CHAPTER 3
Arsitektur dan Organisasi Komputer
oleh Kelompok 1
Universitas Pendidikan Indonesia
Anggota
Aghnaina Tri Ismahani 2205724
Daffa Faiq M.S 2201553
Harfi Sani R 2203431
Ilham Zam Adi W 2203483
Yudi Pratama Putra 2201306
Computer
Architecture
Pada dasarnya hampir semua komputer kontemporer didasarkan
pada arsitektur von Neumann
Von Nouman
Konsep von
Neumann Architecture
Data dan instruksi disimpan dalam satu read-write memory.Isi memori ini dapat dialamatkan berdasarkan lokasi, tanpa
memperhatikan jenis data yang terkandung di dalamnya
Eksekusi terjadi secara berurutan dari satu instruksi ke instruksi berikutnya (kecuali jika
dimodifikasi secara eksplisit).
Mengapa van Noumen
Alasan di balik konsep van Noumen adalah karena adanya kumpulan logika dasar
yang dapat digabungkan untuk
menyimpan data biner dan melakukan operasi aritmatika serta logika pada data
tersebut dalam bentuk pemrograman.
Program tersebut dihasilkan dalam bentuk
hardware yang tertanam suatu program.
Langkah Pemrosesan Data
Computer
Components
Central Processing Unit berupa penerjemah instruksi dan modul fungsiaritmatika dan logika
CPU
Modul yang digunakan untuk menerima data dalam
beberapa bentuk dan mengubahnya menjadi bentuk sinyal internal yang dapat digunakan oleh sistem.
I/O Component
Tempat penyimpanan data dan instruksi yang sedang digunakan oleh CPU, biasanya menggunakan 2 register
internal yaitu MAR (memory address register) dan MBR (Memory buffer register)
Memory / Main Memory
Computer
Function
Fungsi Dasar
Mengeksekusi sebuah program, yang terdiri dari kumpulan instruksi yang disimpan di
dalam memori dan prosesor akan
mengeksekusi instruksi secara berurutan
Instruction Cycle
Instruction Fetch and Execute
Program Counter (PC)
Menyimpan alamat memori dari instruksi selanjutnya
Instruction Register (IR))
Menyimpan instruksi yang akan dieksekusi
Accumulator (AC)
Penyimpanan sementara
Instruction Fetch and
Execute
Instruction Fetch and
Execute
Instruction Fetch and
Execute
Instruction Fetch and
Execute
Instruction Fetch and
Execute
Instruction Fetch and
Execute
Instruction Fetch and
Execute
Interrupts
Mekanisme dari suatu modul I/O atau memory
untuk mengganggu proses kerja prosesor
Interupts
Program
Dihasilkan dari akibat eksekusi instruksi, seperti
pembagian nol, overflow aritmatika, dan upaya
instruksi ilegal.
Timer
Dihasilkan oleh timer prosesor. Biasanya untuk menjalankan fungsi secara
teratur
I/O
Dihasilkan dari I/O controller, untuk sinyal
penyelesaian normal operasi, layanan
permintaan dari prosesor, dll
Kegagalan Hardware Dihasilkan dari kegagalan,
seperti kegagalan daya atau kesalahan memory
Fungsi I/O Interupts
Sebuah modul I/O seperti disk controller dapat bertukar data langsung
dengan prosesor
Instruksi dapat langsung terjadi antara I/O dengan prosesor seperti memory
pada prosesor.
Urutan instruksi dapat terjadi karena instruksi I/O
DMA(Direct Memory Acces) :operasi baca tulis
modul I/O ke memory tanpa melibatkan prosesor
Interconnection structures
interkoneksi struktur adalah kumpulan jalur yang menghubungkan berbagai
modul. Struktur ini dapat berupa bus dan jaringan. Berikut penjelasan dari
tiga tipe dasar modul :
1. Pengertian
Memori merupakan
tempat penyimpanan dari intruksi dan data dalam
bentuk bilangan biner.
Memori komputer terdiri dari kata dengan panjang
yang sama. Contohnya 16bit, 32 bit dan
seterusnya
Pengertian
pada memori setiap kata diberi alamat numerik yang unik. agar memori dapat terbaca dan tertulis
maka di perlukan sinyal yang biasa disebut write
dan read.
Memori
1.
2. Modul I / 0
Yaitu komponen yang menghubungkan antara memori dan CPU, dengan
perangkat eksternal.
Modul ini memiliki beberapa fungsi yaitu, mengatur status, transfer
data dan kontrol antara sistem pusat dengan dengan lingkungan luar
Pengertian
Modul ini secara
fungsional hampir mirip dengan memori, yaitu memiliki 2 operasi : baca
dan tulis. Selain itu
komponen ini juga dapat memberikan sinyal
interrupt ke prosessor.
Prosesor adalah sebuah sirkuit yang terdari dari beberapa elemen, contoh nya seperti Unit Aritmatika
dan logika (ALU), unit kontrol, register, dan bus.
elemen ini yang
bertanggung jawab untuk melakukan perhitungan
dan pengolahan data
3. Prosessor
prosessor membaca intruksi dan data, lalu
menulis data dan
setelahnya memproses.
berikut beberapa contoh jenis transfer data
cara kerja
memori ke prosessor :prosessor membaca sebuah instruksi atau unit data dari memori.
1.
I/O ke prosessor : prosessor membaca data dari sebuah perangkat I/O .
2.
Bus adalah lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih komponen dasar. Bus merupakan media transmisi yang
digunakan bersama oleh sejumlah perangkat yang dihubungkan padanya. Diperlukan aturan main agar tidak terjadi tabrakan data atau kerusakan data yang ditransmisikan. Walaupun digunakan bersama namun dalam satu waktu hanya ada sebuah perangkat yang dapat menggunakan bus.
Bus
Bus Interconnection
Cara Kerja Diagram
CPU mengambil instruksi dari memori.
1.
CPU mengeksekusi instruksi.
2.
CPU menyimpan hasil instruksi di memori.
3.
CPU mengirim data ke perangkat I/O.
4.
CPU menerima data dari perangkat I/O.
5.
Control Lines: Jalur kontrol membawa sinyal yang memberitahu komponen lain apa yang harus dilakukan. Contohnya, jalur
kontrol dapat memberitahu memori untuk membaca data atau CPU untuk menulis data.
Address Lines: Jalur alamat membawa alamat data yang ingin dibaca atau ditulis oleh CPU.
Data Lines: Jalur data membawa data yang dibaca atau ditulis oleh CPU.
Lintasan bagi perpindahan data antar modul. Jumlah saluran terkait dengan panjang word,
misalnya 8, 16, 32 saluran dengan tujuan agar mentransfer word dalam sekali waktu, contoh
bus data terdiri dari atas 8 saluran sehingga dalam satu waktu dapat mentransfer data 8
bit. Jumlah sakuran dalam bus data dikatakan lebar bus, dengan
satuan bit, misal lebar bus 16 bit.
Saluran Data
Struktur bus terdiri atas beberapa saluran.
digunakan untuk
menspesifikasi sumber dan tujuan data pada bus data.
Saluran ini digunakan untuk mengirim alamat word pada memori yang akan diakses CPU. Juga digunakan untuk
saluran alamat perangkat modul computer saat CPU
mengakses suatu modul.
Saluran Alamat
digunakan untuk mengotrol 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
control terdiri dari atas sinyal pewaktuan yang menandakan validitas data dan alamat, dan sinyal-sinyal perintah berfungsi
membentuk suatu operasi.
Saluran Kontrol
PCI
PCI atau Peripheral Component Interconnect merupakan suatu standar bus yang digunakan dalam komputer untuk menghubungkan perangkat keras seperti grafik card, connection card dll ke motherboard.
Pengertian
Konfigurasi
> Switch
Mengatur perpindahan aliran beberapa PLCe
> PCIe endpoint
Sebuah I/O device atau controller yang mengimplementasikan PLCe, switch Digabit Ethernet, grafis atau video controller, antarmuka disk, atau pengendali komunikasi.
> Legacy endpoint
Memungkinkan sebuah endpoint yang bermigrasi ke PLCe melakukan perilaku yang diwarisi dari PCI
> PCIe/PCI bridge
Memungkinkan perangkat PCI yang lebih tua untuk dihubungkan ke sistem berbasis PCIe
Lapisan Protokol PCIe
> Layer Fisik
Terdiri dari kabel yang membawa sinyal, serta sirkuit dan logika unutk mendukung fitur tambahan yang diperlukan dalam transmisi dan penerimaan
> Data Link
Bertanggung jawab untuk transmisi yang handal dan kontrol aliran. Paket data yang dihasilkan dan dikonsumsi oleh DLL disebut Data Link Paket Layer (DLLPs)
> Transmisi
Menghasilkan dan mengkonsumsi paket data yang digunakan untuk menerapkan mekanisme transfer data load/store dan juga mengelola kontrol aliran dari paket tersebut antara dua komponen pada link. Paket data yang dihasilkan dan dikonsumsi oleh TL disebut Transaksi Layer (TLP)
Jenis-Jenis
PIN
A. Pin 1-16: Ground (GND)
Ini adalah pin ground yang digunakan untuk memberikan referensi ground atau tanah untuk sinyal-sinyal yang ada di dalam bus PCI.
B. Pin 17: 3.3V
Ini adalah pin yang menyediakan daya listrik 3.3 volt untuk perangkat yang terhubung ke slot PCI.
C. Pin 18-64: PCI Data Bus
Ini adalah pin-pins yang membentuk bus data PCI. Di slot 32-bit, ini terdiri dari 32 jalur data (data lines) yang digunakan untuk mentransfer data antara perangkat tambahan dan motherboard.
D. Pin 65-98: PCI Address Bus
Ini adalah pin-pins yang membentuk bus alamat PCI. Di slot 32-bit, ini terdiri dari 32 jalur alamat (address lines) yang digunakan untuk mengidentifikasi lokasi memori atau port I/O yang dituju.
E. Pin 99: 5V
Ini adalah pin yang menyediakan daya listrik 5 volt untuk perangkat yang terhubung ke slot PCI. Ini adalah daya yang lebih tinggi daripada 3.3V.
F. Pin 100: Key
Ini adalah pin yang berfungsi sebagai "kunci" atau penanda posisi slot. Ini memastikan bahwa kartu ekspansi yang sesuai hanya dapat dimasukkan ke dalam slot dengan posisi yang benar.
PIN
A. Clock Pins (CLK+ dan CLK-):
Ini adalah pin-pins yang menyediakan clock atau sinyal sinkronisasi untuk operasi data.
B. Frame Signals (FRAME# dan IRDY#):
FRAME# digunakan untuk menunjukkan awal dan akhir dari sebuah transfer data.
IRDY# (Initiator Ready) digunakan oleh perangkat untuk menunjukkan bahwa itu siap menerima atau mengirim data.
C. Interrupt Pins (INTA#, INTB#, INTC#, INTD#):
Ini adalah pin-pins yang digunakan untuk sinyal interrupt dari kartu ekspansi ke motherboard.
D. Bus Arbitration Signals (REQ# dan GNT#):
REQ# (Request) digunakan oleh kartu ekspansi untuk meminta akses ke bus PCI.
GNT# (Grant) digunakan oleh motherboard untuk memberikan akses ke bus PCI kepada kartu ekspansi.
E. Power Pins:
Ada pin-pins tambahan untuk menyediakan daya listrik yang diperlukan oleh perangkat yang terhubung.
Sudah Pusing?
