Komponen Komputer Dan Sistem Bus Komputer By Kustanto

Komponen Komputer Dan Sistem Bus Komputer By Kustanto, S. T. , M. Eng. 10/24/2020 Materi ke 3 1

STRUKTUR KOMPUTER Struktur komputer didefinisikan sebagai cara-cara dari tiap komponen saling terkait 10/24/2020 Materi ke 3 2

FUNGSI KOMPUTER § Input Device (Alat Masukan) : Adalah perangkat keras komputer yang berfungsi sebagai alat untuk memasukan data atau perintah ke dalam computer. § Output Device (Alat Keluaran) : Adalah perangkat keras komputer yang berfungsi untuk menampilkan keluaran sebagai hasil pengolahan data. Keluaran dapat berupa hardcopy (ke kertas), soft-copy (ke monitor), ataupun berupa suara. § I/O Ports : Bagian ini digunakan untuk menerima ataupun mengirim data ke luar sistem. Peralatan input dan output di atas terhubung melalui port ini. 10/24/2020 Materi ke 3 3

FUNGSI KOMPUTER § CPU (Central Processing Unit) : CPU merupakan otak sistem komputer, dan memiliki dua bagian fungsi operasional, yaitu; ALU (Arithmetical Logical Unit) sebagai pusat pengolah data, dan CU (Control Unit) sebagai pengontrol kerja komputer. Disamping itu, CPU mempunyai beberapa alat penyimpan yang berukuran kecil yang disebut dengan register. § Memori : Memori terbagi menjadi dua bagian yaitu memori internal dan memori eksternal. Memori internal berupa RAM (Random Access Memory) yang berfungsi untuk menyimpan program yang kita olah untuk sementara waktu, dan ROM (Read Only Memory) yaitu memori yang hanya bisa dibaca dan berguna sebagai penyedia informasi pada saat komputer pertama kali dinyalakan. 10/24/2020 Materi ke 3 4

KOMPONEN UTAMA CPU 1. Arihtmetic Logikal Unit (ALU) § Melakukan komputasi untuk pengolahan data § Melakukan tugas-tugas dasat aritmatik dan operasi logika

2. Control Unit § Mengontrol perpindahan data dan instruksi ke CPU atau dari CPU § Mengontrol operasi ALU § Mendecode instruksi program dan menyediakan sinyal-sinyal kontrol yang bersesuaian

3. Register § Memori internal yang didesain untuk dapat menyimpan data lebih cepat dibandingkan memori utama 4. Internal Bus § Jalur yang berfungsi sebagai jembatan komunikasi antara komponen utama

FUNGSI UTAMA CPU 1. Fetch Instruction (Mengambil Instruksi) CPU harus membaca instruksi dari memori 2. Interpret Instruction (Menterjemahkan Instruksi) Instruksi harus diinstruksikan untuk menentukan aksi apa yang perlu diambil 3. Fetch Data (Mengambil Data) Eksekusi suatu instruksi memerlukan pembacaan dari memori atau modul I/O 4. Process Data (Mengolah Data) Eksekusi suatu instruksi memerlukan operasi aritmatika atau logika terhadap data 5. Write Data (Menulis Data) Hasil eksekusi memerlukan penulisan data ke memori atau modul I/O

SIKLUS INSTRUKSI Pengolahan yang dilakukan CPU untuk mengeksekusi sebuah instruksi Siklus Instruksi meliputi : 1. Fetch Cycle (Siklus mengambil) § Mengambil instruksi yang akan dieksekusi 2. Execute Cycle (Siklus Eksekusi) § Melakukan operasi yang ditentukan oleh opcode instruksi 3. Interrupt Cycle (Siklus Instruksi) § Apabila interrupt diaktifkan dan interrupt telah terjadi, simpan status proses saat itu dan layani interrup §

Memory § Ada tiga macam memori yang dipergunakan di dalam sistem komputer yaitu: § Register, digunakan untuk menyimpan instruksi dan data yang sedang diproses. § Main memory, dipergunakan untuk menyimpan instruksi dan data yang akan diproses dan hasil pengolahan. § Secondary storage, dipergunakan untuk menyimpan program dan data secara permanen. 10/24/2020 10

FUNGSI KOMPUTER § Data Bus : Adalah jalur-jalur perpindahan data antar modul dalam sistem komputer. Karena pada suatu saat tertentu masing-masing saluran hanya dapat membawa 1 bit data, maka jumlah saluran menentukan jumlah bit yang dapat ditransfer pada suatu saat. Lebar data bus ini menentukan kinerja sistem secara keseluruhan. Sifatnya bidirectional, artinya CPU dapat membaca dan menerima data melalui data bus ini. Data bus biasanya terdiri atas 8, 16, 32, atau 64 jalur paralel. 10/24/2020 Materi ke 3 11

FUNGSI KOMPUTER § Address Bus : Digunakan untuk menandakan lokasi sumber ataupun tujuan pada proses transfer data. Pada jalur ini, CPU akan mengirimkan alamat memori yang akan ditulis atau dibaca. Address bus biasanya terdiri atas 16, 20, 24, atau 32 jalur paralel. § Control Bus : Control Bus digunakan untuk mengontrol penggunaan serta akses ke Data Bus dan Address Bus. Terdiri atas 4 sampai 10 jalur paralel. 10/24/2020 Materi ke 3 12

Bus & Sistem Interkoneksi BUS SISTEM Definisi: BUS adalah sarana pengangkut / saluran yang terdapat didalam suatu microprocessor (CPU) yang menghubungkan antara Microprocessor tersebut dengan dunia luar. Melalui sarana BUS inilah microprocessor tersebut mampu menerima data atau mengirimkan data hasil pengolahannya keluar sistem microprocessor dan mampu untuk menghubungi peralatan pendukungnya Pada setiap microprocessor ( CPU ) selalu terdapat 3 sistem BUS dasar yaitu : 1. Data BUS (bi-directional) 2. Address BUS (uni-directional) 3. Control BUS (uni-directional) 10/24/2020 Materi ke 3 13

Instruction Cycle with Indirect Note: ‘Indirect’ allows for fetching data with indirect addressing

Indirect Addressing Mode R 0 atau R 1 digunakan untuk menunjukkan Destination Address MOV A, #30 h ; Copy immediate data 30 h to Akumulator MOV R 0, #7 Fh ; Copy immediate data 7 Fh ke register R 0 MOV @R 0, A ; Copy the data in A to the address in R 0 atau R 1 digunakan untuk menunjukkan Source Address MOV R 0, #7 Fh ; Copy immediate data 7 Fh ke register R 0 MOV @R 0, #30 h : Copy immediate data 30 to address in R 0 MOV A, @R 0 ; Copy the content of the address in R 0 to A

Data Flow (Fetch Diagram)

CONTROL REGISTER 1. Program Counter (PC) § Berisi alamat instruksi yang akan diambil 2. Instruction Register (IR) § Berisi alamat instruksi terakhir 3. Memory Address Register (MAR) § Berisi alamat penyimpanan dalam memori 4. Memori Buffer Register (MBR) § Berisi data yang dibaca dari memori atau yang diyliskan ke memori

Data Flow (Instruction Fetch) § Fetch PC contains address of next instruction Address moved to MAR Address placed on address bus Control unit requests memory read Result placed on data bus, copied to MBR, then to IR § Meanwhile PC incremented by 1 (or more) § § §

10/24/2020 Materi ke 3 19

Bus & Sistem Interkoneksi Data BUS : 1. Sebagai sarana pengangkut data antara CPU dan komponen pendukungnya. 2. Jumlah Data Bus menyatakan lebar jejak data pada CPU atau jumlah data bit instruksi yang mampu diambil persatuan waktu. 3. Data Bus biasanya digunakan sebagai taksonomi dari microprocessor yang bersangkutan. Address BUS : 1. Sebagai sarana pembawa alamat dari microprocessor ke komponen pendukungnya. 2. Setiap komponen pendukung didalam sistem komputer harus mempunyai alamat yang UNIQUE. 3. Jumlah dari Address Bus menyatakan jumlah komponen pendukung yang mampu dialamati oleh microprocessor yang bersangkutan. 10/24/2020 Materi ke 3 20

Bus & Sistem Interkoneksi Control BUS : Sebagai sarana pembawa signal kontrol antara microprocessor dan peralatan pendukung didalam kesinambungan komunikasi antara bagian pada sistem komputer tersebut. Control Signal digunakan pada sistem komputer : Memory Write ( ) Memory Read ( ) I/O Write ( ) I/O Read ( ) Transfer ACK ( ) Bus Request ( ) Bus Grant ( ) Interrupt Request ( ) Interrupt ACK ( ) Reset ( ) Clock 10/24/2020 Materi ke 3 21

Bus & Sistem Interkoneksi Sebuah komputer terdiri dari sekumpulan komponen dasar seperti : CPU, memori dan I/O, yang saling berinteraksi satu dengan yang lainnya. Kumpulan lintasan yang saling menghubungkan berbagai modul tersebut dikenal dengan nama struktur interkoneksi Ada 3 Jenis jenis transfer data seperti berikut ini : 1. CPU Memori 2. CPU I/O 3. I/O Memori (DMA operation) Selain itu ada 3 jenis Interkoneksi dalam komputer 1. CPU Interconnection 2. Memory Interconnection 3. I/O Interconnection 10/24/2020 Materi ke 3 22

Bus & Sistem Interkoneksi a. CPU Interconnection b. Memory Interconnection c. I/O Interconnection 10/24/2020 Materi ke 3 23

Bus & Sistem Interkoneksi Arsitektur Bus Sistem dalam sebuah komputer Materi ke 3 24

Bus & Sistem Interkoneksi Kelemahan Bus Sistem Apabila banyak terdapat perangkat I /O atau sistem memory yang dihubungkan ke BUS Data maka akan dapat menurunkan kinerja dari sistem keseluruhan, hal ini dikarenakan : Timbulnya propagation delay Timbulnya permasalahan kemacetan (Bottleneck) Untuk mengatasi permasalahan tersebut maka dibuatlah beberapa arsitektur Bus dasar dengan tujuan untuk meningkatkan effisiensi sistem. Ada 2 Jenis Teknologi Bus Sistem 1. Traditional Bus 2. High Speed Bus : ISA-BUS : PCI-BUS 25 25

Bus & Sistem Interkoneksi Traditional Bus (ISA-BUS) Sifat 2: 1. Peripheral High-Speed (network, SCSI, Video, Graphic) dengan Peripheral Low- Speed dikoneksikan pada expansion bus yang sama , sehingga kinerja bus tidak optimal. 2. Beban Bus sistem sangat berat, shg kinerjanya lambat 3. Traditional Bus ini merupakan sistem bus tunggal (Single Bus system) Yang populer diterapkan pada jenis IBM-PC : 8088 , era tahun 80’an 10/24/2020 Materi ke 3 26

Bus & Sistem Interkoneksi Diagram Traditional Bus 10/24/2020 Materi ke 3 27

Bus & Sistem Interkoneksi High Speed Bus Sifat-Sifat 1. High Speed Bus , yaitu bus berkecepatan tinggi untuk koneksi peripheral berkecepatan tinggi : Video, Graphic , Network, SCSI 2. Expansion Bus , yaitu bus berkecepatan rendah untuk koneksi peripheral berkecepatan rendah , seperti: Modem, Fax , Serial 3. Beban Sistem Bus menjadi lebih ringan sehingga kinerjanya menjadi lebih cepat. 4. High Speed bus merupakan jenis bus ganda (multi bus) 5. Contoh : PCI - BUS 10/24/2020 Materi ke 3 28

Bus & Sistem Interkoneksi Diagram High Speed Bus 10/24/2020 Materi ke 3 29

Bus & Sistem Interkoneksi Elemen – elemen pada sistem perancangan Bus : 1. Jenis Bus Decicated Sifat: - Data Bus dan Address Bus memiliki Jalur terpisah - Rancangan lebih mahal - Kecepatan transfer data lebih tinggi Multiplexed Sifat: - Jalur Data dan Address dijadikan satu - Rancangan Lebih Murah - Kecepatan transfer data lebih lambat 2. Metoda arbitrasi Tersentralisasi Terdistribusi 10/24/2020 Materi ke 3 30

Bus & Sistem Interkoneksi 3. Timing Synchronous Asynchronous 4. Lebar Bus Address Data 5. Type data transfer Write Read modify write Read after write Block 10/24/2020 Materi ke 3 31

Bus & Sistem Interkoneksi BUS - PCI Peripheral Component Interconnection Dikeluarkan oleh Intel sebagai public domain 32 atau 64 bit 50 Jalur Bus PCI (Optional) Interrupt lines * Not shared Cache support 64 -bit Bus Extension * Additional 32 lines * Time multiplexed * 2 lines to enable devices to agree to use 64 -bit transfer JTAG/Boundary Scan * For testing procedures 10/24/2020 Materi ke 3 32

Bus & Sistem Interkoneksi Selesai 10/24/2020 Materi ke 3 33