Contoh makalah Arsitektur Komputer

BAB I

PENDAHULUAN

A.    LATAR BELAKANG MASALAH

Ilmu pengetahuan dan teknologi selalu berkembang dan mengalami kemajuan, Sesuai dengan perkembangan zaman dan cara berpikir manusia. terutama bidang informasi dan komunikasi, terutama pada bidang komputerisasi, untuk itu kami penulis berkeinhinan untuk meningkatkan SDM agar menjadi lebih bermanfaat di era globalisasi.

Kemudian untuk mewujudkan hal itu ,kami membuat makalah ini sebagai bahan pembelajaran dan acuan mahasiswa untuk belajar dan makalah ini sebagai tugas mata kuliah yang diberikan oleh Dosen Pembimbing. Dalam hal ini kami akan menyusun Materi  mata kuliah Arsitektur komputer

B.     RUMUSAN MASALAH

Sesuai dengan mata kuliah ini “ Arsitektur komputer” untuk menambah ilmu pengetahuan  mahasiswa. Kami tuliskan rumusan masalah sebagai berikut :

1.      Apa saja yang termasuk Materi dalam mata kuliah Arsitektur komputer ?

2.      Bagaimana penjelasan tentang materi Arsitektur komputer dan Seperti apa cara pembahasannya?

C.    BATASAN MASALAH

            Batasan masalah dalam makalah ini yakni hanya untuk membahas Materi yang ditentukan oleh dosen pembimbing yakni tentang I/O komputer, Memory komputer, Sistem bus Data.

BAB  II

PEMBAHASAN

A.    MATERI KULIAH

Penulis disini akan memaparkan tentang apa saja Materi yang akan dibahas dalam makalah ini, karena materi ini yang akan menjadi acuan atau pedoman dalam penulisan makalah.

Adapun Materi kuliah yang dimaksud adalah sebagai berikut :

1.      Memori

Memory adalah Perangkat Keras (Hardware) yang berfungsi mengolah data dan instruksi. Untuk lebih jelasnya nanti akan dibahas dalam BAB selanjutnya.Atau disebut juga media transmisi dapat digunakan bersama.

2.      Bus

Bus adalah Jalur penghubung komunikasi yang menghubungkan antara suatu sub sistem dengan sub sistem yang lainnya.

3.      I/O komputer

I/O Komputer adalah sebuah piranti masukan dan keluaran dari dan ke komputer.

B.     PEMBAHASAN MATERI KULIAH

1.      Memori

a.       Pengertian

Memori (atau lebih tepat disebut memori fisik) merupakan istilah generik yang merujuk pada media penyimpanan data sementara pada komputer. Memory adalah Perangkat Keras (Hardware) yang berfungsi mengolah data dan instruksi. Semakin besar memori yang di sediakan, Semakin banyak data maupun intruksi yang dapat di olahnya. Memory juga berfungsi sebagai Media penyimpanan data.

b.      Jenis memori

Ada tiga lokasi keberadaan memori di dalam sistem komputer yaitu :

a)       Memori lokal

·         Memori ini built-in berada dalam CPU (mikroprosesor),

·         Memori ini diperlukan untuk semua kegiatan CPU,

·         Memori ini disebut register.

b)      Memori internal

·         Berada di luar CPU tetapi bersifat internal terhadap sistem komputer,

·         Diperlukan oleh CPU untuk proses eksekusi (operasi) program, sehingga dapat diakses secara langsung oleh prosesor (CPU) tanpa modul perantara,

·         Memori internal sering juga disebut sebagai memori primer atau memori utama.

·         Memori internal biasanya menggunakan media RAM

c)      Memori eksternal

·         Bersifat eksternal terhadap sistem komputer dan tentu saja berada di luar CPU,

·         Diperlukan untuk menyimpan data atau instruksi secara permanen.

·         Tidak diperlukan di dalam proses eksekusi sehingga tidak dapat diakses secara langsung oleh prosesor (CPU). Untuk akses memori eksternal ini oleh CPU harus melalui pengontrol / modul I/O.

·        Memori eksternal sering juga disebut sebagai memori sekunder.

·        Memori ini terdiri atas perangkat storage peripheral seperti : disk, pita magnetik, dll.

c.       Kapasitas Memori

Ø  Kapasitas register (memori lokal) dinyatakan dalam bit.

Ø  Kapasitas memori internal biasanya dinyatakan dalam bentuk byte (1 byte = 8 bit) atau

Ø  word. Panjang word umum adalah 8, 16, dan 32 bit.

Ø  Kapasitas memori eksternal biasanya dinyatakan dalam byte.

d.      Tipe Fisik Memori

Ada dua tipe fisik memori, yaitu :

Ø  Memori semikonduktor, memori ini memakai teknologi LSI atau VLSI (very large scale integration). Memori ini banyak digunakan untuk memori internal misalnya RAM.

Ada beberapa memori semikonduktor, yaitu : ROM (Read Only Memory) dan RAM (Random Acces Memory).

·         ROM (Read Only Memory)

ROM adalah Memory yang hanya dapat di baca, tidak dapat di hapus dan sudah di isi oleh pabrik pembuat komputer atau dengan kata laim tidak bisa di setting kembali oleh User/Pengguna. Perintah pada ROM sebagian akan di pindahkan ke RAM. Perintah-perintah yang ada di ROM antara lain :

ü  Perintah untuk membaca Sistem Operasi dari disk.

ü  Perintah untuk mengecek semua peralatan yang ada di Unit Sistem.

ü  Perintah untuk menampilkan pesan di layar.

Perkembangan ROM (Read Only Memory)

ü  PROM (Programble ROM) : ROM yang bisa di program kembali dengan catatan hanya bisa di program 1 x.

ü  RPROM (Re-Programble ROM) : ROM yang bisa di program ulang sesuai dengan yang kita inginkan.

ü  EPROM (Eraseble Programble ROM) : ROM yang dapat di hapus dan di program kembali tetapi cara penghapusannya dengan menggunakan Sinar Ultraviolet.

ü  EEPROM (Electrically Eraseble Programble ROM) : ROM yang bisa di program dengan Teknik Elektronik.

·         RAM (Random Acces Memory)

RAM adalah Memory tempat Penyimpanan sementara pada saat komputer di jalankan dan dapat di acces secara acak atau random. Fungsi dari RAM adalah mempercepat Pemprosesan data pada komputer. Semakin besar RAM yang Anda miliki, semakin cepatlah Komputer yang Anda miliki. Jenis-jenis memori RAM (hanya sebagian):

ü  EDORAM (Extended Data Out RAM)

ü  SDRAM (Synchronous Dynamic RAM)

ü  DDR SDRAM (Double Data Rate Synchronous Dynamic RAM)

ü  RDRAM (Rambus Dynamic RAM).

Ø  Memori permukaan magnetik, memori ini banyak digunakan untuk memori eksternal yaitu untuk disk atau pita magnetik.

e.       Hierarki Memori

Pernyataan tentang memori ini adalah sbb :

Ø  Semakin kecil waktu access, semakin besar harga per bit.

Ø  Semakin besar kapasitas, semakin kecil harga per bit.

Ø  Semakin besar kapasitas, semakin besar waktu access.

Untuk mendapatkan kinerja terbaik, memori harus mampu mengikuti CPU. Artinya apabila CPU sedang mengeksekusi instruksi, kita tidak perlu menghentikan CPU untuk menunggu datangnya instruksi atau operand.

Untuk mendapatkan kinerja terbaik, memori menjadi mahal, berkapasitas relatif rendah, dan waktu access yang cepat.

Untuk memperoleh kinerja yang optimal, perlu kombinasi teknologi komponen memori. Dari kombinasi ini dapat disusun hirarki memori sbb :

Semakin menurun hirarki, maka hal-hal di bawah ini akan terjadi :

Ø  Penurunan harga per bit

Ø  Peningkatan kapasitas

Ø  Peningkatan waktu akses

Ø  Penurunan frekuensi akses memori oleh CPU.

Kunci keberhasilan organisasi adalah penurunan frekuensi akses memori oleh CPU.

Bila memori dapat diorganisasikan dengan penurunan harga per bit melalui peningkatan waktu akses, dan bila data dan instruksi dapat didistribusikan melalui memori ini dengan penurunan frekuensi akses memori oleh CPU, maka pola ini akan mengurangi biaya secar keseluruhandengan tingkatan kinerja tertentu.

Register adalah jenis memori yang tercepat, terkecil, dan termahal yang merupakan memori internal bagi prosesor.

Main Memory merupakan sistem internal memory dari sebuah komputer. Setiap lokasi di dalam memori utama memiliki alamat yang unik.

Cache Memory adalah perangkat untuk pergerakan data antara memori utama dan register prosesor untuk meningkatkan kinerja. Ketiga bentuk meori di atas bersifat volatile dan memakai teknologi semikonduktor.

Magnetic disk dan Magnetic tape adalah external memory dan bersifat non-volatile

2.      I/O KOMPUTER

I/O device merupakan suatu piranti pengiriman data secara bertahap dan terus menerus melalui suatu aliran data dari proses ke piranti output. Yang terdiri dari:

a.       Unit Masukan ( Input Device )

Unit ini berfungsi sebagai media untuk memasukkan data dari luar ke dalam suatu memori dan processor untuk diolah guna menghasilkan informasi yang diperlukan. Input devices atau unit masukan yang umumnya digunakan personal computer (PC) adalah keyboard dan mouse, keyboard dan mouse adalah unit yang menghubungkan user (pengguna) dengan komputer. Selain itu terdapat joystick, yang biasa digunakan untuk bermain games atau permainan dengan komputer.  Dan masih banyak lagi inputan yang lainnya.

b.      Unit Keluaran (Output Device)

Output Device adalah peralatan yang digunakan untuk melihat atau memperoleh hasil pengolahan data / perintah yang telah dilakukan oleh komputer. Output disini contohnya antara lain Monitor, Speaker, Printer, Proyektor, Plotter dan lain sebagainya.

3.      SISTEM BUS

Merupakan Jalur penghubung komponen-komponen komputer untuk menghubungkan data dari suatu elemen komputer ke elemen lainnya.

a.       Elemen rancangan bus berdasarkan jenis busnya dapat dibedakan menjadi:

Ø  Jenis BUS

1.        Dedicated bus adalah bus yang khusus menyalurkan data tertentu, contohnya paket data saja, atau alamat saja.

Keuntungan : Throughtput yang tinggi, karena kemacetan lalulintas kecil .

Kerugian     : Meningkatnya  ukuran dan biaya Sistem

2.        Multiplexedus bus adalah bus yang dilalui informasi yang berbeda baik data, alamat, dan sinyal kontrol dengan metode multipleks data .

Keuntungan            : Memerlukan saluran yang sedikit, menghemat ruang dan biaya.

Kerugian            : Diperlukan rangkaian yang kompleks untuk setiap modul 

Ø  Metode Arbitrasi

Menugaskan sebuah perangkat, CPU atau I/O bertindak sebagai master

1.      Tersentralisasi

        Pengontrol bus atau arbitrer bertanggung jawab atas alokasi waktu pada BUS.

2.      Terdistribusi

Modul-modul bekerja sama untuk memakai BUS bersama sama.

Ø  Timing

Cara terjadinya event dikoordinasikan pada BUS

1.      Synchronous

Terjadinya event pada bus ditentukan oleh sebuah clock.

2.      Asynchrpnous

Terjadinya event bus mengikuti dan tergantung pada event sebelumnya.

Ø  Lebar BUS

1.      Address

       - Lebar bus alamat mempengaruhi kapasitas.

       - Semakin lebar bus alamat, semakin besar range

          lokasi yang dapat direferensi 

2.      Data

       - Lebar bus data, mempengaruhi kinerja sistem

       - Semakin lebar bus data, semakin besar bit yang

         dapat ditransfer pada suatu waktu

   

Ø  Jenis Transfer Data

1.      Read

Slave menaruh data pada bus data begitu slave mengetahui alamat dan mengambil datanya.

2.      Write

Master menaruh data pada bus data begitu alamat stabil dan slave mempunyai kesempatan untuk  mengetahui alamat.

3.      Read modify Write

Operasi Read yang diikuit operasi Write ke alamat yang samaTujuan untuk melindungi sumber daya memori yang dapat dipakai bersama di dalam multiprogramming

4.      Read after Write

Operasi yang tidak dapat dibagi yang berisi  operasi Write diikuti operasi Read dari alamat   yang sama

5.      Blok

Sebuah siklus lamat diikuti oleh dan siklus data Organisasi bus.

b.      Dalam BUS terdapat organisasi – organisasi yang berguna untuk mengirim data, organisasi tersebut antara lain :

Ø  Jalur Kontrol

Berisi signal request dan sinyal acknowledgements Mengindikasikan tipe informasi pada jalur data.

Ø  Jalur Data

Membawa informasi antara sumber dan tujuan data dan alamat dan perintah-perintah kompleks.

c.       Master dan Slave

Suatu transaksi bus meliputi 2 komponen

Mengeluarkan perintah dan alamat – request (permintaan)

Memindahkan dat – action (tindakan)

Master : Bus yang memulai transaksi bus dengan cara  Mengeluarkan perintah dan alamat

Slave :Bus yang bereaksi terhadap alamat dengan cara mengirimkan data kepada master jika master meminta data dan menerima data dari master jika master mengirim data

d.      Struktur-struktur BUS digolongkan menjadi :

Ø  BUS DATA

Saluran data memberikan lintasan bagi perindahan data antara dua modul sistem. Besar kecilnya jalur bus data juga  mempengaruhi kinerjanya, contoh : 8, 16, 32 dan 64 bit.

Ø  BUS ALAMAT

Identifikasi sumber atau tujuan data pada bus data dan mengalamati port-port I/O. Contoh : jika CPU akan membaca word ( 8, 16 atau  32 bit) data dari memori maka CPU akan menaruh alamat word yang dimaksud pada saluran alamat.

Ø  BUS KONTROL

BUS Kontrol disini berfungsi Mengontrol akses ke saluran alamat dan penggunaan data dan saluran alamat dan mengendalikan dan mengatur timing informasi.

Timing informasi yang diatur oleh BUS Kontrol
antara lain :

a.       Sinyal read /write.

b.      Interrupt request.

c.       Sinyal clock.

e.       Tipe-tipe bus

Tipe-tipe bus dalam sistem BUS dibagi menjadi beberapa bagian yakni :

ü  BUS ISA

Bus ISA (Industry Standard Architecture) adalah sebuah bus PC/AT (16 bit) yang beroperasi pada 8,33 MHz.

ü  BUS PCI

Bus PCI (Peripheral Component Interconnect bus) Bus yang beroperasi pada kecepatan 33 MHz.

ü  BUS Seri Universal

Sebuah bus standart yang disepakati bersama oleh tujuh perusahaan untuk digunakan pada peralatan berkecepatan rendah.

BAB III

PENUTUP

A.    Kesimpulan

Demikian penulis menyusun mata kuliah “Arsitektur komputer” membahas Materi - materi mata kuliah tersebut. Sehingga mahasiswa dapat mengenal tentang memori, hierarki memori, I/O didalam komputer dan sistem BUS.

B.     Kritik dan Saran

Penulis menyadari tentang penyusunan makalah, tentu masih banyak kesalahan dan kekurangannya, kerena terbatasnya pengetahuan dan kurangnya rujukan atau referensi yang ada hubungannya dengan judul makalah ini.

Penulis banyak berharap para pembaca yang budiman dusi memberikan kritik dan saran yang membangun kepada penulis demi sempurnanya makalah ini dan dan penulisan makalah di kesempatan-kesempatan berikutnya. Semoga makalah ini berguna bagi penulis pada khususnya juga para pembaca yang budiman pada umumnya.