welcome to my blog: Arsitektur dan Organisasi Komputer (SISTEM MEMORY)

I. SISTEM MEMORY

1. Klasifikasi memory

a. Utama

· RAM (Random Access Memory) adalah sebuah tipe penyimpanan komputer yang isinya dapat diakses dalam waktu yang tetap tidak memperdulikan letak data tersebut dalam memori. Ini berlawanan dengan alat memori urut, seperti tape magnetik, disk dan drum, di mana gerakan mekanikal dari media penyimpanan memaksa komputer untuk mengakses data secara berurutan. Biasanya RAM dapat ditulis dan dibaca, berlawanan dengan memori-baca-saja (read-only-memory, ROM), RAM biasanya digunakan untuk penyimpanan primer (memori utama) dalam komputer untuk digunakan dan mengubah informasi secara aktif, meskipun beberapa alat menggunakan beberapa jenis RAM untuk menyediakan penyimpanan sekunder jangka-panjang. Tetapi ada juga yang berpendapat bahwa ROM merupakan jenis lain dari RAM, karena sifatnya yang sebenarnya juga Random Access seperti halnya SRAM ataupun DRAM. Hanya saja memang proses penulisan pada ROM membutuhkan proses khusus yang tidak semudah dan fleksibel seperti halnya pada SRAM atau DRAM. Selain itu beberapa bagian dari space addres RAM ( memori utama ) dari sebuah sistem yang dipetakan kedalam satu atau dua chip ROM. RAM diakses melalui alamat, semua lokasi yang dapat dialamati dapat diakses secara acak (random) dan membutuhkan waktu akses yang sama tanpa tergantung pada lokasi fisiknya didalam memori. Terdapat dua jenis RAM, static dan dinamik. RAM dinamik tersusun oleh sel-sel yang menyimpan data sebagai muatan Iistrik pada kapasitor. RAM statik menyimpan nilai-nilai biner dengan Menggunakan konfigurasi gerbang logika flipflop.

· CAM (Content Addressable Memory)

Pada CAM, memori diakses berdasarkan isi, bukan alamat. Pencarian data dilakukan secara simultan dan paralel dengan basis isi memori. CAM disebut juga sebagai memori Asosiatif.

· CACHE

Memori utama yang digunakan sistem computer pada awalnya dirasakan masih lambat kerjanya dibandingkan dengan kerja CPU, sehingga perlu dibuat sebuah memori yang dapat membantu kerja memori utama tersebut. Sebagai perbandingan waktu akses memori cache lebih cepat 5 sampai 10 kali dibandingkan memori utama.

Prinsip kerja

Cache berisi salinan sebagian isi memori utama. Padasaat CPU membaca sebuah word memory, maka dilakukan pemeriksaan untuk mengetahui apakah word tersebut berada di cache. Jika word memori terdapat di cache, maka akan dikirimkan ke CPU yang dikenal sebagai proses HIT. Sedangkan bila tidak ada, maka blok memori utama yang terdiri dari sejumlah word tetap akan diletakan/dicopikan di cache yang dikenal sebagai proses MISS dan selanjutnya dikirimkan ke CPU.

b. Implementasi memori utama

· Memori Stack

Memori Stack merupakan struktur data tidak tetap yang digunakan untuk menyimpan alamat kembali dan parameter yang dilalui dalam subroutine call dan return, memanipulasi alamat serta operasi aritmatika.

Pada gambar diatas, perintah PUSH berguna untuk memanipulasi data pada stack.

· Memori Modular

Dalam memori modular, RAM dipisah menjadi modul-modul yang berbeda, yaitu MAR dan MBR. Penggunaan memori modular biasanya pada system dengan prosesor pipeline dan prosesor array.

· Memori Virtual

Prinsip dasar kemampuan untuk penyimpanan logikal lebih besar daripada ruang penyimpanan riil.

c. Memori pembantu (auxiliary memory)

Bersifat non-volatile, yaitu jika tidak ada listrik, maka isi memori tidak hilang. Tidak mempengaruhi langsung fungsi CPU.

· Pita Magnetik

Ø Merupakan suatu lajur plastik tipis, lebar 1/2 inci, yang dilapisi dengan perekaman magnetik.

Ø Biasa terbagi menjadi 7/9 track searah panjang pita

Ø Kerapatan rekaman (bpi) yaitu 800, 1600, dan 6250 bpi.

Ø Terdapat satu bit paritas untuk pendeteksian kesalahan. Merupakan sistem SAM (Sequential Access Memory) yaitu data ditulis sesuai urutan pemunculannya.

· Disk Magnetik

Ø Merupakan sebuah lembaran datar (platter)

Ø Terdiri atas : sebuah disk drive, sebuah kendali disk (interface), dan satu atau lebih disk (platter).

Ø Proses penulisan ke disk yaitu disk drive akan menimbulkan kemagnetan pada titik di atas permukaan disk yang secara langsung di bawah head.

Ø Proses pembacaan dan disk, head diatur agar dapat mendeteksi perubahan arah kernagnetan.

Ø Terbagi secara logikal dikenal sebagai organisasi disk yaitu:

a. Track : Sejumlah lingkaran yang konsentris

b. Sektor : Pembagian permukaan disk secara belahan yang mempunyal ukuran yang sama.

c. Silinder : Dibentuk oleh track-track yang ber hubungan pada setiap permukaan.

· Floppy disk

Ø Merupakan lembaran datar yang tipis dan fleksibel.

Ø Hampir sama dengan harddisk, tetapi kapasitas penyimpanan lebih rendah.

d. Organisasi Disk

RAID (Redundancy Array of Independent Disk) merupakan organisasi disk memori yang mampu menangani beberapa disk dengan sistem akses parallel dan redudans ditambahkan untuk meningkatkan reliabilitas. Kerja paralel menghasilkan resultan kecepatan disk yang lebih cepat. Teknologi database sangat penting dalam model disk ini karena pengontrol disk harus mendistribusikan data pada sejumlah disk dan juga membacaan kembali

Karakteristik umum disk RAID

· RAID adalah sekumpulan disk drive yang dianggap sebagai system tunggal disk.

· Data didistribusikan ke drive fisik array.

· Kapasitas redudant disk digunakan untuk menyimpan informasi paritas yang menjamin recoveribility data ketika terjadi masalah atau kegagalan disk.

Sistem Input/Output

Salah satu fitur dasar komputer adalah kemampuannya untuk mempertukarkan data dengan perangkat lain. Kemampuan komunikasi ini memungkinkan operator manusia, misalnya, untuk menggunakan keyboard dan layer display untuk mengolah teks dan grafik. Manusia mengembangkan penggunaan komputer untuk berkomunikasi dengan komputer lain melalui internet dan mengakses informasi di seluruh dunia. Dalam aplikasi lain, komputer tidak begitu tampak tetapi sama pentingnya. Komputer menjadi bagian integral pada alatalat rumah tangga, peralatan manufacturing, sistem transportasi, perbankan dan terminal pointofsale. Dalam aplikasi semacam itu, input ke suatu komputer dapat berasal dari sensor switch, kamera digital, mikrofon, atau alarm kebakaran. Output dapat berupa sinyal suara yang dikirim ke speaker atau perintah yang dikodekan secara digital untuk mengubah kecepatan motor, membuka katup, atau menyebabkan suatu robot bergerak dengan cara tertentu. Singkatnya, generalpurpose komputer harus memiliki kemampuan untuk mempertukarkan informasi dengan sejumlah perangkat dalam lingkungan yang bervariasi.

a. MODUL DAN FUNGSI MODUL I/O

· Modul I/O

1. Interface dengan CPU dan memori

2. Interface ke satu atau lebih peripheral

· Fungs iModul I/O :

1. Control danTiming

2. Komunikasi CPU

3. Device untuk komunikasi

4. Data Buffering

5. Deteksi Error

b. LANGKAH-LANGKAH PENANGANAN I/O

1. CPU mengecek staus modu lI/O Device

2. I/O module mengirimkan statusnya

3. Jika ready, CPU meminta transfer data

4. I/O modul mengambil data dari device

5. I/O modu transfer data keCPU dalam variasi output yang di inginakan

c. METODE PENGAKSESAN SISTEM I/O

1. MemoriMapped I/O

2. I/O Mapped I/O

d. METODE OPERASI SISTEM I/O

1. I/O Terprogram

2. I/O Instruksi(Demand Driven)

3. Direct Memory Access (DMA)

e. TRANSFER DATA PADA SISTEM I/O

· Format Transfer

Ø Paralel : semua bit pada karakter dikirim secara bersamaan dalam batas waktu tranmisi tertentu

Ø Serial : data dikirm secara berurutan dalam satu baris komunikasi tunggal, antara pengirim dan penerima harus membagi batas waktu pengiriman karakter menjadi beberapa sub interval pengiriman

Transfer paralel lebih cepat karena memiliki saluran tranmisi yang banyak, tapi tidak bisa diterapkan pada jarak yang terlalu panjang, karena dapat terjadi interfensi antar saluran

· Mode Transfer

Ø Synchronous : Kecepatan piranti I/0 yang bervariasi sedang data yang dikirim secar serial dan bergantian dalam periode yang sudah diterapkan, maka kecepatan transfer di set pada piranti I/O dengan kecepatan rendah

Ø Asynchronous : Proses back and forth dalam meneruskan sinyal kendali dari pengirim ke penerima

f. INTERFACING I/O

· Suatu alat yang digunakan untuk menghubungkan suatu piranati dengan CPU melalui BUS

· FungsiUmum: Mensinkronkan data transfer antara CPU dan piranti I/O

Fungsi Detail :

1. Penyedia status piranti I/O bagi CPU

2. Memiliki kemampuan interupsi / DMA

3. Mampu mentransferin struksi CPU kepiranti

4. Mampu berfungsi sebagai buffer storage data transfer

5. Mampu melakukan pengujian kesamaan data

6. Mampu mendecode dan mengencode data

7. Memilik ifasilita skhusus: Konvers data parallel keserial, Encoding karakter F1, F2 BACKSPACE, DELETE dan lain-lain