TEK 2524 Organisasi Komputer Memori Dosen: Abdillah, S.Si, MIT HP: 0852 7120 6665 Email: abdill01@gmail.com Website: http://abdillah.mahyuddin.web.id

Tujuan Mahasiswa memahami bagaimana cara kerja memori menyimpan program dan data sebelum operasi perhitungan dimulai.

Apa itu Counter? Sebuah memori ekivalen dengan ribuan register, dan setiap register dapat menyimpan sebuah kata biner. Komputer generasi sekarang menggunakan memori semikonduktor karena lebih murah dan mudah dioperasikan daripada memori teras magnet. Sebuah mikrokomputer standar memiliki memori semikonduktor yang memiliki hingga 65.536 lokasi memori.

ROM (Read-only-memory) ROM adalah jenis memori yang paling sederhana ROM ekivalen dengan sekelompok register dan masing-masing register dapat menyimpan sebuah kata secara permanen. Kita dapat membaca sebuah kata dari lokasi memori menggunakan sinyal-sinyal kendali

ROM Dioda Gambar di samping memperlihatkan cara membangun ROM. Setiap baris horizontal membentuk sebuah register atau suatu lokasi memori. Misal, register R0 memiliki tiga buah dioda. Keluaran ROM adalah kata D = D3D2D1D0

ROM Dioda Pada posisi saklar 0, tegangan yang tinggi akan menyalakan dioda-dioda dalam register R0 dan semua dioda yang lain tetap mati. Ini berarti keluaran tinggi muncul pada D2, D1 dan D0. Oleh karena itu, kata yang tersimpan pada lokasi memori 0 adalah D = 0111. Jika saklar pada posisi 1, dioda dalam register R1 akan menghantarkan arus dan mendorong D3 menjadi tinggi sehingga D = 1000. Dengan demikian isi lokasi memori 1 adalah 1000.

Tabel ROM Dioda Register Alamat Kata R0 0 0111 R1 1 1000 R2 2 1011 R3 3 1100 R4 4 0110 R5 5 1001 R6 6 0011 R7 7 1110

Alamat Alamat suatu lokasi memori sama seperti indeks dari register yang menyimpan kata. Sehingga register 0 memiliki alamat 0 dan isi 0111, register 1 memiliki alamat 1 dan isi 1000, dst. Gagasan ini dapat diterapkan pada ROM dengan ukuran berapa saja. Misalnya, sebuah ROM dengan 256 lokasi memori memiliki alamat desimal dari 0 sampai 255 lokasi.

Pengkodean pada Serpih Tiga penyemat masukan, A2, A1 dan A0 menyediakan alamat biner dari data yang tersimpan. Kemudian sebuah dekoder 1 dari 8 menghasilkan keluaran tinggi kepada salah satu register.

Pendekodean pada Serpih Misalnya, jika ALAMAT = A2 A1 A0 = 100, maka dekoder 1 dari 8 memberikan tegangan tinggi pada register R4. dan keluaran ROM menjadi D = 0110. Jika kita mengubah alamat di atas menjadi ALAMAT = 110, maka kita akan membaca isi dari isi dari lokasi memori 6, yakni D = 0011. Rangkaian tsb merupakan sebuah ROM 32-bit yang disusun menjadi 8 kata, masing-masing kata terdiri atas 4 bit. ROM ini memiliki 3 masukan (saluran) alamat dan 4 keluaran (saluran) data.

Jumlah Saluran Alamat Dengan pendekodean pada serpih, n saluran alamat dapat menseleksi 2n lokasi memori. Misalnya, dibutuhkan 3 saluran alamat untuk menjangkau (mengakses) 8 lokasi memori, 4 saluran alamat untuk mengakses 16 lokasi memori, 8 saluran alamat dapat mengakses 256 lokasi memori.

Programmable ROM PROM, ROM yang dapat diprogram, memberi keleluasaan pada pemakai untuk menyimpan data. Sebuah PROM programmer dapat melakukan penyimpanan dengan pembakaran (sambungan-sambungan pada lokasi bit dapat dipanaskan sampai putus dengan arus besar). Dengan PROM programmer, program dan data dapat dimasukkan melalui pembakaran tersebut dan isi yang tersimpan akan permanen (tidak dapat dihapus).

Erasable PROM EPROM, PROM yang dapat dihapus, menggunakan MOSFET sebagai komponen-komponennya. Data disimpan dengan menggunakian PROM programmer. Selanjutnya data dapat dihapus dengan sinar ultraviolet. Sinar tsb dilewatkan melalui jendela kemasan IC menuju ke serpih. Dengan ini akan terjadi pembebasan muatan-muatan tersimpan pada MOSFET. Efek yang ditimbulkan berupa penghapusan isi yang tersimpan. Dengan kata lain EPROM adalah PROM yang dapat dihapus dengan sinar ultraviolet dan dapat diprogram kembali secara listrik.

Piranti-piranti hasil pabrik Dengan integrasi skala besar, pabrik dapat membuat ROM, PROM dan EPROM yang menyimpan ribuan kata. Misalnya, memori 8355 adalah ROM 16.384-bit yang disusun sebagai 2.048 kata yang masing-masing terdiri atas 8 bit. ROM ini memiliki 11 saluran alamat dan 8 saluran data.

Waktu Akses Waktu akses dari suatu memori adalah waktu yang diperlukan untuk membaca kata yang tersimpan setelah bit-bit alamat dimasukkan. Karena transistor bipolar lebih cepat daripada MOSFET, maka memori bipolar memiliki waktu akses yang lebih singkat daripada memori MOS. Misalnya, memori 3636 adalah PROM bipolar dengan waktu akses 80 ns, 2716 adalah EPROM MOS dengan waktu akses 450 ns. Ini menyebabkan memori bipolar lebih mahal daripada memori MOS.

Memori Tiga Keadaan Dengan menambahkan saklar-saklar tiga keadaan pada saluran data dari sebuah memori, kita memperoleh keluaran tiga keadaan yang memungkinkan untuk menyambung atau memutus saluran keluaran dengan bus data. Gambar di atas adalah sebuah ROM 16.384-bit yang disusun sebagai 2.048 kata. Saluran ENABLE yang rendah akan membuka seluruh saklar dan mengambang kan semua saluran keluaran. Di pihak lain keadaan ENABLE yang tinggi akan memungkinkan kata alamat untuk mencapai keluaran akhir.

Memori Non-volatile ROM, PROM dan EPROM adalah memori-memori non-volatile (memori yang tidak mudah menguap). Artinya, alat-alat ini tetap menyimpan data sekalipun catudaya ke piranti yang bersangkutan telah dimatikan. Tidak semua memori memiliki sifat seperti ini.

RAM (Random-access-memory) RAM adalah jenis memori yang dapat diakses secara acak. RAM disebut juga memori baca tulis, ekuivalen dengan sekelompok register yang dapat diberi alamat. Setelah disediakan sebuah alamat, kita dapat membaca isi yang tersimpan pada lokasi memori dengan alamat tersebut atau menuliskan isi yang baru.

Core RAM Core RAM atau RAM Teras adalah jenis RAM yang mendominasi desain komputer masa lalu. RAM jenis ini memiliki keuntungan karena tak mudah menguap (nonvolatile). Kerugiannya adalah RAM ini lebih mahal dan lebih sukar dioperasikan daripada memori semikonduktor.

RAM Semikonduktor RAM semikonduktor dapat bersifat statik atau dinamik. RAM statik menggunakan flip-flop bipolar atau MOS. RAM dinamik menggunakan MOSFET dan kapasitor yang menyimpan data. Karena kapasitor selalu mengalami kebocoran muatannya, muatannya harus diisi setiap beberapa milidetik. Kedua jenis RAM ini bersifat volatile.

RAM Tiga-Keadaan Saklar tiga keadaan dapat menyambungkan atau memutuskan saluran-saluran keluaran RAM dengan bus data. Dalam gambar terlihat sebuah RAM statik dan sinyal-sinyal masukan yang lazim. Bit-bit ALAMAT menentukan lokasi memori, sinyal kendali WE dan CE memilih antara operasi tulis dan operasi baca atau tidak melakukan apa-apa. WE adalah sinyal untuk mengaktifkan menulis (write enalble) dan CE adalah sinyal yang mengaktifkan serpih (chip enalble). Kedua masukan kendali ini bersifat aktif rendah.

RAM Tiga-Keadaan RAM statik dengan masukan-masukan kendali yang membalik (inverted).

Operasi RAM Statik CE dan WE yang rendah menghasilkan operasi menulis. Data masukan Din disimpan di dalam lokasi memori yang telah dialamatkan. Sebaliknya saluran data keluaran tiga-keadaan menempati keadaan mengambang selama operasi menulis tersebut. CE rendah dan WE yang tinggi menghasilkan operasi membaca. Isi dari lokasi memori yang dialamatkan akan muncul pada saluran keluaran karena saklar tiga-keadaan dalam keadaan tertutup. CE yang tinggi merupakan suatu keadaan bertahan tanpa terjadi apa-apa. Data internal pada semua lokasi memori tidak berubah. Saluran data keluaran dalam keadaan mengambang.

Tabel RAM Statik CE WE Operasi Keluaran 0 0 Menulis Mengambang 0 1 Membaca Tersambung 1 X Menahan Mengambang

Bubble Memory Sebuah memori gelembung (bubble memory) terdiri atas suatu film tipis dari bahan magnetik, yang disisipkan antara dua magnet permanen. Logika 1 dan 0 dinyatakan oleh gelembung-gelembung magnetik di dalam lapisan tipis ini. Memori gelembung ini bersifat nonvolatile dan mampu menyimpan data dalam jumlah sangat besar. Kerugian memori ini adalah waktu akses yang lambat.

Alamat Heksadesimal Selama komputer bekerja, CPU mengirimkan alamat-alamat biner kepada memori, dimana operasi membaca atau menulis berlangsung. Kata-kata alamat ini dapat mengandung 16-bit dan ditulis dalam bentuk heksadesimal. Misalnya, ALAMAT = 0101 1110 0111 1100 dapat diubah menjadi ALAMAT = 5E7CH. 16 saluran alamat tersebut dapat mengakses 216 memori, ekuivalen dengan 65.536 kata.