Interkoneksi antar Komponen

Sistem Bus

Penghubung bagi keseluruhan komponen computer dalm menjalankan tugasnya

Komponen computer terdiri dari :

• CPU
• Memori
• Perangkat I/O

Transfer data antar komponen computer

• Data atau program yang tersimpan dalam memosri dapat diakses dan dieksekusi CPU melalui perantara bus
• Melihat hasil eksekusi melalui monitor juga menggunakan system bus
• Kecepatan komponen penyusun computer harus diimbangi kecepatan dan manajemen bus yang baik

Mikroprosesor

• Melakukan pekerjaan secara parallel
• Program dijalankan secara multitasking
• System bus tidak hanya lebar tapi juga cepat

Interkoneksi komponen system computer dalam menjalankan fungsinya

• Interkoneksi bus
• Pertimbangan-pertimbangan perancangan bus

Struktur Interkoneksi

Kumpulan lintasan atau saluran berbagai modul (CPU, Memori,I/O) .Struktur interkoneksi juga bergantung pada

• Jenis data
• Karakteristik pertukaran data

Jenis data

Memori :

Memori umumnya terdiri atas N word memori dengan panjang yang sama. Masing–masing word diberi alamat numerik yang unik (0, 1, 2, …N-1). Word dapat dibaca maupun ditulis pada memori dengan kontrol Read dan Write. Lokasi bagi operasi dispesifikasikan oleh sebuah alamat.

Modul I/O :

Operasi modul I/O adalah pertukaran data dari dan ke dalam komputer. Berdasakan pandangan internal, modul I/O dipandang sebagai sebuah memori dengan operasi pembacaan dan penulisan. Seperti telah dijelaskan pada bab 6 bahwa modul I/O dapat mengontrol lebih dari sebuah perangkat peripheral. Modul I/O juga dapat mengirimkan sinyal interrupt.

CPU :

CPU berfungsi sebagai pusat pengolahan dan eksekusi data berdasarkan routine– routine program yang diberikan padanya. CPU mengendalikan seluruh system komputer sehingga sebagai konsekuensinya memiliki koneksi ke seluruh modul yang menjadi bagian sistem komputer.

MODUL-MODUL KOMPUTER

Struktur Interkoneksi

Dari jenis pertukaran data yang diperlukan modul–modul komputer, maka struktur interkoneksi harus mendukung perpindahan data.

• Memori ke CPU : CPU melakukan pembacaan data maupun instruksi dari memori.
• CPU ke Memori : CPU melakukan penyimpanan atau penulisan data ke memori.
• I/O ke CPU : CPU membaca data dari peripheral melalui modul I/O.
• CPU ke I/O : CPU mengirimkan data ke perangkat peripheral melalui modul I/O.
• I/O ke Memori atau dari Memori : digunakan pada sistem DMA

Perkembangan struktur interkoneksi

• Sampai saat ini terjadi perkembangan struktur interkoneksi, namun yang banyak digunakan saat ini adalah sistem bus.
• Sistem bus

1. Digunakan secara tunggal
2. Digunakan secara jamak,

Hal ini Tergantung karakteristik sistemnya

Interkoneksi bus

Bus

• merupakan lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih komponen komputer

Sifat penting dan merupakan syarat utama ?

• bus adalah media transmisi yang dapat digunakan bersama oleh sejumlah perangkat yang terhubung padanya

Digunakan bersama ?

• Diperlukan aturan main agar tidak terjadi tabrakan data atau kerusakan data yang ditransmisikan.
• Walaupun digunakan bersama namun dalam satu waktu hanya ada sebuah perangkat yang dapat menggunakan bus

Interkoneksi Bus – Struktur Bus

Sebuah bus biasanya terdiri atas beberapa saluran.

• Sebagai contoh bus data terdiri atas 8 saluran sehingga dalam satu waktu dapat mentransfer data 8 bit.

Secara umum fungsi saluran bus dikatagorikan dalam tiga bagian

• Saluran data
• Saluran alamat
• Saluran control

Pola interkoneksi bus

Saluran data (data bus)

• Lintasan bagi perpindahan data antar modul.
• Secara kolektif lintasan ini disebut bus data. Umumnya jumlah saluran terkait dengan panjang word, misalnya 8, 16, 32 saluran
• Tujuan : agar mentransfer word dalam sekali waktu.
• Jumlah saluran dalam bus data dikatakan lebar bus, dengan satuan bit, misal lebar bus 16 bit

Saluran alamat (addres bus)

• Digunakan untuk menspesifikasi sumber dan tujuan data pada bus data.
• Digunakan untuk mengirim alamat word pada memori yang akan diakses CPU.
• Digunakan untuk saluran alamat perangkat modul komputer saat CPU mengakses suatu modul.
• Semua peralatan yang terhubung dengan system komputer, agar dapat diakses harus memiliki alamat.

Contoh : mengakses port I/O, maka port I/O harus memiliki alamat hardware-nya

Saluran control (control bus)

• Digunakan untuk menspesifikasi sumber dan tujuan data pada bus data.
• Digunakan untuk mengirim alamat word pada memori yang akan diakses CPU.
• Digunakan untuk saluran alamat perangkat modul komputer saat CPU mengakses suatu modul.
• Semua peralatan yang terhubung dengan system komputer, agar dapat diakses harus memiliki alamat.

Contoh : mengakses port I/O, maka port I/O harus memiliki alamat hardware-nya

• Sinyal pewaktuan menandakan validitas data dan alamat
• Sinyal perintah berfungsi membentuk suatu operasi

Saluran control

• Memory Write, memerintahkan data pada bus akan dituliskan ke dalam lokasi alamat.
• Momory Read memerintahkan data dari lokasi alamat ditempatkan pada bus data.
• I/O Write, memerintahkan data pada bus dikirim ke lokasi port I/O.
• I/O Read, memerintahkan data dari port I/O ditempatkan pada bus data.
• Transfer ACK, menunjukkan data telah diterima dari bus atau data telah ditempatkan pada bus.
• Bus Request, menunjukkan bahwa modul memerlukan kontrol bus.
• Bus Grant, menunjukkan modul yang melakukan request telah diberi hak mengontrol bus
• Interrupt Request, menandakan adanya penangguhan interupsi dari modul.
• Interrupt ACK, menunjukkan penangguhan interupsi telah diketahui CPU.
• Clock, kontrol untuk sinkronisasi operasi antar modul.
• Reset, digunakan untuk menginisialisasi seluruh modul

Sinyal control secara fisik

• Konduktor listrik paralel yang menghubungkan modul – modul.
• Konduktor adalah saluran utama pada PCB motherboard dengan layout tertentu sehingga didapat fleksibilitas penggunaan.
• Untuk modul I/O biasanya dibuat slot bus yang mudah dipasang dan dilepas

Slot PCI

Slot ISA.

• Untuk chips akan terhubung melalui pinnya

Prinsip Operasi bus (Operasi Pengiriman Data ke Modul)

• Meminta penggunaan bus
• Apabila telah disetuji, modul akan memindahkan data yang diinginkan ke modul yang dituju

Prinsip Operasi Bus (Operasi meminta data dari modul lainnya)

• Meminta penggunaan bus
• Mengirim request ke modul yang dituju melalui saluran control dan alamat yang sesuai
• Menunggu modul yang dituju mengirimkan data yang diinginkan

Hierarki Multiple Bus

Bila terlalu banyak modul atau perangkat dihubungkan pada bus maka akan terjadi penurunan kinerja

Faktor – faktor :

• Semakin besar delay propagasi untuk mengkoordinasikan penggunaan bus.
• Antrian penggunaan bus semakin panjang.
• Dimungkinkan habisnya kapasitas transfer bus sehingga memperlambat data.

Arsitektur Bus Jamak

Prosesor, cache memori dan memori utama terletak pada bus tersendiri pada level tertinggi karena modul – modul tersebut memiliki karakteristik pertukaran data yang tinggi.

• Pada arsitektur berkinerja tinggi, modul – modul I/O diklasifikasikan menjadi dua,
• Memerlukan transfer data berkecepatan tinggi
• Memerlukan transfer data berkecepatan rendah.
• Modul dengan transfer data berkecepatan tinggi disambungkan dengan bus berkecepatan tinggi pula,
• Modul yang tidak memerlukan transfer data cepat disambungkan pada bus ekspansi

Arsitektur Bus Jamak Kinerja Tinggi

Keuntungan hierarki bus jamak kinerja tinggi

• Bus berkecepatan tinggi lebih terintegrasi dengan prosesor.
• Perubahan pada arsitektur prosesor tidak begitu mempengaruhi kinerja bus

Sumber : http://blog.student.uny.ac.id/rheza/2011/04/06/sistem-interkoneksi-dalam-komputer/

Perbedaan data dan informasi

Data adalah sesuatu yang belum mempunyai arti bagi penerimanya dan masih memerlukan adanya suatu pengolahan. Data bisa berujut suatu keadaan, gambar, suara, huruf, angka, matematika, bahasa ataupun simbol-simbol lainnya yang bisa kita gunakan sebagai bahan untuk melihat lingkungan, obyek, kejadian ataupunsuatu konsep.

Informasi merupakan hasil pengolahan dari sebuah model, formasi, organisasi, ataupun suatu perubahan bentuk dari data yang memiliki nilai tertentu, dan bisa digunakan untuk menambah pengetahuan bagi yang menerimanya.

sumber : http://flashnet.forumotion.com/t43-pengertian-data-dan-informasi

etika instruksi pada pemrosesan eksekusi instruksi

Berdasarkan konsep program tersimpan, program yang dieksekusi (kumpulan instruksi) di memori. Pemroses melakukan tugasnya dengan mengeksekusi instruksi di program.

Tahap pemrosesan instruksi ini berisi dua tahap, yaitu:

a.       Pemroses membaca instruksi dari memori (fetch)

b.      Pemroses mengeksekusi instruksi dari memori (execute)

Mode Eksekusi instruksi

Pemroses mempunyai beragam mode eksekusi, biasanya dikalikan dengan kewenangan yaitu:

a.       Program bagian dari sistem operasi

b.      Program pemakai

Instruksi-instruksi tertentu hanya dapat dieksekusi di mode berkewenangan tinggi. Instruksi-instruksi yang memerlukan kewenangan tinggi, misalnya:

a.       Membaca atau memodifikasi register kendali (bit-bit register PSW)

b.      Instruksi-instruksi primitif perangkat masukan/keluaran

c.       Instruksi-instruksi untuk manajemen memori

d.      Bagian memori tertentu hanya dapat diakses dalam mode kewenangan tinggi

Mode Pemakai dan Mode Sistem

Mode dengan kewenangan rendah disebut mode pemakai (user mode) karena program pemakai (aplikasi) biasa dieksekusi dalam mode ini.

Mode dengan kewenangan tinggi disebut:

a.       Mode system (system mode), atau

b.      Mode kendali (Control mode), atau

c.       Mode supervisor (Supervisor mode), atau

d.      Mode kernel (kernel mode).

Biasanya rutin sistem atau kendali atau kernel dieksekusi dengan mode ini.

Alasan adanya dua mode adalah untuk menjaga keamanan. Tabel sistem operasi, seperti tabel proses (PCB) harus dicegah dari intervensi program pemakai. Modifikasi table proses hanya dapat dilakukan di mode system. Program pemakai bermode pemakai takkan mampu mengubah table proses sehingga tidak merusak system. Pada mode kernel, perangkat lunak mempunyai kendali penuh terhadap pemroses, instruksi, register dan memori. Tingkat kendali ini tidak tersedia bagi program pemakai sehingga sistem operasi tidak dapat diintervensi program pemakai. Pencegahan ini menghindari kekacauan.

Pemroses mengetahui mode eksekusi dari bit di PSW. Terdapat bit di PSW yang menyatakan mode eksekusi. Bila program pemakai meminta layanan system operasi dengan mengambil system call, pemanggilan system call menyababkan trap. Sistem mengubah mode eksekusi menjadi mode kernel. Di mode kernel, system operasi memenuhi yang diminta program pemakai. Begitu selesai, sistem operasi segera mengubah mode menjadi mode pemakai dan mengembalikan kendali program pemakai.

Dengan dua mode dan teknik penjebakan (trap) diperoleh manfaat:

a.    Mencegah program pemakai mengacau table-tabel sistem operasi

b.     Mencegah program pemakai mengacau mekanisme pengendalian sistem operasi.

Sumber : http://claraviwin.blogspot.com/2013/05/etika-instruksi-pada-eksekusi-pemrosesan.html

cara pemrosesan eksekusi instruksi

Proses Eksekusi Instruksi dalam Mikroprocessor/ CPU

1.         Cara Kerja CPU      

            Saat data dan/atau instruksi dimasukkan ke processing-devices, pertama sekali diletakkan di MAA (melalui Input-storage); apabila berbentuk instruksi ditampung oleh Control Unit di Program-storage, namun apabila berbentuk data ditampung di Working-storage). Jika register siap untuk menerima pengerjaan eksekusi, maka Control Unit akan mengambil instruksi dari Program-storage untuk ditampungkan ke Instruction Register, sedangkan alamat memori yang berisikan instruksi tersebut ditampung di Program Counter. Sedangkan data diambil oleh Control Unit dari Working-storage untuk ditampung di General-purpose register (dalam hal ini di Operand-register). Jika berdasar instruksi pengerjaan yang dilakukan adalah arithmatika dan logika, maka ALU akan mengambil alih operasi untuk mengerjakan berdasar instruksi yang ditetapkan. Hasilnya ditampung di Akumulator. Apabila hasil pengolahan telah selesai, maka Control Unit akan mengambil hasil pengolahan di Accumulator untuk ditampung kembali ke Working-storage. Jika pengerjaan keseluruhan telah selesai, maka Control Unit akan menjemput hasil pengolahan dari Working-storage untuk ditampung ke Output-storage. Lalu selanjutnya dari Output-storage, hasil pengolahan akan ditampilkan ke output-devices.

2.         Siklus Instruksi

1.      Instruction Addess Calculation (IAC), yaitu mengkalkulasi atau menentukan alamat instruksi berikutnya yang akan dieksekusi. Biasanya melibatkan penambahan bilangan tetap ke alamat instruksi sebelumnya. Misalnya, bila panjang setiap instruksi 16 bit padahal memori memiliki panjang 8 bit, maka tambahkan 2 ke alamat sebelumnya.

2.       Instruction Fetch (IF), yaitu membaca atau pengambil instruksi dari lokasi memorinya ke CPU.

3.      Instruction Operation Decoding (IOD), yaitu menganalisa instruksi untuk menentukan jenis operasi yang akan dibentuk dan operand yang akan digunakan.

4.      Operand Address Calculation (OAC), yaitu menentukan alamat operand, hal ini dilakukan apabila melibatkan referensi operand pada memori.

5.      Operand Fetch (OF), adalah mengambil operand dari memori atau dari modul I/O.

6.      Data Operation (DO), yaitu membentuk operasi yang diperintahkan dalam instruksi.

7.      Operand store (OS), yaitu menyimpan hasil eksekusi ke dalam memori

3.         Sub Siklus Intruksi

1.        Fetch : membaca instruksi berikutnya dari memori ke dalam CPU

2.        Execute : menginterpretasikan opcode dan melakukan operasi yang diindikasikan

3.         Interrupt : Apabila interrupt diaktifkan dan interrupt telah terjadi, simpan status proses saat itu dan layani interrupt.

4.         Aksi – Aksi CPU

1.        CPU – Memori, perpindahan data dari CPU ke memori dan sebaliknya

2.         CPU – I/0, perpindahan data dari CPU ke modul I/0 dan sebaliknya

3.         Pengolahan Data, CPU membentuk sejumlah operasi aritmatika dan logika terhadap data

4.        Kontrol, merupakan instruksi untuk pengontrolan fungsi atau kerja. Misalnya instruksi pengubahan urusan eksekusi.

sumber: http://blog.ub.ac.id/thevirionz/2011/09/23/proses-eksekusi-instruksi-dalam-mikroprocessor-cpu/