Kamis, 26 Desember 2019

Pipelining dan RISC

1. Pengertian RISC
RISC adalah singkatan dari Reduced Instruction Set Computer yang artinya prosesor tersebut memiliki set         instruksi program yang lebih sedikit. Karena perbedaan keduanya ada pada kata set instruksi yang kompleks     atau sederhana (reduced).


2. Pengertian Pipelining RISC
Pipelining atau Pipeline adalah suatu cara yang digunakan untuk melakukan sejumlah kerja secara bersama tetapi dalam tahap yang berbeda yang dialirkan secara kontinu pada unit pemrosesor. Dengan cara ini, maka unit pemrosesan selalu bekerja.
Teknik pipeline ini dapat diterapkan pada berbagai tingkatan dalam sistem komputer. Bisa pada level yang tinggi, misalnya program aplikasi, sampai pada tingkat yang rendah, seperti pada instruksi yang dijaankan oleh microprocessor.
        Pada microprocessor yang tidak menggunakan  pipeline , satu instruksi dilakukan sampai selesai, baru instruksi berikutnya dapat dilaksanakan. Sedangkan dalam microprocessor yang menggunakan teknik pipeline, ketika satu instruksi sedangkan diproses, maka instruksi yang berikutnya juga dapat diproses dalam waktu yang bersamaan. Tetapi, instruksi yang diproses secara bersamaan ini, ada dalam tahap proses yang berbeda. Jadi, ada sejumlah tahapan yang akan dilewati oleh sebuah instruksi.
   Dengan penerapan  pipeline  ini pada microprocessor akan didapatkan peningkatan kinerjamicroprocessor. Hal ini terjadi karena beberapa instruksi dapat dilakukan secara parallel dalam waktu yang bersamaan. Secara kasarnya diharapkan akan didapatkan peningkatan sebesar K kali dibandingkan dengan microprocessor yang tidak menggunakan  pipeline , apabila tahapan yang ada dalam satu kali pemrosesan instruksi adalah K tahap.
      Karena beberapa instruksi diproses secara bersamaan ada kemungkinan instruksi tersebut sama-sama memerlukan resource yang sama, sehingga diperlukan adanya pengaturan yang tepat agar proses tetap berjalan dengan benar dan lancar. Sedangkan ketergantungan terhadap data bisa muncul, misalnya instruksi yang berurutan memerlukan data dari instruksi yang sebelumnya. Kasus Jump, juga perlu perhatian, karena ketika sebuah instruksi meminta untuk melompat ke suatu lokasi memori tertentu, akan terjadi perubahan program counter, sedangkan instruksi yang sedang berada dalam salah satu tahap proses yang berikutnya mungkin tidak mengharapkan terjadinya perubahan program counter.
       Teknik pipeline yang diterapkan pada microprocessor, dapat dikatakan sebuah arsitektur khusus. Ada perbedaan khusus antara model microprocessor yang tidak menggunakan arsitektur  pipeline  dengan microprocessor yang menerapkan teknik ini.
         Pada microprocessor yang tidak menggunakan  pipeline , satu instruksi dilakukan sampai selesai, baru instruksi berikutnya dapat dilaksanakan. Sedangkan dalam microprocessor yang menggunakan teknik  pipeline   ketika satu instruksi sedangkan diproses, maka instruksi yang berikutnya juga dapat diproses dalam waktu yang bersamaan. Tetapi, instruksi yang diproses secara bersamaan ini, ada dalam tahap proses yang berbeda.

sumber :
https://fujhyzhu.wordpress.com/2010/05/22/risc-dan-cisc/
http://gholibtua.blogspot.com/2013/01/pipelining-risc-dan-prosesor-paralel.html?m=1

Arsitektur Family Komputer IBM PC

1. Famili IBM PC dan Turunannya

IBM PC adalah sebutan untuk keluarga komputer pribadi buatan IBM. IBM PC diperkenalkan pada 12 Agustus 1981, dan "dipensiunkan" pada tanggal 2 April 1987. Komputer personal pertamakali muncul setelah diperkenalkan mikroprosesor, yaitu chip tunggal yang terdiri dari set register , ALU dan unit kontrol computer. IBM PC merupakan arsitektur bus tunggal yang disebut PC I/O Channel BUS atau PC BUS. PC BUS melengkapi PC dengan 8 jalur data, 20 jalur alamat, sejumlah jalur kontrol dan ruang alamat fisik PC adalah 1 MB.
Sejak diluncurkan oleh IBM, IBM PC memiliki beberapa keluarga, yakni :
    - IBM 4860 PCjr
    - IBM 5140 Convertible Personal Computer (laptop)
    - IBM 5150 Personal Computer (PC yang asli)
    - IBM 5155 Portable PC (sebenarnya merupakan PC XT yang portabel)
    - IBM 5160 Personal Computer/eXtended Technology
    - IBM 5162 Personal Computer/eXtended Technology Model 286 (sebenarnya merupakan PC AT)
    - IBM 5170 Personal Computer/Advanced Technology





2. Konfigurasi Mikrokomputer Dasar

Berdasarkan UkurannyaBerdasarkan ukurannya, komputer digolongkan ke dalam micro computer (komputer mikro), mini computer (komputer mini), small computer (komputer kecil), medium computer (komputer menengah), large computer (komputer besar) dan super computer (komputer super).1.Micro ComputerMicro Computer (Mikro Komputer) disebut juga dengan nama personal computer (komputer personal) . ukuran main memory komputer mikro sekarang berkisar dari 16 MB sampai lebih dari 128 MB, dengan konfigurasi operand register 8 bit, 16 bit, atau 32 bit. Kecepatan komputer mikro sekarang berkisar 200 Mhz sampai dengan 500 Mhz.Komputer mikro umumnya adalah single-user (pemakainya tunggal), yaitu satu komputer hanya dapat digunakan untuk satu pemakai saja untuk tiap saat.
1. Chipset adalah set dari chip yang mendukung kompatibel yang mengimplementasikan berbagai fungsi tertentu seperti pengontrol interupt, pengontrol bus dan timer.
2. Chip khusus yang di sebut koprosesor yang beroperasi bersama dengan CPU guna meningkatkan fungsionalitasnya

3. Komponen IBM PC
   - Sistem kontrol BUS : Pengontrol BUS, Buffer Data, dan Latches Alamat
   - Sistem kontrol interuppt : Pengontrol Interuppt
   - Sistem kontrol RAM & ROM : Chip RAM & ROM, Decoder Alamat, dan Buffer
   - Sistem kontrol DMA : Pengontrol DMA
   - Timer : Timer Interval Programmable
   - Sistem kontrol I/O : Interface Paralel Programmable

Referensi:
https://www.flickr.com/photos/notionscapital/6036834071
http://icikomputer.blogspot.co.id/2015/09/arsitektur-famili-komputer-ibm.html

Input/Output (I/O)

          I/O adalah suatu mekanisme pengiriman data secara bertahap dan terus menerus melalui suatu aliran data dari proses ke peranti (begitu pula sebaliknya). Fungsi :Fungsi i/o Pada dasarnya adalah mengimplementasikan algoritma I/O pada level aplikasi. Hal ini dikarenakan kode aplikasi sangat fleksible, dan bugs aplikasi tidak mudah menyebabkan sebuah sistem crash.

          Port I/O yang berarti gerbang konektor Input/Output pada komputer, seperti pada keyboard, mouse paralel/serial ataupun USB. Menyediakan koneksi untuk piranti eksternal seperti kamera digital, printer dan scanner. Unit Input/Output (I/O) adalah bagian dari sistem mikroprosesor yang digunakan oleh mikroprosesor itu untuk berhubungan dengan dunia luar.

           Unit input adalah unit luar yang digunakan untuk memasukkan data dari luar ke dalam mikroprosesor ini, contohnya data yang berasal dari keyboard atau mouse.
Unit output biasanya digunakan untuk menampilkan data, atau dengan kata lain untuk menangkap data yang dikirimkan oleh mikroprosesor, contohnya data yang akan ditampilkan pada layar monitor atau printer.
         Bagian input (masukan) dan juga keluaran (output) ini juga memerlukan sinyal kontrol, antara lain untuk baca I/O (Input/Ouput Read [IOR]) dan untuk tulis I/O (Input/Output Write [IOW]). berikut ini adalah mekanisme kerja I/O.

Komputer terbagi menjadi 3 bagian :

Hardware (Perangkat Keras)
Peralatan dalam bentuk fisik yang menjalankan sistem komputer. Hardware terdiri dari perangkat input, perangkat proses, dan perangkat output.
Software (Perangkat Lunak)
Rangkaian prosedur dan dokumentasi program yang berfungsi menyelesaikan masalah yang dikehendaki.
Brainware (Perangkat pikir)
Orang yang menggunakan komputer (user)
Macam-macam I/O:

1.Konektor RJ 45
Digunakan untuk koneksi Ethernet pada komputer dan perangkat jaringan Ethernet lainnya seperti router dan aktif dan juga modem dan juga perangakat lain yang mendukung interface Ethernet RJ45.Fungsi :Menyambungkan network antara komputer dengan komputer.

2. USB ( Universal Serial Bus )
Port standard yang ada di komputer saat ini.Konektor-konektor USB tersebut dapat ditancapi berbagai perangkat mulai dari mouse sampai printer secara mudah dan cepat. Fungsi :perangkat baru yang belum pernah terinstal di komputer anda sebelumnya, sistem operasi komputer anda secara otomatis akan mencoba mengenalinya dengan auto detect.

Struktur I/O
Bagian ini akan membahas struktur I/O, interupsi I/O, dan DMA, serta perbedaan dalam penanganan interupsi.

Interupsi I/O
Untuk memulai operasi I/O, CPU me-load register yang bersesuaian ke device controller. Sebaliknya device controller memeriksa isi register untuk kemudian menentukan operasi apa yang harus dilakukan. Pada saat operasi I/O dijalankan ada dua kemungkinan, yaitu synchronous I/O dan asynchronous I/O. Pada synchronous I/O, kendali dikembalikan ke proses pengguna setelah proses I/O selesai dikerjakan. Sedangkan pada asynchronous I/O, kendali dikembalikan ke proses pengguna tanpa menunggu proses I/O selesai. Sehingga proses I/O dan proses pengguna dapat dijalankan secara bersamaan.

Proteksi I/O
Pengguna bisa mengacaukan sistem operasi dengan melakukan instruksi I/O ilegal dengan mengakses lokasi memori untuk sistem operasi atau dengan cara hendak melepaskan diri dari prosesor. Untuk mencegahnya kita menganggap semua instruksi I/O sebagai privilidge instruction sehingga mereka tidak bisa mengerjakan instruksi I/O secara langsung ke memori tapi harus lewat sistem operasi terlebih dahulu. Proteksi I/O dikatakan selesai jika pengguna dapat dipastikan tidak akan menyentuh mode monitor. Jika hal ini terjadi proteksi I/O dapat dikompromikan.

Managemen Sistem I/O
Sering disebut device manager. Menyediakan “device driver” yang umum sehingga operasi I/O dapat seragam (membuka, membaca, menulis, menutup). Contoh: pengguna menggunakan operasi yang sama untuk membaca berkas pada hard-disk, CD-ROM dan floppy disk.
Komponen Sistem Operasi untuk sistem I/O:

Buffer: menampung sementara data dari/ ke perangkat I/O
Spooling: melakukan penjadualan pemakaian I/O sistem supaya lebih efisien (antrian dsb.
Menyediakan driver untuk dapat melakukan operasi “rinci” untuk perangkat keras I/O tertentu.
CU (Control Unit)
Digunakan untuk mengatur dan menjalankani instruksi dalam urutan yang telah ditetapkan.

ALU(Arithmatic and Logic Unit)
Bagian perangkat keras yang berhubungan langsung dengan perhitungan arithmatic.

RAM (Random Access Memory)
Memori yang membaca dan menulis.

ROM (Read Only Memory)
Memori yang dapat membaca saja.

Peralatan Input

 INPUT DEVICE atau unit masukan yang umumnya digunakan personal computer (PC) adalah keyboard dan mouse, keyboard dan mouse adalah unit yang menghubungkan user (pengguna) dengan komputer.
        Selain itu terdapat joystick, yang biasa digunakan untuk bermain games atau permainan dengan komputer. Kemudian scanner, untuk mengambil gambar sebagai gambar digital yang nantinya dapat dimanipulasi. Microphone, untuk merekam suara ke dalam komputer.
          Input device berfungsi sebagai media untuk memasukkan data dari luar sistem ke dalam suatu memori dan processor untuk diolah dan menghasilkan informasi yang diperlukan. Data yang dimasukkan ke dalam sistem komputer dapat berbentuk signal input dan maintenance input. Signal input berbentuk data yang dimasukkan ke dalam sistem komputer, sedangkan maintenance input berbentuk program yang digunakan untuk mengolah data yang dimasukkan. Jadi Input device selain digunakan untuk memasukkan data dapat pula digunakan untuk memasukkan program.
Macam-Macam Input Device :

a. Keyboard
b. Mouse
c. Joystick
d. Scanner
e. Lightpen
f. Trackball
g. Touch Sreen
h. Magnetic Ink Character Reader (MICR)
i. Optical Character Reader (OCR)
j. Optical Mark Recognition (OMR) Reader
k. dll

Perangkat Output

OUTPUT DEVICE (Alat keluaran)Output device bisa diartikan sebagai peralatan yang berfungsi untuk mengeluarkan hasil pemrosesan ataupun pengolahan data yang berasal dari CPU kedalam suatu media yang dapat dibaca oleh manusia ataupun dapat digunakan untuk penyimpanan data hasil proses. Jenis dan media dari output device yang dimiliki oleh komputer cukup banyak. Output yang dihasilkan dari pengolahan data dapat digolongkan ke dalam empat macam bentuk sebagai berikut :
Tulisan
Image
Suara
 Bentuk yang dapat dibaca oleh mesin (machine-readable form). Tiga golongan pertama merupakan output yang digunakan langsung oleh manusia Unit keluaran antara lain terdiri atas: monitor, printer, plotter, dan speaker
Macam-Macam Output Device :
a. Monitor
b. Printer dan Plotter
c. Proyektor
d. Microform

Peralatan Input / Output
a. Disk Drive
b. Tape Drive
c. Modem (Modulator Demudolator)
d. Ethernet
e. PCMCIA
f. Hub
g. Switch
h. Print Server
i. Input / Output Card (I / O Card)
j. SCII Card
k. Terminal
l. CD – Room (Compac Disk-Read Only memory)
m. CD-Read and writer
n. DVD-Room
o. DVD-Read and Writer

Sumber :
http://khairullil.blogspot.com/
http://ahmad-kataku.blogspot.com/2012/09/sistem-input-output-pengertian-alat-dan.html
http://triadydwiseptian.blogspot.com/2010/05/pengertian-input-dan-output-komputer.html

CPU ( Central Processing Unit )

Pengertian CPU

          CPU yang merupakan singkatan dari Central Processing Unit adalah komponen keras atau perangkat hardware pemroses data utama dalam sebuah komputer. CPU dapat disebut sebagai otak komputer karena CPU mengatur semua aktifitas dan jalannya semua program termasuk aplikasi atau software di dalamnya.

Komponen CPU

         Suatu CPU setidaknya memiliki sebuah “prosesor” atau suatu chip yang tertanam didalamnya yang berfungsi dalam proses kalkulasi komputer. Namun, perkembangan teknologi yang semakin pesat juga memungkinkan sebuah CPU memiliki lebih dari prosesor atau yang juga disebut sebagai “processor core”.

          Istilah-istilah yang sering kita dengar saat ini juga berasal dari perkembangan teknologi CPU tersebut misalnya teknologi “dual core” dimana dalam sebuah CPU terdapat dua processing core, maupun quad core yang memiliki empat processing core. Sebuah CPU yang canggih bahkan memiliki teknologi dengan enam (hexa core) maupun delapan processing core (octo core).

Fungsi CPU

Sebagai komponen utama dalam sebuah komputer, CPU memiliki beberapa fungsi penting. Diantara fungsi-fungsi tersebut antara lain :

1. Fetching
         Fetching adalah suatu istilah yang digunakan dalam ilmu komputer dan diartikan sebagai proses pengambilan atau pemanggilan data. Dalam sebuah perangkat komputer, data disimpan dalam harddisk pada CPU dengan sebuah alamat.

         Diibaratkan data didalam prosesor atau CPU disusun dalam kumpulan alamat dan ketika suatu program dijalankan CPU akan mengambil data dari alamat yang tersimpan dalam komponennya tersebut.

2. Decoding
         Dalam suatu sistem CPU, sebuah program yang akan dijalankan atau yang dieksekusi, harus sesuai dengan kode instruksi yang nantinya akan diterjemahkan agar CPU dapat mengenalinya dalam kode instruksi biner. Dapat disimpulkan bahwa decoding adalah suatu proses penterjemahan suatu program ke dalam bahasa yang dimengerti oleh CPU.

        Decoding terjadi di dalam CPU dan semua program yang berjalan dalam perangkat komputer harus melalui proses decoding terlebih dahulu.

3. Executing
        Saat suatu program dijalankan maka CPU akan mengeksekusi program tersebut. Maksudnya adalah CPU akan melakukan satu hal yakni melakukan kalkulasi atau perhitungan dengan menggunakan suatu komponen didalamnya yang disebut dengan ALU atau Arithmetical Logical Unit .
        Kompenen ALU sendiri bertanggung jawab dalam semua proses perhitungan matematika dan logika dalam komputer. Selain itu fungsi eksekusi dari suatu CPU juga berarti sebagai proses pemindahan suatu data dari suatu perangkat memori menuju perangkat memori yang lainnya.

4. Storing
        Storing atau menyimpan data adalah salah satu fungsi lainnya dari CPU. Saat seseorang menggunakan komputer maka ia membutuhkan perangkat untuk menyimpannya baik secara sementara maupun secara permanen.

         Jika seseorang membutuhkan data dengan cepat dan memyimpannya secara sementara maka CPU akan menyimpannya dalam RAM sementara data yang disimpan secara permanen akan masuk ke dalam harddisk. Kedua fungsi tersebut dilakukan dan dikendalikan sepenuhnya oleh CPU.

Jenis-jenis CPU :

1. Intel Processor
Jenis CPU ini termasuk yang paling terkenal dan paling banyak diaplikasikan pada sebagian besar teknologi komputer. Produk yang diciptakan oleh perusahaan multi nasional Intel Corporation ini bahkan telah ada sejak tahun 1968.

Intel Corporation yang berasal dari Amerika Serikat ini dikenal sebagai produsen yang memiliki desain khas terhadap mikroprocessor. Salah satu produk yang paling baru dan paling canggih dari Intel adalah processor Intel Core i7 800, i5 dan Xeon 34002009

2. AMD (Advanced Micro Processor)
Advanced Micro Processor atau disebut juga AMD merupakan pesaing terberat Intel. Walaupun penjualannya masih berada satu level di bawah Intel akan tetapiprodusen processor AMD ini terus melakukan pengembangan produk dan ekspansi yang lebih gencar dengan mengadopsi arsitektur X86.

Perusahaan multi nasional asal Sunnyvale, California Amerika Serikat ini mengembangkan produk processor tidak hanya untuk server komputer tapi juga laptop, tablet, dan kartu grafis perangkat gaming.

3. ARM Processor
Produsen processor asal Cambridge, Inggris ini telah berdiri sejak tahun 1990 dengan nama Advance RISC Machines. Berbeda dari Intel dan AMD, ARM lebih berfokus pada processor untuk perangkat mobile seperti smartphone dan tablet.

ARM processor menggunakan arsitektur processor mencapai 32 bit. Hal ini membuatnya sebagai processor yang cocok untuk perangkat ponsel pintar. Berikut ini adalah jenis ARM Processor pada vendor mobile Samsung:

• Qualcomm Snapdragon
• Texas Instrument OMAP
• Nvidia Tegra
• Samsung Hummingbird

4. Cyrix Processor
Cyrix telah berdiri sejak tahun 1988 sebagai perusahaan pengembang mikroprocessor komputer. Perusahaan yang bermarkas di Texas, Amerika Serikat ini merupakan pemasok produk processor yang memiliki ketahanan performa yang cukup tinggi.

Berikut contoh produk Cryrix processor yang beredar dipasarkan :

• Cyrix FasMath
• Cyrix 486SLC dan Cyrix 486DLC
• Cyrix 5×86
• Cyrix 6×86 (M1)
• Cyrix MII
• Cyrix MediaGX
• Cyrix MII-433GP

5. Apple Processor
Perusahaan dengan logo berupa apel yang setengah digigit ini dikenal sebagai perusahaan pembuat produk telepon pintar dan juga perangkat mobile lain seperti tablet. Akan tetapi belakangan ini perusahaan besutan Steve Jobs ini pun memproduksi dan mengembangkan processor yang dirancang untuk keperluan sumber daya dan penjualan produk digital serta perangkat lunak komputer.

Perusahaan yang bermarkas di Silicon Valley, California, Amerika Serikat ini memproduksi beberapa processor seperti Macintosh, Apple ProDOS, dan lain-lain

6. IBM Processor
International Bussiness Machines Corporation (IBM) merupakan perusahaan yang memproduksi sekaligusmenjual berbagai perangkat keras dan perangkat lunak komputer. Perusahaan yang berdiri sejak tahun 1911 ini telah mengembangkan berbagai produk processor. Salah satu yang paling baru dan tercanggih saat ini adalah processor IBM POWER7.

Sumber :
https://www.nesabamedia.com/pengertian-dan-fungsi-cpu/
http://www.lintangtech.com/jenis-jenis-cpu-yang-ada-pada-komputer-sekarang-ini/