Sistem Komputer Semester 2

STRUKTUR INTERKONEKSI, KONEKSI BUS

 DAN CONTOH EKSEKUSI PROGRAM

1.Struktur Interkoneksi

Struktur interkoneksi adalah suatu kumpulan jalan atau saluran berbagai modul seperti CPU, memori dan I/O. Struktur interkoneksi tergantung pada jenis data dan karakteristik pertukaran data.

Modul Komputer

a. Memori

          Pada umumnya, memori 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

Gambar 1: Memori

b. 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

c. 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 enulisan. 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

 d.Processor

Prosesor membaca dalam instruksi dan data, menulis data setelah keluar pengolahan, dan menggunakan sinyal kontrol untuk mengendalikan keseluruhan sistem operasi. Juga menerima sinyal interupt.

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

a.       Memori ke CPU

CPU melakukan pembacaan data maupun instruksi dari memori.

b.      CPU ke Memori

CPU melakukan penyimpanan atau penulisan data ke memori.

c.       I/O ke CPU

CPU membaca data dari peripheral melalui modul I/O.

d.       CPU ke I/O

CPU mengirimkan data ke perangkat peripheral melalui modul I/O.

e.        I/O ke Memori atau dari Memori ke I/O

digunakan pada sistem DMA.

2.Interkoneksi Bus

Bus  merupakan  lintasan  komunikasi  yang  menghubungkan  dua  atau  lebih  komponen  komputer. Karakteristik utama dari bus yaitu sebagai media  transmisi  yang  dapat digunakan bersama oleh sejumlah perangkat yang terhubung padanya. Karena  digunakan  bersama,  diperlukan  pengaturan  agar  tidak  terjadi  tabrakan  data atau kerusakan data yang ditransmisikan. Walaupun digunakan scara bersamaaan, dalam satu waktu hanya ada sebuah perangkat yang dapat menggunakan bus.

2.Interkoneksi Bus

Bus  merupakan  lintasan  komunikasi  yang  menghubungkan  dua  atau  lebih  komponen  komputer. Karakteristik utama dari bus yaitu sebagai media  transmisi  yang  dapat digunakan bersama oleh sejumlah perangkat yang terhubung padanya. Karena  digunakan  bersama,  diperlukan  pengaturan  agar  tidak  terjadi  tabrakan  data atau kerusakan data yang ditransmisikan. Walaupun digunakan scara bersamaaan, dalam satu waktu hanya ada sebuah perangkat yang dapat menggunakan bus.

Sebuah bus biasanya terdiri atas beberapa saluran. Sebagai contoh bus data terdiri atas 8 saluran sehingga dalam satu waktu dapat mentransfer data 8 bit. Secara umum fungsi saluran bus dikatagorikan dalam tiga bagian, yaitu :

Saluran data

Saluran alamat

Saluran kontrol

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

Prinsip Operasi Bus

Meminta penggunaan bus.

Apabila telah disetujui, modul akan memindahkan data yang diinginkan ke modul yang dituju

Hierarki Multiple Bus

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

Faktor – faktor :

Semakin besar delay propagasi untuk mengkoordinasikan penggunaan bus.

Antrian penggunaan bus semakin panjang.

Dimungkinkan habisnya kapasitas transfer bus sehingga memperlambat data.

Arsitektur bus jamak

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

Pada arsitektur berkinerja tinggi, modul – modul I/O diklasifikasikan menjadi dua,

Memerlukan transfer data berkecepatan tinggi

Memerlukan transfer data berkecepatan rendah.

Modul dengan transfer data berkecepatan tinggi disambungkan dengan bus berkecepatan tinggi pula,

Modul yang tidak memerlukan transfer data cepat disambungkan pada bus ekspansi

Keuntungan hierarki bus jamak kinerja tinggi

Bus berkecepatan tinggi lebih terintegrasi dengan prosesor

Perubahan pada arsitektur prosesor tidak begitu mempengaruhi kinerja bus

         Pada contoh eksekusi diatas siklus instruksi dengan langkah langkahnberikut:

Mengambil (fetch) instruksi ADD,  Membaca isi lokasi memori A ke dalam prosesor,  Membaca  isi lokasi memori B ke dalam prosesor, agar isi A tidak hilang prosesor harus memiliki  sedikitnya dua buah register untuk menyimpan nilai-nilai memori dibanding akumulator tunggal, Menambahkan kedua nilai-nilainya,  Menuliskan hasilnya dari prosesor ke lokasi memori A.

Jadi, siklus eksekusi untuk instruksi tertentu boleh melibatkan lebih dari satu referensi ke memori, juga suatu instruksi dapat menentukan suatu operasi I/O.

 Langkahnya sebagai berikut :

1) control  unit mengambil data 1940 di main memory dengan alamat 300 di taruh di cpu register dengan dgn pc counter berisikan alamat instruksi 300

2)      kemudian control  unit mengambil data 0003 di main memory dengan alamat940 di taruh di accumulator dgn pc counter berisikan alamat instruksi 300.

3)  control unit mengambil data 5941 di main memory dengan alamat 301 dan di replace di cpu register dgn pc counter berisikan alamat instruksi 301.

4)  di accumulator data 0003 di tambah dengan data 0002 di alamat 941 sehingga jumlah data menjadi 0005 di accumulator dgn pc  counter beralamatkan instruksi  301.

5)  kemudian data 2941 di main memory dgn alamat 302 oleh control unit akan di kirim ke cpu register pc counter berisikan alamat instruksi 302.

6) kemudian dari accumulator oleh control unit data 0005 di bawa ke main memory ke alamat 941 data di replace yang tadinya 0002 menjadi 0005 dengan pc counter alamat instruksi 302

Sistem computer memilki Jaringan Yang dapat diubah-ubah dan dimodifikasi sedemikian rupa sehingga dapat terhubung kejaringan dengan melewati wireless