Oleh : Maskie Z. Oematan Teknik Informatika UNIKOM 2010 ARSITEKTUR KOMPUTER Oleh : Maskie Z. Oematan Teknik Informatika UNIKOM 2010
Referensi Computer Architecture (single and parallel system) Computer System Design And Architecture (Vincent P. Heuring, Harry F Jordan ). [Addison Wesley] Computer Architecture (single and parallel system) (Mehdi R. Zargham) [Prentice Hall international Edition]
Materi perkuliahan Review Organisasi komputer Machine, machine language ( RTN, CISC VS RISC ) Pipeline, Processor design (1,2,3 bus SRC design) Computer Arithmatic and arithmatic unit Memory system design I/O (input output ) Interconnections network Multiprocessor and multicomputers
Aturan Perkuliahan Na : 15% Tugas 25% (Quiz1+Quiz2) 30% (UTS) 30% UAS Nilai Quiz diambil nilai terbesar Kehadiran min 80%
Mengapa belajar Arsitektur Komputer ?? 1 ) seseorang sarjana bisa menentukan komputer yang efektif dalam perusahaan besar. 2 ) banyak processor tidak digunakan dalam PC atau server tetapi sudah berada dalam sistem. Seorang perancang mungkin memprogram sebuah processor dalam bahasa C, untuk sistem tertentu penggunaan analisis logika dapat memberikan pemahaman dari sistem yang dirancang 3 ) konsep – konsep yang dibahas dalam arsitektur komputer adalah menemukan aplikasi, secara khusus, cara dimana komputer menyediakan dukungan arsitektural untuk fasilitas bahasa pemrograman dan sistem operasi yang memperkuat konsep – konsepnya.
Organisasi dan arsitektur Komputer Organisasi : unit – unit operasional dan interkoneksinya yang memperlihatkan spesifikasi arsitektural (Rincian Hardware, seperti : sinyal – sinyal kontrol, antarmuka antara komputer dan periferal, penggunaan teknologi memori) Permasalahan : apakah sebuah komputer memiliki instruksi yang akan diimplementasikan pada unit pengali khusus, penambahan, perulangan (masalah organisasional) Arsitektur : berkaitan dengan atribut – atribut yang mempunyai dampak langsung pada eksekusi logis sebuah program (seperangkat instruksi, jumlah bit yang digunakan untuk merepresentasikan bermacam – macam tipe data ( angka, karakter, mekanisme I/O, dan teknik pengalamatan memori )) Permasalahan : apakah sebuah CPU memiliki instruksi perkalian ??
Struktur dan Fungsi Komputer UNIT FUNGSIONAL Unit Input,memori,aritmatika dan logika, output, dan kontrol Mengarahkan transfer informasi dalam komputer dan antar komputer dan peralatan I/Onya Menetapkan operasi aritmatika dan logika yang akan dilaksanakan
Struktur : cara komponen komponen saling terhubung * CPU : mengontrol operasi komputer dan membentuk fungsi – fungsi pengolah datanya. # Control Unit # Aritmathic and Logic Unit (ALU) # Register * Memori Utama : menyimpan data * I/O : memindahkan data antara komputer dengan lingkungan luarnya] * Sistem Interkoneksi : beberapa mekanisme komunikasi antara CPU memori utama dan I/O Fungsi : operasi dari setiap komponen sebagai bagian dari struktur * pengolahan data * penyimpanan data * pemindahan data * kontrol
Processor CPU ialah “otak” dari sebuah komputer, yang berfungsi menjalankan program yang disimpan dalam memori utama, dengan cara mengambil instruksi, menguji instruksi, dan kemudian menjalankannya. Adapun komponen – komponenya dihubungkan oleh BUS bisa berupa kabel paraleluntuk mentransmisikan alamat (address), data dan sinyal – sinyal kontrol. CU -> bertanggung jawab mengambil instruksi dari memori utama, serta menentukan jenis instruksi tersebut ALU -> operasi aritmatika dan logika cache memory -> memory kecil berkecepatan tinggi untuk menyimpan hasil sementara informasi kontrol tertentu.
Memory hierarki Memory Hierarchy dalam arsitektur komputer adalah sebuah pedoman yang dilakukan oleh para perancang demi menyetarakan kapasitas, waktu akses, dan harga memori untuk tiap bitnya. Secara umum, hierarki memori terdapat dua macam yakni hierarki memori tradisional dan hierarki memori kontemporer. Hierarki memori memang disusun sedemikian rupa agar semakin ke bawah, memori dapat mengalami hal-hal berikut: peningkatan waktu akses (access time) memori (semakin ke bawah semakin lambat, semakin ke atas semakin cepat) peningkatan kapasitas (semakin ke bawah semakin besar, semakin ke atas semakin kecil) peningkatan jarak dengan prosesor (semakin ke bawah semakin jauh, semakin ke atas semakin dekat) penurunan harga memori tiap bitnya (semakin ke bawah semakin semakin murah, semakin ke atas semakin mahal)
Memori yang lebih kecil, lebih mahal dan lebih cepat diletakkan pada urutan teratas. Sehingga, jika diurutkan dari yang tercepat, maka urutannya adalah sebagai berikut: register mikroprosesor. Ukurannya yang paling kecil tapi memiliki waktu akses yang paling cepat, umumnya hanya 1 siklus CPU saja. Cache mikroprosesor, yang disusun berdasarkan kedekatannya dengan prosesor (level-1, level-2, level-3, dan seterusnya). Memori cache mikroprosesor dikelaskan ke dalam tingkatan-tingkatannya sendiri: level-1: memiliki ukuran paling kecil di antara semua cache, sekitar puluhan kilobyte saja. Kecepatannya paling cepat di antara semua cache. level-2: memiliki ukuran yang lebih besar dibandingkan dengan cache level-1, yakni sekitar 64 kilobyte, 256 kilobyte, 512 kilobyte, 1024 kilobyte, atau lebih besar. Meski demikian, kecepatannya lebih lambat dibandingkan dengan level-1, dengan nilai latency kira-kira 2 kali hingga 10 kali. Cache level-2 ini bersifat opsional. Beberapa prosesor murah dan prosesor sebelum Intel Pentium tidak memiliki cache level-2. level-3: memiliki ukuran yang lebih besar dibandingkan dengan cache level-2, yakni sekitar beberapa megabyte tapi agak lambat. Cache ini bersifat opsional. Umumnya digunakan pada prosesor-prosesor server dan workstation seperti Intel Xeon atauIntel Itanium. Beberapa prosesor desktop juga menawarkan cache level-3 (seperti halnya Intel Pentium Extreme Edition), meski ditebus dengan harga yang sangat tinggi.
Konsep Manajemen Memori Di era multiprogramming ini, memory manager digunakan untuk mencegah satu proses dari penulisan dan pembacaan oleh proses lain yang dilokasikan di primary memory, mengatur swapping antara memori utama dan disk ketika memori utama terlalu kecil untuk memegang semua proses. Tujuan dari manajemen ini adalah untuk: Meningkatkan utilitas CPU. Data dan instruksi dapat diakses dengan cepat oleh CPU. Efisiensi dalam pemakaian memori yang terbatas. Transfer dari/ke memori utama ke/dari CPU dapat lebih efisien
Arsitektur processor 1 bus – SRC ( next week + RTN )