Archive for 2017

Processing Parallel
Paralel Prosesor adalah suatu prosesor dimana proses dalam pelaksanaan instruksinya dilakukan pada waktu yang bersamaan. Sehingga menyebabkan pelaksanaan suatu kejadian dalam interval waktu yang sama, dalam dalam waktu yang bersamaan, dan dalam waktu yang saling tumpang tindih.
Komputasi paralel membutuhkan:
1.      Algoritma.
2.      Bahasa Pemrograman.
3.      Compiler.
Sebagaian besar komputer hanya mempunyai satu CPU, namun ada yang mempunyai lebih dari satu. Bahkan juga ada komputer dengan ribuan CPU. Komputer dengan satu CPU dapat melakukan parallel processing dengan menghubungkannya dengan komputer lain pada jaringan. Namun, parallel processing ini memerlukan software canggih yang disebut distributed processing software. Parallel processing berbeda dengan multitasking, yaitu satu CPU mengeksekusi beberapa program sekaligus. Parallel processingdisebut juga parallel computing. Yang terdiri dari empat kelompok komputer.

Jaringan Interkoneksi
       Komunikasi diantara terminal-terminal yang berbeda harus dapat dilakukan dengan suatu media tertentu. Interkoneksi yang efektif antara prosesor dan modul memorisangat penting dalam lingkungan komputer. Menggunakan arsitektur bertopologi  busbukan merupakan solusi yang praktis karena bus hanya sebuah pilihan yang baik ketika digunakan untuk menghubungkan komponen-komponen dengan jumlah yang sedikit.
Jumlah komponen dalam sebuah modul IC bertambah seiring waktu. Oleh karena itu, topologi  bus bukan topologi yang cocok untuk kebutuhan interkoneksi komponenkomponen di dalam modul IC. Selain itu juga tidak dapat diskalakan, diuji, dan kurang dapat disesuaikan, serta menghasilkan kinerja toleransi kesalahan yang kecil.
Di sisi lain, sebuah  crossbar yang ditunjukkan pada  Gambar 2.2  menyediakan interkoneksi penuh diantara semua terminal dari  suatu  sistem  tetapi  dianggap sangat kompleks, mahal untuk membuatnya, dan sulit untuk dikendalikan. Untuk alasan ini jaringan interkoneksi merupakan solusi media komunikasi yang baik untuk sistem komputer dan telekomunikasi. Jaringan ini membatasi jalur-jalur diantara terminal komunikasi yang berbeda untuk mengurangi kerumitan dalam menyusun elemen switching .

Mesin SIMD
SIMD adalah singkatan dari Single Instruction, Multiple Data, merupakan sebuah istilah dalam komputasi yang merujuk kepada sekumpulan operasi yang digunakan untuk menangani jumlah data yang sangat banyak dalam paralel secara efisien, seperti yang terjadi dalam prosesor vektor atau prosesor larik. SIMD pertama kali dipopulerkan pada superkomputer skala besar, meski sekarang telah ditemukan pada komputer pribadi.
Komputer SIMD (Single Instruction stream-Multiple Datastream). Pada komputer SIMD terdapat lebih dari satu elemen pemrosesan yang dikendalikan oleh sebuah unit pengendali yang sama. Seluruh elemen pemrosesan menerima dan menjalankan instruksi yang sama yang dikirimkan unit pengendali, namun melakukan operasi terhadap himpunan data yang berbeda yang berasal dari aliran data yang berbeda pula.

Mesin MIMD
MIMD adalah sebuah singkatan dari (Multiple Instruction stream-Multiple Data stream) yaitu sebuah komputer yang memiliki beberapa prosesor yang bersifat otonomus yang mampu melakukan instruksi yang berbeda pada data yang berbeda. Sistem terdistribusi umumnya dikenal sebagai MIMD, entah itu menggunakan satu ruangan memori secara bersama-sama atau sebuah ruangan memori yang terdistribusi.
Komputer MIMD (Multiple Instruction stream-Multiple Datastream). Pada sistem komputer MIMD murni terdapat interaksi di antara instruksi dan pemroses. Hal ini disebabkan seluruh aliran dari dan ke memori berasal dari space data yang sama bagi semua pemroses. Komputer MIMD bersifat tightly coupled jika tingkat interaksi antara pemroses tinggi dan disebut loosely coupled jika tingkat interaksi antara pemroses rendah.

ARSITEKTUR PENGGANTI
Dalam bidang teknik komputer, arsitektur pengganti merupakan konsep perencanaan atau struktur pengoperasian dasar dalam komputer atau bisa dikatakan rencana cetak biru dan deskripsi fungsional kebutuhan dari perangkat keras yang didesain. implementasi perencanaan dari masing-masing bagian seperti CPU, RAM, ROM, Memory Cache, dll.

Prosesor Paralel

Pipelining dan RISC

pipelining yaitu suatu cara yang digunakan untuk melakukan sejumlah kerja secara bersama tetapi dalam tahap yang berbeda yang dialirkan secara kontinu pada unit pemrosesan. Dengan cara ini, maka unit pemrosesan selalu bekerja.
Teknik pipeline ini dapat diterapkan pada berbagai tingkatan dalam sistemkomputer. Bisa pada level yang tinggi, misalnya program aplikasi, sampai pada tingkat yang rendah, seperti pada instruksi yang dijalankan oleh microprocessor.
Pada microprocessor yang tidak menggunakan pipeline, satu instruksi dilakukan sampai selesai, baru instruksi berikutnya dapat dilaksanakan. Sedangkan dalam microprocessor yang menggunakan teknik pipeline, ketika satu instruksi sedang diproses, maka instruksi yang berikutnya juga dapat diproses dalam waktu yang bersamaan. Tetapi, instruksi yang diproses secara bersamaan ini, ada dalam tahap proses yang berbeda. Jadi, ada sejumlah tahapan yang akan dilewati oleh sebuah instruksi. Dengan penerapan pipeline ini padamicroprocessor akan didapatkan peningkatan kinerja microprocessor.

Instruksi Pada Pipeline
Tahapan Pipeline :
·         Mengambil instruksi dan membuffferkannya.
·         Ketika tahapan kedua bebas tahapan pertama mengirimkan instruksi yang dibufferkan tersebut.
·         Pada saat tahapan kedua sedang mengeksekusi instruksi, tahapan pertama memanfaatkan siklus memori yang tidak dipakai untuk mengambil dan membuffferkan instruksi berikutnya.
            Karena untuk setiap tahap pengerjaan instruksi, komponen yang bekerja berbeda, maka dimungkinkan untuk mengisi kekosongan kerja di komponen tersebut.Sebagai contoh :
·              Instruksi 1: ADD  AX, AX
·              Instruksi 2: ADD EX, CX

            Setelah CU menjemput instruksi 1 dari memori (IF), CU akan menerjemahkan instruksi tersebut(ID). Pada menerjemahkan instruksi  1 tersebut, komponen IF tidak bekerja. Adanya teknologi pipeline menyebabkan IF akan menjemput instruksi 2 pada saat ID menerjemahkan instruksi 1. Demikian seterusnya pada saat CU menjalankan instruksi 1 (EX), instruksi 2 diterjemahkan (ID).

Tabel 1. Kelebihan dan kekurangan PIPELINE

Kelebihan
Kekurangan
        1.  Waktu siklus prosesor berkurang, sehingga meningkatkan tingkat instruksi dalam kebanyakan kasus( lebih cepat selesai).
       2.   Beberapa combinational sirkuit seperti penambah atau pengganda dapat dibuat lebih cepat dengan menambahkan lebih banyak sirkuit. Jika pipelining digunakan sebagai pengganti, hal itu dapat menghemat sirkuit & combinational yang lebih kompleks.
        3.   Pemrosesan dapat dilakukan lebih cepat, dikarenakan beberapa proses dilakukan secara bersamaan dalam satu waktu.

           1.  Pipelined prosesor menjalankan beberapa instruksi pada satu waktu. Jika ada beberapa cabang yang mengalami penundaan cabang (penundaan memproses data) dan akibatnya proses yang dilakukan cenderung lebih lama.
         2.  Instruksi latency di non-pipelined prosesor sedikit lebih rendah daripada dalam pipelined setara. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa intruksi ekstra harus ditambahkan ke jalur data dari prosesor pipeline.
      3.  Kinerja prosesor di pipeline jauh lebih sulit untuk meramalkan dan dapat bervariasi lebih luas di antara program yang berbeda.

REDUCE INSTRUCTION SET COMPUTER (RISC)
Kata “reduced” berarti pengurangan pada set instruksi. RISC merupakan rancangan arsitektur CPU yang mengembil dasar filosofi bahwa prosesor dibuat dengan arsitektur yang tidak rumit dengan membatasi jumlah instruksi hanya pada instruksi dasar yang diperlukan saja. Dengan kata lain RISC adalah arsitektur komputer dengan kumpulan perintah (instruksi) yang sederhana, tetapi dalam kesederhanaan tersebut didapatkan kecepatan operasi setiap siklus instruksinya.
Kebanyakan pada proses RISC , instruksi operasi dasar aritmatik hanya penjumlahan dan pengurangan, untuk perkalian dan pembagian sudah dianggap operasi ang kompleks. RISC menyederhanakan rumusan perintah sehingga lebih efisien dalam penyusunan kompiler yang pada akhirnya dapat memaksimumkan kinerja program yang ditulis dalam bahasa tingkat tinggi.
Ada beberapa elemen penting dalam arsitektur RISC, yaitu :
·         Set instruksi yang terbatas dan sederhana
·         Register general-purpose yang berjumlah banyak, atau pengguanaan teknologi kompiler untuk mengoptimalkan pemakaian regsiternya. 
·         Penekanan pada pengoptimalan pipeline instruksi.

Karakteristik RISC
RISC memiliki karakteristik sebagai berikut :
1.      One Cycle Execution Time : Satu putaran eksekusi. Prosessor RISC mempunyai CPI (clock per instruction) atau waktu per instruksi untuk setiap putaran. Hal ini dimaksudkan untuk mengoptimalkan setiap instruksi pada CPU.
2.      Pipelining : Adalah sebuah teknik yang memungkinkan dapat melakukan eksekusi secara simultan.Sehingga proses instruksi lebih efisien.
3.      Large Number Of Registers : Jumlah register yang sangat banyak membuat RISC di desain untuk dapat menampung jumlah register yang sangat banyak untuk mengantisipasi agar tidak terjadi interaksi yang berlebih dengan memory.

Ciri-Ciri Prosessor RISC
RISC memiliki ciri-ciri sebagai berikut :
1.      Prosessor RISC mengeksekusi instruksi pada setiap siklus detak (Robinson 1987:144, Johnson 1987:153).
2.      Instruksi pada prosesor RISC memiliki format tetap, sehingga rangkaian pengontrol instruksi menjadi lebih sederhana. Dengan kata lain dapat menghemat penggunaan luasan keping semikonduktor.
3.      Instruksi yang berhubungan dengan memori hanya instruksi isi (load) dan instruksi simpan (store), dan instruksi lain dila
kukan dalam register internal prosesor.

4.     
Prosesor RISC memerlukan waktu kompilasi yang lebih lama daripada prosesor CISC.
Konsep arsitektur RISC banyak menerapkan proses eksekusi pipeline. Meskipun jumlah perintah tunggal yang diperlukan untuk melakukan pekerjaan yang diberikan mungkin lebih besar, eksekusi secara pipeline memerlukan waktu yang lebih singkat daripada waktu untuk melakukan pekerjaan yang sama dengan menggunakan perintah yang lebih rumit. RISC memerlukan memori yang lebih besar untuk mengakomodasi program yang lebih besar. Dengan mengoptimalkan penggunaan memori register diharapkan siklus operasi semakin cepat.


Pipelining & RISC ( Reduce Instruction Set Computer)

Arsitektur Family IBM PC
            IBM PC adalah sebutan untuk keluarga komputer pribadi buatan IBM. IBM PC diperkenalkan pada 12 Agustus 1981, dan “dipensiunkan” pada tanggal 2 April 1987. Sejak diluncurkan oleh IBM, IBM PC memiliki beberapa keluarga, ya
·       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.

Famili IBM PC dan Turunannya
Berdasarkan ukurannya, komputer digolongkan ke dalammicro computer (komputer mikro), mini computer (komputer mini),small computer (komputer kecil), medium computer (komputer menengah), large computer (komputer besar) dan super computer(komputer super).
Micro Computer (komputer mikro) disebut juga dengan namapersonal computer (komputer personal) . ukuran main memorykomputer mikro sekarang berkisar dari 16 MB sampai lebih dari 128 MB, dengan konfigurasi operand register 8 bit, 16 bit, atau 32 bit. Kecepatan komputer mikro sekarang berkisar 200 Mhz sampai dengan 500 Mhz. Komputer mikro umumnya adalah single-user(pemakainya tunggal), yaitu satu komputer hanya dapat digunakan untuk satu pemakai saja untuk tiap saat.
·         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 fungsinya.

Komponen IBM PC
·         Sistem Kontrol BUS                    : Pengontrol BUS, Buffer Data, dan Latches Alamat
·         Sistem Kontrol Interrupt              : Pengontrol Interrupt
·         Sistem Kontrol RAM dan ROM  : Chip RAM dan ROM, Decoder Alamat, dan Buffer
·         Sistem Kontrol DMA                   : Pengontrol DMA
·         Timer                                            : Timer Interval Programmable
·         Sistem Kontrol I/O                       : Interface Paralel Programmable






Arsitektur Family Komputer IBM PC

Memori
            Memori merupakan suatu media penyimpanan data sementara pada komputer. Setiap program dan data yang sedang diproses oleh prosesor akan disimpan di dalam memori fisik. Data yang disimpan dalam memori fisik bersifat sementara, karena data yang disimpan di dalamnya akan tersimpan selama komputer tersebut masih dialiri daya (dengan kata lain, komputer itu masih hidup). Ketika komputer itu direset atau di non-aktifkan, maka data yang disimpan dalam memori fisik tersebut akan hilang. Oleh karena itu, sebelum menon-aktifkan komputer, ada baiknya data tersebut disimpan terlebih dahulu ke dalam media penyimpanan permanen seperti hard diskataupun flashdisk, sehingga data tersebut dapat dibuka kembali.

1.         MEMORY INTERNAL
Memory Internal adalah Memory yang dapat diakses secara langsung oleh prosesor. Dalam hal ini yang disimpan di dalam memori utama dapat berupa data atau program. Fungsi dari memori utama sendiri adalah :
·         Menyimpan data yang berasal dari peranti masukan sampai data dikirim ke ALU (Arithmetic and Logic Unit) untuk diproses.
·         Menyimpan daya hasil pemrosesan ALU sebelum dikirimkan ke peranti keluaran Menampung program/instruksi yang berasal dari peranti masukan atau dari peranti  pengingat sekunder.
·         Menampung program/instruksi yang berasal dari piranti inputatau dari piranti pengingat sekunder.

A.        Jenis - Jenis Memory Internal
1.         ROM (Read onlu Memot)
            ROM Adalah perangkat keras pada komputer berupa chip memori semikonduktor yang isinya hanya dapat dibaca. Jenis memori ini datanya hanya bisa dibaca dan tidak bisa ditulis secara berulang-ulang. Memori ini berjenis non-volatile, artinya data yang disimpan tidak mudah menghilang walaupun catu dayanya dimatikan. Karena itu memori ini biasa digunakan untuk menyimpan program utama dari suatu sistem. ROM pada komputer disediakan oleh vendor komputer dan berisi program atau data. Di dalam PC, ROM biasa disebut BIOS (Basic Input/Output System) atau ROM-BIOS. Instruksi dalam BIOS inilah yang akan dijalankan oleh mikroprosesor ketika komputer mulai dihidupkan.
Sampai sekarang dikenal beberapa jenis ROM yang pernah beredar dan terpasang pada komputer, antara lain : 
·         PROM (Progammable Read-Only-Memory) : Jika isi ROM ditentukan oleh vendor, PROM dijual dalam keadaan kosong dan kemudian dapat diisi dengan program oleh pemakai. Setelah diisi dengan program, isi PROM tak bisa dihapus.
·         EPROM (Erasable Programmable Read-Only-Memory) : Berbeda dengan PROM, isi EPROM dapat dihapus setelah diprogram. Penghapusan dilakukan dengan menggunakan sinar ultraviolet.
·         EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only0Memory) : EEPROM dapat menyimpan data secara permanen, tetapi isinya masih bisa dihapus secara elektris melalui program. Salah satu jenis EEPROM adalah Flash Memory. Flash Memory biasa digunakan pada kamera digital, konsol video game, dan cip BIOS.

2.         RAM (Random Access Memory)
            RAM merupakan jenis memori yang isinya dapat diganti-ganti selama komputer dihidupkan dan sebagai suatu penyimpanan data yang dapat dibaca atau ditulis dan dapat dilakukan secara berulang-ulang dengan data yang berbeda-beda. Jenis memori ini merupakan jenis volatile, yaitu data yang tersimpan akan hilang jika catu dayanya dimatikan. Karena alasan tersebut, maka program utama tidak pernah disimpan di RAM.
            RAM dibagi lagi menjadi dua jenis, yaitu jenis Statik dan Dinamik. RAM statik menyimpan satu bit informasi dalam sebuah flip-flop. RAM statik biasanya digunakan untuk aplikasi-aplikasi yang tidak memerlukan kapasitas memori RAM yang besar.
            RAM dinamik menyimpan satu bit informasi data sebagai muatan. RAM dinamik menggunakan kapasitansi gerbang substrat sebuah transistor MOS sebagai sel memori elementer. Untuk menjaga agar data yang tersimpan RAM dinamik tetap utuh, data tersebut harus disegarkan kembali dengan cara membaca dan menulis ulang data tersebut ke memori. RAM dinamik ini digunakan untuk aplikasi yang memerlukan RAM dengan kapasitas besar, misalnya dalam sebuah komputer pribadi (PC).
Jenis - Jenis RAM  antara lain:
·         D RAM (Dynamic Random Access Memory), merupakan jenis RAM yang menyimpan setiap bit data yang terpisah dalam kapasitor dalam satu sirkuit terpadu. Data yang terkandung di dalamnya harus ter-refresh secara berkala oleh CPU agar tidak hilang. Hal ini membuatnya sangat dinamis dibandingkan dengan memori lainnya. Dalam strukturnya, DRAM hanya memerlukan satu transistor dan kapasitor per bit, sehingga memiliki kepadatan sangat tinggi.
·         S RAM (Static Random Access Memory), pada SRAM tidak menggunakan kapasitor. Hal ini mengakibatkan SRAM tidak perlu lagi disegarkan secara berkala seperti halnya dengan DRAM. Ini juga sekaligus membuatnya memiliki kecepatan lebih tinggi dari DRAM. Berdasarkan fungsinya terbEDO RAM (Extended Data Out Random Accses Memory), jenis RAM yang dapat menyimpan dan mengambil isi memori secara bersamaan, sehingga kecepatan baca tulisnya pun menjadi lebih cepat. Umumnya digunakan pada PC terdahulu sebagai pengganti Fast Page Memory (FPM) RAM. Seperti FPM DRAM, EDO RAM memiliki kecepatan maksimal 50MHz EDO RAM juga harus membutuhkan L2 Cache untuk membuat semuanya berjalan dengan cepat, namun jika user tidak memilikinya, maka EDO RAM akan berjalan jauh lebih lambat lagi menjadi Asynchronous dan Synchronous.
·         FPM RAM (Fast Page Mode DRAM), model DRAM paling lama. Masalah yang sering muncul dari FPM DRAM adalah kecepatan transfernya yang lambat yakni maksimum 50MHz.
·          SD RAM (Synchronous Dynamic Random Acces Memory), SD RAM merupakan tipe baru dari DRAM. SD RAM mulai berjalan dengan kecepatan transfer 66MHz, sementara mode halaman DRAM dan EDO RAM yang lebih lama akan berjalan di maksimal 50MHz. Untuk mempercepat kinerja processor, maka RAM generasi baru seperti DDR dan RD RAM biasanya dapat mendukung performa yang lebih baik.
·         DDR (Double Data Rate SDRAM). DDR pada dasarnya memiliki kecepatan transfer dua kali lipat daripada SDRAM. DDR akan beroperasi di 333MHz, dengan pengoperasian sebenarnya 166MHz * 2 (aka PC333 / PC2700) atau 133MHz*2 (PC266 / PC2100). DDR RAM juga kompatibel dengan SDRAM secara fisik, namun menggunakan bus parallel yang sama, sehingga membuat implemnetasi lebih mudah dibandingkan RDRAM, yang merupakan teknologi berbeda.
·         DDR (Double Data Rate SDRAM). DDR pada dasarnya memiliki kecepatan transfer dua kali lipat daripada SDRAM. DDR akan beroperasi di 333MHz, dengan pengoperasian sebenarnya 166MHz * 2 (aka PC333 / PC2700) atau 133MHz*2 (PC266 / PC2100). DDR RAM juga kompatibel dengan SDRAM secara fisik, namun menggunakan bus parallel yang sama, sehingga membuat implemnetasi lebih mudah dibandingkan RDRAM, yang merupakan teknologi berbeda.
·         RD RAM (Rambus Dynamic Random Acces Memory), salah satu tipe dari RAM dinamis sinkron yang diproduksi oleh Rambus Corporation menggunakan Bus Speed sebesar 800 MHz tetapi memiliki jalur data yang sempit (8 bit). RD RAM memiliki memory controller yang canggih sehingga tidak semua motherboard bisa mendukungnya. Contoh produk yang memakainya adalah 3dfx seri Voodoo4. RDRAM merupakan teknologi memory serial yang datang dengan tiga pilihan, yakni PC600, PC700, dan PC800. PC800 RDRAM didesain dengan double maximum kecepatan transfer daripada PC100 SDRAM, namun memiliki latensi tinggi. RDRAM memiliki multi channel, seperti pada motherboard Pentium 4, yang dapat menawarkan fungsi memori paling bagus, terutama ketika dipasangkan dengan memory PC1066 RDRAM.

2.         MEMORY EKSTERNAL
Memory external adalah memori tambahan yang berfungsi untuk menyimpan data atau program. Dengan kata lain memori ini termasuk perangkat keras untuk melakukan operasi penulisan, pembacaan dan penyimpanan data, di luar memori utama. Contoh:Harddisk, Flash Disk, dan Floppy Disk. Pada dasarnya konsep dasar memori eksternal adalah menyimpan data bersifat tetap (non volatile), baik pada saat komputer aktif atau tidak.
Memori external mempunyai dua fungsi utama yaitu sebagai penyimpan permanen untuk membantu fungsi RAM dan yang untuk mendapatkan memori murah yang berkapasitas tinggi bagi penggunaan jangka panjang. Jenis memori external :
A.    Punched Card atau kartu berlubang : Merupakan kartu kecil berisi lubang lubang yang menggambarkan berbagai instruksi atau data. Kartu ini dibaca melalui punch card reader yang sudah tidak digunakan lagi sejak tahun 1979.
B.     Magnetic Disk : Magnetic Disk merupakan disk yang terbuat dari bahan yang bersifat magnetik, Contoh : floppy dan harddisk
C.     Optical Disk : Optical Disk terbuat dari bahan-bahan optik, seperti dari resin (polycarbonate) dan dilapisi permukaan yang sangat reflektif seperti alumunium. Contoh : CD dan DVD.
D.    Magnetic Tape : Sedangkan magnetik tape, terbuat dari bahan yang bersifat magnetik tetapi berbentuk pita, seperti halnya pita kaset tape recorder.
E.     DASD (Direct Access Storage Device) : Mempunyai akses langsung terhadap data. Contohnya : Magnetik (floppy disk, hard disk), Removeable hard disk (Zipdisk, Flash disk), Optical Disk.
F.      SASD (Sequential Access Storage Device) : Mempunyai akses data secara tidak langsung (berurutan), seperti pita magnetik.





            

Memori (Internal dan External)

►

- Copyright © SOFT SKILL - Blogger Templates - Powered by Blogger - Designed by Johanes Djogan -