Sistem Memory

SISTEM MEMORI

Sistem Memori ( Memori ) adalah komponen-komponen elektronik yang menyimpan perintah- perintah yang menunggu untuk di eksekusi oleh prosesor,data yang diperlukan oleh insruksi (perintah) tersebut dan hasil-hasil dari data yang diproses ( informasi ). Memori biasanya terdiri atas satu chip atau beberapa papan sirkuit lainnya dalam prosesor. Memori komputer bisa diibaratkan sebagai papan tulis, dimana setiap orang yang masuk kedalam ruangan bisa membaca dan memanfaatkan data yang ada dengan tanpa merubah susunan yang tersaji. Data yang diproses oleh komputer, sebenarnya masih tersimpan didalam memori, dan dalam hal ini komputer hanya membaca data dan kemudian memprosesnya. Satu kali data tersimpan didalam memori komputer, maka data tersebut akan tetap tinggal disitu selamanya. Setiap kali memori penuh, maka data yang ada bisa dihapus sebagian ataupun seluruhnya untuk diganti dengan data yang baru.

1. Karakteristik sistem-sistem memori secara umum:

a. Lokasi

• CPU

Memori ini built-in berada dalam CPU (mikroprosesor) dan diperlukan untuk semua kegiatan CPU. Memori ini disebut register.

• Internal (main)

Memori ini berada di luar chip processor tetapi bersifat internal terhadap sistem komputer dan diperlukan oleh CPU untuk proses eksekusi (operasi) program, hingga dapat diakses secara langsung oleh prosesor (CPU) tanpa modul perantara. Memori internal sering juga disebut sebagai memori primer atau memori utama. Memori internal biasanya menggunakan media RAM

• External (secondary)

Memori ini bersifat eksternal terhadap sistem komputer dan tentu saja berada di luar CPU dan diperlukan untuk menyimpan data atau instruksi secara permanen. Memori ini, tidak diperlukan di dalam proses eksekusi sehingga tidak dapat diakses secara langsung oleh prosesor (CPU). Untuk akses memori eksternal ini oleh CPU harus melalui pengontrol/modul I/O. Memori eksternal sering juga disebut sebagai memori sekunder. Memori ini terdiri atas perangkat storage peripheral seperti : disk, pita magnetik,dll.

a. Kapasitas

• Ukuran word

Kapasitas memori internal maupun eksternal biasanya dinyatakan dalam bentuk byte (1 byte = 8 bit) atau word.

• Banyaknya word

Panjang word umumnya 8, 16, 32 bit.

b. Satuan Transfer

Satuan transfer sama dengan jumlah saluran data yang masuk ke dan keluar dari modul memori. Konsep satuan transfer adalah :

• Word, merupakan satuan “alami” organisasi memori. Ukuran word biasanya sama dengan jumlah bit yang digunakan untuk representasi bilangan dan panjang instruksi.

• Addressable units, pada sejumlah sistem, adressable units adalah word. Namun terdapat sistem dengan pengalamatan pada tingkatan byte. Pada semua kasus hubungan antara panjang A suatu alamat dan jumlah N adressable unit adalah 2A =N.

• Unit of tranfer, adalah jumlah bit yang dibaca atau dituliskan ke dalam memori pada suatu saat. Pada memori eksternal, tranfer data biasanya lebih besar dari suatu word, yang disebut dengan block.

c. Metode Akses

Terdapat empat jenis pengaksesan satuan data, yaitu sebagai berikut.:

• Sequential access

Memori diorganisasikan menjadi unit-unit data, yang disebut record. Aksesnya dibuat dalam bentuk urutan linier yang spesifik. Informasi pengalamatan dipakai untuk memisahkan record-record dan untuk membantu proses pencarian. Mekanisme baca/tulis digunakan secara bersama (shared read/write mechanism), dengan cara berjalan menuju lokasi yang diinginkan untuk mengeluarkan record. Waktu access record sangat bervariasi. Contoh sequential access adalah akses pada pita magnetik.

• Direct access

Seperti sequential access, direct access juga menggunaka shared read/write mechanism, tetapi setiap blok dan record memiliki alamat yang unik berdasarkan lokasi fisik. Aksesnya dilakukan secara langsung terhadap kisaran umum (general vicinity) untuk mencapai lokasi akhir. Waktu aksesnya pun bervariasi. Contoh direct access adalah akses pada disk.

• Random access

Setiap lokasi dapat dipilih secara random dan diakses serta dialamati secara langsung. Waktu untuk mengakses lokasi tertentu tidak tergantung pada urutan akses sebelumnya dan bersifat konstan. Contoh random access adalah sistem memori utama.

• Associative access

Setiap word dapat dicari berdasarkan pada isinya dan bukan berdasarkan alamatnya. Seperti pada RAM, setiap lokasi memiliki mekanisme pengalamatannya sendiri. Waktu pencariannya pun tidak bergantung secara konstan terhadap lokasi atau pola access sebelumnya. Contoh associative access adalah memori cache.

a. Kinerja

Ada tiga buah parameter untuk kinerja sistem memori, yaitu :

• Access time (Waktu Akses)

Bagi RAM, waktu akses adalah waktu yang dibutuhkan untuk melakukan operasi baca atau tulis. Sedangkan bagi non RAM, waktu akses adalah waktu yang dibutuhkan untuk melakukan mekanisme baca tulis pada lokasi tertentu

• Cycle time (Waktu Siklus)

Waktu siklus adalah waktu akses ditambah dengan waktu transien hingga sinyal hilang dari saluran sinyal atau untuk menghasilkan kembali data bila data ini dibaca secara destruktif.

• Transfer rate (Laju Pemindahan)

Transfer rate adalah kecepatan pemindahan data ke unit memori atau ditransfer dari unit memori. Bagi RAM, transfer rate sama dengan 1/(waktu siklus). Sedangkan, bagi non-RAM, berlaku persamaan sbb.:

TN = Waktu rata-rata untuk membaca / menulis sejumlah N bit.

TA = Waktu akses rata-rata

N = Jumlah bit

R = Kecepatan transfer, dalam bit per detik (bps)

a. Tipe Fisik

Ada dua tipe fisik memori, yaitu :

• Memori semikonduktor

Memori ini memakai teknologi LSI atau VLSI (very large scale integration). Memori ini banyak digunakan untuk memori internal misalnya RAM.

• Memori permukaan magnetik

Memori ini banyak digunakan untuk memori eksternal yaitu untuk disk atau pita magnetik.

b. Karakteristik Fisik

Ada dua kriteria yang mencerminkan karakteristik fisik memori, yaitu:

• Volatile dan Non-volatile

Pada memori volatile, informasi akan rusak secara alami atau hilang bila daya listriknya dimatikan. Selain itu, pada memori non-volatile, sekali informasi direkam akan tetap berada di sana tanpa mengalami kerusakan sebelum dilakukan perubahan. Pada memori ini daya listrik tidak diperlukan untuk mempertahankan informasi tersebut. Memori permukaan magnetik adalah non volatile. Memori semikonduktor dapat berupa volatile atau non volatile.

• Erasable dan Non-erasable

Erasable artinya isi memori dapat dihapus dan diganti dengan informasi lain. Memori semikonduktor yang tidak terhapuskan dan non volatile adalah ROM.

1. Hirarki Memori

Tiga pertanyaan dalam rancangan memori, yaitu : Berapa banyak? Hal ini menyangkut kaspasitas. Berapa cepat? Hal ini menyangkut waktu akses, dan berapa mahal yang menyangkut harga? Setiap spektrum teknologi mempunyai hubungan sbb:

• Semakin kecil waktu access, semakin besar harga per bit.

• Semakin besar kapasitas, semakin kecil harga per bit.

• Semakin besar kapasitas, semakin besar waktu access.

Untuk mendapatkan kinerja terbaik, memori harus mampu mengikuti CPU. Artinya apabila CPU sedang mengeksekusi instruksi, kita tidak perlu menghentikan CPU untuk menunggu datangnya instruksi atau operand. Sedangkan untuk mendapatkan kinerja terbaik, memori menjadi mahal, berkasitas relatif rendah, dan waktu access yang cepat. Untuk memperoleh kinerja yang optimal, perlu kombinasi teknologi komponen memori. Dari kombinasi ini dapat disusun hirarki memori sebagai berikut:

Semakin menurun hirarki, maka hal-hal di bawah ini akan terjadi:

a) Penurunan harga per bit

b) Peningkatan kapasitas

c) Peningkatan waktu akses

d) Penurunan frekuensi akses memori oleh CPU.

Kunci keberhasilan hirarki ini pada penurunan frekuensi aksesnya. Semakin lambat memori maka keperluan CPU untuk mengaksesnya semakin sedikit. Secara keseluruhan sistem komputer akan tetap cepat namun kebutuhan kapasitas memori besar terpenuhi.

Cara Kerja CPU

Cara Kerja CPU

CPU atau juga dikenal denga prosesor atau bila pada computer mikro disebut mikroprosessor adalah otak dari computer, seperti halnya otak manusia yang terdiri dari berjuta-juta sel berfungsi untuk sebagai tempatnya proses berpikir, CPU berfungsi sebagai tempat memproses data-data dan instruksi-instruksi program. sebuah prosesor terbuat dari chip silikon yang didalamnya mengandung jutaan transistor kecil, transistor ini menyimpan pulsa elektrik yang memberikan nilai 1 dan 0 dan membentuk system bahasa binary yang di gunakan computer untuk berkomunikasi, CPU akan memproses data dan instruksi yang disimpan dalam bentuk byte di dalam memori, data adalah bentuk biner dari angka dan huruf, dan instruksi akan memberi tahu apa yang harus dilakukan oleh CPU terhadap data tersebut.

CPU akan melakukan tiga operasi utama terhadap data tersebut: membacanya, memanipulasi (memproses) data tersebut, dan seringkali menuliskannya ke dalam memori. Pada tingkat yang lebih sederhana, CPU hanya memerlukan empat elemen untuk melakukan operasi terhadap datanya: instruksi, penunjuk instruksi, beberapa register, dan sebuah aritmethic logic unit.

Penunjuk instruksi akan memberitahu CPU dimana instruksi tersebut diletakkan di memori saat dibutuhkan untuk menjalankan aplikasi.

Register adalah tempat penyimpanan sementara di CPU. Sebuah register menyimpan sebuah data yang menunggu untuk diproses oleh sebuah instruksi, atau sebuah data yang telah diproses (misalkan, hasil dari penambahan dua angka sekaligus).

Unit logika aritmatika (arithmetic logic unit/ALU) berfungsi sebagai kalkulatornya CPU, bekerja dengan fungsi matematika dan logika yang diperintahkan oleh set instruksi.

CPU terdiri atas beberapa bagian tambahan yang membuat bagian dasar CPU bekerja sebagaimana mestinya:

• Fetch instruksi mengambil instruksi dari RAM atau bagian dari memori yang terletak di CPU.

• Dekoder instruksi mengambil instruksi dari fetch dan menerjemahkannya sehingga CPU mengerti. Dekoder ini menentukan langkah selanjutnya yang harus dilakukan untuk menyelesaikan instruksi tersebut.

• Unit kontrol akan mengatur dan mengkoordinasikan seluruh operasi chip. Unit ini akan memberitahu ALU kapan untuk melakukan kalkulasi, kemudian memberitahu fetch kapan untuk mengambil sebuah nilai, dan memberitahu dekoder kapan untuk menerjemahkan nilai tersebut menjadi sebuah instruksi.

Cara Kerja CPU:

Beginilah caranya CPU melakukan tugasnya: penunjuk instruksi mengarahkan fetch instruksi ke sebuah spot di memori yang menampung sebuah instruksi. Fetch kemudian menangkap instruksi tersebut dan memberikannya ke dekoder instruksi, kemudian mengamati instruksi tersebut dan menentukan langkah selanjutnya untuk melengkapi instruksi tersebut (sebuah instruksi dapat terdiri dari rangkaian langkah yang harus dilengkapi dalam urutan tertentu).

ALU kemudian mengerjakan perintah yang diminta instruksi: menambah data, membagi data, atau memanipulasi data yang ada. Setelah CPU menerjemahkan dan mengerjakan instruksi, unit kontrol memberitahukan fetch instruksi untuk menangkap instruksi berikutnya di memori. Proses ini berlangsung terus menerus–dari satu instruksi ke instruksi berikutnya, dalam suatu langkah yang rumit–untuk menciptakan hasil yang dapat Anda lihat di monitor. Itulah kerjanya sebuah program
seperti pengolah kata: sebuah seri instruksi-instruksi dan data-data.

Menurut pendapat saya CPU itu otak komputer tempat berfikirnya komputer dan untuk memproses, menjalankan, mengintruksi program-program lainnya untuk bekerja sehingga semuanya bisa terhubung dan menjadi satu dari beberapa program ke dalam cpu atau processor tersebut.

orkom dan arkom

PENJELASAN ORGANISASI & ARSITEKTUR KOMPUTER

Pengertian dari Arsitektur & Organisasi Komputer yaitu, Arsitektur Komputer mempelajari atribut ‑ atribut sistem komputer yang terkait dengan seorang programmer. contoh: set instruksi, aritmetilka yang digunakan, teknik pengalamatan, mekanisme I/0. Sedangkan Organisasi Komputer mempelajari bagian yang terkait dengan unit‑unit operasional computer dan hubungan antara komponen sistem komputer. contoh: sinyal kontrol, interface, teknologi memori.

Arsitektur & Organisasi Komputer juga memiliki perbedaan yaitu:

Arsitektur Komputer

Adalah konsep perencanaan dan struktur pengoperasian dasar dari suatu sistem komputer. Arsitektur komputer ini merupakan rencana cetak-biru dan deskripsi fungsional dari kebutuhan bagian perangkat keras yang didesain (kecepatan proses dan sistem interkoneksinya). Dalam hal ini, implementasi perencanaan dari masing–masing bagian akan lebih difokuskan terutama, mengenai bagaimana CPU akan bekerja, dan mengenai cara pengaksesan data dan alamat dari dan ke memori cache, RAM, ROM, cakram keras, dll). Beberapa contoh dari arsitektur komputer ini adalah Arsitektur von Neumann, CISC, RISC, blue gene, dll.

Organisasi Komputer

Adalah bagian yang terkait erat dengan unit – unit operasional dan interkoneksi antar komponen penyusun sistem komputer dalam merealisasikan aspek arsitekturalnya. Contoh aspek organisasional adalah teknologi hardware, perangkat antarmuka, teknologi memori, dan sinyal – sinyal kontrol.

Arsitektur komputer lebih cenderung pada kajian atribut – atribut sistem komputer yang terkait dengan seorang programmer. Contohnya, set instruksi, aritmetika yang digunakan, teknik pengalamatan, mekanisme I/O.

Dan juga dapat didefinisikan dan dikategorikan sebagai ilmu dan sekaligus seni mengenai cara interkoneksi komponen-komponen perangkat keras untuk dapat menciptakan sebuah komputer yang memenuhi kebutuhan fungsional, kinerja, dan target biayanya.

Struktur & Fungsi :

-Struktur adalah sistem yang berinteraksi dengan cara tertentu dengan dunia luar.

-Fungsi adalah operasi dari masing-masing komponen yang merupakan bagian dari                struktur.

Fungsi dari komputer adalah :

·                     Fungsi Operasi Pengolahan Data

·                     Fungsi Operasi Penyimpanan Data

·                     Fungsi Operasi Pemindahan Data

·                     Fungsi Operasi Kontrol 

Unit Fungsional Dasar Komputer

Ada 5 unit fungsional dasar dari komputer :

·                     Input

·                     Memori

·                     Arithmetic dan logic

·                     Control

·                     Output

Input diterima dari informasi yang diberikan pengguna melalui alat-alat input, misalnya keyboard dan mouse. Informasi ini lalu disimpan dalam memori komputer untuk penggunaan berikutnya atau proses selanjutnya yang dilakukan oleh arithmetic dan logic (ALU) atau bagian dari prosesor, untuk mendapatkan pengolahan yang diinginkan. Lalu, hasil pengolahan ini dikirim balik ke pengguna dengan alat output, seperti monitor dan speaker. Semua proses di atas dikoordinasi oleh unit kontrol.