bus-bus sistem

bus-bus sistem

komponen komputer

Komputer terdiri atas 3 komponen utama :

• Central Processing Unit (CPU) atau mikroprocessor
• Memori
• Input/Output
• Ketiga komponen di atas dihubungkan satu dengan yang lainnya menggunakan bus.

Komponen CPU

1. MAR (MEMORI ADDRES REGIS

•       register CPU yang menyimpan alamat memori dari mana data akan diambil dari CPU, atau alamat tempat data akan dikirim dan disimpan.
•       Dengan kata lain, MAR memegang lokasi memori data yang perlu diakses.
•       Ketika membaca dari memori, data yang dialamatkan oleh MAR dimasukkan ke dalam MDR ( register data memori ) dan kemudian digunakan oleh CPU. Saat menulis ke memori, CPU menulis data dari MDR ke lokasi memori yang alamatnya disimpan dalam MAR. MAR yang ditemukan di dalam CPU berjalan baik ke RAM (Random Access Memory) atau Cache.

2. Memory Buffer Register (MBR)

•      Suatu register yang berfungsi untuk memuat isi informasi yang akan dituliskan ke memori atau baru saja dibaca dari memori pada alamat yang ditunjukkan oleh isi MAR (Memory Address Register).
•      MBR dapat berukuran m bit, 2m bit, 4m bit, dst dimana   m = jumlah bit minimal dalam satu alamat (minimum addressable unit).
•      MBR berperan dalam proses pengaksesan memori yaitu dalam proses read/write dari atau ke memori.

Program counter (PC)

•       Suatu daftar pengolah yang menandai (adanya) jika komputer adalah dalam urutan instruksi nya
•       Menyimpan alamat instruksi berikutnya yang akan diambil dari memori.
•       Mencatat alamat memori dimana instrusi di dalamnya akan dieksekusi.
•       Register yang di pakai untuk mengawasi instruksi yang di baca selanjutnya.

I/O AR (I/O Addres Register)

•      Merupakan register yang terletak di dalam CPU (Central Processing Unit)
•      Untuk mencatat alamat port I/O (Input Output) yang akan diakses (baik akan ditulisi / dibaca) sebagai Sebuah I/O (Input Output) yang dapat bertukar data secara langsung dengan CPU(Central Processing Unit),
•      Sebuah I/O (Input Output) juga dapet bertukar data langsung dengan memori.
•      Untuk menspesifikasikan perangkat i/o yang akan diakses

I/o Buffer register (br)

•      Menyimpan data yang akan dituliskan ke port atau data yang akan disalin dari port.
•      Alamat port ditunjuk oleh I/O AR
•      Merupakan register yang terletak di dalam CPU (Central Processing Unit)

Instruction register (ir)

•      bagian dari unit kontrol CPU yang memegang instruksi yang sedang dijalankan atau didekodekan
•      setiap instruksi yang akan dieksekusi dimuat ke dalam register instruksi yang menahannya ketika ia di-decode, disiapkan, dan akhirnya dijalankan, yang dapat mengambil beberapa langkah.

Accumulator (ac)

•      Daftar di mana hasil aritmatika dan logika menengah disimpan.
•      Tanpa register seperti akumulator, akan perlu untuk menulis hasil dari setiap perhitungan (penambahan, perkalian, pergeseran , dll) ke memori utama , mungkin hanya untuk dibaca kembali lagi untuk digunakan dalam operasi berikutnya.
•      Akses ke memori utama lebih lambat daripada akses ke register seperti akumulator karena teknologi yang digunakan untuk memori utama yang besar lebih lambat (tetapi lebih murah) daripada yang digunakan untuk mendaftar.

Modul i/o

•      Dapat Memindahkan data dari perangkat eksternal ke CPU dan sebaliknya
•      Interface atau central switch untuk mengendalikan satu atau lebih peripheral atau perangkat input output.
•      Konektor mekanis berisi fungsi logik untuk komunikasi antara bus dan peripheral. 
•      Tidak hanya sekedar modul penghubung, tetapi sebuah piranti yang berisi logika dalam melakukan fungsi komunikasi antara peripheral dan bus computer.

Fungsi I/o

1. Control dan timing

2. Komunikasi cp

    Sebagai media komunikasi dari cpu menuju device eksternal

3. Komunikasi perangkat

    Sebagai media komunikasi dari device eksternal menuju cpu

4. Data buffering

5. Sebuah I/O dapat bertukar data langsung dengan memori

Siklus fetch

•       Langkah-langkah yang sama untuk setiap instruksi.
•       Proses siklus ini mengambil instruksi dari kata instruksi yang berisi opcode dan sebuah operan. 
•       Mengambil instruksi (instruction fetch) dari memori.
•       Fetch instruksi adalah operasi umum bagi setiap instruksi, dan terdiri dari pembacaan instruksi dari suatu lokasi di dalam memori. 
•       Instruksi yang di baca akan di muatkan kedalam sebuah IR (Instruction Register)

Siklus execute

•       Instruksi untuk menjalankan program yang telah dikompilasi oleh komputer.

cPU mengeksekusi program (3 siklus fetch dan 3 tiga eksekusi) :

•       Program counter (PC) berisi 300 [alamat instruksi pertama]. Kemudian alamat ini dimuatkan ke dalam instruction register (IR).
•       Sedangkan memori address register (MAR) dan memory buffer register (MBR) diabaikan dulu.
•       4 bit pertama di dalam IR (ingat, format instruksi 16 bit) mengindikasikan bahwa akumulator (AC) akan dimuatkan. 12 bit sisanya menentukan alamat dlm memori, yaitu 940.
•       PC dinaikkan nilainya, dan instruksi berikutnya akan diambil.

cPU mengeksekusi program (3 siklus fetch dan 3 tiga eksekusi) : (2)

•      Isi AC yang lama dan isi lokasi 941 ditambahkan, dan hasilnya disimpan di dalam AC.
•      PC dinaikkan nilainya, instruksi berikutnya akan diambil.
•      Isi AC akan disimpan pada lokasi 941.

Kelas-Kelas Interupt

•      Program, yaitu interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi pada hasil eksekusi program. Contohnya: arimatika overflow, pembagian nol, oparasi ilegal.
•      Timer, adalah interupsi yang dibangkitkan pewaktuan dalam procesor. Sinyal ini memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsi tertentu secara reguler.
•      I/O, sinyal interupsi yang dibangkitkan oleh modul I/O sehubungan pemberitahuan kondisi error dan penyelesaian suatu operasi.
•      Hardware failure, adalah interupsi yang dibangkitkan oleh kegagalan daya atau kesalahan paritas memori.

Pengertian sistem bus

•       Bus adalah Jalur komunikasi yang dibagi pemakai Suatu set kabel tunggal yang digunakan untuk menghubungkan berbagai subsistem.
•       Karakteristik penting sebuah bus adalah bahwa bus merupakan media transmisi yang dapat digunakan bersama.
•       Namun bila dua buah perangkat melakukan transmisi dalam waktu yang bersamaan, maka signalsignalnya akan bertumpang tindih dan menjadi rusak.
•       Sistem bus adalah penghubung bagi keseluruhan komponen computer dalam menjalankan tugasnya.

Struktur Bus

•       Bus-bus yang menghubungkan komponen utama sistem (CPU,Memori, I/O) disebut dengan BUS SISTEM
•       Biasanya bus sistem terdiri dari 50 – 100 saluran yang terpisah

System bus

•      Control bus : Jalur tempat mengirimkan intruksi atau perintah

•       Address bus : Jalur tempat mengkodean / pengalamatan dari sebuah proses

•       Data Bus : Jalur pengiriman data

Elemen elemen rancangan bus

Rancangan suatu Bus dapat dibedakan atau di klasifikasikan oleh elemen-elemen sebagai berikut :

•      Jenis Bus
•      Metode Arbitrasi
•      Timing
•      Jenis Transfer Data

Jenis Bus

•      Dedicated Merupakan metode dimana  setiap bus (saluran) secara permanane di beri fungsi atau subset fisik komponen komputer.
•      Multiplexed Merupakan metode penggunaan yang sama untuk berbagai keperluan, sehingga  menghemat ruang dan biaya atau Metode penggunaan saluran yang sama untuk berbagai keperluan

Metode arbitrasi

Metode arbitrasi adalah metode pengaturan dari penggunaan bus, dan dapat dibedakan atas :

•      Tersentralisasi : menggunakan arbiter sebagai pengatur sentral
•      Terdistribusi : setiap bus memiliki access control logic

timing

Timing berkaitan dengan terjadinya event yang diatur pada bus system, dan dapat dibedakan atas :

•      Synchronous : Terjadinya event pada bus ditentukan oleh clock (pewaktu)
•      Asynchronous : Terjadinya sebuah event pada bus mengikuti dan tergantung pada event sebelumnya

Jenis transfer data

Transfer Data yang menggunakan bus diantaranya adalah:

•      Operasi Read
•      Operasi Write
•      Operasi Read Modify Write
•      Operasi Read After Write
•      Operasi Block

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 bottleneck

Contoh contoh bus 

•      Bus PCI
•      Bus ISA
•      Bus USB
•      Future Bus+

Bus pci (Peripheral Component Interconnect) (1990)

•       Peripheral Component Interconect (PCI) adalah bus yang tidak tergantung prosesor dan berfungsi sebagai bus mezzanine atau bus peripheral. Standar PCI adalah 64 saluran data pada kecepatan 33MHz, laju transfer data 263 MB per detik atau 2,112 Gbps. Keunggulan PCI tidak hanya pada kecepatannya saja tetapi murah dengan keping yang sedikit.

Bus isa

•       Industri computer personal lainnya merespon perkembangan ini dengan mengadopsi standarnya sendiri, bus ISA (Industry Standar Architecture), yang pada dasarnya adalah bus PC/AT yang beroperasi pada 8,33 MHz. Keuntungannya adalah bahwa pendekatan ini tetap mempertahankan kompatibilitas dengan mesin-mesin dan kartu-kartu yang ada.

Bus usb

•       Semua perangkat peripheral tidak efektif apabila dipasang pada bus kecepatan tinggi PCI, sedangkan banyak peralatan yang memiliki kecepatan rendah seperti keyboard, mouse, dan printer. Sebagai solusinya tujuh vendor computer (Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC, dan Northen Telecom) bersama-sama meranccang bus untuk peralatan I/O berkecepatan rendah. Standar yang dihasilakan dinamakan Universal Standard Bus (USB).

Future bus+

•      Standard bus asinkron yang berkinerja tinggi,
•      Untuk memenuhi kebutuhan berbagai sistem yang berkinerja tinggi terutama sistem - sistem yang mahal.

Future Bus memiliki syarat syarat seperti di bawah ini :

qTidak tergantung pada arsitektur, processor dan teknologi tertentu

qMemiliki protokol transfer asinkron dasar

qMengizinkan protokol tersinkronisasi pada sumber untuk kebutuhan optional

qMenyediakan dukungan bagi sistem-sistem yang faulttolerant dan yang memiliki reliabilitas tinggi 

Jawablah Soal-soal ini dengan singkat dan Benar


01. Yang termasuk dalam komponen CPU adalah : MAR,MBR,I/O,BR .............................................................
03. Memindahkan data dari perangkat eksternal ke CPU dan sebaliknya dikerjakan oleh : modul i/o........................................................................................................................................
04. Fungsi dari I/O AR adalah : memferifikasikan perangkat i/o yang akan di akses  …………………………………………………………..
06. Pada siklus fetch, instruksi yang di baca akan di muatkan kedalam sebuah : register IR (instructions register) …………
07 Register yang di pakai untuk mengawasi instruksi yang akan di baca selanjutnya adalah: program counter (pc) ……………………………………………………………………………………………
08. Pada siklus exsekusi, bila PC berisi 300 alamat instruksi pertama, maka alamat tersebut akan dialamatkan kedalam : instructions register (IR) ………………………………………………………….......
09. Yang termasuk kelas-kelas interrupt adalah : program, timer, i/o, H/W failure…………………………………………...
10. Interupt yang di bangkitkan oleh kegagalan, seperti kegagalan memory parity error adalah : hardware failure (H/Wfailure) ……………………………………………………………………………….......
11. Sebutkan 3 komponen utama komputer adalah : cpu, memori, i/o ...............................................................
12. Media trasmisi yang dapat di gunakan bersama disebut dengan : bus...................................
13. Sebuah I/O dapat bertukar data langsung dengan memori, dengan menggunakan fasilitas : i/o.............................................................................................................................
14. Bus-bus yang menghubungkan komponen komponen utama system disebut dengan :bus sistem.... ............................................................................................................................................
15. Sebutkan klasifikasi bus : saluran data, saluran alamat,saluran kontrol. ................................................................................................
16. Saluran yang digunakan untuk menandakan sumber/tujuan data pada bus adalah : saluran alamat............................................................................................................................................
17. Metode penggunaan saluran yang sama untuk berbagai keperluan disebut dengan metode: multiplexed ...........................................................................................................................................