review evolusi komputer -...

of 66/66
1 REVIEW EVOLUSI KOMPUTER

Post on 10-Mar-2019

227 views

Category:

Documents

4 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

1

REVIEW

EVOLUSI KOMPUTER

Sebutkan 4 komponen utama dalam general purpose komputer

CPU

Memori

Input-Output

Interkoneksi

2

Jelaskan efek dari perkembangan teknologi IC

Meningkatkan kecepatan prosesor Ukuran gerbang logika (IC) yang lebih kecil

Lebih banyak gate, dikemas lebih rapat, menambah clock rate

Waktu propagasi untuk sinyal berkurang Menambah ukuran dan kecepatan cache

Diperuntuk bagi prosesor Waktu akses cache turun secara signifikan

Perubahan organisasi dan arsitektur prosesor Meningkatkan kecepatan eksekusi Parallel

3

Jelaskan tentang hukum Moore?

Meningkatkan kerapatan komponen dalam chip

Jumlah transistors/chip meningkat 2 x lipat per tahun

Sejak 1970 pengembangan agak lambat

Jumlah transistors 2 x lipat setiap 18 bulan

Harga suatu chip tetap / hampir tidak berubah

Kerapatan tinggi berarti jalur pendek, menghasilkan kinerja yang meningkat

Ukuran semakin kecil, flexibilitas meningkat

Daya listrik lebih hemat, panas menurun

Sambungan sedikit berarti semakin handal / reliable

4

Jelaskan tentang karakterisitik dari family komputer

Sama atau identik Instruksinya

Sama atau identik O/S

Bertambahnya kecepatan

Bertambahnya jumlah port I/O

Bertambahnya ukuran memori

5

3/9/2015

6 6

Top Level View Of Computer Function and Interconnection Gembong Edhi Setyawan

MATERI

Komponen Komputer

Fungsi Komputer

Hubungan antar struktur

Sistem Bus

PCI Express

7

KONSEP

Komputer terdiri dari komponen CPU, IO dan Memory

Komponen saling berhubungan

Untuk mencapai fungsi komputer Eksekusi program

Adanya pertukaran data dan sinyal kontrol

8

KONSEP

Pemrograman (hardware) merupakan proses penghu-bungan 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 kontrol yang diberikan

Daripada melakukan re-wiring, Lebih baik menambahkan sinyal-sinyal kontrol yang baru

9

Program ?

Adalah suatu deretan langkah-langkah

Pada setiap langkah, dikerjakan suatu operasi arithmetic atau logical

Pada setiap operasi, diperlukan sejumlah sinyal kendali tertentu

10

Fungsi Control Unit

Untuk setiap operasi disediakan kode yang unik

Contoh: ADD, MOVE

Bagian hardware tertentu menerima kode tersebut kemudian menghasilkan sinyal-sinyal kendali

Jadilah komputer!

11

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

12

Fungsi Komputer

Fungsi Komputer Menjalankan program yang terdiri dari kumpulan instruksi yang disimpan dalam memori

Prosesor mengeksekusi instruksi yang ditetapkan dalam program

13

Computer Component: Top Level View

14

Siklus Instruksi

Two steps:

Fetch (Prosesor Membaca)

Execute

15

Fetch Cycle

Program Counter (PC) berisi address instruksi berikutnya yang akan diambil

Processor mengambil instruksi dari memory pada lokasi yang ditunjuk oleh PC

Naikkan PC

Kecuali ada perintah tertentu

Instruksi dimasukkan ke Instruction Register (IR)

Processor meng-interpret dan melakukan tindakan yang diperlukan

16

Execute Cycle

Processor-memory

Transfer data antara CPU dengan main memory

Processor I/O

Transfer data antara CPU dengan I/O module

Data processing

Operasi arithmetic dan logical pada data tertentu

Control

Mengubah urutan operasi

Contoh: jump

Kombinasi diatas

17

Contoh Eksekusi Program

18

Instruction Cycle State Diagram

19

Interrupt Suatu mekanisme yang disediakan bagi modul-modul lain (mis. I/O) untuk

dapat meng-interupsi operasi normal CPU

Program

Misal: overflow, division by zero

Timer

Dihasilkan oleh internal processor timer

Digunakan dalam pre-emptive multi-tasking

I/O

dari I/O controller

Hardware failure

Misal: memory parity error

20

Program Flow Control

21

Program Timing Short I/O Wait

Program Timing Long I/O Wait

Siklus Interupsi Ditambahkan ke instruction cycle

Processor memeriksa adanya interrupt

Diberitahukan lewat interrupt signal

Jika tidak ada interrupt, fetch next instruction

Jika ada interrupt:

Tunda eksekusi dari program saat itu

Simpan context

Set PC ke awal address dari routine interrupt handler

Proses interrupt

Kembalikan context dan lanjutkan program yang terhenti.

24

Multiple Interrupts

Disable interrupts Processor akan mengabaikan interrupt berikutnya Interrupts tetap akan diperiksa setelah interrupt ynag

pertama selesai dilayani Interrupts ditangani dalam urutan sesuai datangnya

Define priorities Low priority interrupts dapat di interrupt oleh higher

priority interrupts Setelah higher priority interrupt selesai dilayani, akan

kembali ke interrupt sebelumnya.

25

Multiple Interrupts - Sequential

26

Multiple Interrupts - Nested

27

Koneksi

Semua unit harus tersambung

Unit yang beda memiliki sambungan yang beda

Memory

Input/Output

CPU

28

Koneksi Memori

Menerima dan mengirim data

Menerima addresses

Menerima sinyal kendali

Read

Write

Timing

29

Koneksi Input/Output

Serupa dengan sambungan memori

Output

Menerima data dari computer

Mengirimkan data ke peripheral

Input

Menerima data dari peripheral

Mengirimkan data ke computer

30

Sambungan Input/Output

Menerima sinyal kendali dari computer

Mengirimkan sinyal kendali ke peripherals

Contoh: spin disk

Menerima address dari computer

Contoh: nomor port

Mengirimkan sinyal interrupt

31

CPU Connection

Membaca instruksi dan data

Menuliskan data (setelah diproses)

Mengirimkan sinyal kendali ke unit-unit lain

Menerima (& menanggapi) interrupt

32

Bus

Ada beberapa kemungkinan interkoneksi sistem

Yang biasa dipakai: Single Bus dan multiple BUS

PC: Control/Address/Data bus

DEC-PDP: Unibus

33

Apa itu Bus?

Jalur komunikasi yang menghubungkan beberapa device

Biasanya menggunakan cara broadcast

Seringkali dikelompokkan Satu bus berisi sejumlah kanal (jalur)

Contoh bus data 32-bit berisi 32 jalur

Jalur sumber tegangan biasanya tidak diperlihatkan

34

Data Bus

Membawa data

Tidak dibedakan antara data dan instruksi

Lebar jalur menentukan performance

8, 16, 32, 64 bit

35

Address bus

Menentukan asal atau tujuan dari data

Misalkan CPU perlu membaca instruksi (data) dari memori pada lokasi tertentu

Lebar jalur menentukan kapasitas memori maksimum dari sistem

Contoh 8080 memiliki 16 bit address bus maka ruang memori maksimum adalah 64k

36

Control Bus

Informasi kendali dan timing

Sinyal read/write memory (MRD/MWR)

Interrupt request (IRQ)

Clock signals (CK)

37

Skema Interkoneksi Bus

38

Bentuk Fisik

Bagaimana bentuk fisik bus?

Jalur-jalur parallel PCB

Ribbon cables

Strip connectors pada mother boards

contoh PCI

Kumpulan kabel

39

Problem pada Single Bus

Banyak devices pada bus tunggal menyebabkan:

Propagation delays

Jalur data yg panjang berarti memerlukan koordinasi pemakaian shg berpengaruh pada performance

Kebanyakan sistem menggunakan multiple bus

40

Bus Traditional (ISA) (menggunakan cache)

41

High Performance Bus

42

Jenis Bus

Dedicated Jalur data & address terpisah

Multiplexed Jalur bersama

Address dan data pada saat yg beda

Keuntungan jalur sedikit

Kerugian Kendali lebih komplek

Mempengaruhi performance

43

Arbitrasi Bus

Beberapa modul mengendalikan bus

contoh CPU dan DMA controller

Setiap saat hanya satu modul yg mengendalikan

Arbitrasi bisa secara centralised atau distributed

44

Arbitrasi Centralised

Ada satu hardware device yg mengendalikan akses bus

Bus Controller

Arbitrer

Bisa berupa bagian dari CPU atau terpisah

45

Arbitrasi Distributed

Setiap module dapat meng-klaim bus

Setiap modules memiliki Control logic

46

Timing

Koordinasi event pada bus

Synchronous Event ditentukan oleh sinyal clock

Control Bus termasuk jalur clock

Siklus bus ( bus cycle) transmisi 1 ke 0

Semua devices dpt membaca jakur clock

Biasanya sinkronisasi terjadi pada tepi naik (leading edge)

Suatu event biasanya dimualai pada awal siklus

47

Synchronous Timing Diagram

48

Asynchronous Timing Diagram

49

Bus PCI

Peripheral Component Interconnection

Dikeluarkan oleh Intel sebagai public domain

32 atau 64 bit

50 Jalur

50

Jalur pada Bus PCI (yg harus)

Jalur System

clock and reset

Address & Data

32 jalur multiplex address/data

Jalur validasi

Interface Control

Arbitrasi

Not shared

Direct connection to PCI bus arbiter

Error lines

51

Jalur Bus PCI (Optional)

Interrupt lines

Not shared

Cache support

64-bit Bus Extension

Additional 32 lines

Time multiplexed

2 lines to enable devices to agree to use 64-bit transfer

JTAG/Boundary Scan

For testing procedures

52

Command pada PCI

Transaksi antara initiator (master) dg target

Master pegang kendali bus

Master menentukan jenis transaksi

Misal I/O read/write

Fase Address

Fase Data

53

PCI Read Timing Diagram

54

PCI Bus Arbitration

55

1. Dari hal-hal di bawah ini, yang dapat menimbulkan interrupt adalah, kecuali

a. Program

b. Log off

c. I/O

d. Hardware failure

e. timer

56

1. Dari hal-hal di bawah ini, yang dapat menimbulkan interrupt adalah, kecuali

a. Program

b. Log off

c. I/O

d. Hardware failure

e. timer

57

2. CPU akan memeriksa adanya interrupt atau tidak saat ....

a. sebelum fetch instruction

b. fetch instruction

c. setelah fetch instruction

d. execute instruction

e. setelah execute instruction

58

2. CPU akan memeriksa adanya interrupt atau tidak saat ....

a. sebelum fetch instruction

b. fetch instruction

c. setelah fetch instruction

d. execute instruction

e. setelah execute instruction

59

3. Sinyal read/write disalurkan pada bus ....

a. alamat

b. data

c. control

d. PCI

e. Mikroprosesor

60

3. Sinyal read/write disalurkan pada bus ....

a. alamat

b. data

c. control

d. PCI

e. Mikroprosesor

61

4. Register yang berisi alamat instruksi yang akan dibaca adalah

a. PC (Program Counter)

b. MAR (Memory Address Register)

c. MBR (Memory Buffer register)

d. IR (Instruction Register)

e. I/O AR (Input/Output Address Register)

62

4. Register yang berisi alamat instruksi yang akan dibaca adalah

a. PC (Program Counter)

b. MAR (Memory Address Register)

c. MBR (Memory Buffer register)

d. IR (Instruction Register)

e. I/O AR (Input/Output Address Register)

63

5. Pada siklus instruksi proses pemrosesan data terjadi pada

a. Fetch cycle

b. Execution cycle

c. Saat instruksi dimasukkan dalam register IR

d. Alamat yang disimpan dalam register PC

e. Fetch dan execution cycle

64

5. Pada siklus instruksi proses pemrosesan data terjadi pada

a. Fetch cycle

b. Execution cycle

c. Saat instruksi dimasukkan dalam register IR

d. Alamat yang disimpan dalam register PC

e. Fetch dan execution cycle

65

Internet Resource

www.pcguide.com/ref/mbsys/buses/

www.pcguide.com/

66