arsitektur komputer - tugas 2 - 2ia15

Upload: neige-devi-samyono

Post on 17-Oct-2015

47 views

Category:

Documents


2 download

DESCRIPTION

Bus Arbitration and Direct Memory Access

TRANSCRIPT

  • 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