(INPUT/OUTPUT UNIT DAN ARSITEKTUR FAMILY KOMPUTER (IBM)

TUGAS SOFTSKILL PERTEMUAN KE 3

(INPUT/OUTPUT UNIT DAN ARSITEKTUR FAMILY KOMPUTER (IBM)

1.INPUT/OUTPUT UNIT .

Unit I/O dari sebuah komputer era modern memegang peran penting selain unit-unit yang lain (contoh memori eksternal) , dengan berbagai macam jenis dan varian sekarang kita dapat menemukan dan memiliki berbagai jenis peralatan I/O yang dapat kita instal ke komputer kita dengan cepat dan dapat menambah fitur-fitur baru di PC kita . Berbagai  varian ini memiliki kecepatan yang berbeda-beda dalam penggunaanya yang terkait dengan aliran data , misal printer . printer merupakan peralatan output komputer yang digunakan untuk mencetak documen ke dalam media kertas . printer dengan media pencetak tinta berbeda kecepatanya dengan media pencetak karbon (LASER) . Ini baru 1 contoh varian dan produk I/O belum yang lainya , dari banyaknya varian ini memang konsumen menjadi lebih teliti sebelum membeli , meski jika dibandingkan dengan unit-unit yang lainya di dalam sebuah PC , I/O termasuk yang paling lambat dibandingkan RAM dan CPU , serta ketergantungan I/O pada modul yang harus diikut sertakan dalam instalasinya menjadikan beberapa permasalahan yang terdeteksi dari I/O.  

A.SISTEM BUS .

Sistem Bus merupakan jalur penghubung antar alat pada komputer yang digunakan sebagai media dalam proses melewatkan data pada suatu proses. Bus ini bisa dianggap sebagai sebuah pipa, dimana pipa atau saluran tersebut digunakan untuk mengirimkan dan menerima informasi antar alat yang dihubungkannya. Pada sistem komputer, bus ini termasuk perangkat internal, kecepatan pengiriman informasi melalui bus ini dilakukan dengan kecepatan tinggi.

Alat transformasi data dari terminal satu ke terminal lain di dalam CPU. Jalur utama aliran data antara processor ke komponen lainnya (seperti sound card, video card, memory) pada mainboard.

Karakteristik bus adalah:

1.	Jumlah interupsi mementukan banyak perangkat independen yang melakukan I/O.
2.	Ukuran bus data eksternal berakibat pada kecepatan operasional I/O.
3.	Ukuran bus alamat menentukan banyak memori yang ditunjuk board ekspansi.
4.	Kecepatan clock maksimum yang dapat diakomodasi bus berakibat pada kinerja.

Pada setiap microprocessor (CPU) selalu terdapat tiga (3) sistem BUS dasar yaitu :

1.	Data BUS	(bi-directional)
2.	Address BUS	(uni-directional)
3.	Control BUS	(uni directional)

B.STANDAR INPUT/OUTPUT INTERFACE .

Fungsi interface adalah sebagai perantara antara user dengan hardware untuk menyediakan lingkungan yang bersahabat. Dengan demikian, user tidak memiliki kekhawatiran untuk mengoprasikan perangkat level bawah.

C.PENGAKSESAN PERALATAN INPUT/OUTPUT .

Input / Output Interface diperlukan setiap kali Input / Output device didorong oleh prosesor. Antarmuka harus memiliki logika yang diperlukan untuk menafsirkan perangkat alamat yang dihasilkan oleh prosesor. Handshaking harus dilaksanakan oleh antarmuka menggunakan perintah yang sesuai seperti (Sibuk, SIAP, WAIT), dan prosesor dapat berkomunikasi denganInput / Output device melalui antarmuka. Khusus Input / Output monad, yang memungkinkan program untuk hanya menguraikan Input / Output, dan tindakan yang dilakukan diluar program. Hal ini penting karena Input / Output fungsi akan memperkenalkan efek samping untuk setiap bahasa pemrograman, tapi sekarang pemrograman fungsional murni praktis. Berikut alamat yang dapat disimpan dalam register. Instruksi akan memiliki register yang memiliki alamat tersebut. Jadi untuk mengambil data, instruksi harus mendaftar didekode sesuai dipilih. Isi register akan diperlakukan sebagai alamat menggunakan alamat lokasi memori yang sesuai dipilih dan data dibaca / ditulis. Port-mapping Input / Output biasanya memerlukan penggunaan instruksi yang secara khusus dirancang untuk melakukan Input / Output operasi.

2.ARSITEKTUR FAMILY KOMPUTER (IBM) .

A.Family IBM PC dan turunannya

Komputer personal pertama kali muncul setelah diperkenalkan mikroprosesor, yaitu chip tunggal yang terdiri dari set register , ALU dan unit control computer.

IBM PC merupakan arsitektur bus tunggal yang disebut PC I/O Channel BUS atau PC BUS. PC BUS melengkapi PC dengan8 jalurdata, 20 jalur alamat, sejumlah jalur control dan ruang alamat fisik PC adalah 1 MB. Sejak diluncurkan oleh IBM, IBM PC memiliki beberapa keluarga, yakni :

·                     IBM 4860 PCjr

·                     IBM 5140 Convertible Personal Computer (laptop)

·                     IBM 5150 Personal Computer (PC yang asli)

·                     IBM 5155 Portable PC (sebenarnya merupakan PC XT yang portabel)

·                     IBM 5160 Personal Computer/eXtended Technology

·                     IBM 5162 Personal Computer/eXtended Technology Model 286 (sebenarnya merupakan PC AT)

·                     IBM 5170 Personal Computer/Advanced Technology

B.Konfigurasi microkomputer dasar

Chipset adalah set dari chip yang mendukung kompatibel yang mengimplementasikan berbagai fungsi tertentu seperti pengontrol interupt, pengontrol bus dan timer.

Chip khusus yang di sebut koprosesor yang beroperasi bersama dengan CPU guna meningkatkan fungsionalitasnya.

C.Komponenn IBM PC

       

    1.  Sistem Kontrol BUS : Pengontrol BUS, Buffer Data, dan Latches Alamat

        2.  Sistem Kontrol Interrupt : Pengontrol Interrupt

        3.  Sistem Kontrol RAM dan ROM : Chip RAM dan ROM, Decoder Alamat, dan Buffer

        4.  Sistem Kontrol DMA : Pengontrol DMA

        5.  Timer : Timer Interval Programmable

        6.  Sistem Kontrol I/O : Interface Paralel Programmable

 D.Sistem software

 1. Penetapan Alamat Port I/O

 2. Penetapan Vector Interrupt

 3. ROM BIOS

 4. Penetapan Alamat Memori

E.Manfaat arsitektural arsitek komputer

1. Kemudahaanpenggunaan

2. DayaTempa

3. DayaKembang

4. Expandibilitas

SUMBER :

http://iyancahkuningan.blogspot.com/2012/11/tugas-ke-3-organisasi-arsitektur.html 

http://gholibtua.blogspot.com/2012/11/inputoutput-unit-dan-arsitektur-family.html

http://blognyaechalho.blogspot.com/2012/04/fungsi-sistem-operasi.html

http://blog.student.uny.ac.id/yunian/2011/04/11/bus-sistem-interkoneksi-dalam-komputer/

http://www.herowintolo.stta.ac.id/2012/01/memori-ekternal-6-input-dan-output.html

ORGANISASI DAN ARSITEKTUR komputer pertemuan ke 2 (arsitektur set instruksi & central processing unit)

ORGANISASI DAN ARSITEKTUR komputer pertemuan ke 2

(arsitektur set instruksi & central processing unit)

1.ARSITEKTUR SET INSTRUKSI.

Set instruksi merupakan kumpulan dari berbagai instruksi yang berbeda yang dapat dijalankan oleh komputer. Instruksi-instruksi yang dilaksanakan akan menentukan operasi komputer . Instruksi ini biasa disebut sebagai instruksi komputer atau instruksi mesin.

ISA kadang-kadang digunakan untuk membedakan kumpulan karakteristik yang disebut di atas dengan mikroarsitektur prosesor, yang merupakan kumpulan teknik desain prosesor untuk mengimplementasikan set instruksi (mencakup microcode, pipeline, sistem cache,manajemen daya, dan lainnya). Komputer-komputer dengan mikroarsitektur berbeda dapat saling berbagi set instruksi yang sama. Sebagai contoh, prosesor Intel Pentium dan prosesor AMD Athlon mengimplementasikan versi yang hampir identik dari set instruksi Intel x86, tetapi jika ditinjau dari desain internalnya, perbedaannya sangat radikal. Konsep ini dapat diperluas untuk ISA-ISA yang unik seperti TIMI yang terdapat dalam IBM System/38 dan IBM IAS/400. TIMI merupakan sebuah ISA yang diimplementasikan sebagai perangkat lunak level rendah yang berfungsi sebagai mesin virtual. TIMI didesain untuk meningkatkan masa hidup sebuah platform dan aplikasi yang ditulis untuknya, sehingga mengizinkan platform tersebut agar dapat dipindahkan ke perangkat keras yang sama sekali berbeda tanpa harus memodifikasi perangkat lunak (kecuali yang berkaitan dengan TIMI). Hal ini membuat IBM dapat memindahkan platform AS/400 dari arsitektur mikroprosesor CISC ke arsitektur mikroprosesor POWER tanpa harus menulis ulang bagian-bagian dari dalam sistem operasi atau perangkat lunak yang diasosiasikan dengannya.

A.JENIS INSTRUKSI.

Contoh suatu ekspresi bilangan:
X = X + Y;
X dan Y berkorespondensi dengan lokasi 210 dan 211.
Pernyataan dalam bahasa tingkat tinggi tersebut menginstruksikan komputer untuk melakukan 
langkah berikut ini:
-Muatkan sebuah register dengan isi lokasi memori 210.
-Tambahkan isi lokasi memori 211 ke register.
-Simpan isi register ke lokasi memori 210.
Korelasi

-Terlihat hubungan antara ekspresi bahasa tingkat tinggi dengan bahasa mesin.
-Dalam bahasa tangkat tinggi, operasi dinyatakan dalam bentuk aljabar singkat menggunakan variabel.
-Dalam bahasa mesin hal tersebut diekspresikan dalam operasi perpindahan antar register.
-Dapat ditarik kesimpulan bahwa instruksi-instruksi mesin harus mampu mengolah data sebagai implementasi keinginan-keinginan kita.
-Terdapat kumpulan unik set instruksi, yang dapat digolongkan dalam jenis-jenisnya, yaitu:
*.Pengolahan data (data processing) 
Meliputi operasi-operasi aritmatika dan logika. Operasi aritmatika memiliki kemampuan komputasi 
untuk pengolahan data numerik. Sedangkan instruksi logika beroperasi terhadap bit-bit word sebagai 
bit, bukannya sebagai bilangan, sehingga instruksi ini memiliki kemampuan untuk pengolahan data lain.
*.Perpindahan data (data movement)
berisi instruksi perpindahan data antar register maupun modul I/O. 
untuk dapat diolah oleh CPU maka diperlukan instruksi-instruksi yang bertugas memindahkan
data operand yang diperlukan.
*.Penyimpanan data (data storage)
berisi instruksi-instruksi penyimpanan ke memori. Instruksi penyimpanan sangat penting 
dalam operasi komputasi, karena data tersebut akan digunakan untuk operasi berikutnya, 
minimal untuk ditampilkan pada layar harus diadakan penyimpanan walaupun sementara. 
*.Kontrol aliran program (program flow control)
berisi instruksi pengontrolan operasi dan percabangan. Instruksi ini berfungsi untuk pengontrolan status dan mengoperasikan percabangan ke set instruksi lain.

B.TEKNIK PENGALAMATAN.

Metode pengalamatan merupakan aspek dari set instruksi arsitekturdi sebagian unit pengolah pusat(CPU) desain yang didefinisikan dalam set instruksi arsitektur dan menentukan bagaimana bahasa mesinpetunjuk dalam arsitektur untuk mengidentifikasi operan dari setiap instruksi.. Sebuah mode pengalamatan menentukan bagaimana menghitung alamat memori yang efektif dari operand dengan menggunakan informasi yang diadakan di registerdan / atau konstanta yang terkandung dalam instruksi mesin atau di tempat lain.

C.DESAIN SET INSTRUKSI.

Desain set instruksi merupakan masalah yang sangat komplek yang melibatkan banyak aspek, diantaranya adalah:

1.Kelengkapan set instruksi

2.Ortogonalitas (sifat independensi instruksi)

3. Kompatibilitas :

-source code compatibility

-Object code Compatibility

Selain ketiga aspek tersebut juga melibatkan hal-hal sebagai berikut : 

      a) Operation Repertoire: Berapa banyak dan operasi apa saja yang 

    disediakan, dan berapa sulit operasinya

b)  Data Types: tipe/jenis data yang dapat olah

c) Instruction Format: panjangnya, banyaknya alamat, dsb.

d) Register: Banyaknya register yang dapat digunakan

e) Addressing: Mode pengalamatan untuk operand

  

Salah satu cara tradisional untuk menggambarkan arsitekturprosessor adalah dengan melihat jumlah alamat yangterkandung dalam setiap instruksinya.

Jumlah alamat maksimum yang mungkin diperlukan dalam

sebuah instruksi :

1. Empat Alamat ( dua operand, satu hasil, satu untuk alamat instruksi berikutnya)

2. Tiga Alamat (dua operand, satu hasil)

3. Dua Alamat (satu operand merangkap hasil, satunya lagi operand)

4. Satu Alamat (menggunakan accumulator untuk menyimpan operand dan hasilnya)

2.CENTRAL PROCESSING UNIT.

Central Processing Unit adalah perangkat keras komputer yang berfungsi untuk menerima dan melaksanakan perintah dan data dari perangkat lunak. Prosesor sering digunakan untuk menyebut CPU pada umumnya. Adapun mikroprosesor adalah CPU yang diproduksi dalam sirkuit terpadu, seringkali dalam sebuah paket sirkuit terpadu-tunggal. Sejak pertengahan tahun 1970-an, mikroprosesor sirkuit terpadu-tunggal ini telah umum digunakan dan menjadi aspek penting dalam penerapan CPU.

A.SISTEM BUS.

System bus atau bus sistem, dalam arsitektur komputer merujuk pada bus yang digunakan oleh sistem komputer untuk menghubungkan semua komponennya dalam menjalankan tugasnya. Sebuah bus adalah sebutan untuk jalur di mana data dapat mengalir dalam komputer. Jalur-jalur ini digunakan untuk komunikasi dan dapat dibuat antara dua elemen atau lebih. Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan dieksekusi oleh CPU melalui perantara sistem bus.

Sebuah komputer memiliki beberapa bus, agar dapat berjalan. Banyaknya bus yang terdapat dalam sistem, tergantung dari arsitektur sistem komputer yang digunakan. Sebagai contoh, sebuah komputer PC dengan prosesor umumnya Intel Pentium 4 memiliki bus prosesor (Front-Side Bus), bus AGP, bus PCI, bus USB, bus ISA (yang digunakan oleh keyboard dan mouse), dan bus-bus lainnya.

B.ARITHMATIC LOGIC UNIT.

Arithmetic Logic Unit (ALU), adalah alat yang melakukan pelaksanaan dasar seperti pelaksanaan aritmatika (tambahan, pengurangan, dan semacamnya), pelaksanaan logis (AND, OR, NOT), dan pelaksanaan perbandingan (misalnya, membandingkan isi sebanyak dua slot untuk kesetaraan). Pada unit inilah dilakukan "kerja" yang sebenarnya.

Unit kontrol menyimpan perintah saat ini yang dilakukan oleh komputer, memerintahkan ALU untuk melaksanaan dan mendapatkan kembali informasi (dari memori) yang diperlukan untuk melaksanakan perintah itu, dan memindahkan kembali hasil ke lokasi memori yang sesuai. Unit ini berfungsi mengontrol pembacaan instruksi program komputer.

C.CENTRAL LOGIC UNIT.

CLU pada komputer memasukkan informasi tentang instruksi dan mengeluarkan baris kendali yang diperlukan untuk mengaktifkan operasi-mikro yang semestinya. CLU terbentuk atas sebuah prosesor instruksi (IP atau instruction processor) yang berfungsi untuk mengendalikan fetch, perhitungan alamat dan siklus interupsi, kemudian prosesor aritmatika (AP atau arithmatic processor) yang berfungsi untuk mengendalikan siklus eksekusi bagi operasi aritmatika dan logika.

D.SET REGISTER.

Prosesor memiliki 16 register 16 bit , meskipun hanya 12 dari mereka adalah tujuan yang benar-benar umum. Empat pertama telah mendedikasikan menggunakan :

A.r0 (alias PC) adalah program counter ,anda bisa melompat dengan menentukan r0,dan konstanta yang diambil langsung dari aliran instruksi menggunakan pasca-kenaikan mode pengalamatan r0.

B.r1 (alias SP) adalah stack pointer . ini di gunakan oleh panggilan dan instruksi dorong , dan dengan penanganan interupsi . hanya ada satu stack pointer ; MSP430 tidak memiliki apapun yang menyerupai mode supervisor. Pointer stack selalu tidak jelas apakah LSB bahkan diimplementasikan.

C.r2 (alias SR) adalah register status.

D.ini didesain untuk 0. Jika ditetapkan sebagai sumber , nilainya adalah 0. Jika ditetapkan sebagai tujuan, nilai tersebut aka dibuang.

-CONTROL REGISTER

Adalah prosesor yang mengubah atau mengontrol CPU atau perangkat digital lainya. Tugas dari control register adalah untuk mengontrol setiap alamat yang ada di cpu dan untuk switching mode pengalamatan.

E.CACHE MEMORY.

Cache memory adalah memori yang sangat cepat yang dibangun dalam sebuah central processing unit komputer (CPU), atau ditempatkan dalam chip yang terpisah.Fungsi memori cache untuk menyimpan instruksi yang berulang kali diperlukan dan dapat diakses sangat cepat untuk menjalankan program, memperbaiki sistem secara keseluruhan. Keuntungan dari memori cache adalah bahwa CPU tidak harus menggunakan sistem bus motherboard untuk mentransfer data. Setiap kali data harus melewati bus sistem, kecepatan transfer data memperlambat kemampuan motherboard. CPU dapat memproses data lebih cepat dengan menghindari hambatan yang diciptakan oleh sistem bus.

Setelah sebagian besar program terbuka dan berjalan, mereka menggunakan sumber daya yang sangat sedikit. Ketika sumber daya ini disimpan dalam cache, program dapat beroperasi lebih cepat dan efisien. Cache dalam sistem komputer yang menjalankan CPU dengan cache kecil bisa memiliki benchmark yang lebih rendah. Cache yang dibangun ke dalam CPU itu sendiri disebut sebagai Level 1 (L1) cache. Cache yang berada dalam sebuah chip yang terpisah di sebelah CPU disebut Level 2 (L2) cache. Beberapa CPU memiliki keduanya, L1 cache dan L2 built-in dan menugaskan chip terpisah sebagai cacheLevel 3 (L3) cache.

Cache yang dibangun dalam CPU lebih cepat daripada cache yang terpisah. Namun, cache terpisah masih sekitar dua kali lebih cepat dari Random Access Memory (RAM). Cache lebih mahal daripada RAM tetapi motherboard dengan built-in cache sangat baik untuk memaksimalkan kinerja sistem.

Disk caching menerapkan prinsip yang sama pada hard disk cache memori yang juga berlaku untuk CPU. Data hard yang sering diakses disk disimpan dalam segmen terpisah RAM untuk menghindari harus mengambilnya dari hard disk berulang-ulang. Dalam hal ini, RAM lebih cepat daripada teknologi piringan CD yang digunakan dalam hard disk konvensional. Situasi ini akan berubah bagaimanapun, sebab hard disk hybrid sudah ada dimana-mana. Disk ini memiliki built-in flash memori cache. Akhirnya, hard drive akan 100% mirip flash drive, menghilangkan kebutuhan untuk RAM disk caching, sebagai flash memory yang lebih cepat dari RAM.

F.VIRTUAL MEMORY.

Apa itu Virtual Memori? Mungkin sebagian dari pengguna Microsoft Windows sudah tidak asing lagi dengan istilah itu. Karena sering sekali windows memberi peringatan kepada user tentang “Memory is low”, ini terjadi karena komputer kekurangan memori untuk menjalankan sebuah program. Hal ini sering terjadi pada saat komputer ingin menjalankan program yang memerlukan sumber memori yang besar seperti Game, mungkin banyak gamer sering sekali terganggu dengan masalah seperti ini.

Sesuai dengan namanya “Virtual Memori” berarti :

• Memori            : Ruang penyimpanan
• Virtual              : Tiruan / tidak nyata.

Jadi Virtual Memori adalah sebuah sistem yang digunakan oleh sistem operasi untuk menggunakan sebagian dari Memori Sekunder yaitu Harddisk seolah-olah ia menggunakannya sebagai memori internal/utama (RAM) fisik yang terpasang di dalam sebuah sistem komputer. Sistem ini beroperasi dengan cara memindahkan beberapa kode yang tidak dibutuhkan ke sebuah berkas di dalam hard drive yang disebut dengan page file. Proses pemakaian Virtual memori di windows umumnya dapat dilihat di Task manager,

SUMBER :

http://ismail-adhari.blogspot.com/

http://joglio.blogspot.com/2011/10/set-instruksi.html#.UJCg7W8xrdA

http://missnuroxfordutomo.blogspot.com/2011/04/pengertian-cpu-dan-fungsinya.html

http://supriyadi-andi.blogspot.com/2012/10/arsitektur-set-instruksi-dan-central.html

http://id.wikipedia.org/wiki/Komputer

http://id.wikipedia.org/wiki/Bus_sistem

http://id.wikipedia.org/wiki/Set_instruksi

http://yurizone.wordpress.com/2009/11/15/apa-itu-virtual-memori/