Komponen Komputer & Sistem Bus Komputer

Komponen Komputer  Dan 

Sistem Bus Komputer

Sruktur komputer

Sistem Komputer di definisikan sebagai cara-cara dari tiap dari tiap komponen saling terikat 

Fungsi - fungsi dari komponen komputer 

1. Input Device (Alat Masukan)

Adalah perangkat keras komputer yang berfungsi sebagai alat untuk memasukan data atau perintah kedalam komputer.

2. Output Device (Alat Keluaran)
Adalah perangkat keras komputer yang berfungsi untuk menampilkan keluaran sebagai hasil pengolahan data. Keluarannya dapat berupa hard-copy (ke kertas), soft-copy (ke monitor), ataupun berupa suara.

3. I/O Ports
Bagian ini digunakan untuk menerima ataupun mengirim data keluar sistem. Peralatan input dan output di atas terhubung melalui port ini.

4. CPU (Central Processing Unit)
CPU merupakan otak sistem komputer, dan memiliki dua bagian fungsi operasional, yaitu: ALU(Arithmetical Logical Unit) sebagai pusat pengolah data, dan CU (Control Unit)sebagai pengontrol kerja komputer.




5. Memori
Memori terbagi menjadi dua bagian yaitu memori internal dan memori eksternal.Memori internal berupa RAM (Random Access Memory) yang berfungsi untuk menyimpan program yang kita olah untuk sementara waktu, dan ROM (Read OnlyMemory) yaitu memori yang hanya bisa dibaca dan berguna sebagai penyedia informasi pada saat komputer pertama kali dinyalakan.

6. Data Bus

Adalah jalur-jalur perpindahan data antar modul dalam sistem komputer. Karena pada suatu saat tertentu masing-masing saluran hanya dapat membawa 1 bit data, maka jumlah saluran menentukan jumlah bit yang dapat ditransfer pada suatu saat. Lebar data busini menentukan kinerja sistem secara keseluruhan. Sifatnya bidirectional, artinya CPU dapat membaca dan menirma data melalui data bus ini. Data bus biasanya terdiri atas 8, 16,32, atau 64 jalur paralel.

7. Address Bus
Digunakan untuk menandakan lokasi sumber ataupun tujuan pada proses transfer data. Pada jalur ini, CPU akan mengirimkan alamat memori yang akan ditulis atau dibaca. Address bus biasanya terdiri atas 16, 20, 24, atau 32 jalur paralel.

8. Control Bus
Control Bus digunakan untuk mengontrol penggunaan serta akses ke Data Bus dan Address Bus. Terdiri atas 4 sampai 10 jalur paralel

Komponen utama CPU 

1. Arihtmetic Logical Unit (ALU)

    - Melakukan komputasi untuk pengolahan data

    - Melakukan tugas - tugas dasar aritmatik dan operasi logika 

2. Control Unit 

    - Mengontrol perpindahan data dan intruksi ke CPU atau dari CPU  

    - Mengontrol operasi ALU 

    - Mendecode instruksi program dan menyediakan sinyal-sinyal kontrol yang 

       bersesuaian

3. Register 

    - Memory internal yang di desain untuk dapat menyimpan data lebih cepat 

      di bandingkan memory utama 

4. Internal Bus 

    -  Jalur yang berfungsi sebagai jembatan komunikasi 

       antara komponen utama

Fungsi utama CPU

1. Fetch Instruction (Mengambil Instruksi)

    CPU harus membaca instruksi dari memory

2. Interpret Instruction (Menterjemahkan Instruksi)

    Instruksi harus diinstruksikan untuk menentukan aksi apa yang di ambil

3. Fetch Data (Mengambil Data)

    Ekskusi suatu instruksi memerlukan pembacaan dari memory atau modul I/O

4. Process Data (Mengolah Data)

    Ekskusi suatu instruksi memerlukan operasi aritmatika 

5. Write Data (Menulis Data)

    Hasil eksekusi memerlukan penulisan data ke memory atau modul I/O

Siklus Instruksi

Pengolahan yang dilakukan CPU untuk mengeksekusi sebuah instruksi

Siklusi Instruksi meliputi :

1. Fetch Cycle (Siklus Mengambil)

    Mengambil instruksi yang akan dieksekusi 

2. Execute Cycle (Siklus Eksekusi)

    Melakukan operasi yang ditentukan oleh opcode instruksi 

3. Interruct Cycle (Siklus Instruksi)

    Apabila interruct diaktifkan dan interruct telah terjadi, simpan status 

    proses saat itu dan layani interruct 

Memory

Ada tiga macam memory yang diperlukan di dalam sistem komputer yaitu :

• Register 

         Digunakan untuk menyimpan instruksi dan data yang sedang  diproses.

• Main Memori

         Dipergunakan untuk menyimpan intruksi dan data yang akan diproses dan hasil 

         pengolahan.

• Secondary Storage

         Dipergunakan untuk menyimpan program dan data secara permanen.

Fungsi komputer 

• Data bus : Adalah jalur-jalur perpindahan data antar modul dalam sistem komputer.  Karena pada suatu saat tertentu masing-masing saluran hanya dapat membawa 1 bit data, maka jumlah saluran menentukan jumlah bit yang dapat ditransfer pada suatu saat. Lebar data bus ini menentukan kinerja sistem secara keseluruhan. Sifatnya bidirectional, artinya CPU dapat membaca dan menerima data melalui data bus ini.  Data bus biasanya terdiri atas 8, 16, 32, atau 64 jalur paralel.

• Adress bus : Digunakan untuk menandakan lokasi sumber ataupun tujuan pada proses transfer data.  Pada jalur ini, CPU akan mengirimkan alamat memori yang akan ditulis atau dibaca.  Address bus biasanya terdiri atas 16, 20, 24, atau 32 jalur paralel.

• Control Bus : digunakan untuk mengontrol penggunaan serta akses ke Data Bus dan Address Bus.  Terdiri atas 4 sampai 10 jalur paralel.

BUS SISTEM

Definisi:

BUS adalah sarana pengangkut / saluran yang terdapat didalam suatu microprocessor (CPU) yang menghubungkan antara Microprocessor tersebut dengan dunia luar.

Melalui sarana BUS inilah microprocessor tersebut mampu menerima data atau mengirimkan data hasil pengolahannya  keluar sistem microprocessor dan mampu untuk menghubungi peralatan peralatan pendukungnya .

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

1. Data Bus       (bi-directional)

2. Adress Bus   (uni-directional)

3. Control Bus  (uni directional)

Instruction Cycle with Indirect

Indirect Addressing Mode

R0 atau R1 digunakan untuk menunjukkan Destination Address

MOV A,#30h   ; Copy immediate data 30h to Akumulator

MOV R0,#7Fh   ; Copy immediate data 7Fh ke register R0

MOV @R0,A   ; Copy the data in A to the address in R0

R0 atau R1 digunakan untuk menunjukkan Source Address

MOV R0,#7Fh   ; Copy immediate data 7Fh ke register R0

MOV @R0,#30h  : Copy immediate data 30 to address  in R0

MOV A,@R0   ; Copy the content of the address in R0 to A

Data Flow (Fetch Diagram)

CONTROL REGISTER  

1.    Program Counter (PC)

       Berisi alamat instruksi yang akan di tampilkan

2. Instruction Register (IR)

    Berisi alamat instruksi terakhir

3. Memory Address Register (MAR)

    Berisi alamat penyimpanan dalam

    memory

4. Memori Buffer Register (MBR)

    Berisi data yang dibaca dari memory 

    atau yang diyliskan ke memori

Data Flow (Instruction Fetch)

Fetch :

• PC contains address of next instruction
• address moved to MAR
• address placed on address bus
• control unit requests memory read
• result placed on data bus, copied to MBR, then to IR
• meanwhile PC incremented by 1 (or more)

Data BUS :

1. Sebagai sarana pengangkut data antara CPU dan komponen  

    pendukungnya.

2. Jumlah Data Bus menyatakan lebar jejak data pada CPU atau jumlah data

    bit instruksi yang mampu diambil persatuan waktu.

3. Data Bus biasanya digunakan sebagai taksonomi dari microprocessor yang

    bersangkutan.

Address BUS :

1.Sebagai sarana pembawa alamat dari microprocessor ke komponen

     pendukungnya.

2. Setiap komponen pendukung didalam sistem komputer harus mempunyai alamat yang UNIQUE.

3. Jumlah dari Address Bus menyatakan jumlah komponen pendukung yang mampu dialamati oleh microprocessor yang bersangkutan.

Control BUS :

Sebagai sarana pembawa signal kontrol antara microprocessor dan peralatan pendukung didalam kesinambungan komunikasi antara bagian pada sistem komputer tersebut.

Control Signal digunakan pada sistem komputer :

Memory Write ( ® )

Memory Read (¬ )

I/O Write ( ®)

I/O Read (¬)

Transfer ACK ( ® )

Bus Request ( ¬ )

Bus Grant ( ® )

Interrupt Request ( ¬ )

Interrupt ACK ( ® )

Reset ( ¬ )

Clock

Sebuah komputer terdiri dari sekumpulan komponen komponen dasar seperti : CPU, memori dan I/O,  yang saling berinteraksi satu dengan yang lainnya.

Kumpulan lintasan lintasan yang saling menghubungkan berbagai modul modul tersebut dikenal dengan nama struktur interkoneksi

Ada 3 Jenis  jenis transfer data seperti berikut ini :

  1. CPU « Memori

  2. CPU « I/O

  3. I/O « Memori (DMA operation)

Selain itu ada 3 jenis Interkoneksi dalam komputer

  1. CPU Interconnection

  2. Memory Interconnection

  3. I/O Interconnection

Bus & Sistem Interkoneksi

a. CPU Interconnection

b. Memory Interconnection

c. I/O  Interconnection

Arsitektur Bus Sistem dalam sebuah komputer

Bus & Sistem Interkoneksi

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 kemacetan (Bottleneck)

Untuk mengatasi permasalahan tersebut maka dibuatlah beberapa arsitektur Bus dasar dengan tujuan untuk meningkatkan effisiensi sistem.

Ada 2 Jenis Teknologi Bus Sistem 

  1. Traditional Bus   : ISA-BUS

  2. High Speed Bus  : PCI-BUS

Traditional Bus (ISA-BUS)

Sifat2:

1.Peripheral High-Speed (network, SCSI, Video, Graphic) dengan

   Peripheral  Low- Speed dikoneksikan pada expansion bus yang sama ,

   sehingga kinerja bus tidak optimal.

2. Beban Bus sistem sangat berat, shg kinerjanya lambat

3. Traditional Bus ini merupakan sistem bus tunggal (Singel bus System)
     yang di populer di terapkan pada jenis IBM-PC : 8088 , era tahun 80 an




Elemen – elemen pada sistem perancangan Bus :

1. Jenis Bus
    Decicated

    Sifat  - Data Bus dan Address Bus memiliki Jalur terpisah
              - Kecepatan transfer data lebih tinggi
              - Rancangan lebih mahal

   Multiplexed
   Sifat   - Jalur Data dan Address dijadikan satu
             - Rancangan Lebih Murah
             - Kecepatan transfer data lebih lambat


2. Metoda arbitrasi

    Terdistribusi

    Tersentralisasi

3. Timing
     Asynchronous
     
4. Lebar Bus
    data

             adress

5. Type data transfer
      Write

           Read

        Read modify write

           Read after write

           Block

BUS - PCI

Peripheral Component Interconnection

Dikeluarkan oleh Intel sebagai public domain

32 atau 64 bit

50 Jalur

Jalur Bus PCI (Optional)

Interrupt lines

  * Not shared

Cache support

64-bit Bus Extension

  * Additional 32 lines

  * Time multiplexed

  * 2 lines to enable devices to agree to use 64-bit transfer

JTAG/Boundary Scan

  * For testing procedures