PERTEMUAN - II
Skema Dasar Sistem Komputer
& Perangkat Lunak
A. PERANGKAT KERAS (HARDWARE)
1. Pemroses (Processor)
2. Memori Utama (Main Memory)
3. Perangkat masukan dan keluaran (device I/O)
4. Interkoneksi antar komponen (user interface, device controler)
Adalah komponen fisik komputer yang terdiri dari rangkaian elektronika dan peralatan mekanis lainnya. Pada abtraksi tingkat atas terdiri dari empat komponen, yaitu :
Skema Dasar Sistem Komputer
Chipset
Chipset merupakan kumpulan IC yg mengkoordinasikan hubungan atau kerja antar berbagai komponen di motherboard.
Biasanya terdapat 2 chipset di Motherboard, yaitu notrhbridge & southbridge.
Chipset Northbridge menghubungkan komponen seperti CPU/Processor, RAM (Memori) & VGA (Kartu grafik), sedangkan southbridge menghubungkan beberapa komponen seperti PCI, Ethernet, USB, Audio dan lainnya yang biasanya lebih lambat.
Skema Dasar Sistem Komputer
Sumber Daya Keras (Perangkat Keras ) terdiri atas : a) Pemroses
Komponen komputer yg bertugas utk mengolah data &
melaksanakan berbagai perintah.
• Bagian ALU (Aritmatic Logic Unit) utk komputasi, berupa operasi2 aritmatika & logika.
• Bagian CU (Control Unit) utk pengendalian operasi yg dilaksanakan sistem komputer
Pemroses terdiri dari :
• Register2, membantu pelaksanaan operasi & sbg tempat operan2 dari operasi yg dilakukan
Register tsb :
Register yang terlihat pemakai
1. Register Data (register utk menampung nilai)
2. Register Alamat (utk keperluan pengalamatan) contoh : Indeks Register, Segment pointer register, stack pointer register
Register untuk Kendali & Status (Register ini mengendalikan operasi pemroses), terdiri dari :
1. Register utk alamat & buffer (MAR, MBR, I/O AR, I/O BR).
2. Register utk eksekusi instruksi (PC, IR)
3. Register utk informasi status (PSW) berisi sign, zero Carry, Equal, Overflow, interupt enable/disable, supervisor
• MAR (Memory Address Register) mencatat alamat memory yg akan diakses (baik yg akan ditulisi maupun dibaca).
• MBR (Memory Buffer Register) menampung data yg akan dituliskan ke memori yg alamatnya ditunjuk MAR atau utk menampung data dari memori (yg alamatnya ditunjuk oleh MAR) yg akan dibaca.
• I/O AR (Address Register) mencatat alamat port I/O yg akan diakses (baik akan ditulisi maupun dibaca).
• I/O BR (Buffer Register) menampung data yg akan dituliskan ke port yg alamatnya ditunjuk I/O AR atau utk menampung data dari port (yang alamatnya ditunjuk oleh I/O AR) yg akan dibaca.
Register utk alamat & buffer
• PC (Program Counter) menyimpan alamat lokasi main memory yg berisi instruksi yg sedang diproses.
Selama proses berlangsung, isi PC diubah menjadi alamat main memory yg berisikan instruksi berikutnya yg akan diproses. Hal ini memungkinkan utk melacak jejak instruksi selanjutnya di main memory.
• IR (Instruction Register) menyimpan instruksi yg sedang diproses
Register utk eksekusi instruksi
• Sign : Flag ini mencatat tanda yg dihasilkan operasi yg sebelumnya dijalankan
• Zero : Flag ini mencatat apakah operasi sebelumnya menghasilkan nilai nol
• Carry : Flag ini mencatat apakah dihasilkan carry (kondisi dimana operasi penjumlahan/perkalian menghasilkan bawaan yg tdk dpt ditampung register akumulator)
• Equal : Flag ini mencatat apakah operasi menghasilkan kondisi sama dg ( = )
• Interupt enable/disable : Flag ini mencatat apakah interrupt sedang dpt diaktifkan atau tidak
• Supervisor : Flag ini mencatat mode eksekusi yg dilaksanakan, yaitu mode supervisor atau bukan. Pada mode supervisor maka seluruh instruksi dpt dilaksanakan sedang utk mode bukan mode supervisor (mode user) maka beberapa instruksi kritis tdk dpt diaktifkan.
Register utk informasi status (PSW / Program Status Word)
• Register
• Memori case (Chace Memory)
• Memori kerja (Main Memory)
• Disk Magnetik (Magnetic Disk)
• Disk Optik (Optical Disk)
• Tape Magnetik (Magnetic Tape) b) Memori
Memori berfungsi tempat menyimpanan data dan program.
Terdapat beberapa tipe memori :
• Register berada di dlm prosesor dg jml yg sangat terbatas yg berfungsi sbg tempat perhitungan / komputasi data
• Cache memory menyimpan data sementara. Cara ini dimaksudkan utk meningkatkan transfer data dg menyimpan data yg pernah diakses pd cache tsb, sehingga apabila ada data yg ingin diakses adalah data yg sama maka akses akan dpt dilakukan lebih cepat
Setiap kali pemroses melakukan eksekusi adanya lalu lintas data dg memory utama, maka diimplementasikan adanya konsep Chace memory, menanggulangi kelambatan proses.
• Main memory, bersifat volatile, tdk dpt mempertahankan data
& program yg disimpan bila sumber daya energi (listrik) dihentikan
Juga pd memori utama dg peralatan masukan/keluaran saling berhubungan, maka diimplementasikan adanya konsep penampung sementara yg akan dikirim ke perangkat masukan/keluaran berupa Buffering.
• Magnetic disk berbentuk piringan & pada permukaannya dilapisi dg bahan kimia yg disebut dg ironoxide
• Optical disk, data direkam di optical disk dg cara “membakar”
titik kecil di lapisan permukaan disk dg menggunakan sinar laser.
• Magnetic tape
1. Kecepatan Akses
2. Hubungan Kapasitas
3. Hubungan Frekwensi Pengaksesan 4. Hubungan Harga
Menurut urutan dari atas ke bawah dpt diukur hirarki dlm hal :
1. Komponen mekanik adalah perangkat itu sendiri
2. Komponen elektronik yaitu pengendali perangkat berupa chip controller.
Perangkat masukan/keluaran terdiri dua bagian, yaitu : c) Perangkat Masukan/Keluaran
• Pengerak alat (Device Controller) Perangkat yg digunakan utk mengendalikan peralatan tambahan di suatu sistem komputer (disk drive, audio device, dan video display)
• Pekerja alat (Device Driver) komponen perangkat lunak yg mengizinkan sebuah sistem komputer utk berkomunikasi dg sebuah perangkat keras
Pengendalian perangkat (Device Adapter)
Terdapat dua macam pengendali alat :
Struktur I/O
1. I/O Interrupt I/O Device kec rendah
2. Struktur DMA I/O Device kec Tinggi DMA dibagi menjadi Third Party DMA & First Party DMA
Proses yg terjadi pd modul I/O melibatkan CPU secara langsung.
Karena proses yang terjadi pada modul I/O masih melibatkan CPU secara langsung, berimplikasi pada :
-Kelajuan transfer I/O yg tergantung kecepatan operasi CPU
-Kerja CPU terganggu karena adanya interupsi secara langsung
1. I/O Interrupt I/O Device kec rendah
2. Struktur DMA I/O Device kec Tinggi DMA dibagi menjadi : Third Party DMA dan First Party DMA
• Melaksanakan transfer data secara mandiri
• CPU akan mendelegasikan kerja I/O kpd DMA
• CPU hanya akan terlibat pd awal proses utk memberikan instruksi lengkap pd DMA & akhir proses saja
• CPU dpt menjalankan proses lainnya tanpa banyak terganggu dgn interupsi
Prinsip kerja DMA Direct Memory Access
1. Bus alamat (address bus), satu arah. 16, 20, 24 jalur 2. Bus data (data bus), dua arah. 8,16, 32 jalur
3. Bus kendali (control bus), dua arah. 4-10 jalur signal bus kendali
antara lain: Memori read, memori write, I/O read, I/O write
Interkoneksi antar komponen disebut galur/jalur (bus) yg terdapat pada mainboard, bus terdiri dari tiga macam : d) Interkoneksi antar Komponen
Mekanisme pembacaan :
Utk membaca data suatu alokasi memori, CPU mengirim alamat memori yg dikehendaki melalui bus alamat kemudian mengirim sinyal memory read pd bus kendali.
Sinyal memory read memerintahkan ke perangkat memori utk mengeluarkan data pd lokasi tsb ke bus data agar dibaca CPU.
Interkoneksi antar komponen membentuk jenis koneksitas yg populer antara lain ISA, VESA, PCI, AGP.
Tingkatan Konsep Komputer a. Diagram blok ( tertinggi )
b. Arsitektur
c. Transfer register d. Rangkaian saklar
e. Elektronika ( terendah )
a. Tingkat Konsep Elektronika
Bentuk komputer terdiri atas sejumlah rangkaian komponen elektronika ditambah dg komponen mekanika, magnetika &
optikal.
b. Tingkat Konsep Rangkaian Saklar
Sudah dpt terlihat rangkaian elektronika yg sesungguhnya, yg membentuk banyak saklar yg tersusun secara paralel &
membentuk sekelompok saklar. (terhubung & terputus).
c. Tingkat Konsep Transfer Register
Berbagai kelompok sakelar di dlm komputer membentuk sejumlah register (Logika, aritmatika, akumulator, indeks, adress register dll)
d. Tingkat Konsep Arsitektur
Sejumlah register tersusun dlm suatu arsitektur tertentu.
Prosesor, memory & satuan komponen lainnya terhubung melalui galur (bus) penghubung
e. Tingkat Konsep Diagram Blok
Arsitektur komputer atau sistem komputer dpt dipetak- petakan ke dlm sejumlah blok (masukan, blok satuan, prosesor pusat, memori dll)
• Tingkat konsep diagram blok, berlangsung sebagai lalu lintas informasi di dlm & diantara blok pada sistem komputer
Kerja komputer
Kerja komputer pada tingkat konsep, antara lain :
• Tingkat transfer register, kerja komputer berlangsung melalui pemindahan rincian informasi di antara register.
• Tingkat konsep saklar, kerja komputer berlangsung dlm bentuk terputus & terhubungnya berbagai saklar eletronika di dlm sistem komputer.
• Sekelompok satuan data direkam ke dalam alat perekaman dalam bentuk berkas data.
• Tataolah direkam ke dlm alat perekam & membentuk berkas tataolah
Kerja komputer pada rekaman
• Merupakan komponen non fisik berupa kumpulan program beserta struktur datanya.
• Program adalah Sekumpulan instruksi yang disusun sedemikian rupa untuk dapat menyelesaikan masalah- masalah tertentu sesuai dengan kebutuhan.
B. PERANGKAT LUNAK (SOFTWARE)
Program Aplikasi dan berkas data
Sistem Utilitas Sistem Bahasa
OPERATING SYSTEM
Pengaturan
Memory Pengaturan
sistem file Pengaturan
Peralatan IO Pengaturan
Prosesor
Perangkat Keras
Susunan Hirarki Perangkat Lunak
Siklus Instruksi
a. mengambil instruksi (instruction fetch)
b. mengeksekusi instruksi (instruction execution)
Untuk memproses instruksi dilakukan melalui 2 tahap :
• Interrupt suatu signal dari peralatan luar penyebab Interrupt adalah Program (Division By Zero) dan Timer (Quantum pada Round Robin)
• Trap Software Generated Interrupt yg disebabkan oleh kesalahan atau karena permintaan user
Siklus Instruksi
