3 Top Level View of Computer

(1)

REVIEW

(2)

Sebutkan 4 komponen utama dalam

general purpose komputer

• _CPU

• _Memori

• _Input-Output

(3)

Jelaskan efek dari perkembangan

teknologi IC

• _{Meningkatkan kecepatan prosesor}

– _{Ukuran gerbang logika (IC) yang lebih kecil}

• _{Lebih banyak gate, dikemas lebih rapat, menambah}

clock rate

• _{Waktu propagasi untuk sinyal berkurang} • _{Menambah ukuran dan kecepatan cache}

– _{Diperuntuk bagi prosesor}

• _{Waktu akses cache turun secara signifikan} • _{Perubahan organisasi dan arsitektur prosesor}

(4)

Jelaskan tentang hukum Moore?

• _{Meningkatkan kerapatan komponen dalam chip}

• _{Jumlah transistors/chip meningkat 2 x lipat per tahun} • _{Sejak 1970 pengembangan agak lambat}

Jumlah transistors 2 x lipat setiap 18 bulan

• _{Harga suatu chip tetap / hampir tidak berubah}

• _{Kerapatan tinggi berarti jalur pendek, menghasilkan kinerja}

(5)

Jelaskan tentang karakterisitik dari

“family” komputer

– _{Sama atau identik} _ _Instruksinya – _{Sama atau identik} _ _O/S

– _{Bertambahnya kecepatan}

(6)

3/12/2014

Top Level View Of Computer

Function and Interconnection

(7)

MATERI

• _{Komponen Komputer}

• _{Fungsi Komputer}

• _{Hubungan antar struktur}

• _{Sistem Bus}

(8)

KONSEP

• _{Komputer terdiri dari komponen CPU, IO dan} Memory

• _{Komponen saling berhubungan}

(9)

KONSEP

• _{Pemrograman (hardware) merupakan} _proses

penghu-bungan berbagai komponen logik pada konfigurasi yang diinginkan untuk membentuk operasi aritmatik dan logik pada data tertentu

• _{Hardwired program} _{tidak flexibel}

• _{General purpose hardware} _{dapat mengerjakan}

berbagai macam tugas tergantung sinyal kontrol

yang diberikan

(10)

Program ?

• _{Adalah suatu} _deretan _{langkah-langkah}

• _{Pada setiap langkah,} _{dikerjakan suatu operasi}

arithmetic atau logical

• _{Pada setiap operasi, diperlukan} _sejumlah

(11)

Fungsi Control Unit

• _{Untuk setiap operasi disediakan kode yang} unik

– _{Contoh: ADD, MOVE}

• _{Bagian hardware tertentu menerima kode}

tersebut kemudian menghasilkan sinyal-sinyal kendali

(12)

Komponen yang diperlukan

• _{Control Unit} _(CU) _dan _{Arithmetic and Logic Unit}

(ALU) membentuk Central Processing Unit (CPU)

• _{Data dan instruksi harus diberikan ke sistem dan}

dikeluarkan dari sistem

– _Input/output

(13)

Fungsi Komputer

• _{Fungsi Komputer} _ _{Menjalankan program}

yang terdiri dari kumpulan instruksi yang disimpan dalam memori

• _Prosesor _ _{mengeksekusi instruksi yang}

(14)

(15)

Siklus Instruksi

• _{Two steps:}

(16)

Fetch Cycle

• _{Program Counter (PC) berisi address instruksi berikutnya yang akan}

diambil

• _{Processor mengambil instruksi dari memory pada lokasi yang ditunjuk}

oleh PC

• _{Naikkan PC}

– _{Kecuali ada perintah tertentu}

• _{Instruksi dimasukkan ke Instruction Register (IR)}

(17)

Execute Cycle

• _{Processor-memory}

– _{Transfer data antara CPU dengan main memory} • _{Processor I/O}

– _{Transfer data antara CPU dengan I/O module} • _{Data processing}

– _{Operasi arithmetic dan logical pada data tertentu} • _Control

– _{Mengubah urutan operasi} – _{Contoh: jump}

(18)

(19)

(20)

Interrupt

• _{Suatu mekanisme yang disediakan bagi modul-modul lain (mis. I/O) untuk}

dapat meng-interupsi operasi normal CPU

• _Program

– _{Misal: overflow, division by zero} • _Timer

– _{Dihasilkan oleh internal processor timer} – _{Digunakan dalam pre-emptive multi-tasking} • _I/O

(21)

(22)

(23)

(24)

Siklus Interupsi

• _{Ditambahkan ke instruction cycle}

• _{Processor memeriksa adanya interrupt} – _{Diberitahukan lewat interrupt signal}

• _{Jika tidak ada interrupt, fetch next instruction} • _{Jika ada interrupt:}

– _{Tunda eksekusi dari program saat itu} – _Simpan _context

(25)

Multiple Interrupts

• _{Disable interrupts}

– _{Processor akan mengabaikan interrupt berikutnya}

– _{Interrupts tetap akan diperiksa setelah interrupt ynag}

pertama selesai dilayani

– _{Interrupts ditangani dalam urutan sesuai datangnya} • _{Define priorities}

– _{Low priority interrupts dapat di interrupt oleh higher}

priority interrupts

– _{Setelah higher priority interrupt selesai dilayani, akan}

(26)

(27)

(28)

Koneksi

• _{Semua unit harus tersambung}

• _{Unit yang beda memiliki sambungan yang} beda

– _Memory

(29)

Koneksi Memori

• _{Menerima dan mengirim data}

• _{Menerima addresses}

• _{Menerima sinyal kendali}

(30)

Koneksi Input/Output

• _{Serupa dengan sambungan memori}

• _Output

(31)

Sambungan Input/Output

• _{Menerima sinyal kendali dari computer}

• _{Mengirimkan sinyal kendali ke peripherals}

– _{Contoh: spin disk}

• _{Menerima address dari computer}

– _{Contoh: nomor port}

(32)

CPU Connection

• _{Membaca instruksi dan data}

• _{Menuliskan data (setelah diproses)}

• _{Mengirimkan sinyal kendali ke unit-unit lain}

(33)

Bus

• _{Ada beberapa kemungkinan interkoneksi} sistem

• _{Yang biasa dipakai: Single Bus dan multiple} BUS

• _{PC: Control/Address/Data bus}

(34)

Apa itu Bus?

• _{Jalur komunikasi yang menghubungkan} beberapa device

• _{Biasanya menggunakan cara broadcast}

• _{Seringkali dikelompokkan}

(35)

Data Bus

• _{Membawa data}

– _{Tidak dibedakan antara “data” dan “instruksi”} • _{Lebar jalur menentukan performance}

(36)

Address bus

• _{Menentukan asal atau tujuan dari data}

• _{Misalkan CPU perlu membaca instruksi (data)} dari memori pada lokasi tertentu

(37)

Control Bus

• _{Informasi kendali dan timing}

– _{Sinyal read/write memory (MRD/MWR)} – _{Interrupt request (IRQ)}

(38)

(39)

Bentuk Fisik

• _{Bagaimana bentuk fisik bus?}

– _{Jalur-jalur parallel PCB} – _{Ribbon cables}

– _{Strip connectors pada mother boards}

• _{contoh PCI}

(40)

Problem pada Single Bus

• _{Banyak devices pada bus tunggal} menyebabkan:

– _{Propagation delays}

• _{Jalur data yg panjang berarti memerlukan koordinasi}

pemakaian shg berpengaruh pada performance

(41)

(42)

(43)

Jenis Bus

• _Dedicated

– _{Jalur data & address terpisah} • _Multiplexed

– _{Jalur bersama}

– _{Address dan data pada saat yg beda} – _{Keuntungan – jalur sedikit}

– _Kerugian

(44)

Arbitrasi Bus

• _{Beberapa modul mengendalikan bus}

• _{contoh CPU dan DMA controller}

• _{Setiap saat hanya satu modul yg} mengendalikan

(45)

Arbitrasi Centralised

• _{Ada satu hardware device yg mengendalikan} akses bus

– _{Bus Controller} – _Arbitrer

(46)

Arbitrasi Distributed

• _{Setiap module dapat meng-klaim bus}

(47)

Timing

• _{Koordinasi event pada bus}

• _Synchronous

– _{Event ditentukan oleh sinyal clock} – _{Control Bus termasuk jalur clock}

– _{Siklus bus ( bus cycle) transmisi 1 ke 0} – _{Semua devices dpt membaca jakur clock}

– _{Biasanya sinkronisasi terjadi pada tepi naik (leading}

(48)

(49)

(50)

Bus PCI

• _{Peripheral Component Interconnection}

• _{Dikeluarkan oleh Intel sebagai public domain}

• _{32 atau 64 bit}

(51)

Jalur pada Bus PCI (yg harus)

• _{Jalur System}

– _{clock and reset} • _{Address & Data}

– _{32 jalur multiplex address/data} – _{Jalur validasi}

• _{Interface Control} • _Arbitrasi

– _{Not shared}

(52)

Jalur Bus PCI (Optional)

• _{Interrupt lines} – _{Not shared} • _{Cache support}

• _{64-bit Bus Extension} – _{Additional 32 lines} – _{Time multiplexed}

(53)

Command pada PCI

• _{Transaksi antara initiator (master) dg target}

• _{Master pegang kendali bus}

• _{Master menentukan jenis transaksi}

– _{Misal I/O read/write} • _{Fase Address}

(54)

(55)

(56)

Internet Resource

• _{www.pcguide.com/ref/mbsys/buses/}

(57)

Tugas

• _{Buatlah kelompok}

– _{Bagi 1 kelas dalam 10 kelompok}

(58)

Kel 1 1.1 dan 1.2 Kel 6 3.3 dan 3.4

Kel 2 2.1 dan 2.2 Kel 7 3.5 dan 3.6

Kel 3 2.3. dan 2.4 Kel 8 14.1 dan 14.2