;

ORGANISASI KOMPUTER BAB I-BAB9

Organisasi Komputer

MATERI I

Architecture & Organization

  • Arsitektur dan Organisasi berkaitan dengan Atribut-atribut yang tampak bagi programmer
    • Set Instruksi, jumlah bit yang digunakan untuk penyajian data, mekanisme I/O, teknik pengalamatan.
    • Contoh : apakah tersedia instruksi untuk perkalian
  • Organisasi komputer berkaitan dengan unit-unit operasional dan interkoneksinya yang merealisasikan spesifikasi arsitektural
    • Control signals, interfaces, memory technology.
    • Contoh : apakah instruksi perkalian diimplementasikan secara hardware, ataukah dikerjakan dengan penambahan secara berulang?

Architecture & Organization

  • Arsitektur sama, organisasi dapat berbeda
  • Arsitektur bertahan lama, organisasi menyesuaikan perkembangan teknologi
    • Semua intel family x86 memiliki arsitektur dasar yang sama
    • Family IBM system/ 370 memiliki arsitektur dasar yang sama.
    • Memberikan compabilitas instruksi level mesin
      • At least backwards
    • Organisasi antar versi memiliki perbedaan

Structure & Function

  • Struktur adalah bagaimana masing-masing komponen saling berhubungan satu sama lain
  • Fungsi merupakan operasi dari masing-masing komponen sebagai bagian dari struktur

Fungsi

  • Semua komputer memiliki 4 fungsi :
    • Pengolah data
    • Penyimpan data
    • Pemindah data
    • Kendali

Fungsi

  • Komputer dilihat dari sudut pandang fungsi


Pemindahan Data

  • Contoh : dari keyboard ke layar monitor


Penyimpanan data

  • Contoh : download dari internet


Pengolahan data

  • Contoh : updating bank statement


Pengolahan data dari Storage ke I/O

  • Contoh : Pencetakan statement bank


Struktur Komputer- Level Tertinggi


Struktur CPU


Struktur Control Unit



 


 

MATERI 2

EVOLUSI DAN KINERJA KOMPUTER


 

ENIAC

  • Electronic Numerical Integrator And Computer
  • Eckert and Mauchly
  • University of Pennsylvania
  • Tabel lintasan peluru
  • Mulai dibuat tahun1943
  • Selesai tahun 1946
    • Terlambat digunakan dalam perang dunia II- Maybe in World War Part III
  • Dipakai sampai 1955

Detail dari ENIAC

  • Menggunakan sistem Decimal (bukan binary)
  • Memiliki 20 accumulators untuk 10 digits
  • Diprogram secara manual melalui saklat ( switches )
  • Berisi 18,000 vacuum tubes
  • Berat 30 tons
  • Luas 15,000 square feet
  • 140 kW power consumption
  • 5,000 additions per second

von Neumann/Turing

  • Konsep : Stored Program concept
  • Main memory : menyimpan program dan data
  • ALU : mengerjakan operasi binary data
  • Control unit : interpretasi instruksi dari memory dan mengeksekusi
  • Peralatan Input dan output dikendalikan oleh control unit
  • Princeton Institute for Advanced Studies
    • IAS
  • Diselesaikan tahun 1952


 

Structure of von Nuemann machine


Detail – IAS

  • Kapasitas memori : 1000 x 40 bit words
    • Menggunakan sistem bilangan Binary
    • Panjang instruksi 20 bit
  • Register-register dalam CPU
    • Memory Buffer Register = MBR
    • Memory Address Register = MAR
    • Instruction Register = IR
    • Instruction Buffer Register = IBR
    • Program Counter = PC
    • Accumulator = AC
    • Multiplier Quotient = MQ


 

Struktur dari IAS – detail



 

Commercial Computers

  • 1947 - Eckert-Mauchly Computer Corporation
    • UNIVAC I (Universal Automatic Computer)
    • Untuk kalkulasi sensus 1950 oleh US Bureau
  • Menjadi divisi dari Sperry-Rand Corporation
  • Dipasarkan akhir tahun 1950 - UNIVAC II
    • Lebih cepat
    • Kapasitas memory lebih besar

IBM

  • Pabrik peralatan Punched-card
  • 1953 - IBM 701
    • Komputer pertama IBM ( stored program computer )
    • Untuk keperluan aplikasi Scientific
  • 1955 - IBM 702
    • Untuk aplikasi Business
  • Merupakan awal dari seri 700/7000 yang membuat IBM menjadi pabrik komputer yang dominan

Transistors

  • Menggantikan vacuum tubes
  • Lebih kecil
  • Lebih murah
  • Disipasi panas sedikit
  • Merupakan komponen Solid State
  • Dibuat dari Silicon (Sand)
  • Ditemukan pada tahun 1947 di laboratorium Bell
  • Oleh William Shockley dkk.


 

Transistor Based Computers

  • Mesin generasi II
  • NCR & RCA menghasilkan small transistor machines
  • IBM 7000
  • DEC - 1957
    • Membuat PDP-1


 

Microelectronics

  • Secara harafiah berarti " elektronika kecil"
  • Sebuah komputer dibuat dari gerbang logika (gate), memory cells and interconnections
  • Sejunlah gate dikemas dalam satu keping semi konduktor
  • Misal silicon wafer


 

Generasi Computer

  • Vacuum tube - 1946-1957
  • Transistor - 1958-1964
  • Small scale integration - 1965 on
    • Up to 100 devices on a chip
  • Medium scale integration - to 1971
    • 100-3,000 devices on a chip
  • Large scale integration - 1971-1977
    • 3,000 - 100,000 devices on a chip
  • Very large scale integration - 1978 to date
    • 100,000 - 100,000,000 devices on a chip
  • Ultra large scale integration
    • Over 100,000,000 devices on a chip


 

Moore's Law

  • Meningkatkan kerapatan komponen dalam chip
  • Gordon Moore - cofounder of Intel
  • Jumlah transistor/ chip meningkat 2x lipet per tahun
  • Sejak tahun 1970 pengembangan sedikit agak lambat
    • Jumlah transistor 2x lipat setiap 18 bulan
  • Harga suatu chip tetap/ hampir tidak berubah
  • Kerapatan tinggi berarti jalur pendek, menghasilkan kinerja yang meningkat
  • Ukuran semakin kecil, fleksibilitas meningkat
  • Daya listrik lebih hemat, panas menurun
  • Sambungan sedikit berarti semakin handal


 

Perkembangan Jumlah Transistor dalam CPU



 

IBM Seri 360

  • 1964
  • Pengganti (& not compatible with) seri 7000
  • Rancangan awal suatu "family" computer
    • Memiliki set instruksi yang sama atau identik
    • Menggunakan O/S yang sama atau identik
    • Kecepatan meningkat
    • Jumlah port I/O meningkat (i.e. Terminal banyak)
    • Kapasitas memory bertambah besar
    • Harga meningkat
  • Struktur pensaklarannya Multiplexed


 

DEC PDP-8

  • 1964
  • Minicomputer pertama (after miniskirt!)
  • Tidak mengharuskan ruangan ber-AC
  • Ukurannya kecil
  • Harga $16,000
    • $100k+ untuk IBM 360
  • Embedded applications & OEM
  • Menggunakan struktur BUS


 

DEC - PDP-8 Bus Structure



 

Semiconductor Memory

  • 1970
  • Fairchild
  • Ukuran kecil sebesar 1 sel core memory
  • Dapat menyimpan 256 bits
  • Non-destructive read
  • Lebih cepat dari core memory
  • Kapasitas meningkat 2x lipat setiap tahun


 

Intel

  • 1971 - 4004
    • First microprocessor
    • All CPU components on a single chip
    • 4 bit
  • Followed in 1972 by 8008
    • 8 bit
    • Digunakan untuk aplikasi khusus
  • 1974 – 8080 , Mikroprosesor pertama Inte
  • 1978 – 8086, 80286
  • 1985- 80386
  • 1989 - 80486


 

Speeding it up

  • Pipelining
  • On board cache
  • On board L1 & L2 cache
  • Branch prediction
  • Data flow analysis
  • Speculative execution


 

Performance Mismatch

  • Kecepatan Processor meningkat
  • Kapasitas Memory meningkat
  • Kecepatan Memory tertinggal dari kecepatan processor


 

DRAM and Processor Characteristics



 


 

Trends in DRAM use



 

Solusi

  • Meningkatkan jumlah bit per akses
    • Make DRAM "wider" rather than "deeper"
  • Mengubah interface DRAM
    • Cache
  • mengurangia frequency akses memory
    • cache yang lebih komplek dan cache on chip
  • Meningkatkan interkoneksi bandwidth
    • Bus kecepatan tinggi - High speed buses
    • Hierarchy of buses


 


 

BAB 3

Bus Sistem


 

Konsep Program

  • Pemrograman (Hardware) merupakan proses penghubung 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 kendali yang diberikan
  • Dari pada melakukan re-wiring, lebih baik menambahkan sinyal- sinyal kendali yang baru


 

What is a program?

  • Suatu deretan/ urutan langkah-langkah
  • Setiap langkah, dikerjakan suatu operasi aritmatik atau logika
  • Pada setiap operasi, diperlukan sejumlah sinyal kendali tertentu


 

Fungsi Unit Control

  • Untuk setiap operasi disediakan kode yang unik
    • Contoh : ADD, MOVE
  • Bagian hardware tertentu menerima kode tersebut kemudian menghasilkan sinyal-sinyak kendali
  • Jadilah komputer!


 

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
  • Diperlukan tempat untuk menyimpan sementara kode instruksi dan hasil operasi
    • Main memory


 

Komponen Komputer :
Top Level View



 


 

Siklus Instruksi

Dua langkah :

  • Fetch
  • Execute



 

Fetch Cycle

  • Program Counter (PC) berisi address dari instruksi selanjutnya yang akan diambil
  • Processor mengambil instruksi dari memory pada lokasiyang ditunjuk oleh PC
  • Menaikkan PC
    • Kecuali ada perintah tertentu
  • Instruksi dimasukkan ke Instruction Register (IR)
  • Processor meng-interpret instruksi dan melakukan tindakan yang diperlukan


 


 

Prosesnya



 

Execute Cycle

  • Processor-memory
    • data transfer antara CPUdan main memory
  • Processor I/O
    • Data transfer antara CPU dan I/O module
  • Data processing
    • Suatu operasi arithmetic atau logical pada data tertentu
  • Control
    • Mengubah urutan operasi
    • Contoh : jump
  • Kombinasi diatas


 


 

Contoh Eksekusi Program



 


 

Diagram Keadaan Siklus Instruksi



 

Interrupt

  • Suatu mekanisme yang disediakan bagi modul-modul (contoh I/O)untuk dapat meng-interrupt operasi normal CPU
  • Program
    • Contoh : overflow, division by zero
  • Timer
    • Dihasilkan oleh internal processor timer
    • Digunakan dalam pre-emptive multi-tasking
  • I/O
    • Dari I/O controller
  • Hardware failure
    • Contoh : memory parity error


 


 

Program Flow Control


 



 


 

Siklus Interrupt ( interupsi )

  • Ditambahkan ke instruction cycle
  • Processor memeriksa adanya interrupt
    • Diindikasikan lewat interrupt signal
  • Jika tidak ada interrupt, fetch untuk instruksi selanjutnya
  • Jika ada interrupt :
    • Tunda eksekusi dari program saat itu
    • Simpan context
    • Set PC ke awal address dari routine interrupt handler
    • Process interrupt
    • Kembalikan context dan lanjutkan program yang terhenti


 


 

Diagram Keadaan Siklus Instruksi (with Interrupts)



 


 

Multiple Interrupts

  • Disable interrupts
    • Processor akan mengabaikan interrupt berikutnya
    • Interruptstetap akan diperiksa setelah interrupt yang pertama selesai dilayani
    • Interrupts ditangani dalam urutan sesuai kedatangannya
  • Define priorities
    • Low priority interrupts dapat di-interrupt oleh interrupt prioritas tertinggi
    • Setalah interrupt prioritas tertinggi selesai dilayani, akan kembali ke interrupt sebelumnya


 

Input/Output Connection

  • Sama seperti memory connection dari komputer
  • Output
    • Menerima data dari komputer
    • Mengirim data ke peripheral
  • Input
    • Menerima data dari peripheral
    • Mengirim data ke komputer
  • Menerima sinyal control dari komputer
  • Mengirim sinyal control ke peripherals
    • Contoh : spin disk
  • Menerima addresses dari komputer
    • Contoh: nomor port
  • Mengirim sinyal ( control ) interrupt


 

CPU Connection

  • Membaca instruksi dan data
  • Menuliskan data (setalah diproses)
  • Mengirim sinyal control untuk units lainnya
  • Menerima (& menanggapi) interrups


 


 

Bus

  • Ada beberapa kemungkinan interconnection systems
  • Yang biasa dipakai : Single and multiple BUS
  • Contoh :Control/Address/Data bus (PC)
  • Contoh : Unibus (DEC-PDP)


 

What is a Bus?

  • Jalur komunikasi yang menghubungkan beberapa device
  • Biasanya menggunakan broadcast
  • Seringkali dikelompokan
    • Satu bus berisi sejumlah kanal ( jalur )
    • Contoh : bus data 32 bit berisi 32 jalur
  • Jalur sumber tegangan biasanya tidak diperlihatkan


 

Data Bus

  • Membawa data
    • Tidak dibedakan antara "data" dan "instruksi"
  • Lebar jalur menentukan performance
    • 8, 16, 32, 64 bit


 

Skema Interkoneksi Bus



 

Bentuk Fisik

Bagaimana bentuk fisik bus?

  • Jalur Parallel PCB
  • Ribbon cables
  • Strip connectors pada mother boards
    • Contoh :. PCI
  • Kumpulan kabel


 

Problema pada Bus Tunggal

  • Banyak device pada bus tunggal menyebabkan:
    • Propagation delays
      • Jalur data yang panjang berarti memrlukan koordinasi pemakai sehingga berpengaruh pada performance
      • Jumlah data yang ditransfer melalui bus melebihi capasitas dari bus
  • Kebanyakan sistem menggunakan multiple bus untuk mengatasi problema pada bus tunggal


 


 

Bus Tradisional (ISA)
(menggunakan cache)



 


 

Bus dengan High Performance



 


 


 


 


 

ISA

  • Bus ISA (Industry Standard Architecture) adalah sebuah arsitektur bus dengan bus data selebar 8-bit yang diperkenalkan dalam IBM PC 5150 pada tanggal 12 Agustus
    1981.
  • Bus ISA diperbarui dengan menambahkan bus data selebar menjadi 16-bit pada IBM PC/AT pada tahun 1984, sehingga jenis bus ISA yang beredar pun terbagi menjadi dua bagian, yakni ISA 16-bit dan ISA 8-bit.
  • ISA merupakan bus dasar dan paling umum digunakan dalam komputer IBM PC hingga tahun 1995, sebelum akhirnya digantikan oleh bus PCI yang diluncurkan pada tahun 1992.


 


 

ISA 8 bit

  • Bus ISA 8-bit merupakan varian dari bus ISA, dengan bus data selebar 8-bit, yang digunakan dalam IBM PC 5150 (model PC awal). Bus ini telah ditinggalkan pada sistem-sistem modern ke atas tapi sistem-sistem Intel 286/386 masih memilikinya. Kecepatan bus ini adalah 4.77 MHz (sama seperti halnya prosesor Intel 8088 dalam IBM PC), sebelum ditingkatkan menjadi 8.33 MHz pada IBM PC/AT. Karena memiliki bandwidth 8-bit, maka transfer rate maksimum yang dimilikinya hanyalah 4.77 Mbyte/detik atau 8.33 Mbyte/detik. Meskipun memiliki transfer rate yang lamban, bus ini termasuk mencukupi kebutuhan saat itu, karena bus-bus I/O semacam serial port, parallel port, kontrolir floppy disk, kontrolir keyboard dan lainnya sangat lambat. Slot ini memiliki 62 konektor.
  • Meski desainnya sederhana, IBM tidak langsung mempublikasikan spesifikasinya saat diluncurkan tahun 1981, tapi harus menunggu hingga tahun 1987, sehingga para manufaktur perangkat pendukung agak kerepotan membuat perangkat berbasis ISA 8-bit.


 


 

ISA 16 bit

  • Bus ISA 16-bit adalah sebuah bus ISA yang memiliki bandwidth 16-bit, sehingga mengizinkan transfer rate dua kali lebih cepat dibandingkan dengan ISA 8-bit pada kecepatan yang sama. Bus ini diperkenalkan pada tahun 1984, ketika IBM merilis IBM PC/AT dengan mikroprosesor Intel 80286 di dalamnya. Mengapa IBM meningkatkan ISA menjadi 16 bit adalah karena Intel 80286 memiliki bus data yang memiliki lebar 16-bit, sehingga komunikasi antara prosesor, memori, dan motherboard harus dilakukan dalam ordinal 16-bit. Meski prosesor ini dapat diinstalasikan di atas motherboard yang memiliki bus I/O dengan bandwidth 8-bit, hal ini dapat menyababkan terjadinya bottleneck pada bus sistem yang bersangkutan.
  • Daripada membuat bus I/O yang baru, IBM ternyata hanya merombak sedikit saja dari desain ISA 8-bit yang lama, yakni dengan menambahkan konektor ekstensi 16-bit (yang menambahkan 36 konektor, sehingga menjadi 98 konektor), yang pertama kali diluncurkan pada Agustus tahun 1984, tahun yang sama saat IBM PC/AT diluncurkan. Ini juga menjadi sebab mengapa ISA 16-bit disebut sebagai AT-bus. Hal ini memang membuat interferensi dengan beberapa kartu ISA 8-bit, sehingga IBM pun meninggalkan desain ini, ke sebuah desain di mana dua slot tersebut digabung menjadi satu slot.


 


 



 


 


 

Tipe Bus

  • Dedicated
    • Jalur data & address terpisah
  • Multiplexed
    • Jalur bersama
    • Address yang valid atau data yang valid mengendalikan jalur
    • Keuntungan – jalur sedikit
    • Kerugian
      • Kendali lebih komplek
      • Mempengaruhi performance


 


 

Arbitrasi Bus

  • Bebrapa module mengendalikan bus
  • Contoh : CPU dan DMA controller
  • Setiap saat hanya satu modul yang mengendalikan
  • Arbitrasi bisa secara centralised atau distributed


 


 


 

Centralised Arbitration

  • Ada satu hardware device yang mengendalikan akses bus
    • Bus Controller
    • Arbiter
  • Bisa berupa bagian dari CPU atau separate


 


 


 

BAB 4

Internal Memory


 

Characteristics

  • Location
  • Capacity
  • Unit of transfer
  • Access method
  • Performance
  • Physical type
  • Physical characteristics
  • Organisation


 

Satuan Transfer

  • Internal
    • Jumlah bit dalam sekali akses
    • Sama dengan jumlah saluran data (=ukuran word )
  • External
    • Dalam satuan block yang merupakan kelipatan word
  • Addressable unit
    • Lokasi terkecil yang dapat dialamati secara uniq
    • Secara internal biasanya sama dengan word
    • Untuk disk digunakan satuan Cluster


 

Access Methods

  • Sequential
    • Mulai dari awal sampai lokasi yang dituju
    • Waktu akses tergantung pada lokasi data dan lokasi sebelumnya
    • Contoh tape
  • Direct
    • Setiap blok mempunyai address yang uniq
    • Pengaksesan dengan cara lompat ke kisaran umum (vicinity) ditambah pencarian sequential
    • Waktu Access tidak tergantung pada lokasi dan lokasi sebelumnya
    • Contoh disk
  • Random
    • Setiap lokasi memiliki alamat tertentu
    • Waktu akses tidak tergantung pada lokasi dan lokasi sebelumnya
    • Contoh RAM
  • Associative
    • Data yang ditempatkan oleh pembanding dengan isi dari bagian penyimpan
    • Waktu Access yang independen dari lokasi atau akses sebelumnya
    • Contoh cache


 


 

Hirarkhi Memory

  • Registers
    • Dalam CPU
  • Internal atau memory utama
    • Bisa lebih dari satu level dengan adanya cache
    • "RAM"
  • External memory
    • Penyimpan cadangan


 


 

Performance

  • Access time
    • Waktu untuk melakukan operasi baca-tulis
  • Memory Cycle time
    • Diperlukan waktu tambahan untuk "recover" sebelum akses berikutnya
    • Access time + recovery
  • Transfer Rate
    • Kecepatan transfer data ke/ dari unit memori


 

Physical Types

  • Semiconductor
    • RAM
  • Magnetic
    • Disk & Tape
  • Optical
    • CD & DVD
  • Others
    • Bubble
    • Hologram


 


 

Hierarkhi

  • Registers
  • L1 Cache
  • L2 Cache
  • Main memory
  • Disk cache
  • Disk
  • Optical
  • Tape


 


 

Dynamic RAM

  • Bit tersimpan berupa muatan listrik dalam capacitors
  • Muatan dapat bocor
  • Perlu di-refresh
  • Konstruksi sederhana
  • Ukuran per bit nya kecil
  • Murah
  • Perlu refresh circuits
  • Lambat
  • Main memory


 

Static RAM

  • Bit disimpan sebagai switch on/off
  • Tidak ada kebocoran
  • Tidak perlu di-refresh
  • Konstruksi lebih complex
  • Ukuran per bit nya besar
  • Lebih mahal
  • Tidak memerlukan refresh circuits
  • Lebih cepat
  • Cache


 

Read Only Memory (ROM)

  • Memnyimpan secara Permanent
  • Untuk
    • Microprogramming (see later)
    • Library subroutines
    • Systems programs (BIOS)
    • Function tables


 

Jenis ROM

  • Ditulis ( record ) waktu dibuat
    • Sangat mahal
  • Programmable (once)
    • PROM
    • Diperlukan peralatan khusus untuk memprogram
    • Read "mostly"
    • Erasable Programmable (EPROM)
      • Dihapus dengan sinar UV
    • Electrically Erasable (EEPROM)
      • Perlu waktu lebih lama untuk menulis
    • Flash memory
      • Menghapus seluruh memori secara electris


 

Organisasi

  • 16 Mbit chip dapat disusun dari 1M x 16 bit word
  • 1 bit per chip memiliki 16 lots dengan bit ke 1 dari setiap word berada pada chip 1
  • 16 Mbit chip dapat disusun dari array 2048 x 2048 x 4bit
    • Mengurangi jumlah address pinReduces number of address pins
    • Multiplex row address dan column address
    • 11 pin untuk address (211=2048)
    • Menambah 1 pin kapasitas menjadi 4x


 

Contoh Memori 16 Mb DRAM (4M x 4)



 

Packaging



 

Module
Organisation



 

Koreksi Kesalahan

  • Hard Failure
    • Cacat/ rusak permanen
  • Soft Error
    • Random, non-destructive
    • Rusak non permanen
  • Dideteksi dengan menggunankan Hamming code


 

Error Correcting Code Function



 

Cache

  • Memori cepat dengan kapasitas yang sedikit
  • Terletak antara main memori dengan CPU
  • Bisa saja diletakkan dalam chip CPU atau module tersendiri



 

Operasi Cache

  • CPU meminta isi data dari lokasi memori tertentu
  • Periksa data tersebut di cache
  • Jika ada ambil dari cache (cepat)
  • Jika tidak ada, baca 1 blok data dari main memori ke cache
  • Ambil dari cache ke CPU
  • Cache berisi tag untuk identitas blok dari memori utama yang berada di cache


 


 

Desian Cache

  • Ukuran (Size)
  • Fungsi Mapping
  • Algorithm penggantian
  • Cara penulisan
  • Ukuran Block
  • jumlah Cache


 


 

Fungsi Mapping

  • Ukuran Cache 64 kByte
  • Ukuran block 4 bytes
    • Diperlukan 16k (214) alamat per alamat 4 byte
    • Jumlah jalur almat cache 14
  • Memori utama 16 MByte
  • Jalur almat perlu 24
    • (224=16M)


 

Newer RAM Technology

  • Basic DRAM same since first RAM chips
  • Enhanced DRAM
    • Contains small SRAM as well
    • SRAM holds last line read (c.f. Cache!)
  • Cache DRAM
    • Larger SRAM component
    • Use as cache or serial buffer
  • Synchronous DRAM (SDRAM)
    • currently on DIMMs
    • Access is synchronized with an external clock
    • Address is presented to RAM
    • RAM finds data (CPU waits in conventional DRAM)
    • Since SDRAM moves data in time with system clock, CPU knows when data will be ready
    • CPU does not have to wait, it can do something else
    • Burst mode allows SDRAM to set up stream of data and fire it out in block
  • Foreground reading
  • Check out any other RAM you can find
  • See Web site:
    • The RAM Guide


 


 

SDRAM



 


 

BAB 5

External Memory


 


 

Types of External Memory

  • Magnetic Disk
    • RAID
    • Removable
  • Optical
    • CD-ROM
    • CD-Writable (WORM)
    • CD-R/W
    • DVD
  • Magnetic Tape


 

Magnetic Disk

  • Metal or plastic disk coated with magnetizable material (iron oxide…rust)
  • Range of packaging
    • Floppy
    • Winchester hard disk
    • Removable hard disk


 

Floppy Disk

  • 8", 5.25", 3.5"
  • Small capacity
    • Up to 1.44Mbyte (2.88M never popular)
  • Slow
  • Universal
  • Cheap


 

Winchester Hard Disk

  • Developed by IBM in Winchester (USA)
  • Sealed unit
  • One or more platters (disks)
  • Heads fly on boundary layer of air as disk spins
  • Very small head to disk gap
  • Getting more robust
  • Universal
  • Cheap
  • Fastest external storage
  • Getting larger all the time
    • Multiple Gigabyte now usual


 

Optical Storage CD-ROM

  • Originally for audio
  • 650Mbytes giving over 70 minutes audio
  • Polycarbonate coated with highly reflective coat, usually aluminum
  • Data stored as pits
  • Read by reflecting laser
  • Constant packing density
  • Constant linear velocity


 

Digital Audio Tape (DAT)

  • Uses rotating head (like video)
  • High capacity on small tape
    • 4Gbyte uncompressed
    • 8Gbyte compressed
  • Backup of PC/network servers


 


 


 


 

BAB 6

Input/Output


 


 

Input/Output Problems

  • Wide variety of peripherals
    • Delivering different amounts of data
    • At different speeds
    • In different formats
  • All slower than CPU and RAM
  • Need I/O modules


 

Input/Output Module

  • Interface to CPU and Memory
  • Interface to one or more peripherals
  • GENERIC MODEL OF I/O DIAGRAM 6.1


 

External Devices

  • Human readable
    • Screen, printer, keyboard
  • Machine readable
    • Monitoring and control
  • Communication
    • Modem
    • Network Interface Card (NIC)


 

I/O Module Function

  • Control & Timing
  • CPU Communication
  • Device Communication
  • Data Buffering
  • Error Detection


 

I/O Steps

  • CPU checks I/O module device status
  • I/O module returns status
  • If ready, CPU requests data transfer
  • I/O module gets data from device
  • I/O module transfers data to CPU
  • Variations for output, DMA, etc.


 

I/O Module Diagram



 

PC Interrupt Layout



 


 

ISA Interrupt Layout



 


 

Direct Memory Access

  • Interrupt driven and programmed I/O require active CPU intervention
    • Transfer rate is limited
    • CPU is tied up
  • DMA is the answer


 

DMA Configurations


  • Single Bus, Detached DMA controller
  • Each transfer uses bus twice
    • I/O to DMA then DMA to memory
  • CPU is suspended twice


  • Single Bus, Integrated DMA controller
  • Controller may support >1 device
  • Each transfer uses bus once
    • DMA to memory
  • CPU is suspended once


 

Small Computer Systems Interface (SCSI)

  • Parallel interface
  • 8, 16, 32 bit data lines
  • Daisy chained
  • Devices are independent
  • Devices can communicate with each other as well as host


 

SCSI - 1

  • Early 1980s
  • 8 bit
  • 5MHz
  • Data rate 5MBytes.s-1
  • Seven devices
    • Eight including host interface


 

SCSI - 2

  • 1991
  • 16 and 32 bit
  • 10MHz
  • Data rate 20 or 40 Mbytes.s-1
  • (Check out Ultra/Wide SCSI)


 




 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 



BACA JUGA

WAHANAHITAM - 9:49 AM
MASUKKAN TOMBOL TWEET DISINI

0 comments:

Post a Comment