data stream (SISD) 2 Single Instruction stream ndash Multiple Data stream (SIMD) 3 Multiple Instruction stream ndash Single Data stream (MISD) 4 Multiple Instruction stream ndash Multiple Data stream (MIMD)

1212 Klasifikasi Feng

KLASIFIKASI FENG 1048790 Tse Yun Feng mengusulkan pembagian klasifikasi arsitektur komputer berdasarkan derajat keparalelan (degree of parallelism) 1048790 Jumlah bit maksimum yang dapat diproses dalam satu satuan waktu oleh sistem komputer disebut derajat keparalelan maksimum P 1048790 Bila Pi adalah jumlah bit yang dapat diproses dalam siklus prosesor ke ndash i (atau periode clock ke ndash i) 1048790 Siklus prosesor T dinyatakan oleh i = 123 T 1048790 Maka derajat keparalelan rata-rataa adalah

Ada 4 tipe Metode Pemrosesan

1048790 Word Serial and Bit Serial (WSBS) 1048790 Word Paralel and Bit Setial (WPBS) 1048790 Word Serial and Bit Paralel (WSBP) 1048790 Word Paralel and Bit Paralel (WPBP)

1213 Klasifikasi Handler

Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1214 Menjelaskan Multi Komputer amp Multi Processor

1048790 Multiprosesor MIMD dengan memori yang dapat digunakan bersama semua prosesornya memiliki akses ke pool memori utama

1048790 Multikomputer MIMD dengan memori terdistribusi setiap prosesornya memiliki memori khusus sendiri

1048790 Motivasi pembuatan organisasi multikomputer adalah untuk mengatasi keterbatasan skala multiprosesor

1048790 Karena prosesor-prosesor multikomputer harus berkomunikasi maka elemen penting perancangan multikomputer adalah jaringan interkoneksi yang harus dapat beroperasi seefisien mungkin

1048790 Ada beberapa topologi interkoneksi untuk memberikan kinerja yang efisien

1048790 Terdapat trade-off antara lintasan terpanjang dan jumlah koneksi fisik yang diperlukan

Selesai

BAB III PENUTUP

31 Kesimpulan

32 Saran

Daftar Pustaka

• Definisi
• • Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu

121 Arsitektur dan Klasifikasi Sistem Komputer

Sebuah sistem operasi atau dalam bahasa asingnya Operating System adalah sebuah

program yang mengatur hardware komputer Sistem operasi juga menyediakan fondasi

untuk aplikasi diatasnya dan bertindak sebagai penghubung antara user dengan

hardwaresetiap sistem operasi memiliki caranya masing-masing untuk menyelesaikan

tugasnya Hal ini menimbulkan aneka ragam sistem operasi yang sangat menakjubkan

Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu 1 Klasifikasi Flynn

Didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data dalam sistem komputer

2 Klasifikasi Feng Didasarkan pada pemrosesan paralel dan serial

3 Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1211 Klasifikasi Fylnn

KLASIFIKASI FLYNN 1048790 Klasifikasi sistem komputer yang didasarkan pada penggandaan alur instruksi dan alur data diperkenalkan oleh Michael J Flynn 1048790 Alur instruksi (instruction stream) adalah urutan instruksi yang dilaksanakan oleh mesin 1048790 Alur data adalah urutan data yang dipanggil oleh alur instruksi 1048790 Baik instruksi maupun data diambil dari modul memori 1048790 Instruksi didecode (diartikan) oleh Control Unit 1048790 Alur data mengalir dua arah antara prosesor dan memori

Ada 4 kategori sistem komputer dalam klasifikasi Flynn 1 Single Instruction stream ndash Single Data stream (SISD) 2 Single Instruction stream ndash Multiple Data stream (SIMD) 3 Multiple Instruction stream ndash Single Data stream (MISD) 4 Multiple Instruction stream ndash Multiple Data stream (MIMD)

1212 Klasifikasi Feng

KLASIFIKASI FENG 1048790 Tse Yun Feng mengusulkan pembagian klasifikasi arsitektur komputer berdasarkan derajat keparalelan (degree of parallelism) 1048790 Jumlah bit maksimum yang dapat diproses dalam satu satuan waktu oleh sistem komputer disebut derajat keparalelan maksimum P 1048790 Bila Pi adalah jumlah bit yang dapat diproses dalam siklus prosesor ke ndash i (atau periode clock ke ndash i) 1048790 Siklus prosesor T dinyatakan oleh i = 123 T 1048790 Maka derajat keparalelan rata-rataa adalah

Ada 4 tipe Metode Pemrosesan

1048790 Word Serial and Bit Serial (WSBS) 1048790 Word Paralel and Bit Setial (WPBS) 1048790 Word Serial and Bit Paralel (WSBP) 1048790 Word Paralel and Bit Paralel (WPBP)

1213 Klasifikasi Handler

Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1214 Menjelaskan Multi Komputer amp Multi Processor

1048790 Multiprosesor MIMD dengan memori yang dapat digunakan bersama semua prosesornya memiliki akses ke pool memori utama

1048790 Multikomputer MIMD dengan memori terdistribusi setiap prosesornya memiliki memori khusus sendiri

1048790 Motivasi pembuatan organisasi multikomputer adalah untuk mengatasi keterbatasan skala multiprosesor

1048790 Karena prosesor-prosesor multikomputer harus berkomunikasi maka elemen penting perancangan multikomputer adalah jaringan interkoneksi yang harus dapat beroperasi seefisien mungkin

1048790 Ada beberapa topologi interkoneksi untuk memberikan kinerja yang efisien

1048790 Terdapat trade-off antara lintasan terpanjang dan jumlah koneksi fisik yang diperlukan

Selesai

BAB III PENUTUP

31 Kesimpulan

32 Saran

Daftar Pustaka

• Definisi
• • Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu

1212 Klasifikasi Feng

KLASIFIKASI FENG 1048790 Tse Yun Feng mengusulkan pembagian klasifikasi arsitektur komputer berdasarkan derajat keparalelan (degree of parallelism) 1048790 Jumlah bit maksimum yang dapat diproses dalam satu satuan waktu oleh sistem komputer disebut derajat keparalelan maksimum P 1048790 Bila Pi adalah jumlah bit yang dapat diproses dalam siklus prosesor ke ndash i (atau periode clock ke ndash i) 1048790 Siklus prosesor T dinyatakan oleh i = 123 T 1048790 Maka derajat keparalelan rata-rataa adalah

Ada 4 tipe Metode Pemrosesan

1048790 Word Serial and Bit Serial (WSBS) 1048790 Word Paralel and Bit Setial (WPBS) 1048790 Word Serial and Bit Paralel (WSBP) 1048790 Word Paralel and Bit Paralel (WPBP)

1213 Klasifikasi Handler

Klasifikasi Haumlndler Didasarkan pada derajat keparalelan dan pipelining dalam berbagai tingkat

subsistem

1214 Menjelaskan Multi Komputer amp Multi Processor

1048790 Multiprosesor MIMD dengan memori yang dapat digunakan bersama semua prosesornya memiliki akses ke pool memori utama

1048790 Multikomputer MIMD dengan memori terdistribusi setiap prosesornya memiliki memori khusus sendiri

1048790 Motivasi pembuatan organisasi multikomputer adalah untuk mengatasi keterbatasan skala multiprosesor

1048790 Karena prosesor-prosesor multikomputer harus berkomunikasi maka elemen penting perancangan multikomputer adalah jaringan interkoneksi yang harus dapat beroperasi seefisien mungkin

1048790 Ada beberapa topologi interkoneksi untuk memberikan kinerja yang efisien

1048790 Terdapat trade-off antara lintasan terpanjang dan jumlah koneksi fisik yang diperlukan

Selesai

BAB III PENUTUP

31 Kesimpulan

32 Saran

Daftar Pustaka

• Definisi
• • Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu

1048790 Multikomputer MIMD dengan memori terdistribusi setiap prosesornya memiliki memori khusus sendiri

1048790 Motivasi pembuatan organisasi multikomputer adalah untuk mengatasi keterbatasan skala multiprosesor

1048790 Karena prosesor-prosesor multikomputer harus berkomunikasi maka elemen penting perancangan multikomputer adalah jaringan interkoneksi yang harus dapat beroperasi seefisien mungkin

1048790 Ada beberapa topologi interkoneksi untuk memberikan kinerja yang efisien

1048790 Terdapat trade-off antara lintasan terpanjang dan jumlah koneksi fisik yang diperlukan

Selesai

BAB III PENUTUP

31 Kesimpulan

32 Saran

Daftar Pustaka

• Definisi
• • Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu

BAB III PENUTUP

31 Kesimpulan

32 Saran

Daftar Pustaka

• Definisi
• • Ada 3 skema klasifikasi arsitektural sistem komputer yaitu