arsitektur komputer - tugas 2 - 2ia15
DESCRIPTION
Bus Arbitration and Direct Memory AccessTRANSCRIPT
-
5/27/2018 Arsitektur Komputer - Tugas 2 - 2IA15
1/8
Arsitektur Komputer
Bus Arbitration dan Direct Memory Access
Nama Anggota:
Bhery Adham (51412448)
Hamonangan Simamora (53412272)
Lutfi Kurniawan (54412277)
M. Arif Rahman (54412885)
M. Fadi Yohandi (54412704)
Neige Devi Samyono (55412277)
Shekar Denanda (56412970)
2IA15
JURUSAN TEKNIK INFORMATIKA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
2013/2014
-
5/27/2018 Arsitektur Komputer - Tugas 2 - 2IA15
2/8
1. Analisa apa itu bus arbitration dan jelaskan hubungannya dengan arsitektur komputer.Bus Arbitration (Pemisahan Bus)
Suatu konflik yang timbul jika prosessor dan kontroler DMA (Direct Memory Access)
atau dua kontroler DMA mencoba menggunakan bus pada saat yang sama untuk
mengakses memori utama. Untuk mengantisipasi hal ini, prosedur arbitrasi perluditerapkan pada bus untuk mengkoordinasikan aktivitas semua perangkat yang meminta
transfer memory. Bus arbitrasi adalah proses memilih perangkat berikutnya sebagai bus
master (perangkat yang diijinkan untuk menganisiasi data pada bus mastership kepada
perangkat tersebut, bus arbiter dapat berupa prosesor atau unit terpisah yang terhubung ke
bus. Terdapat 4 skema pendekatan yang dapat diterapkan bus arbitrasi:
a. Centralized Parallel ArbitrationSuatu bus arbital tunggal melakukan arbitration yang diperlukan.
b. Distributed Arbitration (Daisy Chain Bus Arbitration)Semua perangkat berpartisipasi dalam pemilihan bus master berikutnya atau dengan
kata lain, semua perangkat yang menunggu untuk menggunakan bus tersebut
memiliki tanggung jawab setara dalamn proses arbitrasi.
c. Pendistribusian arbitrasi menggunakan penyeleksian diri (self-selection)
-
5/27/2018 Arsitektur Komputer - Tugas 2 - 2IA15
3/8
Setiap perangkat menginginkan lokasi dari bus dengan yang mengacu kepada
identitas dari bus tersebut.
d. Pendistribusian arbitrasi dengan pendeteksian tubrukan (collision detection)Setiap perangkan menggunakan bus ketika sedang tidak dalam keadaan sibuk
(mengakses data lain), dan juga collision(tubrukan) terjadi, dikarenakan beberapaperangkat lainnya ikut memutuskan dalam penggunaan bus tersebut, dimana
perangkat tersebut akan mencoba untuk mengakses dalam waktu lain. (Ethernet)
Arsitektur Komputer
Arsitektur komputer adalah sebuah pengkhususan atau penjelasan tentang sebuah
spesifikasi lebih lanjut dalam merancang sebuah sistem komputer atau platform. Dalam
kata lain, arkom merujuk pada bagaimana sebuah sistem komputer didesain atau
dirancang dan perangkat apa yang akan compatible terhadap teknologi tersebut. Bisa juga
di artikan sebagai cara menentukan kebutuhan user, sistem serta teknologi, dan membuat
sebuah desain lokal dan standar yang sesuai dengan kebutuhan. Contoh terbaik dalamarsitektur komputer ialah arsitektur rancangan yang dimiliki oleh Von Neumann, dimana
masih banyak digunakan oleh banyak komputer masa kini. Rancangan komputer seperti
ini dibuat oleh seorang ahli matematika bernama John Von Neumann pada 1945. Ini
menjelaskan suatu desain komputer berikut dengan cpu nya, dimana mencakup ALU,
CU, Register, Memori untuk data dan instruksi, serta interface input atau output dan
fungsi penyimpanan eksternal.
Ada 3 kategori yang berkaitan dengan arsitektur komputer:
1. Sistem Desain.Mencakup tentang seluruh komponen hardware di dalam sistem, termasuk data
prosesor disampinh CPU, seperti unit pemrosesan grafik dan akses memori secara
langsung. Termasuk pengendali memori, jarak data dan beberapa hal yang mencakup
multiprocessing dan virtualisasi.
2. Set Architecture (ISA)Merupakan bahasa pemrograman bawaan dari CPU. Dimana ISA menjelaskan
tentang fungsi dan kemampuan CPU, menyangkut dengan kemampuan CPU dalam
melaksanan atau memproses instruksi.
3. MicroarchitectureDalam kata lain diketahui sebagai organisasi komputer, tipe dari arsiteitur ini
menjelaskan tentang jalur data tersebut, pemrosesan data dan penyimpanan elemen,
seperti yang diimplementasikan di ISA.
-
5/27/2018 Arsitektur Komputer - Tugas 2 - 2IA15
4/8
Hubungan Bus Arbitration dengan Arsitektur Komputer
Bus arbitration merupakan bagian dari arsitektur komputer dalam pengkoordinasian
aktivitas semua perangkat yang meminta transfer memory, dimana arsitektur komputer
itu sendiri merupakan pengkhususan atau penjelasan tentang sebuah spesifikasi lebih
lanjut dalam merancang sebuah sistem komputer atau platform. Arsitektur komputer yangmengacu pada pendeskripsian sebuah sistem dalam bentuk fisik, memiliki tiga
komponen utama, salah satunya ialah memori. Dimana pada penempatannya, bus
arbitration memiliki fungsi dalam menyeimbangkan kedua faktor pada memori, yaitu bus
priority(perangkat dengan prioritas tertinggi akan terlebih dahulu dilakukan prosesnya),
dan fairness (serendah apapun prioritasnya, perangkat tersebut tetap memiliki akses ke
dalam bus). Pada skema bus arbitration juga, sebuah bus master dapat melakukan sebuah
permintaan namun harus menerima izin akses terlebih dahulu, dan bus master harus
memberikan notifikasi terhadap arbiter (pemisah) di akhir dari penggunaan bus tersebut.
Sumber:
http://faculty.washington.edu/lcrum/Archives/TCSS372AF08/BUS.ppthttp://www.site.uottawa.ca/~mbolic/ceg4131/ceg4131_buses.ppt
2. Gambarkan bagan untuk Bus Arbitrat ionDaisy Chaining Method
-
5/27/2018 Arsitektur Komputer - Tugas 2 - 2IA15
5/8
Independent Bus Request and Grant Method
Polling Method
Sumber:
Schaums Outline of Theory and Problems of Computer Architecture
Copyright The McGraw-Hill Companies Inc. Indian Special Edition 2009
3. Hubungan DMA dengan BUSDirect Memory Access
Perangkat yang terhubung bersama akan berkomunikasi melalui bus alamat, data dan
control. Ketika suatu device ingin berkomunikasi dengan lainnya, ia mengirim alamat
untuk membedakan dengan device lainnya, dimana tiap device mempunyai alamat yang
-
5/27/2018 Arsitektur Komputer - Tugas 2 - 2IA15
6/8
unik. Pada DMA (Direct Memory Access) seluruh pengoprasian bus-bus dilakukan oleh
DMA controller danb prosesor (mikroprosesor) sendiri terputus dengan bus-bus tersebut,
sehingga memungkinkan adanya hubungan langsung atau transfer data secara langsung
antara p-erangkat I/O dan system memori. Jadi, DMA yang bertanggung jawab atas
semua pengoprasian seluruh bus.
Hubungan DMA dengan Bus
Dalam pengaksesan suatu Bus, suatu perangkat diharuskan melalui DMA, apabila hak
akses diizinkan, maka perangkat tersebut mampu membuat transfer atau pengiriman
ganda dan memberikannya kepada Bus. Pada waktu tersebut, Master Bus tidak
menggunakan Bus (dalam waktu istirahat).
Umumnya, perangkat seperti Disk, meminta hak akses kepada DMA sebanyak satu kata
atau satu buah blok kata pada halaman memori. Apabila hak akses diperbolehkan, maka
Disk akan mengisi Blok tersebut dalam waktu singkat, ketika Master Bus sedang dalammode tidur atas tidak melakukan aktivitas proses lain (tidak sedang sibuk). Apabila Blok
tersebut telah ditransfer, maka kemungkinan perangkat akan menginterupsi CPU untuk
melaporkan bahwa transaksi telah selesai.
4. Gambarkan bagan dari DMA dan hubungannya dengan Arsitektur KomputerBAGAN DARI DMA (DIRECT MEMORY ACCESS)
-
5/27/2018 Arsitektur Komputer - Tugas 2 - 2IA15
7/8
Fig. 1 menunjukan bahwa pengendali yang ada sepenuhnya terhubung dengan
sistem pada bus, dimana terkadang memory bus membedakan antara dirinya
dengan bus khusus. Ketika peripheral terkoneksi dengan data bus, kabel khususyang berjalan antara pengendali DMA dan peripheral digunakan untuk
memberi notifikasi kepada peripheral bahwa hal tersebut mampu terhubung
dengan data bus.
Pada Fig. 2 pengendali internal dari DMA mulai ditunjukan. Ada banyak
register yang digunakan untuk membuat proses pengiriman dari blok tetap padajalurnya, menyangkut juga tentang penghitungan kata dan register alamat.
HUBUNGAN DMA DENGAN ARKOM
Hanya untuk memperjelas perbedaan antara metode fig.1danfig.2, dalam transfer DMA
perifer berkomunikasi langsung ke memori utama (bagian dari CPU), sepenuhnya
melewati CPU. Dalam skema sebelumnya , perangkat hanya berkomunikasi dengan CPU
yang kemudian harus mengeluarkan perintah memori yang terpisah.
Agar DMA bekerja dengan baik, CPU harus melakukan hal lain selama transfer sedangberlangsung, seperti bekerja pada program pengguna lain atau melakukan pemeliharaan
sistem . Namun, jika CPU sedang mengeksekusi instruksi pada waktu yang sama di mana
transfer DMA terjadi, maka sistem bus akan bersaing untuk mendapatkan akses. Setiap
instruksi CPU harus diambil dari memori dan operand, juga. Hasil kemudian harus
disimpan kembali ke memori . Sepertinya memori dan bus sistem utama akan menjadi
hambatan dan DMA tidak akan bekerja.
-
5/27/2018 Arsitektur Komputer - Tugas 2 - 2IA15
8/8
Namun, peripheral seringkali jauh lebih lambat dibandingkan CP , sehingga mereka
jarang memenuhi bus utama. Jika ada terlalu banyak peripheral terkoneksi melalui bus,
dan mereka semua aktif secara bersamaan, sistem dapat menemui masalah, namun ini
jarang terjadi pada komputer pribadi dan mainframe menggunakan bus jauh lebih cepat
dan bahkan lebih dari satu bus. Beberapa periferal kecepatan tinggi seperti fast hard disk
drive perlu untuk mengambil kontrol dari bus utama untuk bentangan waktu , sehinggapengendali DMA menegaskan garis kontrol memberitahu CPU untuk menunggu sampai
transfer selesai . Namun, transfer tersebut relatif jarang terjadi dalam sebuah program ,
sehingga pengguna tidak mungkin melihat perlambatan mengerikan . (Tentu saja , relatif
jarang tidak berart i bahwa itu tidak mungkin terjadi berkali-kali setiap menit , tetapi
dalam kaitannya dengan miliaran instruksi CPU yang dilakukan di antara, tampaknya
relatif jarang . )
Source:
http://ptolemy.canisius.edu/~meyer/253/BOOK/ch19/SUPPLEMENTAL/DMA/dma.html