Sistem Memori Komputer Disusun oleh : Hendro Saputro (5235100223) Rosid (5235102670) Adzi Soewandono (5235100225) Sigit Pandu Wirawan (5235101648) Jurusan : Teknik Elektro Prodi : Pend TIK UNJ

Kata Pengantar Puji Syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena atas rahmat dan

anugrah-Nya lah kami dapat menyelesaikan revisi penulisan Makalah Mata Kuliah Organisasi

Arsitektur Komputer. Makalah ini di maksudkan sebagai pengajaran tentang materi Mata Kuliah

Organisasi Arsitektur Komputer untuk Mahasiswa Negeri Jakarta. Makalah ini merupakan pengayaan

materi yang di ambil dari berbagai sumber media dengan menambahkan materi yang cukup

signifikan. Makalah ini kami susun untuk merespon pembelajaran yang terjadi pada materi Organisasi

Arsitektur Komputer tentang memori utama yang secara subtitansi merupakan penggabungan

materi materi. Dengan tujuan Komunikasi Data ini dapat membentuk mahasiswa menjadi seseorang

yang paham akan Teknologi Informasi dan Komunikasi masa kini. Pada kesempatan kami mengucapkan terima kasih kepada Bapak Dosen dan semua kerabat,

yang telah membantu dan mendukung atas penyelesaian Makalah ini. Kami menyadari bahwa makalah ini masih banyak kekurangan dan jauh dari sempurna, oleh karena itukritik dan saran yang

membangun demi kesempurnaan makalah ini akan kami sambut dengan baik. Akhirnya semoga makalah ini bermanfaat bagi semua pihak bagi Mahasiswa Universitas Negeri Jakarta dan Dosen

dalam mata kuliah Organisasi Arsitektur Komputer.

Jakarta, Juni 2011

TIM Penulis

Daftar Isi

Kata Pengantar : .............................................................................................................. 1

Daftar Isi : ........................................................................................................................ 2

Pembahasan : .................................................................................................................. 3

I. Memori Utama (Main Memory) : ..................................................................... 3

II. Random Access Memory (RAM) : ..................................................................... 3

III. Read Only Memori (ROM) : .............................................................................. 5

IV. Memori Kase : ................................................................................................... 6

V. Mengukur Kapasitas Memory : ........................................................................ 6

VI. Organisasi Memory : ......................................................................................... 7

VII. Hub. CPU, Memori dan alat I/O : ...................................................................... 9

VIII. Pemrosesan Instruksi : ...................................................................................... 10

Kesimpulan : .................................................................................................................... 10

Daftar Pustaka : ............................................................................................................... 10

Pembahasan I. Memori Utama

CPU hanya dapat menyimpan data dan instruksi di register yang berukuran kecil sehingga

tida dapat menyimpan semua informasi yang dibutuhkan untuk keseluruhan proses program. Untuk

untuk mengatasi hal itu maka CPU harus dilengkapi dengan alat penyimpan yang berkapasitas lebih

besar yaitu memori utama. Unit ini dapat dibayangkan sebagai sekumpulan kotak yang masing-

masing dapat menyipan sepenggal informasi, baik berupa data maupun instruksi. Tiap-tiap lokasi

kotak ditunjukkan oleh suatu alamat (address), yaitu berupa nomor yang menunjukkan lokasi

tertentu kotak memori. Ukuram memori ditunjukan oleh satuan byte, misalnya 1 Mb, 4 Mb, 8 Mb,

25 Mb atau bahka n ada yang sampai 2 Gb. Pada umumnya 1 byte memori terdiri dari 8-32 bit(binary

digit), yaitu banyaknya digit biner (0 atau 1) yang mampu disimpan dalam satu kotak memori.

II. Random Access Momory (RAM)

Semua data atau program yang dimasukan melalui alat input akan disimpan terlebih dahulu

di momoi utama, khususnya RAM, yang dapat diakses secara acak (dapat diisi, ditulis, diambil, atau

dihapus isinya) oleh programer. Struktur RAM dibagi menjadi 4 bagian utama, yaitu:

1. Input Storage, digunakan untu menampung input yang dimasukan melalui alat input.

2. Program Storage, digunakan untuk menyimpan semua instruksi-instruksi program yang

akan dakses.

3. Walking Storage, digunakan untuk menyimpan data yang akan diolah dan dihasilkan

pengelolah.

4. Output Storage, digunakan untuk menampung hasil akhir pengolah data yang akan

ditampilkan ke alat output.

Input yang dimasukan melalui alat input akan ditampung terlebih dahulu di input storage.

Bila input tersebut berupa program maka akan dipindahkan ke program storage, dan bila berbentuk

data maka akan dipindahkan ke working storage. Hasil pengolahan juga disamping terlebh dahulu di

working storage dan bila akan ditampilkan ke alat output maka hasil tersebut dipindahkan ke output

storage.

III. Read Only Memory (ROM)

Dari namanya, ROM hanya dapat dibaca sehingga programer tidak bisa mengisi sesuatu ke

dalam ROM. ROM sudah diisi oleh pabrik pembuatannya berupa sistem operasi yang terdiri dari

program-program pokok yang diperlukan oleh sistem komputer, seperti misalnya program untuk

menampilkan penampilan karakter dilayar, pengisian tombol kunci papan ketik untuk keperluan

kontrol tertentu, dan bootstrap program. Program bootstrap diperlukan pada saat pertama kali

sistem komputer diaktifkan. Proses pengaktifan komputer pertama kali ini disebut booting, yang

dapat berupa cold booting atau warm booting.

Cold booting merupakan proses mengaktifkan sistem komputer pertama kali untuk

mengambil program bootstrap dari keadaan listrik komputer mati (off) menjadi hidup (on). Adapun

warm booting merupakan proses pengulangan pengambilan program bootstrap pada saat komputer

masih hidup dengan cara menekan tiga tombol pada papan ketik sekaligus, yaitu Ctrl, Alt, dan Del.

Proses ini biasanya dilakukan bila komputer macet (crash) daripada harus mematikan aliran listrik

komputer dan menghidupkannya kembali.

Instruksi-instruksi yang terimpan di ROM microinstruction atau firmware karena hardware

dan software dijadikan satu oleh pabrik pembuatannya. Isi ROM ini tidak bleh hilang atau rusak

karena apabila terjadi demikian maka sistem komputer tidak bisa berfungsi. Oleh karena itu, untuk

mencegahnya maka pabrik pembuatnya merancang ROM sedemikian rupa sehingga hanya bisa

dibaca, tidak dapat diubah-ubah isinya oleh orang lain. Selain itu, ROM bersifat nonvolatile supaya

isinya tidak hilang bila listrik komputer dimatikan.

Pada kasusu yang lain memungkinkan untuk mengubah isi ROM, yaitu dengan cara

memprogramkembali instruksi-instruksi yang ada didalamnya. ROM jenis ini berbentuk chip yang

ditempatkan pada rumahnya yang mempunyai jendela diatasnya. ROM yang dapat diprogram

kembali adalah PROM (Programmable Rean Only Memory), yang hanya dapat diprogram satu kali

dan selanjutnya tidak dapat diubah kembali. Jenis lain adalah EPROM (Erasable Programmable Read

Only Memory), yang dapat dihapus oleh sinar ultra violet serta dapat diprogram kembali berulang-

ulang. Disamping itu, ada juga EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)

yang dapat dihapus secara elektronik dan dapat diprogram kembali.

IV. Memori Kase

Merupakan suatu keharusan untuk memandang register register serba guna pada sebuah

CPU dalam konteks fasilitas memori komputer secara keseluruhan. Register register digunakan

untuk menyimpan data yang dibutuhkan pada saat suatu operasi dilakukan. Memori utama

digunakan untuk menyimpan data yang akan dibutuhkan dalam waktu dekat dan penyimpanan data

massal digunakan untuk menyimpan data yang kemungkinan besar tidak dibutuhkan dalam waktu

dekat. Banyak mesin komputer yang dirancang dengan sebuah memori tambahan, yang disebut

memori kase. Memori kase merupakan suatu suatu bagian memori (mungkin beberapa KB )

berkecepatan tinggi dengan waktu tanggap (response time) yang sangat mendekati register

register CPU dan seringkali terletak pada CPU itu sendiri.

Di dalam memori kase ini, mesin komputer menyimpan salinan porsi memori utama yang

dianggap penting bagi operasi yang sedang dilaksanakan. Dalam kondisi semacam ini, pemindahan

data yang biasanya dilakukan antara register register dan memori utama kini terjadi diantara

register register dan memori kase. Perubahan perubahan yang terjadi pada data kemudian akan

dipindahkan secara kolektif ke memori utama pada waktu waktu yang lebih tepat. Hasilnya adalah

sebuah mesin yang dapat mengeksekusi siklus mesinnya dalam waktu yang lebih singkat dan oleh

karenanya melaksanakan tugas tugas dengan waktu yang lebih cepat.

V. Mengukur Kapasitas Memori

Akan mudah bagi kita untuk merancang sistem memori utama yang jumlah total selnya

adalah nilai dari pemangkatan bilangan dua. Pada gilirannya, ukuran dari memori komputer-

komputer awal seringkali diukur dalam kelipatan 1024 (yang adalah 210) unit sel. Karena 1024

mendekati nilai 1000 banyak komunitas pengguna komputer yang mengadopsi kata prefiks kilo

untuk mengacu pada unit tersebut. Maka istilah kilobyte disingkat KB digunakan untuk mengacu

pada 1024 byte, dan sebuah mesin dengan sel memori sebanyak 4096 dikatakan memiliki memori

sebesar 4KB (4096= 4 x 1024). Dengan semakin bertambah besarnya ukuran memori, terminologi ini

berkembang sehingga mencakup kata perfiks mega untuk 1.048.576 (yang adalah 220 ) dan giga

untuk 1.073.741.824 (yang adalah 230), dan unit-unit MB (megabyte) dan GB (gigabyte) menjadi

sangat populer.

Sayangnya, penggunaan kata prefiks ini merupakan penyalahgunaan terminologi karena

imbuhan-imbuhan tersebut telah digunakan dalam bidang-bidang keilmuan lainnya untuk mengacu

pada unit-unit yang merupakan hasil dari pemangkatan bilangan 10. Misalnya ketika mengukur jarak

kilometer mengacu pada 1000 meter, dan ketika mengukur frekuensi radio, megahertz mengacu

pada 1 juta hertz. Lebih jauh lagi sejumlah produsen perangkat komputer diketahui telah

menggunakan perfiks mega untuk mengacu kepada unit sebesar 1.024.000 (sehingga 1 Mb adalah

1000 Kb) tak perlu diuraikan lagi kekeliruan-kekeliruan ini telah membawa berbagai kerancuan dan

kesalah pahaman selama bertahun-tahun.

Untuk memperjelas duduk permasalahannya, suatu proposal telah diajukan untuk

mengkhususkan penggunaan imbuhan-imbuhan kilo, mega, da giga bagi unit-unit yang merupakan

hasil dari pemangkatan bilangan 10 dan untuk memperkenalkan prefiks-prefiks baru kibi

(kependekan dari kilobiner dan disingkat menjadi Ki), mebi (kependekan dari Megabiner dan

disingkat menjadi Mi), dan gibi kependekan dari Gigabiner dan disingkat menjadi Gi) untuk mengacu

pada unit-unit yang merupakan hasil dari pemangkatan bilangan 2 (power of two). Dalam sistem

semacam ini istilah kibibyte atau disingkat KIB akan mengacu pada 1024 byte sedangkan kilobyte

atau kb akan mengacu pada 1000 byte. Masih harus dilihat apakah perfiks-perfiks ini dapat menjadi

bagian dari bahasa pasaran yang populer.

VI. Organisasi Memori

Rangkaian-rangkaian penyimpanan dalam memori utama mesin komputer tersusun dalam

unit-unit yang mudah diatur yang disebut sel (word). Dengan ukuran sel yang typical adalah delapan

bit. Pada kenyataannya, kumpulan bit yang panjangnya delapan bit telah menjadi sedemikian

populer sehingga istilah byte sekarang secara luas digunakan untuk mengacu kepada kumpulan bit

dengan ukuran tersebut. Komputer-komputer kecil yang digunakan pada perangkat-perangkat

rumah seperti oven microwave dapat memiliki memori utama yang

ukurannya hanya beberapa ratus sel. Sedangkan komputer-komputer

besar yang digunakan untuk menyimpan dan memanipulasi jumlah

data yang ekstensif dapat memiliki milyaran sel dalam memori

utamanya.

Meskipun tidak terdapat sisi kiri atau kanan dalam sebuah

mesin, kita biasanya membayangkan bahwa bit-bit dalam sebuah sel

memori tersusun dalam satu baris. Ujung sebelah kiri dari baris ini

disebut sisi ordo tinggi (high order end) dan ujung sebelah kanannya

disebut sisi ordo rendah (low order end). Bit terakhir pada sisi ordo

tinggi disebut bit ordo tinggi (most significant bit). Dengan mengacu

pada fakta bahwa apabila isi dari sel ini di interpretasikan sebagai

representasi dari suatu nilai numerik, bit ini akan merupakan digit terpenting dari bilangan tersebut.

Demikian pula , bit yang berada pada ujung paling kanan disebut dengan bit ordo rendah (least

significant bit). Oleh karena itu kita dapat mempresentasikan isi dari sebuah sel memori berukuran

satu byte.

Untuk mengidentifikasikan sel-sel dalam memori utama komputer, setiap sel diberikan

sebuah nama yang unik yang disebut alamat. Sistem ini dapat di analogikan, dengan menggunakan

terminologi yang sama, dengan tekhnik pengidentifikasian rumah-rumah di sebuah kota melalui

penggunaan alamat. Namun dalam kasus sel-sel memori, alamat-alamat yang digunakan seluruhnya

bersifat numerik. Untuk lebih tepatnya kita dapat membayangkan bahwa semua sel diletakan dalam

satu baris dan diberikan nomor secara berurutan dimulai dengan nilai 0. Sistem pengalamatan

semacam ini tidak hanya memberikan kita suatu cara untuk mengidentifikasikan setiap sel secara

unik, namun juga untuk menghubungkan urutan dari sel-sel tersebut, memberikan kita berbagai

frasa seperti misalnya sel berikutnya atau sel sebelumnya.

Sebuah konsekuensi penting dari pengaturan secara berurutan sel-sel dalam memori utama

dan bit-bit dalam setiap sel adalah bahwa seluruh bit dalam memori utama mesin komputer

sebenarnya disusun dalam satu baris yang sangat panjang. Pecahan- pecahan dari baris ini oleh

karenanya dapat digunakan untuk menyimpan pola-pola bit yag ukurannya lebuh besar dari panjang

sebuah sel tunggal. Secara lebih spesifik apabila memori tersebut dibagi menjadi sl-sel berukuran 1

byte kita masih dapat menyimpan serangkaian bit berukuran 16 bit hanya dengan menggunakan 2

sel memori yang berurutan.

Konsekuensi lain dari pengorganisasian memori utama mesin komputer sebagai sel-sel kecil

yang dapat dialamatkan adalah bahwa setiap sel dapat diakses secara terpisah dari yang lainnya.

Artinya data yang disimpan dalam memori utama mesin dapat diproses dalam urutan yang acak

yang menjelaskan alasan mengapa memori utama mesin komputer seringkali disebut sebagai

random access memory (memori yang diakses secara acak) (RAM). Pengaksesan secara acak unit-

unit kecil data ini secara kontras bebeda dengan sistem penyimpanan data masal. Dimana rangkaian-

rangkaian bit yang panjang harus dimanipulasi sebagai sebuah blok. Apabila RAM dibuat dari

tekhnologi memori yang dinamis biasanya disebut sebagai DRAM (dinamic RAM).

Untuk melengkapi memori utama sebuah mesin komputer, rangkaian yang sebenarnya

menyimpan bit-bit digabungkan dengan sebuah rangkaian yang memungkinkan rangkaian-rangkaian

lainnya mengambil dan menyimpan data dari sel-sel memori. Dengan cara ini, rangkaian rangkaian

lain dapat memperoleh data dari memori dengan jalan meminta isi dari suatu alamat tertentu secara

elektronis (disebut sebagai operasi baca) atau rangkaian-rangkaian tersebut dapat menyimpan

informasi dalam memori dengan jalan meminta agar sebuah pola bit diletakan didalam sel dengan

suatu alamat tertentu (disebut sebagai operasi tulis).

VII. Hubungan CPU, Memori, dan alat I/O Hubungan antara CPU dengan memori utama ataupun dengan alat-alat input/output (I/O)

dilakukan melalu satu jalur yang disebut bus. Hubungan antara CPU dengan memori utama adalah

melalui jalur bas yang dilekatkan pada MDR, MAR, dan unit kendali dalam CPU. Adapun bus yang

menghubungkan CPU dengan alat-alat I/O tidak dilekatkan langsung ke alat-alat I/O, tetapi dapat

dilakukan melalui satu alat I/O port atau DMA controller atau I/O channel.

Bus merupakan suatu sirkuit yang menjadi jalur transportasi informasi antar alat dalam

sistem komputer. Bus yang menghubungkan antara CPU dengan memori utama disebut internal bus,

sedangkan yang menghubungkan CPU dengan alat-alat I/O disebut eksternal bus. Didalam internal

bus, hubungan antara CPU dengan memori utama dilakukan melalui data bus yang dihubungkan

dengan MDR, dan melalui address bus yang dihubungkan dengan MAR, serta melalui kontrol bus

yang dihubungkan dengan control unit.

VIII. Pemrosesan Instruksi

Jika programer menginginkan CPU ingin mengerjakan sesuatu maka harus dituliska suatu

instruksi yang dapat dipahami oleh CPU. Kumpulan instruksi inilah yang disebut program. Program

yang akan diproses dan data yang akan diolah oleh CPU harus diletakkan terlebih dahulu ke memori

utama. Proses ini biasa kita lakukan denganmengetik nama program pada prompt DOS, atau

mengklik ikon pada sistem operasi windows. Instruksi-instruksi yang dapat diproses oleh CPU adalah

instruksi-instruksi yang sudah dalam bentuk bahasa mesin.

Tahap pertama pemrosesan suatu instruksi oleh CPU disebu instruction fetch, yaitu proses

CPU mengambil atau membawa instruksi dari memori utama ke CPU. Tahap selanjutnya (kedua)

disebut instruction execute, yaitu proses CPU untuk mengerjakan instruksi yang sudah diambil dari

memori utama dan sudah berada di IR Register. Wkaktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikan

tahap pertama disebut waktu instruksi (instruksi time), dan waktu yang dibutuhkan untuk

menyelesaikan tahap kedua disebut waktu eksekusi (execution time). Adapun total waktu yang

dibutuhkan untuk kedua tahap tersebut dinamakan waktu siklus (cycle time).

Beberapa pabrik komputer mengukur kecepatan CPU berdasarkan lamanya melakukan satu

siklus mesin yang diukur dengan satuan megahertz (Mhz), dimana satu Mhz berarti dapat

diselesaikan satu juta siklus per detiknya. Suatu pengukur waktu yang disebut clock akan berdetak

untuk tiap-tiap siklus yang dilakukan. Misalnya, suatu pemroses 16 Mhz berarti clock akan berdetak

sebanyak 16 juta kali tiap detiknya.

Kesimpulan Setelah kita memahami terbukti didalam suatu teknologi infomasi tidak terlepas dengan

namanya memori, memori baik yang dalam kapasitas kecil atau terbatas penggunaannya sampai

dengan kapasitas yang besar. Banyak orang menduga bahwa memori dan RAM memiliki kinerja yang

sama. Arti singkat memori adalah menyimpan data dan instruksi di register yang berukuran kecil

sehingga tida dapat menyimpan semua informasi yang dibutuhkan untuk keseluruhan proses

program. Sedangkan Random Access Momori (RAM) adalah Semua data atau program yang

dimasukan melalui alat input akan disimpan terlebih dahulu di momoi utama, khususnya RAM, yang

dapat diakses secara acak (dapat diisi, ditulis, diambil, atau dihapus isinya) oleh programmer.

Daftar Pustaka Brookshear, J Glenn, COMPUTER SCIENCE Suatu Pengantar edisi 7, Jakarta: Erlangga, 2003. Simarmata, Janner, Pengenalan Teknologi dan Informasi, Yogyakarta: Andi, 2005.