Sistem BUS
- Penghubung bagi keseluruhan
komponen komputer dalam menjalankan tugasnya
- Komponen komputer :
- CPU
- Memori
- Perangkat I/O
Transfer
data antar komponen komputer.
- Data atau program yang
tersimpan dalam memori dapat diakses dan dieksekusi CPU melalui perantara bus
- Melihat hasil eksekusi melalui
monitor juga menggunakan sistem bus
- Kecepatan komponen penyusun
komputer harus diimbangi kecepatan dan manajemen busyang baik
Mikroprosesor
·
Melakukan
pekerjaan secara paralel
·
Program
dijalankan secara multitasking
·
Sistem bus tidak
hanya lebar tapi juga cepat
Interkoneksi
komponen sistem komputer dalam menjalankan fungsinya
·
Interkoneksi bus
·
Pertimbangan–pertimbangan
perancangan bus
Struktur
Interkoneksi adalah
Kompulan lintasan atau saluran berbagai modul (CPU,Memori,I/O)
Struktur
interkoneksi bergantung pada
- Jenis data
- Karakteristik pertukaran data
Jenis
Data
Memori
:
Memori
umumnya 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.
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 penulisan. 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.
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.
Dari
jenis pertukaran data yang diperlukan modul–modul komputer, maka struktur
interkoneksi harus mendukung perpindahan data.
·
Memori
ke CPU :
CPU melakukan pembacaan data maupun instruksi dari memori.
·
CPU
ke Memori :
CPU melakukan penyimpanan atau penulisan data ke memori.
·
I/O
ke CPU :
CPU membaca data dari peripheral melalui modul I/O.
·
CPU
ke I/O :
CPU mengirimkan data ke perangkat peripheral melalui modul I/O.
·
I/O
ke Memori atau dari Memori : digunakan pada sistem DMA
Sampai
saat ini terjadi perkembangan struktur interkoneksi, namun yang banyak
digunakan saat ini adalah sistem bus.
Sistem bus
- Digunakan secara tunggal
- Digunakan secara jamak,
Hal
ini Tergantung karakteristik sistemnya
Interkoneksi
Bus – Struktur 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 busdikatagorikan 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
Aritmatika logic unit
Arithmatic Logical Unit (ALU), adalah salah satu
bagian/komponen dalam sistem di dalam sistem komputer yang berfungsi
melakukan operasi/perhitungan aritmatika dan logika (Contoh
operasi aritmatika adalah operasi penjumlahan dan pengurangan, sedangkan contoh
operasi logika adalah logika AND dan OR. ALU bekerja besama-sama memori, di
mana hasil dari perhitungan di dalam ALU di simpan ke dalam memori.
Perhitungan dalam ALU menggunakan kode biner, yang merepresentasikan instruksi
yang akan dieksekusi (opcode) dan data yang diolah (operand). ALU biasanya
menggunakan sistem bilangan biner two’s complement.
ALU mendapat data dari register. Kemudian data tersebut diproses dan hasilnya
akan disimpan dalam register tersendiri yaitu ALU output
register, sebelum disimpan dalam memori.
Pada saat
sekarang ini sebuah chip/IC dapat mempunyai beberapa ALU sekaligus yang
memungkinkan untuk melakukan kalkulasi secara paralel. Salah satu chip ALU yang
sederhana (terdiri dari 1 buah ALU) adalah IC 74LS382/HC382ALU (TTL). IC ini
terdiri dari 20 kaki dan beroperasi dengan 4×2 pin data input (pinA dan pinB)
dengan 4 pin keluaran (pinF).
Arithmatic Logical Unit (ALU), fungsi unit ini adalah untuk melakukan
suatu proses data yang berbentuk angka dan logika, seperti data matematika dan
statistika. ALU terdiri dari register-register untuk
menyimpan informasi.Tugas utama dari ALU adalah melakukan
perhitungan aritmatika (matematika) yang terjadi sesuai dengan instruksi
program. Rangkaian pada ALU (Arithmetic and Logic Unit) yang digunakan untuk
menjumlahkan bilangan dinamakan dengan Adder. Adder digunakan untuk memproses
operasi aritmetika, Adder juga disebut rangkaian kombinasional aritmatika.
Ada 3 jenis adder:
1) Rangkaian Adder dengan menjumlahkan dua bit
disebut Half Adder.
2) Rangkaian Adder dengan menjumlahkan tiga
bit disebut Full Adder.
3) Rangkain Adder dengan menjumlahkan banyak
bit disebut Paralel Adder
1. HALF ADDER
Rangkaian Half Adder merupakan dasar penjumlahan bilangan Biner yang
terdiri dari satu bit, oleh karena itu dinamai Penjumlah Tak Lengkap.
1.
jika A = 0 dan B = 0 dijumlahkan, hasilnya S ( Sum ) =
0.
2.
jika A = 0 dan B = 1 dijumlahkan, hasilnya S ( Sum ) =
1.
3.
jika A = 1 dan B = 1 dijumlahkan, hasilnya S ( Sum ) =
0
4.
jika A = 1 dan B =1 dijumlahkan, hasilnya S ( Sum ) =
0. dengan nilai pindahan cy(Carry Out) = 1
Dengan demikian, half adder memiliki 2 masukan ( A dan B ) dan
dua keluaran (S dan Cy).
2. FULL ADDER
Pada saat sekarang ini sebuah chip/IC dapat mempunyai beberapa ALU sekaligus
yang memungkinkan untuk melakukan kalkulasi secara paralel. Salah satu chip ALU
yang sederhana (terdiri dari 1 buah ALU) adalah IC 74LS382/HC382ALU (TTL). IC
ini terdiri dari 20 kaki dan beroperasi dengan 4×2 pin data input (pinA dan
pinB) dengan 4 pin keluaran (pinF).
Arithmatic Logical Unit (ALU), fungsi unit ini adalah untuk melakukan
suatu proses data yang berbentuk angka dan logika, seperti data matematika dan
statistika. ALU terdiri dari register-register untuk
menyimpan informasi.Tugas utama dari ALU adalah melakukan
perhitungan aritmatika (matematika) yang terjadi sesuai dengan instruksi
program. Rangkaian pada ALU (Arithmetic and Logic Unit) yang digunakan untuk
menjumlahkan bilangan dinamakan deACE=”Verdana, sans-serif”>Sebuah Full
Adder menjumlahkan dua bilangan yang telah dikonversikan menjadi
bilangan-bilangan biner. Masing-masing bit pada posisi yang sama saling
dijumlahkan. Full Adder sebagai penjumlah pada bit-bit selain yang
terendah. Full Adder menjumlahkan dua bit input ditambah dengan
nilai Carry-Out dari penjumlahan bit sebelumnya. Output dari Full
Adder adalah hasil penjumlahan (Sum) dan bit kelebihannya (carry-out).
3. PARALEL ADDER
Rangkaian Parallel Adder adalah rangkaian penjumlah dari dua bilangan yang
telah dikonversikan ke dalam bentuk biner. Anggap ada dua buah register A dan
B, masing-masing register terdiri dari 4 bit biner : A3A2A1A0 dan B3B2B1B0.
Rangkaian Parallel Adder terdiri dari Sebuah Half Adder (HA) pada Least
Significant Bit (LSB) dari masing-masing input dan beberapa Full Adder
pada bit-bit berikutnya. Prinsip kerja dari Parallel Adder adalah sebagai
berikut : penjumlahan dilakukan mulai dari LSB-nya. Jika hasil penjumlahan
adalah bilangan desimal “2” atau lebih, maka bit kelebihannya disimpan pada
Cout, sedangkan bit di bawahnya akan dikeluarkan pada Σ. Begitu seterusnya
menuju ke Most Significant Bit (MSB)nya.
Tugas lain dari ALU adalah melakukan keputusan dari operasi sesuai dengan
instruksi program yaitu operasi logika (logical operation). Operasi logika
meliputi perbandingan dua buah elemen logika dengan menggunakan operator
logika.
Sumber :
Tidak ada komentar:
Posting Komentar