Perbedaan Prosesor RISC dengan CISC

RISC (Reduced Instruction Set Computer)
RISC adalah singkatan dari Reduced Instruction Set Computer yang artinya prosesor tersebut memiliki set instruksi program yang lebih sedikit. Karena perbedaan keduanya ada pada kata set instruksi yang kompleks atau sederhana (reduced).
Konsep RISC pertama kali dikembangkan oleh IBM pada era 1970-an. Komputer pertama yang menggunakan RISC adalah komputer mini IBM 807 yang diperkenalkan pada tahun 1980. Dewasa ini, RISC digunakan pada keluarga processor buatan Motorola (PowerPC) dan SUN Microsystems (Sparc, UltraSparc).
RISC dikembangkan melalui seorang penelitinya yang bernama John Cocke, beliau menyampaikan bahwa sebenarnya kekhasan dari komputer tidaklah menggunakan banyak instruksi, namun yang dimilikinya adalah instruksi yang kompleks yang dilakukan melalui rangkaian sirkuit.Pada desain chip mikroprosesor jenis ini, pemroses diharapkan dapat melaksanakan perintah-perintah yang dijalankannya secara cepat dan efisien melalui penyediaan himpunan instruksi yang jumlahnya relatif sedikit, dengan mengambil perintah-perintah yang sangat sederhana, akibatnya arsitektur RISC membatasi jumlah instruksinya yang dipasang ke dalam mikroprosesor tetapi mengoptimasi setiap instruksi sehingga dapat dilaksanakan dengan cepat.
Dengan demikian instruksi yang sederhana dapat dilaksanakan lebih cepat apabila dibandingkan dengan mikroprosesor yang dirancang untuk menangan susunan instruksi yang lebih luas.
Dengan demikian chip RISC hanya dapat memproses instruksi dalam jumlah terbatas, tetapi instruksi ini dioptimalkan sehingga cepat dieksekusi. Meski demikian, bila harus menangani tugas yang kompleks, instruksi harus dibagi menjadi banyak kode mesin, terutama sebelum chip RISC dapat menanganinya. Karena keterbatasan jumlah instruksi yang ada padanya, apabila terjadi kesalahan dalam pemrosesan akan memudahkan dalam melacak kesalahan tersebut.

karakteristik khas dari RISC
Untuk setiap tingkat kinerja umum, chip RISC biasanya akan memiliki lebih sedikit transistor didedikasikan untuk logika inti yang awalnya memungkinkan para desainer untuk meningkatkan ukuran register set dan meningkatkan paralelisme internal. Fitur lain, yang biasanya ditemukan di arsitektur RISC adalah:
desain RISC juga lebih mungkin untuk fitur memori model Harvard , di mana aliran instruksi dan aliran data secara konseptual yang dipisahkan; ini berarti bahwa memodifikasi memori di mana kode diadakan mungkin tidak mempunyai efek pada instruksi dieksekusi oleh prosesor (karena CPU memiliki instruksi terpisah dan data cache ), setidaknya sampai sebuah instruksi sinkronisasi khusus diterbitkan. Pada terbalik, kedua cache ini memungkinkan untuk diakses secara simultan, yang sering dapat meningkatkan kinerja..
Banyak awal desain RISC juga berbagi karakteristik memiliki cabang delay slot . Sebuah delay slot cabang adalah ruang instruksi segera menyusul melompat atau cabang. Instruksi di ruang ini dijalankan, apakah cabang tersebut diambil (dengan kata lain efek dari cabang tertunda. Instruksi ini menyimpan ALU dari CPU sibuk untuk waktu tambahan biasanya diperlukan untuk melakukan cabang. Saat ini slot delay cabang dianggap sebagai efek samping yang tidak menguntungkan dari strategi tertentu untuk melaksanakan beberapa desain RISC, dan modern desain RISC umumnya tidak begitu saja (seperti PowerPC , baru-baru ini versi yang lebih dari SPARC, dan MIPS).
Aspek komputasi yang ditinjau dalam merancang mesin RISC adalah sbb.:
>>Operasi-operasi yang dilakukan:
Hal ini menentukan fungsi-fungsi yang akan dilakukan oleh CPU dan interaksinya dengan memori.
>> Operand-operand yang digunakan:
Jenis-jenis operand dan frekuensi pemakaiannya akan menentukan organisasi memori untuk
menyimpannya dan mode pengalamatan untuk mengaksesnya.
>> Pengurutan eksekusi:
Hal ini akan menentukan kontrol dan organisasi pipeline.



CISC (Complex Intruction Set Computer)
CISC adalah singkatan dari Complex Intruction Set Computer dimana prosesor tersebut memiliki set instruksi yang kompleks dan lengkap. Contoh-contoh prosesor CISC adalah System/360, VAX, PDP-11, varian Motorola 68000 , dan CPU AMD dan Intel x86.CISC memang memiliki instruksi yang complex dan memang dirasa berpengaruh pada kinerjanya yang lebih lambat. CISC menawarkan set intruksi yang powerful, kuat, tangguh, maka tak heran jika CISC memang hanya mengenal bahasa asembly yang sebenarnya ia tujukan bagi para programmer. Oleh karena itu ,CISC hanya memerlukan sedikit instruksi untuk berjalan.





Sistem mikrokontroler selalu terdiri dari perangkat keras (hardware) dan perangkat lunak (software). Perangkat lunak ini merupakan deretan perintah atau instruksi yang dijalankan oleh prosesor secara sekuensial. Instruksi itu sendiri sebenarnya adalah bit-bit logik 1 atau 0 (biner) yang ada di memori program. Angka-angka biner ini jika lebarnya 8 bit disebut byte dan jika 16 bit disebut word. Deretan logik biner inilah yang dibaca oleh prosesor sebagai perintah atau instruksi. Supaya lebih singkat, angka biner itu biasanya direpresentasikan dengan bilangan hexa (HEX). Tetapi bagi manusia, menulis program dengan angka biner atau hexa sungguh merepotkan. Sehingga dibuatlah bahasa assembler yang direpresentasikan dengan penyingkatan kata-kata yang cukup dimengerti oleh manusia.

Biner Hexa Mnemonic
10110110 B6 LDAA ...
10010111 97 STAA ...
01001010 4A DECA ...
10001010 8A ORAA ...
00100110 26 BNE ...
00000001 01 NOP...
01111110 7E JMP ...

Jadi sebenarnya Tujuan utama dari arsitektur CISC adalah melaksanakan suatu perintah
cukup dengan beberapa baris bahasa mesin sedikit mungkin

SISTEM MEMORI DAN CACHE

BAB I
PENDAHULIAN
1.1 LATAR BELAKANG
Pada awalnya semua operasi pada sebuah sistem komputer ditangani oleh hanya seorang pengguna. Sehingga semua pengaturan terhadap perangkat keras maupun perangkat lunak dilakukan oleh pengguna tersebut. Namun seiring dengan berkembangnya Sistem Operasi pada sebuah sistem komputer, pengaturan ini pun diserahkan kepada Sistem Operasi tersebut. Segala macam manajemen sumber daya diatur oleh Sistem Operasi. Pengaturan perangkat keras dan perangkat lunak ini berkaitan erat dengan proteksi dari perangkat keras maupun perangkat lunak itu sendiri. Sehingga, apabila dahulu segala macam proteksi terhadap perangkat keras dan perangkat lunak agar sistem dapat berjalan stabil dilakukan langsung oleh pengguna maka sekarang Sistem Operasi-lah yang banyak bertanggung jawab terhadap hal tersebut. Sistem Operasi harus dapat mengatur penggunaan segala macam sumber daya perangkat keras yang dibutuhkan oleh sistem agar tidak terjadi hal-hal yang tidak diinginkan. Seiring dengan maraknya berbagi sumberdaya yang terjadi pada sebuah sistem, maka Sistem Operasi harus dapat secara pintar mengatur mana yang harus didahulukan. Hal ini dikarenakan, apabila pengaturan ini tidak dapat berjalan lancar maka dapat dipastikan akan terjadi kegagalan proteksi perangkat keras.
Dengan hadirnya multiprogramming yang memungkinkan adanya utilisasi beberapa program di memori pada saat bersamaan, maka utilisasi dapat ditingkatkan dengan penggunaan sumberdaya secara bersamaan tersebut, akan tetapi di sisi lain akan menimbulkan masalah karena sebenarnya hanya ada satu program yang dapat berjalan pada satuan waktu yang sama. Akan banyak proses yang terpengaruh hanya akibat adanya gangguan pada satu program. Sebagai contoh saja apabila sebuah harddisk menjadi sebuah sumberdaya yang dibutuhkan oleh berbagai macam program yang dijalankan, maka bisa-bisa terjadi kerusakan harddisk akibat suhu yang terlalu panas akibat terjadinya sebuah situasi kemacetan penggunaan sumber daya secara bersamaan akibat begitu banyak program yang mengirimkan request akan penggunaan harddisk tersebut.



BAB 11
PEMBAHASAN
1.1 SISTEM MEMORI
Sistem Memori ( Memori ) adalah komponen-komponen elektronik yang menyimpan perintah- perintah yang menunggu untuk di eksekusi oleh prosesor,data yang diperlukan oleh insruksi (perintah) tersebut dan hasil-hasil dari data yang diproses ( informasi ). Memori biasanya terdiri atas satu chip atau beberapa papan sirkuit lainnya dalam prosesor. Memori komputer bisa diibaratkan sebagai papan tulis, dimana setiap orang yang masuk kedalam ruangan bisa membaca dan memanfaatkan data yang ada dengan tanpa merubah susunan yang tersaji. Data yang diproses oleh komputer, sebenarnya masih tersimpan didalam memori, dan dalam hal ini komputer hanya membaca data dan kemudian memprosesnya. Satu kali data tersimpan didalam memori komputer, maka data tersebut akan tetap tinggal disitu selamanya. Setiap kali memori penuh, maka data yang ada bisa dihapus sebagian ataupun seluruhnya untuk diganti dengan data yang baru.
1. Karakteristik sistem-sistem memori secara umum:
a. Lokasi
• CPU
Memori ini built-in berada dalam CPU (mikroprosesor) dan diperlukan untuk semua kegiatan CPU. Memori ini disebut register.
• Internal (main)
Memori ini berada di luar chip processor tetapi bersifat internal terhadap sistem komputer dan diperlukan oleh CPU untuk proses eksekusi (operasi) program, hingga 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
• External (secondary)
Memori ini bersifat eksternal terhadap sistem komputer dan tentu saja berada di luar CPU dan diperlukan untuk menyimpan data atau instruksi secara permanen. Memori ini, 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.
a. Kapasitas
• Ukuran word
Kapasitas memori internal maupun eksternal biasanya dinyatakan dalam bentuk byte (1 byte = 8 bit) atau word.
• Banyaknya word
Panjang word umumnya 8, 16, 32 bit.

b. Satuan Transfer
Satuan transfer sama dengan jumlah saluran data yang masuk ke dan keluar dari modul memori. Konsep satuan transfer adalah :
• Word, merupakan satuan “alami” organisasi memori. Ukuran word biasanya sama dengan jumlah bit yang digunakan untuk representasi bilangan dan panjang instruksi.
• Addressable units, pada sejumlah sistem, adressable units adalah word. Namun terdapat sistem dengan pengalamatan pada tingkatan byte. Pada semua kasus hubungan antara panjang A suatu alamat dan jumlah N adressable unit adalah 2A =N.
• Unit of tranfer, adalah jumlah bit yang dibaca atau dituliskan ke dalam memori pada suatu saat. Pada memori eksternal, tranfer data biasanya lebih besar dari suatu word, yang disebut dengan block.

c. Metode Akses
Terdapat empat jenis pengaksesan satuan data, yaitu sebagai berikut.:
• Sequential access
Memori diorganisasikan menjadi unit-unit data, yang disebut record. Aksesnya dibuat dalam bentuk urutan linier yang spesifik. Informasi pengalamatan dipakai untuk memisahkan record-record dan untuk membantu proses pencarian. Mekanisme baca/tulis digunakan secara bersama (shared read/write mechanism), dengan cara berjalan menuju lokasi yang diinginkan untuk mengeluarkan record. Waktu access record sangat bervariasi. Contoh sequential access adalah akses pada pita magnetik.
• Direct access
Seperti sequential access, direct access juga menggunaka shared read/write mechanism, tetapi setiap blok dan record memiliki alamat yang unik berdasarkan lokasi fisik. Aksesnya dilakukan secara langsung terhadap kisaran umum (general vicinity) untuk mencapai lokasi akhir. Waktu aksesnya pun bervariasi. Contoh direct access adalah akses pada disk.
• Random access
Setiap lokasi dapat dipilih secara random dan diakses serta dialamati secara langsung. Waktu untuk mengakses lokasi tertentu tidak tergantung pada urutan akses sebelumnya dan bersifat konstan. Contoh random access adalah sistem memori utama.
• Associative access
Setiap word dapat dicari berdasarkan pada isinya dan bukan berdasarkan alamatnya. Seperti pada RAM, setiap lokasi memiliki mekanisme pengalamatannya sendiri. Waktu pencariannya pun tidak bergantung secara konstan terhadap lokasi atau pola access sebelumnya. Contoh associative access adalah memori cache.
a. Kinerja
Ada tiga buah parameter untuk kinerja sistem memori, yaitu :
• Access time (Waktu Akses)
Bagi RAM, waktu akses adalah waktu yang dibutuhkan untuk melakukan operasi baca atau tulis. Sedangkan bagi non RAM, waktu akses adalah waktu yang dibutuhkan untuk melakukan mekanisme baca tulis pada lokasi tertentu
• Cycle time (Waktu Siklus)
Waktu siklus adalah waktu akses ditambah dengan waktu transien hingga sinyal hilang dari saluran sinyal atau untuk menghasilkan kembali data bila data ini dibaca secara destruktif.
• Transfer rate (Laju Pemindahan)
Transfer rate adalah kecepatan pemindahan data ke unit memori atau ditransfer dari unit memori. Bagi RAM, transfer rate sama dengan 1/(waktu siklus). Sedangkan, bagi non-RAM, berlaku persamaan sbb.:

TN = Waktu rata-rata untuk membaca / menulis sejumlah N bit.
TA = Waktu akses rata-rata
N = Jumlah bit
R = Kecepatan transfer, dalam bit per detik (bps)
a. Tipe Fisik
Ada dua tipe fisik memori, yaitu :
• Memori semikonduktor
Memori ini memakai teknologi LSI atau VLSI (very large scale integration). Memori ini banyak digunakan untuk memori internal misalnya RAM.
• Memori permukaan magnetik
Memori ini banyak digunakan untuk memori eksternal yaitu untuk disk atau pita magnetik.
b. Karakteristik Fisik
Ada dua kriteria yang mencerminkan karakteristik fisik memori, yaitu:
• Volatile dan Non-volatile
Pada memori volatile, informasi akan rusak secara alami atau hilang bila daya listriknya dimatikan. Selain itu, pada memori non-volatile, sekali informasi direkam akan tetap berada di sana tanpa mengalami kerusakan sebelum dilakukan perubahan. Pada memori ini daya listrik tidak diperlukan untuk mempertahankan informasi tersebut. Memori permukaan magnetik adalah non volatile. Memori semikonduktor dapat berupa volatile atau non volatile.
• Erasable dan Non-erasable
Erasable artinya isi memori dapat dihapus dan diganti dengan informasi lain. Memori semikonduktor yang tidak terhapuskan dan non volatile adalah ROM.
1. Hirarki Memori
Tiga pertanyaan dalam rancangan memori, yaitu : Berapa banyak? Hal ini menyangkut kaspasitas. Berapa cepat? Hal ini menyangkut waktu akses, dan berapa mahal yang menyangkut harga? Setiap spektrum teknologi mempunyai hubungan sbb:
• Semakin kecil waktu access, semakin besar harga per bit.
• Semakin besar kapasitas, semakin kecil harga per bit.
• 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. Sedangkan untuk mendapatkan kinerja terbaik, memori menjadi mahal, berkasitas relatif rendah, dan waktu access yang cepat. Untuk memperoleh kinerja yang optimal, perlu kombinasi teknologi komponen memori. Dari kombinasi ini dapat disusun hirarki memori sebagai berikut:
Semakin menurun hirarki, maka hal-hal di bawah ini akan terjadi:
a) Penurunan harga per bit
b) Peningkatan kapasitas
c) Peningkatan waktu akses
d) Penurunan frekuensi akses memori oleh CPU.
Kunci keberhasilan hirarki ini pada penurunan frekuensi aksesnya. Semakin lambat memori maka keperluan CPU untuk mengaksesnya semakin sedikit. Secara keseluruhan sistem komputer akan tetap cepat namun kebutuhan kapasitas memori besar terpenuhi.


1.2 TEKNOLOGI DAN BIAYA SISTEM MEMORI
Ada 2 teknologi yang mendominasi industri memori sentral dan memori utama, yaitu :
a. Memori Magnetic Core (tahun 1960)
Sel penyimpanan yang ada dalam memori inti dibuat dari elemen besi yang berbentuk donat yang disebut magnetic core (inti magnetis) atau hanya disebut core saja.
Para pembuat(pabrikan) yang membuat core ini menyusun core plane bersama dengan sirkuit lain yang diperlukan, menjadi memori banks(bank memori)
b. Memori Solid State
Komputer yang pertama diproduksi untuk tujuan komersil adaalah UNIVAC dimana :
• CPU nya menggunakan teknologi vacuum tube (tabung hampa udara) dan menjalankan aritmatika decimal.
• Memori utamanya 1000 word (setiap word besarnya 60 bit dan menyimpan 12 karakter 5 bit)
2. ORGANISASI MEMORI
Yang dimaksud dengan organisasi adalah pengaturan bit dalam menyusun word secara fisik.
• Salah satunya adalah menggunakan Inteleaving dimana tujuannya adalah untuk meningkatkan kecepatan pengaksesan system penyimpanan yang besar.
• Sistem penyimpanan yang besar terdiri atas beberapa bank memori independent yang diakses oleh CPU dan peralatan I/O melalui pengontrolan port memori
Contoh : Cross bar switch
Sistem penyimpanan menggunakan Interleave High Order
• Setiap bank (penyimpanan) berisi blok alamat yang berurutan.
• Setiap peralatan, termasuk CPU, menggunakan bank memori yang berbeda untuk program dan datanya, maka semua bank dapat mentransfer data secara serentak.
Sistem penyimpanan menggunakan Interleave Low Order
• Alamat yang berurutan berada dalam bank yang terpisah, sehingga setiap peralatan perlu mengakses semua bank selagi menjalankan programnya atau mentransfer data.
Contohnya : suatu siklus memori lebih lama daripada waktu siklus CPU.
• Apabila word yang berurutan berada dalam bank yang berbeda, maka system penyimpanan bila dilengkapi dengan putaran yang cocok dapat melengkapi akses memori yang berurutan, dengan kata lain setelah CPU meminta untuk mengakses word pertama yang disimpan dalam salah satu bank, maka ia dapat bergerak ke bank kedua dan mengawali akses word kedua sementara penyimpanan tetap mendapatkan kembali word pertama sementara penyimpanan tetap mendapatkan kembali word pertama.Pada CPU kembali ke bank pertama, system penyimpanan diharapkan telah menyelesaikan mengakses word pertama dan telah siap mengakses lagi.
• Banyak komputer berkinerja tinggi menggunakan Inteleave Low Order
3. SISTEM MEMORI UTAMA
• Tahun 1960-an para programmer system mengembangkan system pengoperasian multiprogramming, yang memanfaatkan atau menggunakan memori utama yang sangat besar.
• Komputer yang hanya mempunyai satu system memori utama dikatakan mempunyai one-level strorage system(system penyimpanan tingkat satu)
• Komputer yang mempunyai memori virtual menggunakan multilevel storage system (system penyimpanan bertingkat)
• Penyimpanan multilevel mempunyai memori sentral(internal) yaitu memori utama dan register CPU sebagai primary memori dan peralatan penyimpanan eksternal seperti hardisk dan disket sebagai secondary memori memori sekunder.
4. RELOKASI PROGRAM DAN PROTEKSI MEMORI
Multiprogramming adalah cara yang tepat untuk meningkatkan kegunaan CPU dengan cara memungkinkan beberapa tugas berada dalam memori pada waktu yang bersamaan.
Berhasilnya multiprogramming ditentukan antara lain oleh :
o Relokasi Program
Dengan cara menmpatkan program dimana saja dalam memori
Initial Program Relocation (Relokasi Program Awal) adalah proses merelokasi program
tempat system pengoperasian pertama kali.
Dynamic Program Relocation (Relokasi Program Dinamis) adalah system pengoperasian dapat memindahkan program dari suatu tempat ke tempat yang lain dalam memori utama setelah program dijalankan.
o Proteksi Program
Mencegah suatu program mengakses memori yang telah diberikan oleh system pengoperasian ke program yang lain.
Contoh relokasi program dan proteksi adalah IBM System/360 dan CDC 6600
IBM System/360
Menggunakan Register Base untuk merelokasi program
Menggunakan relokasi program awal
Menggunakan key-controlled memori protection untuk proteksi memori.
CDC 6600
Mempunyai register khusus yaitu Relocation Address (RA/Register Alamat Relokasi) untuk merelokasi program.
Menggunakan relokasi program awal
5. JENIS MEMORI
A. Memori Internal
1. Random Accses Memory (RAM)


RAM dibungkus dalam paket berbentuk chip. Satuan penyimpanan dasar adalah sel (1 bit per sel). Pada RAM proses baca dan tulis data dari dan ke memori dapat dilakukan dengan mudah dan cepat. RAM bersifat volatile dan perlu catu daya listrik. Kecepatan RAM diukur dalam ns (nano seconds). Makin kecil ns semakin cepat RAM . Dulu kecepatan RAM sekitar 120, 100 dan 80 ns. Sekarang sekitar 15, 10, sampai 8 ns. Kecepatan RAM sangat berkaitan erat dengan system bus, apakah system bus kita efektif untuk menggunakan RAM yang cepat. Struktur RAM dapat dibagi menjadi 4 bagian, yaitu:
• Input Area, digunakan untuk menampung input yang dimasukkan lewat alat input
• Program Area, digunakan untuk menyimpan semua instruksi-instruksi program yang akan diproses.
• Working Area, digunakan untuk menyimpan data yang akan diolah dan hasil dari pengolahan
• Output Area, digunakan untuk menampung hasil akhir dari pengolahan data yang akan ditampilkan ke alat output
Berdasarkan bahan dasar pembuatan, RAM dikelompokkan dalam dua bagian utama, yaitu (a) Dynamic RAM (DRAM), dan (b) Static RAM (SRAM).
a. RAM dinamik (DRAM)
Disusun oleh sel-sel yang menyimpan data sebagai muatan listrik pada kapasitor. Ada dan tidak ada muatan listrik pada kapasitor dinyatakan sebagai bilangan biner 1 dan 0. Disebut dynamic, karena hanya menampung data dalam periode waktu yang singkat dan harus di-refresh secara periodik. Sedangkan jenis dan bentuk dari DRAM atau memori chip ini sendiri cukup beragam. Secara internal, setiap sel yang menyimpan 1 bit data memiliki 1 buah transistor dan 1 buah kondensator. Kondensator ini yang menjaga tegangan agar tetap mengaliri transistor sehingga tetap dapat menyimpan data. Oleh karena penjagaan arus itu harus dilakukan setiap beberapa saat (yang disebut refreshing) maka proses ini memakan waktu yang lebih banyak daripada kinerja Static RAM.
b. RAM Static (SRAM)
Secara internal, setiap sel yang menyimpan n bit data memiliki 4n buah transistor yang menyusun beberapa buah rangkaian Flip-Flop. Dengan karakteristik rangkaian Flip-Flop ini, data yang disimpan hanyalah berupa Hidup (High state) atau Mati (Low state) yang ditentukan oleh keadaan suatu transistor. Kecepatannya dibandingkan dengan Dynamic RAM tentu saja lebih tinggi karena tidak diperlukan sinyal refresh untuk mempertahankan isi memori.
Baik SRAM maupun DRAM adalah volatile. Sel memori DRAM lebih sederhana dibanding SRAM, karena itu lebih kecil. DRAM lebih rapat (sel lebih kecil = lebih banyak sel per satuan luas) dan lebih murah. DRAM memerlukan rangkaian pengosong muatan. DRAM cenderung lebih baik bila digunakan untuk kebutuhan memori yang lebih besar. DRAM lebih lambat.
Berikut disajikan perbedaan umum dari SRAM dan DRAM :



2. Read Only Memory (ROM)
ROM adalah chip-chip memori yang menyimpan data dan perintah secara permanen jadi jenis memori ini hanya biasa di baca saja datanya atau programnya.ROM bersifat nonvolatil dan pada PC, ROM terdapat pada BIOS ( Basic Input Output System ) yang terdapat pada mother board yang berfungsi untuk men-setting peripheral yang ada pada system. ROM dapat menyimpan data secara permanenanya dan hanya bisa dibaca. Namun, dua masalah yang terdapat pada ROM adalah langkah penyisipan data memerlukan biaya tetap yang tinggi dan tidak boleh terjadi kesalahan (error).
• Peralatan memori yang dapat dibaca namun tidak dapat ditulis oleh CPU
Contoh : Switch Mekanis (computer menggunakannya untuk menyimpan konstansta yang digunakan untuk menentukan konfigurasi system(jumlah memori utama).
• PROM (Programming Read Only Memori)
PROM adalah ROM yang diprogram oleh pabrik pembuatnya dan kita tidak bisa mengubah isinya.
Bersifat non volatile dan hanya bisa ditulisi sekali saja. Proses penulisannya dibentuk secara elektris dan memori ini memerlukan peralatan khusus untuk proses penulisan atau “pemrograman”. Prosesnya adalah PROM awalnya terhubung (status=on, 1). Programmer akan memutuskan hubungan tersebut (status=off, 0) dengan mengirimkan voltase tinggi pada baris dan kolom yang tepat. Proses ini disebut "burning".

• EPROM (Erasable PROM)
EPROM adalah ROM yang dapat dihapus dengan menggunakan sinar ultraviolet dan kemudian deprogram kembali. Program yang ada di dalam chip ini dapat dihapus dan diisi kembali dengan menggunakan sinar infrared.
Dapat dibaca secara optis dan ditulisi secara elektris. Sebelum operasi write, seluruh sel penyimpanan harus dihapus menggunakan radiasi sinar ultra-violet terhadap keping paket. Proses penghapusannya dapat dilakukan secara berulang, setiap penghapusan memerlukan waktu 20 menit. Untuk daya tampung data yang sama EPROM lebih mahal dari PROM.
Kelebihan :
 Virus tidak dapat merusak sebagian atau keseluruhan isi dari program yang tersimpan didalam Bios tersebut.
 Isi dari program Bios ini baik sebagian maupun keseluruhannya tidak dapat dirusak atau diubah oleh pulsa listrik, selama stiker yang terdapat pada Bios tersebut tidak cacat atau rusak.
Kelemahan :
 Tidak dapat di upgrade atau dimodifikasi secara umum isi dari program Bios tersebut baik itu sebagian maupun keseluruhannya. Sehingga suatu saat segala perhitungan yang berhubungan dengan tanggal, bulan dan tahun seperti program aplikasi Microsoft exel atau lotus akan menyimpang bila tanggal, bulan, dan tahun dari.

• EEPROM ( Electrically Erasable Programmable Read Only Memori )
Program yang ada di dalam chip ini dapat dihapus dan diisi kembali dengan menggunakan pulsa listrik.
Dapat ditulisi kapan saja tanpa menghapus isi sebelumnya. Operasi write memerlukan waktu lebih lama dibanding operasi read. Gabungan sifat kelebihan non-volatilitas dan fleksibilitas untuk update dengan menggunakan bus control, alamat dan saluran data. EEPROM lebih mahal dibanding EPROM.
Kelebihannya :
 Dapat di upgrade atau di modifikasi sebagian atau keseluruhan isi dari program Bios tersebut sesusi dengan keinginan kita.
 Dapat di backup atau di buat cadangannya, bila suatu saat master dari Bios tersebut rusak atau programnya sebagian atau keseluruhannya terhapus.
Kelemahannya :
 Virus dapat merusak sebagian atau keseluruhan isi dari program yang tersimpan didalam Bios tersebut.
 Arus listrik yang tudak stabil dapat merusak sebagian atau keseluruhan isi dari program yang tersimpan di dalam Bios tersebut.
• EAROM(Electrically Alterable ROM)
ROM yang dapat deprogram oleh computer dengan menggunakan operasi arus tinggi (high current) khusus, digunakan untuk menyimpan informasi yang jarang sekali berubah, contohnya : informasi konfigurasi.
B. Memori Read / Write
Memori Read/Write dapat diklasifikasikan menurut sifat pengoperasiannya adalah :
a. Sifat Fisik
Statis dan Dinamis
 Static RAM (SRAM)
• Untuk setiap word apabila telah ditulis tidak perlu lagi dialamatkan atau dimanipulasi untuk menyimpan nilainya.
• Tidak perlu penyegaran
• Dibentuk dari flip-flop yang nmeggunakan arus kecil untuk memelihara logikanya.
• Digunakan untuk register CPU dan peralatan penyimpanan berkecepatan tinggi.
• Merupakan sirkuit memori semikonduktor yang cepat dan mahal.
 Dynamic RAM (DRAM)
• Dibentuk dari kapasitor (peralatan yang digunakan untuk menyimpan muatan listrik) dan transistor
• Menggunakan sirkuit pembangkit
• Waktu siklusnya 2 kali access time (waktu access baca) yaitu waktu yang dibutuhkan untuk memanggil kembali data dari peralatan.
• Perlu penyegaran
Volatil dan Non-Volatil
 Memori Volatile
Membutuhkan sumber daya yang terus menerus untuk menyimpan nilainya. Contoh : RAM Static dan Dynamic
 Memori Non Volatile
Tidak membutuhkan sumber daya yang terus menerus untuk menyimpan nilainya.
Contoh : ROM
Read Destruktif lawan Read Non-Destruktif
 Memori Read Destruktif
• Apabila dalam proses membaca word memori tersebut juga menghancurkan nilainnya.
• Mempunyai 2 fase operasi yaitu read cycle dan restore cycle
• Selama akses baca system penyimpan pertama kali akan membaca word dan selama akses tulis system penyimpanan pertama kali akan membaca word, yang mengakibatkan waku akses baca akan lebih pendek daripada waktu tulis. Contoh : DRAM
 Memori Read Non-Destruktif
• Dalam proses membaca word, memori tersebut tidak dapat dihancurkan.
• Contohnya : SRAM dan ROM
Removable dan Permanenan
 Memori Removable
• Memori yang elemen aktifnya dapat dikeluarkan dari hardware system.
• Contoh : disket.
 Memori Non Removable
• Memori yang elemen aktifnya tidak dapat dikeluarkan dari hardware system.
• Contoh : RAM dan hard disk
b. Organisasi Logis
• Teralamatkan (addressed)
Memori yang menggunakan alamat untuk menentukan sel yang dibaca dan ditulis.
• Asosiatif
Memori yang menggunakan isi dari bagian word untuk menentukan sel yang dibaca atau ditulis
• Akses Urut
Memori yang menggunakan piya magnetis untuk mengakses data secara urut.

c. Memori Archival
• Memori non volatile yang dapat menyimpan banyak data dengan biaya yang sangat sedikit dan dalam jangka waktu yang lama.Contoh : Tape(Pita), Disk dan Disk Optis
• Disk Optis menyimpan data dengan mengubah secara internal sifat reflektif dari bidang kecil yang ada pada disk dan membaca data dengan cara mendeteksi secara visual yang telah diubah.
• WORM Memori (Word Once Read Many Times) ideal untuk menyimpan archival, karena bila sekali telah ditulis ia secara fungsional menjadi ROM.
1.2 CACHE MEMORI
Cache memory merupakan memori yang memiliki kecepatan sangat tinggi, digunakan sebagai perantara antara RAM dan CPU atau perangkat untuk pergerakan data antara memori utama dan register prosesor untuk meningkatkan kinerja.
Memori ini mempunyai kecepatan lebih tinggi daripada RAM, tetapi harganya lebih mahal. Memori ini digunakan untuk menjembatani perbedaan kecepatan CPU yang sangat tinggi dengan kecepatan RAM yang jauh lebih rendah. Dengan menggunakan cache, sejumlah data dapat dipindahkan ke memori ini dalam sekali waktu, dan kemudian ALU akan mengambil data tersebut dari memori ini. Dengan pendekatan seperti ini, pemrosesan data dapat dilakukan lebih cepat daripada kalau CPU mengambil data secara langsung dari RAM.
A. MEMORI CACHE
Buffer berkecepatan tinggi yang digunakan untuk menyimpan data yang diakses pada saat itu dan data yang berdekatan dalam memori utama.Memori akses random (RAM) berkecepatan tinggi yang ditempatkan diantara system memori dan pemakaiannya untuk mengurangi waktu akses efektif dari system memori. Dengan memasukan memori chace antara peralatan cepat dan system memori yang lebih lambat, perancangan ini dapat memberikan system memori yang cepat.
Memori Cache terbagi menjadi 2 :
• Internal Chache yaitu memori yang terdapat didalam prosesor, sering dikenal dengan nama first level ( L1)
Chache L1 dipasang langsung pada cip prosesor. Chache L1 biasanya memiliki kapasitas sangat kecil, berkisar antara antara 8 KB sampai 128 KB.

• External Chache yaitu memori yang terdapat didalam motherboard, sering dikenaal dengan nama second level ( L2 )
Chache L2 sedikit lebih lambat daripada chache L1 tetapi memiliki kapasitas yang jauh lebih besar, berkisar antara 64 KB sampai 16 MB.
Kegunaan Memori Cache adalah :
 Program cenderung menjalankan instruksi yang berurutan, menyebabkan instruksi tersebut berada didekat lokasi memori.
 Program biasanya mempunyai simpul untuk tempat menjalankan kelompok instruksi secara berulang-ulang.
 Compiler menyimpan array dalam blok lokasi memori yang bersebelahan.
 Compiler biasanya menempatkan item data yang tidak berhubungan didalam segmen data.
Cache terdiri dari sejumlah cache entries(entry cache) dan setiap entri cache terdiri dari 2 yaitu:
 Memori Cache
merupakan SRAM berkecepatan tinggi
data yang disimpan merupakan kopi dari data memori utama yang terpilih pada saat itu atau data yang baru disimpan yang belum berada didalam memori.
 Address Tag (Tag Alamat)
Menunjukan alamat fisik data yang ada dalam memori utama dan beberapa informasi valid.
Tugas dari cache memori :
Mengatasi kesenjangan kecepatan chip memori biasa dengan CPU
Mengurangi waktu tunggu CPU mendapatkan data dari memori, sehingga dapat mengolah instruksi lebih bnayak.
Pada sistem cache, CPU mengambil sekelompok instruksi sekaligs dari memori primer dan menaruhnya ke dalam cache. Sementara CPU sedang melakukan instruksi yang ada dalam register instruksi, bagian lain dari CPU mengambil sebagian sekelompok instruksi lagi dari memori primer.
Cara kerja Cache adalah :
o Ketika CPU mengakses memori maka system penyimpanan akan mengirim alamat fisik ke cache
o Membandingkan alamat fisik tersebut dengan semua tag alamat untuk mengetahui apakah ia menyimpan kopi dari sebuah data.
o Cache HIT adalah situasi yang terjadi ketika peralatan meminta akses memori ke word yang telah ada didalam memori cache tersebut secara cepat megembalikan item data yang diminta.
o Cache MISS adalah situasi yang terjadi ketika peralatan meminta akses ke data yang tidak berada dalam cache, cache akan menjemput item tersebut dari memori, dimana hal ini mebutuhkan waktu yang lebih lama dari cache hit.
o Jika cache tidak menyimpan data, maka akan terjadi cache miss dan cache akan menyampaikan alamat ke system memori utama untuk membaca.
o Jika data yang dating dari memori utama, maka CPU atau cache akan menyimpan kopinya dengan diberi tag alamat yang tepat.
Ada 2 sebab mengapa cache bekerja dengan baik :
 Cache beroperasi secara paralel dengan CPU
• Word tambahan yang dimuatkan setelah terjadi cache miss tidak akan mengganggu kinerja CPU.
 Prinsip Lokalitas Referensi
• CPU akan meminta data baru
Setiap cache mempunyai dua sub system yaitu :
 Tag Subsystem
Menyimpan alamat dan menentukan apakah ada kesesesuaian data yang diminta.
 Memori subsistem
Menyimpan dan mengantarkan data.
Prinsip-prinsip
Cache memori diujukan untuk memberikan kecepatan memori yang mendekati kecepatan memori tercepat yang bisa diperoleh, sekaligus memberikan ukuran memori yang besar dengan harga yang lebih murah dari jenis-jenis memori semikonduktor. Konsepnya adalah sebagai berikut :

Terdapat memori utama yang relatif lebih besar dan lebih lambat dan cache memori yang berukuran lebih kecil dan lebih cepat. Cache berisi salinan sebagian memori utama. Pada saat CPU membaca sebuah word memori, maka dilakukan pemeriksaan untuk mengetahui apakah word itu terdapat pada cache. Bila sudah ada, maka word akan dikirimkan ke CPU. Sedangkan bila tidak ada, blok memori utama yang terdiri dari sejumlah word yang tetap akan dibaca ke dalam cache dan kemudian akan dikirimkan ke CPU.
Elemen-elemen Rancangan Cache
Walaupun terdapat banyak implementasi cache, hanya terdapat sedikit elemen-elemen dasar rancangan yang dapat mengklasifikasikan dan membedakan arsitektur cache. Adapun elemen yang akan dibahas pada subbab ini adalah elemen pertama yaitu ukuran cache. Semakin besar cache maka semakin besar jumlah gate yang terdapat pada pengalamatan cache. Akibatnya adalah cache yang berukuran besar cenderung untuk lebih lambat dibanding dengan cache berukuran kecil (walaupun dibuat dengan teknologi rangkaian terintegrasi yang sam adan pitaruh pada tempat pada keping dan board yang sama. Kinerja cache juga sangat sensitif terhadap sifat beban kerja, maka tidaklah mungkin untuk mencapai ukuran cache yang ‘optimum’.

Fungsi Pemetaan (Mapping)
Karena saluran cache lebih sedikit dibandingkan dengan blok memori utama, diperlukan algoritma untuk pemetaan blok-blok memori utama ke dalam saluran cache. Selain itu diperlukan alat untuk menentukan blok memori utama mana yang sedang memakai saluran cache. Pemilihan fungsi pemetaan akan menentukan bentuk organisasi cache. Dapat digunakan tiga jenis teknik, yaitu sebagai berikut :
a. Pemetaan Langsung (Direct Mapping)
Pemetaan ini memetakan masing-masing blok memori utama hanya ke satu saluran cache saja. Jika suatu block ada di cache, maka tempatnya sudah tertentu. Keuntungan dari direct mapping adalah sederhana dan murah. Sedangkan kerugian dari direct mapping adalah suatu blok memiliki lokasi yang tetap (Jika program mengakses 2 block yang di map ke line yang sama secara berulang-ulang, maka cache-miss sangat tinggi).
b. Pemetaan Asosiatif (Associative Mapping)
Pemetaan ini mengatasi kekurangan pemetaan langsung dengan cara mengizinkan setiap blok memori utama untuk dimuatkan ke sembarang saluran cache. Dengan pemetaan asosiatif, terdapat fleksibilitas penggantian blok ketika blok baru dibaca ke dalam cache. Kekurangan pemetaan asosiatif yang utama adalah kompleksitas rangkaian yang diperlukan untuk menguji tag seluruh saluran cache secara paralel, sehingga pencarian data di cache menjadi lama.
o Disebut juga Fully Associative Cache.
o Menyimpan tagnya di dalam memori asosiatif atau memori yang ekuivalen secara fungsional
o Cache dapat menempatkan sembarang jalur refill selama akses memori
o Membandingkan alamat yang ada dengan semua alamat yang disimpan
b. Pemetaan Asosiatif Set (Set Associative Mapping)
Pada pemetaan ini, cache dibagi dalam sejumlah sets. Setiap set berisi sejumlah line. Pemetaan asosiatif set memanfaatkan kelebihan-kelebihan pendekatan pemetaan langsung dan pemetaan asosiatif
• Jumlah Cache !
a. Cache Satu Tingkat VS Cache Dua Tingkat
Dengan meningkatkan kepadatan logik, telah memungkinkan menempatkan cahce pada keping yang sama seperti processor: the on-chip cache. Dibandingkan dengan suatu cache yang dapat dijangkau via bus eksternal, on-chip cache mengurangi aktivitas bus eksternal processor dan akibatnya meningkatkan waktu eksekusi dan meningkatkan kinerja sistem secara keseluruhan.




Memori yang bernama L1 Cache ini adalah memori yang terletak paling dekat dengan prosesor (lebih spesifik lagi: dekat dengan blok CU [Control Unit]). Penempatan Cache di prosesor dikembangkan sejak PC i486. Memori di tingkat ini memiliki kapasitas yang paling kecil (hanya 16KB), tetapi memiliki kecepatan akses dalam hitungan nanodetik (sepermilyar detik). Data yang berada di memori ini adalah data yang paling penting dan paling sering diakses. Biasanya data di sini adalah data yang telah diatur melalui OS (Operating System) menjadi Prioritas Tertinggi (High Priority).
Memori L2 Cache ini terletak terletak di MotherBoard (lebih spesifik lagi: modul COAST : Cache On A STick. Bentuk khusus dari L2 yang mirip seperti Memori Module yang dapat diganti-ganti tergantung motherboardnya). Akan tetapi ada juga yang terintegrasi langsung dengan MotherBoard, atau juga ada yang terintergrasi dengan Processor Module. Di L2 Cache ini, kapasitasnya lebih besar dari pada L1 Cache. Ukurannya berkisar antara 256KB—2MB. Biasanya, L2 Cache yang besar diperlukan di MotherBoard untuk Server. Kecepatan akses sekitar 10ns.

Organisasi DRAM Tingkat Lanjut
a. Enhanced DRAM
EDRAM (Enhanched DRAM) merupakan model DRAM yang paling simple, dan memiliki SRAM cache yang terintegrasi di dalamnya. Dalam model EDRAM 4 bit, SRAM cache-nya akan menyimpan seluruh isi dari baris terakhir yang dibaca, dimana terdiri dari 2048 bit, atau 512 4-bit potongan. Sebuah komparator menyimpan 11-bit nilai dari alamat baris yang sering diakses. Jika akses selanjutnya pada baris yang sama, maka hanya butuh akses terhadap SRAM cache yang cepat.
b. Cache DRAM
Cache DRAM (CDRAM), yang dibuat oleh Mitsubishi [HIDA90], sama dengan EDRAM. CDRAM mencakup cache SRAM cache SRAM yang lebih besar dari EDRAM (16 vs 2 kb).
SRAM pada CDRAM dapat digunakan dengan dua cara. Pertama, dapat digunakan sebagai true cache, yang terdiri dari sejumlah saluran 64-bit. Hal ini sebaliknya dengan EDRAM, di mana cache SRAM hanya berisi sebuah blok, yaitu the most recently accessed row. Mode cache CDRAM cukup efektif untuk access random ke memori.
c. Synchronous DRAM (SDRAM)
Tidak seperti DRAM biasa, yang bersifat asinkron, SDRAM saling bertukar data dengan processor yang disinkronkan dengan signal pewaktu eksternal dan bekerja dengan kecepatan penuh bus processor/memori tanpa mengenal keadaan wait dan menunggu state.
Dengan menggunakan mode akses synchronous, pergerakan data masuk dan keluar DRAM akan dikontrol oleh clock system. Processor akan meminta informasi instruksi dan alamat, yang diatur oleh DRAM. DRAM akan merespon setelah clock cycle tertentu. Dengan demikian, processor dapat dengan aman melakukan tugas lain sementara SDRAM memproses request
Pada SDRAM juga dikenal istilah SDR (Single Date Rate) dan DDR (Double Date Rate). SDR SDRAM dapat diartikan sebagai DRAM yang memiliki kemampuan transfer data secara single line (satu jalur saja). Sementara DDR SDRAM memiliki kemampuan untuk melakukan transfer data secara double line.

d. Rambus DRAM
RDRAM merupakan memori yang melakukan pendekatan lebih kepada masalah bandwidth. Rambus DRAM dikembangkan oleh RAMBUS, Inc., Pengembangan ini menjadi polemik karena Intel© berusaha memperkenalkan PC133MHz. RDRAM memiliki chip yang terpasang secara vertikal, dimana semua pin berada pada satu sisi. Chips akan melakukan pertukaran data dengan processor melalui 28 jalur (kabel) yang tidak lebih pangajng dari 12 cm. Busnya dapat menampung alamat lebih dari 320 RDRAM chip dan dengan rata-rata kecepatan sekitar 500Mbps. Oleh karena itulah, RDRAM memiliki kecepatan yang jauh lebih besar dibanding tipe DRAM lainnya.
e. RamLink
Ramlink merupakan inovasi radikal pada DRAM tradisional. RamLink berkonsentrasi pada interface processor/memori dibandingkan pada arsitektur internal keping DRAM. RamLink adalah memori interface yang memiliki koneksi point-to-point yang disusun dalam bentuk cincin. Lalu lintas pada cincin diatur oleh pengontrol memori yang mengirimkan pesan ke keping-keping DRAM, yang berfungsi sebagai simul-simpul pada jaringan cincin. Data saling dipertukarkan dalam bentuk paket.
B. MEMORI VIRTUAL
Ada 2 teknik yang digunakan memori virtual utnuk memetakan alamat efektif kedalam alamat fisik yaitu :
1. Paging
 Adalah teknik yang berorientasi hardware untuk mengelola memori fisik
 Menggunakan paging agar program besar dapat berjalan pada komputer yang mempunyai fisik kecil.
 Hardware memori virtual membagi alamat logis menjadi 2 yaitu virtual page number dan word offset.
 Membagi alamat logis dan memori menjadi page yang berukuran tertentu.

Gambar Pengalamatan Halaman

Implementasi RAM pada sebuah tabel halaman

Implementasi memori asosiatif pada sebuah tabel halaman.
2. Segmentasi
 Adalah teknik yang berorientasi pada struktur logis dari suatu program.
 Membagi alamat logis dan memori menjadi page yang ukuran berubah-ubah.
 Segmen yang berisi kode prosedur disebut kode segmen dan yang berisi data disebut data segmen
 Keuntungan pokok penggunaan segmentasi atas paging adalah bahwa segmen merupakan entitas logikal dan dengan demikian semuanya mempunyai parameter akses yang sama.
 Kerugian pokok segmentasi adalah fragmentasi eksternal yang terjadi ketika segmen dipindahkan ke dalam dan luar memori riil.
Perbedaan Paging dengan Segmentasi adalah :
 Paging berorientasi pada hardware dan segmentasi pada struktur logis dari suatu program.
 Segmen cenderung jauh lebih besar dari paging.
 Segmen mempunyai jangkauan ukuran page dan page hanya mempunyai satu ukuran tertentu untuk suatu system tertentu.
 Dalam segmentasi seluruh program tidak perlu dibuat sebagai modul tunggal untuk diisikan ke dalam memori sebagai sebuah unit
 Dalam segmentasi, alamat logis mempunyai 2 bagian, yaitu segement number dan byte offset.
3. Manajeman Memori Virtual
Tabel halaman dan segmen tidak cukup agar suatu memori virtual dapat sukses. Tetapi juga dibutuhkan untuk mangtur transfer informasi ke dan dari memori riil. Manajemen ini berjalan atas dasar jurisdiksi sistem operasi.
 Alokasi memori riil.
Mengelolah sebuah daftar bingkai yang kosong (free frame list) bagi paging atau sebuah daftar ruang kosong (free space list) bagi segmentasi untuk menetukan tempat penyimpanan halaman (page) atau segmen di dalam memori rill dan menentukan jumlah halaman atau segmen suatu program yang akan disimpan ke dalam memori riil.
 Startegi pemindahan (replacement strategy)
Menentukan halaman atau segmen mana yang akan dipindahkan jika memori riil penuh dan membuat referensi bagi halaman atau segmen yang tidak terdapat dalam memori (disebut sebagi fault halaman atau segmen) yang harus dipindahkan ke dalam memori riil.
 Kebijakan penulisan ( write policy)
Menentukan kapan harus memperbaharui word-word yang bersesuaian di daalm memori virtual dan kapan menulis ke word di dalam memori riil.
2. MASALAH DESIGN MEMORI
• Kecepatan Memori lawan kecepatan CPU :
Awal tahun 1960 – 1980, kecepatan memori dan CPU meningkat, namun rasio keseluruhan antara keduanya relatif.
Pada era ini kecepatan memori biasanya kurang lebih 10 kali lebih lambat dari kecepatan CPU.
CDC:6600, 7600, CRAY 1 dan CRAY X-MP untuk super komputer waktu akses memorinya 10 sampai 14 waktu siklus CPU.
VAX 11/780, 8600 dan 8700 untuk mini computer waktu akses memorinya 4 sampai 7 kali siklus CPU
Pertengahan tahun 1980, kecepatan CPU jauh lebih meningkat hingga 50 kali kecepatan memori, contoh CRAY
Keuntungan dari perubahan ini adalah :
Memori besar umumnya memerlukan hardware khusus untuk mendeteksi dan mengoreksi kesalahan, yang menambah waktu akses memori efektif.
CPU yang paling cepat merupakan pipelined.
• Ruang Alamat Memori :
Semakin besar ruang alamat memori yang disediakan maka akan semakin baik namun harus diperhatikan pula bahwa dalam perubahan tersebut tidak harus merubah secara keseluruhan dan mendasar daripada arsitektur yang telah dibangun.
• Keseimbangan antara kecepatan dan biaya :
Sifat dari Teknologi Memori
 Harga unitnya turun dengan sangat cepat, sedangkan kecepatannya secara perlahan meningkat.
Adanya berbagai kecepatan dan biaya dalam peralatan memori.
Ada tiga penggunaan teknologi RAM dalam system computer untuk memanfaatkan variasi ini adalah :
o Peralatan lambat, murah untuk memori utama
o Peralatan cepat untuk cache
o Peralatan sangat cepat, mahal untuk register








BAB 111
PENUTUP
1.1 KESIMPULAN
Dari beberapa uraian di atas, kami dapat menyimpulkan bahwa sistem memori dan cache merupakan dua komponen perangkat komputer sebagai alat penyimpanan data, baik secara permanen maupun sementara.dimana rancangan penyimpanan memorinya adalah :

Berapa banyak? Berapa cepat? Berapa mahal?
Kapasitas. Waktu access Harga
Artinya dalam penyimpana tersebut :
 Semakin kecil waktu access, semakin besar harga per bit.
 Semakin besar kapasitas, semakin kecil harga per bit.
 Semakin besar kapasitas, semakin besar waktu access.

BAB I
PENDAHULUAN


1.1 Latar Belakang
Komputer tersusun atas beberapa komponen penting seperti CPU,memory,I/O. Sistem Bus adalah penghubung bagi keseluruhan komponen computer dalam menjalankan tugasnya. Bus system menghubungkan CPU dengan RAM dan mungkin sebuah buffer memory atau memori penyangga. Bus system merupakan bus pusat, sedangkan bus-bus yang lain merupakan percabangan dari bus ini.
Prosesor, memory utama dan perangkat I/O dapat di interkoneksikan dengan menggunakan bus bersama yang fungsi utamanya adalah menyediakan jalur komunikasi untuk transfer data. Bus tersbut menyediakan jalur yang diperlukan untuk mendukung interrupt dan arbitrasi. Protocol bus adalah fet atruran yang mengatur kelakuan berbagai parangkat yang terhubung ke bus yaitu kapan harus meletakkan informasi kedalam bus, menyatakan sinyal control dan sebagainya.
Sebuah komputer memiliki beberapa bus, agar dapat berjalan banyaknya bus yang terdapat dalam system tergantung dari arsitektur system komputer. Bus disusun secara hierarki, karena setiap bus yang memiliki kecepatan rendah akan dihubungkan dengan bus yang memiliki kecepatan tinggi. Setiap prangkat didalam system juga dihunbungkan kesalah satu bus yang ada.
DMA mempunyai 2 metode yang berbeda dalam mentransfer data. Metode yang pertama iyalah metode yang sangat baku dan sederhana disebut halt. Metode yang ke due mengikutsertakan pengendali DMA untuk memegang control dari sistm bus untuk jangka eaktu yang lebih pendek pada priode dimana micro prosesor sibuk dengan operasi internal dan tidak membutuhkan akses ke system bus. Metode DMA ini disebut cycle stealind mode cycle stealind DMA lebih komplek untuk diimplementasikan dibandingkan HALT DMA, karena pengendali DMA harus mempunyai kepintaran untuk meraskan waktu pada saat system bus terbuka.

1.2 Tujuan
• Memberikan informasi kepada pembaca khususnya dikalangan mahasiswa agar memahami tentang Sistem Bus dan DMA
• Agar pembaca dapat mengerti tentang Sistem Bus dan DMA
• Agar pembaca dapat mengaplikasikan ke dunia nyata.

1.3 Manfaat
• Lebih memahami tentang Sistem Bus dan DMA
• Dapat mengerti tentang Sistem bus da DMA
• Pembaca bisa mengaplikasikan ke dunia nyata.


BAB II
PEMBAHASAN



2.1. Sistem Bus
2.1.1 Pengertian Sistem Bus
Bus : merupakan jalur penghubung antar alat pada computer
Sisitem: suatu jaringan kerja dari prosedur
Jadi Sistem Bus adalah penghubung bagi semua komponen komputer yang bertugas mentrasfer data ke suatu jaringan kerja dari prosedur.

2.1.2 Struktur Interkoneksi
Struktur interkoneksi adalah kumpulan saluran atau lintasan berbagai modul (CPU,memori,I/O).
Struktur Interkoneksi bergantung pada jenis data.
Jenis-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 sistem komputer sehingga sebagai konsekuensinya memiliki koneksi ke seluruh modul yang menjadi bagian sistem komputer.

Gambar 1. Modul Komputer
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
Sampai saat ini terjadi perkembangan struktur interkoneksi, namun yang banyak digunakan saat ini adalah sistem bus.


2.1.3 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 busdikatagorikan dalam tiga bagian, yaitu :
 Saluran Data
 Saluran Alamat
 Saluran Kontrol


Gambar 2. Pola Interkoneksi
Saluran Data
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 (Address 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 sistem komputer, agar dapat diakses harus memiliki alamat.
Contoh : mengakses port I/O, maka port I/O harus memiliki alamat hardware-
nya
Saluran kontrol (Control Bus)
Digunakan untuk mengontrol bus data, bus alamat dan seluruh modul yang ada.
Karena bus data dan bus alamat digunakan oleh semua komponen maka diperlukan suatu mekanisme kerja yang dikontrol melalui bus kontrol ini.
Sinyal – sinyal kontrol terdiri atas
• Sinyal pewaktuan adalah Sinyal pewaktuan menandakan validitas data dan alamat
• Sinyal–sinyal perintah adalah Sinyal perintah berfungsi membentuk suatu operasi
2.1.4 Hierarki Multiple Bus
Bila terlalu banyak modul atau perangkat dihubungkan pada bus maka akan terjadi penurunan kinerja
Faktor – faktor :
1. Semakin besar delay propagasi untuk mengkoordinasikan penggunaan bus.
2. Antrian penggunaan bus semakin panjang.
3. Dimungkinkan habisnya kapasitas transfer bus sehingga memperlambat data.


Gambar 3. Arsitektur bus jamak tradisional
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


Gambar 4. Arsitektur bus jamak kinerja tinggi
Keuntungan hierarki bus jamak kinerja tinggi
1. Bus berkecepatan tinggi lebih terintegrasi dengan prosesor.
2. Perubahan pada arsitektur prosesor tidak begitu mempengaruhi kinerja bus
2.2 DMA (Direct Memory Acess)
DMA adalah sebuah metode untuk mentransfer data dari RAM komputer ke bagian lain dari pengolahan komputer tanpa menggunakan CPU. Meskipun sebagian besar data yang diinput atau output dari komputer Anda diproses oleh CPU, beberapa data tidak memerlukan pengolahan, atau dapat diproses oleh perangkat lain. Dalam situasi ini, DMA dapat menghemat waktu pemrosesan dan merupakan cara yang lebih efisien untuk memindahkan data dari memori komputer ke perangkat lain. Sebagai contoh, sebuah Sound card mungkin perlu untuk mengakses data yang tersimpan dalam RAM komputer, tapi karena dapat memproses data sendiri, hal itu mungkin menggunakan DMA untuk melewati CPU. Video card yang mendukung DMA juga dapat mengakses memori sistem dan proses grafis tanpa perlu CPU. Agar perangkat dapat menggunakan DMA, mereka harus ditetapkan ke saluran DMA. Setiap jenis port pada komputer memiliki seperangkat saluran DMA yang dapat ditetapkan untuk setiap perangkat yang terhubung. Sebagai contoh, sebuah PCI controller dan sebuah hard drive controller masing-masing memiliki saluran DMA set.
2.2.1 Cara kerja External Harddisk Controller
Pada motherboard yang sudah memiliki UDMA/66 atau ATA/66 umumnya memiliki chip set tersendiri . Sebagai contoh disini adalah Controller dari Highpoint. Cara kerja controller harddisk pada motherboard pengolahan data dari harddisk ke processor melalui memory computer. Selanjutnya data dari memory diambil ke processor .
Pada penerapan teknologi Highpoint chipset, mengunakan Direct Memory Access (DMA) langsung tanpa memindahkan data ke processor. Sehingga proses pada utilitas (pengerjaan) di processor computer menjadi lebih kecil. Dengan demikian kecepatan pada harddisk dalam mentranfer data akan sangat cepat dan pengunaan processor dapat akan semakin kecil (1-5% tergantung kecepatan processor dan harddisk).

















BAB III
PENUTUP


3.1 Kesimpulan
Dari materi yang kami bahas diatas maka kami dapat simpulkan bahwa system bus merupakan penghubung bagi keseluruhan komponen computer dalam menjalankan tugasnya. DMA merupakan sebuah prosesor khusus yang berguna untuk menghindari pembebanan pada CPU utama oleh program I/O

3.2 Saran
Dengan dibuatnya makalah ini, maka penulis menyarankan supaya pembaca dapat mengetahui tentang fungsi Sistem Bus dan DMA serta dapat menambah pengetahuan pembaca.










DAFTAR PUSTAKA

www.google.com

JURUSAN TEKNIK INFORMATIKA
SEKOLAH TINGGI ILMU MANAJEMEN INFORMATIKA
DAN KOMPUTER ASIA TAHUN AJARAN 2009-2010
KATA PENGANTAR

Puji syukur atas kehadiran Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan petunjuk-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas makalah dengan judul
“SISTEM KOMPUTER”, yang mana makalah ini disususun bertujuan untuk memenuhi tugas Arsitektur dan Organisasi Komputer dalam menempuh pendidikan di Sekolah Teknologi Ilmu Managemen Informatika dan Komputer
Asia Malang. Dan menambah pengetahuan.
Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dan keterbtasan dalam penyajian data dalam makalah ini. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari semua pembaca demi kesempurnaan makalah ini. Semoga makalah ini berguna dan dapat menambah pengetahuan pembaca.
Demikian makalah ini penulis susun, apabila ada kata- kata yang kurang berkenan dan banyak terdapat kekurangan, penulis mohon maaf yang sebesarbesarnya.

Malang, 10 mei 2010



Penulis










BAB I
PENDAHULUAN


Komputer merupakan alat modern yang tidak bisa dilepaskan dari kehidupan sehari-hari. Mulai dari mengerjakan pekerjaan kantor,multimedia,bahkan hiburan (multifungsi). Dewasa ini perkembangan komputer semakin berkembang dan masih akan terus berkembang tanpa batas. Kita sebagai manusia
mau tidak mau harus mengikuti perkembangan kemajuan teknologi khususnya bidang komputerisasi agar kita bisa memiliki pengetahuan mengenai teknologi.Atas dasar itu kami mencoba membahasnya dalam bentuk makalah dengan
harapan dapat berguna bagi orang lain khususnya bagi kami.

Banyak sekali pembahasan tentang komputer, tapi kami coba menulis makalah dengan judul “Sistem Komputer” yang di jelaskan secara umum atau garis besarnya saja, jika kami membahas secara keseluruhan itu membutuhkan waktu
yang tidak sedikit dan referensi yang banyak.
Makalah ini kami susun sangat simpel agar para pembaca mudah mencernanya dan tidak bosan membacanya,Kami selaku penulis mohon maaf jika ada pembahasan yang kurang tepat dan menyimpang, karena kami masih dalam proses belajar.

Selamat membaca.



BAB II
PEMBAHASAN

1. Sistem Komputer

a. Pengertian Sistem

Sistem berasal dari bahasa Latin (systema) dan bahasa Yunani
(sustema) adalah suatu kesatuan yang terdiri komponen yang dihubungkan bersama untuk memudahkan aliran informasi dan mater. Sistem juga merupakan kesatuan bagian-bagian yang saling berhubungan yang berada dalam suatu wilayah serta memiliki item-item penggerak.

b. Pengertian Komputer

Komputer adalah alat yang dipakai untuk mengolah data menurut prosedur yang telah dirumuskan. Kata komputer semula dipergunakan
untuk menggambarkan orang yang perkerjaannya melakukan perhitungan aritmatika, dengan atau tanpa alat bantu, tetapi arti kata ini kemudiandipindahkan kepada mesin itu sendiri.

c.Pengertian Sistem Komputer

Sistem Komputer adalah elemen-elemen yang terkait untuk menjalankan suatu aktifitas dengan menggunakan komputer. Elemen dari sistem komputer terdiri dari manusianya (brainware), perangkat lunak (software), set instruksi (instruction set), dan perangkat kera (hardware).

Dengan demikian komponen tersebut merupakan elemen yang terlibat dalam suatu sistem komputer. Tentu saja hardware tidak berarti apa-apa jika tidak ada salah satu dari dua lainnya (software dan
brainware). Contoh sederhananya, siapa yang akan menghidupkan komputer jika tidak ada manusia. Atau akan menjalankan perintah pada komputer tersebut jika tidak ada softwarenya.

Arsitektur Von Neumann menggambarkan komputer dengan empat bagian utama:
Unit Aritmatika dan Logis (ALU), unit kontrol,
memori, dan alat masukan dan hasil (I/O).
Bagian ini dihubungkan oleh berkas kawat, "bus".

d.Komponen-komponen Komputer

Komponen – komponen dalam sistem komputer terbagi 3, yang tidak bisa terpisahkan yaitu :

1. Hardware ( Perangkat Keras )
Processing Device
Input Device
Output Device
Storage Device

2. Software ( Perangkat Lunak )
Operating System
Application Program
Language Program

3. Brainware ( Orang Yang MengoperasikanKomputer )

1. Hardware ( Perangkat Keras )
Perangkat yang dapat kita lihat dan dapat kita sentuh secara fisik, seperti perangkat perangkat masukan, perangkat pemroses,maupun perangkat keluaran. Peralatan ini umumnya cukup canggih. Dengan adanya perintah yang dimengerti oleh mesin tersebut, maka perintah tersebut melakukan berbagai
aktifitas kepada mesin yang dimengerti oleh mesin tersebut sehingga mesin bisa bekerja berdasarkan susunan perintah yang didapatkan olehnya.

Processing Device (CPU)
CPU ( Central Processing Unit ) berperanan untuk
memproses arahan, melaksanakan pengiraan dan
menguruskan laluan informasi menerusi system komputer.Unit atau peranti pemprosesan juga akan berkomunikasi dengan peranti input , output dan storan bagi melaksanakan arahan-arahan berkaitan.
Dalam komputer-komputer modern, kedua unit ini
terletak dalam satu sirkuit terpadu (IC - Integrated Circuit),
cpu memiliki dua bagian utama, yaitu :

1. ALU ( Arithmetic Logic Unit )
Unit Aritmatika dan Logika, atau Arithmetic Logic
Unit (ALU), adalah alat yang melakukan semua operasi aritmatika dengan dasar penjumlahan sehingga sirkuit elektronik yang digunakan disebut adder juga melakukan keputusan dari suatu operasi logika sesuai denganinstruksi program.

2. CU ( Control Unit )
Unit control, mengatur dan mengendalikan semua
peralatan yang ada pada sistem komputer, kapan alat input menerima data dan kapan data diolah serta kapan ditampilkan pada alat output. Mengartikan instruksiinstruksi dari program komputer. Membawa data dari alat input ke memori utama. Mengambil data dari memori utama untuk diolah. Mengirim instruksi ke ALU jika ada instruksi untuk perhitungan aritmatika atau perbandingan logika. Membawa hasil pengolahan data kembali ke memori utama lagi untuk disimpan, dan pada saatnya akan disajikan ke alat output.

CPU akan selalu berhubungan dengan cache memory.

Input and Output Device

I/O membolehkan komputer mendapatkan informasi dari dunia luar, dan menaruh hasil kerjanya di sana, dapat berbentuk fisik (hardcopy) atau non fisik (softcopy). Ada berbagai macam alat I/O, dari yang akrab keyboard, monitor dan disk drive, ke yang lebih tidak biasa seperti webcam (kamera web, printer, scanner) dan sebagainya.Yang dimiliki oleh semua alat masukan biasa ialah ahwa mereka meng-encode (mengubah) informasi dari suatu macam ke
dlam data yang bisa diolah lebih lanjut oleh
sistem computer digitl. Alat output, men-decode data ke dalam informasi yang bisa dimengerti oleh pemakai kmputer.

1. Input Device
Input device adalah perangkat keras komputer yang berfungsi sebagai alat untuk memasukan data atau perintah ke dalam komputer. Alat-alatnya adalah:

Keyboard
Alat input yang paling umum dan banyak digunakan. Input dimasukan ke alat proses dengan cara mengetikan lewat penekanan tombol yang ada di keyboard. Secara garis besar sistem keyboard biasanya terdiri atas tombol-tombol :
*pengetikan
*angka
*fungsi
*kontrol

Mouse
Mouse adalah pointing device yang digunakan untuk mengarahkan posisi cursor di layar. Mouse pertama kali dikembangkan oleh Doug Engelbert di Stanford researce institute sekitar tahun 1960 yang kemudian di kembangkan pada komputer xerox star. Mouse sekarang semakin populer dan juga merupakan alat input utama yang banyak digunakan pada komputer mikro (PC) yang berbasis pada sistem operasi windows.
2. Output Device
Output Device adalah perangkat keras komputer yang berfungsi untuk menampilkan keluaran sebagai hasil pengolahan data. Keluaran dapat berupa hard-copy (kekertas), soft-copy (ke monitor), ataupun berupa suara.Alatnya antara lain adalah :
Monitor
Merupakan piranti yang termasuk ke dalam peranti softcopy. Berdasarkan teknologi pembuatannya, monitor terbagi menjadi CRT (Cathode Ray Tube) dan layar datar (flat panel display). Layar datar sendiri dibedakan menjadi 3, yaitu LCD, EL, dan plasma.
Printer
Merupakan alat pencetak dengan media kertas. Printer dapat digolongkan ke dalam impact printer dan nonimpact printer. Impact printer menggunakan pengetuk atau hammer untuk mencetak bentuk yang di inginkan cara kerjanya dengan mengetuk bentuk dari karakter ke kertas. Sedangkan nonimpact printer bekerjanya dengan cara tanpa mengetuknya, Kelemahanya adalah tidak dapat membuat sekaligus beberapa rangkap hasil cetakan dan kelebihannya adalah kualitas yang di hasilkannya.

Storage Device
Register CPU berukuran kecil sehingga tidak dapat
menyimpan semua informasi, maka CPU harus dilengkapi dengan alat penyimpan berkapasitas lebih besar yaitu memori utama.Terbagi menjadi dua yaitu:
1. Internal Storage
Adalah media penyimpanan yang terdapat didalam komputer yaitu :

RAM ( Random Access Memory )
Untuk menyimpan program yang kita olah untuk
sementara waktu. Dapat diakses secara acak ( dapat
diisi/ditulis, diambil, atau dihapus isinya ). Struktur
RAM terbagi menjadi empat bagian utama, yaitu:

1. Input Storage
Digunakan untuk menampung input yang
dimasukkan melalui alat input.
2. Program Storage
Digunakan untuk menyimpan semua
instruksi-instruksi program yang akan diakses.
3. Working Storage
Digunakan untuk menyimpan data yang
akan diolah dan hasil pengolahan.
4. Output Storge
Digunakan untuk menampung hasil akhir
dari pengolahan data yang akan ditampilkan ke
alat output.
ROM ( Read Only Memori )
Memori yang hanya bisa dibaca dan berguna
sebagai penyedia informasi pada saat komputer pertama kali dinyalakan. Hanya dapat dibaca, tidak bisa mengisi sesuatu ke dalam ROM, sudah diisi oleh pabrik pembuatnya. Berupa sistem operasi yg terdiri dari program pokok, seperti program untuk mengatur
penampilan karakter di layar, pengisian tombol kunci
papan ketik untuk keperluan kontrol tertentu, dan
bootstrap program. Program bootstrap diperlukan pada
saat pertama kali sistem komputer diaktifkan (booting),
yang dapat berupa cold booting atau warm booting.
Dimungkinkan untuk merubah isi ROM, dengan cara
memprogram kembali, yaitu :

1. PROM (Programmable Read Only Memory), yang hanya dapat diprogram satu kali.
2. EPROM (Erasable Programmable Read Only
Memory), dapat dihapus dgn sinar ultraviolet, dapat
diprogram kembali berulang-ulang.

3. EEPROM (Electrically Erasable Programmable
Read Only Memory), dapat dihapus secara
elektronik dan dapat diprogram kembali.

2. Software ( Perangkat Lunak )
Merupakan perangkat lunak dasar yang berfungsi sepenuhnya untuk mengendalikan sistem komputer. Sistem operasi mengandung sejumlah program. Beberapa program tergolong sebagai utilitas.

Operating System
Sistem operasi atau operating system ialah Programdasar pada komputer yang menghubungkan pengguna dengan hardware komputerPerangkat lunak yang dihubungkan dengan pelaksanaan program dan koordinasi dari aktivitas sistem komputer. Ada beberapa macam system operasi
diantaranya adalah :
_ Linux
_ Windows
_ Mac OS
Tugas sistem operasi termasuk (tetapi tidak hanya)
mengurus penjalanan program di atasnya, koordinasi Input,Output, pemrosesan, memori, serta penginstalan dan pembuangan software.
Sistem operasi, menentukan program yang mana
dijalankan, kapan, dan alat yang mana (seperti memori atau(I/O) yang mereka gunakan. Sistem operasi juga memberikan servis kepada program lain, seperti kode (driver) yang membolehkan programer untuk menulis program untuk suatu mesin tanpa perlu mengetahui detail dari semua alat elektronik yang terhubung.

Application Program
Yaitu program komputer yang siap digunakan atau disebut juga program siap pakai. Program paket digunakan untuk aplikasi bisnis secara umum, aplikasi khusus dibidang industri, aplikasi untuk meningkatkan produktifitas organisasi atau perusahaan dan aplikasi untuk produktifitas perorangan.
Contoh :
_ Microsoft Word
_ Microsoft Excel
_ CorelDraw X4
_ Dll

Language Program
Language Program atau bahasa pemrograman adalah bahasa yang digunakan oleh manusia untuk berkomunikasi dengan komputer, karena komputer memiliki bahasa sendiri maka komputer tidak akan merespon selain menggunakan bahasa
Pemrograman, seperti :Bahasa komputer yang
digunakan untuk menulis instruksi-instruksi program untuk melakukan suatu pekerjaan yang dilakukan oleh programer,seperti :
_ Visual basic
_ Turbo pascal
_ Delphi

3. Brainware
Brainware adalah orang yang mengoperasikan sebuah
komputer, karena jika tidak ada orang yang mengoperasikan maka
tidak akan dapat digunakan.












BAB III
PENUTUP



Sistem Komputer adalah elemen-elemen yang terkait untuk menjalankan suatu aktifitas dengan menggunakan computer.

Sistem komputer terdiri dari perangkat keras dan perangkat lunak. Tanpa perangkat keras, perangkat lunak hanya merupakan kode-kode komputer saja yang tidak dapat menggerakkan perangkat kerasnya. Oleh karena itu, perangkat keras dan perangkat lunak harus bekerja bersama-sama membentuk suatu sistem yaitu sistem komputer.

Demikian yang bisa kami simpulkan, semoga makalah ini bermanfaat bagi masyarakat pada umumnya dan mahasiswa pada umumnya. Apabila makalah ini terdapat kekurangan maupun kesalahan dalam penulisan/pembahasan kami mengucapkan mohon maaf.

Materi Orkomp

ORGANISASI KOMPUTER
(CENTRAL PROCESSING UNIT)


Disusun oleh :
M.AZIZ A (09201132)
M.RIZKIANTO (09201133)
MIFTACHUNIAM (09201125)
RETNO E (09201161)

STMIK (SEKOLAH TINGGI MANAGEMENT DAN KOMPUTER)
“ASIA”
CPU (CENTRAL PROCESSING UNITS)
CPU, singkatan dari Central Processing Unit), merujuk kepada perangkat keras komputer yang memahami dan melaksanakan perintah dan data dariperangkat lunak. Istilah lain, prosesor (pengolah data), sering digunakan untuk menyebut CPU. Adapun mikroprosesor adalah CPU yang diproduksi dalam sirkuit terpadu, seringkali dalam sebuah paketsirkuit terpadu-tunggal. Sejak pertengahan tahun 1970-an, mikroprosesor sirkuit terpadu-tunggal ini telah umum digunakan dan menjadi aspek penting dalam penerapan CPU.
Apa saja isi CPU ?



Harddisk
Gambar disamping disebut dengan Harddisk drive (HDD). Alat ini merupakan tempat menyimpan data pada CPU. Jika hardisk dibuka, maka di dalamnya terlihat piringan logam sebagai tempat menulis data. Kecepatan putarannya bervariasi. Ada yang 5400 putaran per menit bahkan ada yang sampai 7200 putaran per menit. Kemampuan sebuah hardisk biasanya ditentukan oleh banyaknya data yang bisa disimpan. Besarnya bervariasi, ada yang 1,2 Gigabyte (GB) hingga 80 GB. Satu GB sama dengan 1000 Megabyte, sedangkan 1 Megabyte sama dengan 1000 Kilobyte. Sangat besar kan ? Kita bisa menyimpan semua data kita pada hardisk ini.
Floppy Disk Drive
Floppy disk drive adalah alat untuk membaca atau menulis pada sebuah disket. Beberapa tahun lalu, masih banyak orang yang menggunakan floppy disk berukuran 5 1/4 inchi (disket besar), yang menyimpan data sebanyak 700 Kilobyte. Saat ini disket besar sudah digantikan dengan disket kecil yang berukuran (3 1/2 inchi) dengan kapasitas menyimpan data sebesar 1,4 Megabyte.
Cara kerja floppy disk hampir sama dengan harddisk. Plat bundar berisi data dalam disket akan diputar oleh motor dalam floopy disk drive. Sebuah magnet akan membaca atau menulis data pada disket itu.
CD-ROM drive
Fungsinya adalah untuk membaca data dari sebuah Compact Disc (CD). ROM adalah singkatan dari Read Only Memory yang artinya penyimpan data yang hanya bisa dibaca. Jadi CD-ROM hanya bisa digunakan untuk membaca data, tidak dapat digunakan untuk menyimpan data. Namun saat ini, ada alat serupa yang dapat digunakan untuk menulis / menyimpan data ke sebuah CD. Namanya CD-RW (CD Read and Write atau CD baca dan tulis).
Cara kerja CD-ROM maupun CD-RW sama dengan cara kerja harddisk atau floppy disk drive. Bedanya, bagian yang diputar adalah kepingan CD. Alat pembacanya juga bukan head magnet tetapi sinar laser yang berkekuatan kecil.
Prosesor
Nah, inilah Brain (otaknya) komputer. Prosesor berfungsi untuk memproses semua perhitungan yang harus dilakukan oleh komputer. Kekuatan prosesor diukur dari frekuensinya, seperti 550 MHz (Mega Hertz) sampai saat ini sudah ada yang mencapai 1,4 GHz (Giga Hertz).

Jika komputer dihidupkan, maka prosesor akan langsung bekerja dan cepat naik suhunya. Oleh karena itu setiap prosesor saat ini sudah dilengkapi dengan besi penyalur panas (heat sink) dan kipas pendingin. Saat ini prosesor yang banyak digunakan adalah Intel, AMD dan IBM.

Memori
Memori dikenal juga dengan sebutan RAM (Random Acces Memory). Gunanya adalah untuk penyimpanan data sementara sewaktu digunakan oleh prosesor. Jika komputer di matikan, maka data di RAM akan hilang. Kecepatan membaca data RAM ini lebih cepat jika dibandingkan dengan Harddisk.
Kartu Grafis (VGA Card)
Kartu VGA (Video Graphic Adapter) berguna untuk menerjemahkan output (keluaran) komputer ke monitor. Untuk menggambar / design graphic ataupun untuk bermain game, kita perlu VGA yang tinggi kekuatannya. Saat ini ada VGA dengan memori 16, 32 hingga 128 Megabyte. Jenisnya yang terkenal adalah GeForce buatan perusahaan Nvidia.
Kartu Suara (Soundcard)
Perangkat ini berguna untuk mengeluarkan suara. Kalau kita sedang mendengar musik ataupun bermain game, perangkat ini sangat bermanfaat. Suaranya bisa stereo, surround (berputar) bahkan suara 3 dimensi, sehingga kita seolah-olah berada ditempat kejadian. Tetapi perangkat ini kurang lengkap jika tidak ada speaker. Karena itu kita perlu menghubungkan speaker dengan soundcard yang telah terpasang dengan sebuah kabel yang disambung langsung ke soundcard. game
Motherboard
Motherboard atau disebut juga dengan Papan Induk berfungsi untuk tempat semua alat utama CPU yang telah disebutkan di atas. Bentuk motherboard seperti sebuah papan sirkuit elektronik.
Motherboard merupakan tempat berlalu lalangnya data. Motherboard menghubungkan semua peralatan komputer dan membuatnya bekerja sama sehingga komputer berjalan dengan lancar.

Komponen CPU


Unit kontrol yang mampu mengatur jalannya program. Komponen ini sudah pasti terdapat dalam semua CPU.CPU bertugas mengontrol komputer sehingga terjadi sinkronisasi kerja antar komponen dalam menjalankan fungsi-fungsi operasinya. termasuk dalam tanggung jawab unit kontrol adalah mengambil intruksi-intruksi dari memori utama dan menentukan jenis instruksi tersebut. Bila ada instruksi untuk perhitungan aritmatika atau perbandingan logika, maka unit kendali akan mengirim instruksi tersebut ke ALU. Hasil dari pengolahan data dibawa oleh unit kendali ke memori utama lagi untuk disimpan, dan pada saatnya akan disajikan ke alat output. Dengan demikian tugas dari unit kendali ini adalah:
• Mengatur dan mengendalikan alat-alat input dan output. • Mengambil instruksi-instruksi dari memori utama. • Mengambil data dari memori utama (jika diperlukan) untuk diproses. • Mengirim instruksi ke ALU bila ada perhitungan aritmatika atau perbandingan logika serta mengawasi kerja dari ALU. • Menyimpan hasil proses ke memori utama.
 Register
merupakan alat penyimpanan kecil yang mempunyai kecepatan akses cukup tinggi, yang digunakan untuk menyimpan data dan/atau instruksi yang sedang diproses. Memori ini bersifat sementara, biasanya di gunakan untuk menyimpan data saat di olah ataupun data untuk pengolahan selanjutnya. Secara analogi, register ini dapat diibaratkan sebagai ingatan di otak bila kita melakukan pengolahan data secara manual, sehingga otak dapat diibaratkan sebagai CPU, yang berisi ingatan-ingatan, satuan kendali yang mengatur seluruh kegiatan tubuh dan mempunyai tempat untuk melakukan perhitungan dan perbandingan logika.
 ALU
unit yang bertugas untuk melakukan operasi aritmetika dan operasi logika berdasar instruksi yang ditentukan. ALU sering di sebut mesin bahasa karena bagian ini ALU terdiri dari dua bagian, yaitu unit arithmetika dan unit logika boolean yang masing-masing memiliki spesifikasi tugas tersendiri. Tugas utama dari ALU adalah melakukan semua perhitungan aritmatika (matematika) yang terjadi sesuai dengan instruksi program. ALU melakukan semua operasi aritmatika dengan dasar penjumlahan sehingga sirkuit elektronik yang digunakan disebut adder.
Tugas lain dari ALU adalah melakukan keputusan dari suatu operasi logika sesuai dengan instruksi program. Operasi logika meliputi perbandingan dua operand dengan menggunakan operator logika tertentu, yaitu sama dengan (=), tidak sama dengan (¹ ), kurang dari (<), kurang atau sama dengan (£ ), lebih besar dari (>), dan lebih besar atau sama dengan (³ ).

• CPU Interconnections adalah sistem koneksi dan bus yang menghubungkan komponen internal CPU, yaitu ALU, unit kontrol dan register-register dan juga dengan bus-bus eksternal CPU yang menghubungkan dengan sistem lainnya, seperti memori utama, piranti masukan /keluaran.
Cara Kerja CPU
Saat data dan/atau instruksi dimasukkan ke processing-devices, pertama sekali diletakkan di RAM (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 Accumulator. 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.
Fungsi CPU
CPU berfungsi seperti kalkulator, hanya saja CPU jauh lebih kuat daya pemrosesannya. Fungsi utama dari CPU adalah melakukan operasi aritmatika dan logika terhadap data yang diambil dari memoriatau dari informasi yang dimasukkan melalui beberapa perangkat keras, seperti papan ketik, pemindai, tuas kontrol, maupun tetikus. CPU dikontrol menggunakan sekumpulan instruksi perangkat lunakkomputer. Perangkat lunak tersebut dapat dijalankan oleh CPU dengan membacanya dari media penyimpan, seperti cakram keras, disket, cakram padat, maupun pita perekam. Instruksi-instruksi tersebut kemudian disimpan terlebih dahulu pada memori fisik (RAM), yang mana setiap instruksi akan diberi alamat unik yang disebut alamat memori. Selanjutnya, CPU dapat mengakses data-data pada RAM dengan menentukan alamat data yang dikehendaki.
Saat sebuah program dieksekusi, data mengalir dari RAM ke sebuah unit yang disebut dengan bus, yang menghubungkan antara CPU dengan RAM. Data kemudian didekode dengan menggunakan unit proses yang disebut sebagai pendekoder instruksi yang sanggup menerjemahkan instruksi. Data kemudian berjalan ke unit aritmatika dan logika (ALU) yang melakukan kalkulasi dan perbandingan. Data bisa jadi disimpan sementara oleh ALU dalam sebuah lokasi memori yang disebut dengan register supaya dapat diambil kembali dengan cepat untuk diolah. ALU dapat melakukan operasi-operasi tertentu, meliputi penjumlahan, perkalian, pengurangan, pengujian kondisi terhadap data dalam register, hingga mengirimkan hasil pemrosesannya kembali ke memori fisik, media penyimpan, atau register apabila akan mengolah hasil pemrosesan lagi. Selama proses ini terjadi, sebuah unit dalam CPU yang disebut dengan penghitung program akan memantau instruksi yang sukses dijalankan supaya instruksi tersebut dapat dieksekusi dengan urutan yang benar dan sesuai.

Percabangan instruksi
Pemrosesan instruksi dalam CPU dibagi atas dua tahap, Tahap-I disebut Instruction Fetch, sedangkan Tahap-II disebut Instruction Execute. Tahap-I berisikan pemrosesan CPU dimana Control Unit mengambil data dan/atau instruksi dari main-memory ke register, sedangkan Tahap-II berisikan pemrosesan CPU dimana Control Unit menghantarkan data dan/atau instruksi dari register ke main-memory untuk ditampung di RAM, setelah Instruction Fetch dilakukan. Waktu pada tahap-I ditambah dengan waktu pada tahap-II disebut waktu siklus mesin (machine cycles time).
Penghitung program dalam CPU umumnya bergerak secara berurutan. Walaupun demikian, beberapa instruksi dalam CPU, yang disebut dengan instruksi lompatan, mengizinkan CPU mengakses instruksi yang terletak bukan pada urutannya. Hal ini disebut juga percabangan instruksi (branching instruction). Cabang-cabang instruksi tersebut dapat berupa cabang yang bersifat kondisional (memiliki syarat tertentu) atau non-kondisional. Sebuah cabang yang bersifat non-kondisional selalu berpindah ke sebuah instruksi baru yang berada di luar aliran instruksi, sementara sebuah cabang yang bersifat kondisional akan menguji terlebih dahulu hasil dari operasi sebelumnya untuk melihat apakah cabang instruksi tersebut akan dieksekusi atau tidak. Data yang diuji untuk percabangan instruksi disimpan pada lokasi yang disebut dengan flag.

Bilangan yang dapat ditangani
Kebanyakan CPU dapat menangani dua jenis bilangan, yaitu fixed-point dan floating-point. Bilangan fixed-point memiliki nilai digit spesifik pada salah satu titik desimalnya. Hal ini memang membatasi jangkauan nilai yang mungkin untuk angka-angka tersebut, tetapi hal ini justru dapat dihitung oleh CPU secara lebih cepat. Sementara itu, bilangan floating-point merupakan bilangan yang diekspresikan dalam notasi ilmiah, di mana sebuah angka direpresentasikan sebagai angka desimal yang dikalikan dengan pangkat 10 (seperti 3,14 x 1057). Notasi ilmiah seperti ini merupakan cara yang singkat untuk mengekspresikan bilangan yang sangat besar atau bilangan yang sangat kecil, dan juga mengizinkan jangkauan nilai yang sangat jauh sebelum dan sesudah titik desimalnya. Bilangan ini umumnya digunakan dalam merepresentasikan grafik dan kerja ilmiah, tetapi proses aritmatika terhadap bilangan floating-point jauh lebih rumit dan dapat diselesaikan dalam waktu yang lebih lama oleh CPU karena mungkin dapat menggunakan beberapa siklus detak CPU. Beberapa komputer menggunakan sebuah prosesor sendiri untuk menghitung bilangan floating-point yang disebut dengan FPU (disebut juga math co-processor) yang dapat bekerja secara paralel dengan CPU untuk mempercepat penghitungan bilangan floating-point. FPU saat ini menjadi standar dalam banyak komputer karena kebanyakan aplikasi saat ini banyak beroperasi menggunakan bilangan floating-point.