B.U.S & A.L.U

B.U.S & A.L.U

PENGERTIAN BUS DAN SISTEM BUS

          Bus merupakan lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih perangkat komputer. Karakteristik penting sebuah bus adalah bahwa bus merupakan media transmisi yang dapat digunakan bersama. Sejumlah perangkat yang terhubung ke bus dan suatu sinyal yang ditransmisikan oleh salah satu perangkat ini dapat ditermia oleh salah satu perangkat yang terhubung ke bus. Bila dua buah perangkat melakukan transmisi dalam waktu yang bersamaan, maka sinyal-sinyalnya akan bertumpang tindih dan menjadi rusak. Dengan demikain, hanya sebuah perangkat saja yang akan berhasil melakukan transimi pada suatu saat tertentu.

          Umumnya sebuah bus terdiri dari sejumlah lintasan komunikasi atau saluran. Masing-masing saluran dapat mentransmisikan sinyal yang menunjukkan biner 1 dan biner 0. Serangkaian digit biner dapat ditransmisikan melalui saluran tunggal. Dengan mengumpulkan beberapa saluran dari sebuah bus, dapat digunakan mentransmisikan digit biner secra bersamaan (paralel). Misalnya sebuah satuan data 8 bit dapat ditransmisikan melalui bus delapan saluran.

          Sistem komputer terdiri dari sejumlah bus yang berlainan yang menyediakan jalan antara dua buah komponen pada bermacam-macam tingkatan hirarki sisterm komputer. Sebuah bus yang menghubungkan komponen-komponen utama komputer (CPU, memori, input/output) disebut bus sistem. Struktur interkoneksi komputer yang umum didasarkan pada penggunaan satu bus sistem atau lebih.

STRUKTUR BUS

          Sebuah bus sistem terdiri dari 50 hingga 100 saluran yang terpisah. Masing-masing saluran ditandai dengan arti dan fungsi khusus. Walaupun terdapat sejumlah rancangan bus yang berlainan, fungsi saluran bus dapat diklasifikasikan menjadi tiga kelompok, yaitu saluran data, saluran alamat, dan saluran kontrol. Selain itu, terdapat pula saluran distribusi daya yang memberikan kebutuhan daya bagi modul yang terhubung.

A. Saluran Data

     Saluran data memberikan lintasan bagi perpindahan data antara dua modul sistem. Saluran ini secara kolektif disebut bus data. Umumnya bus data terdiri dari 8, 16, 32 saluran, jumlah saluran diakitakan denang lebar bus data. Karena pada suatu saat tertentu masing-masing saluran hanya dapat membawa 1 bit, maka jumlah saluran menentukan jumlah bit yang dapat dipindahkan pada suatu saat. Lebar bus data merupakan faktor penting dalam menentukan kinerja sistem secara keseluruhan. Misalnya, bila bus data lebarnya 8 bit, dan setiap instruksi panjangnya 16 bit, maka CPU harus dua kali mengakses modul memori dalam setiap siklus instruksinya.

B. Saluran Alamat

     Saluran alamat digunakan untuk menandakan sumber atau tujuan data pada bus data. Misalnya, bila CPU akan membaca sebuah word data dari memori, maka CPU akan menaruh alamat word yang dimaksud pada saluran alamat. Lebar bus alamat akan menentukan kapasitas memori maksimum sistem. Selain itu, umumnya saluran alamat juga dipakai untuk mengalamati port-port input/outoput. Biasanya, bit-bit berorde lebih tinggi dipakai untuk memilih lokasi memori atau port I/O pada modul.

C. Saluran Kontrol

     Saluran kontrol digunakan untuk mengntrol akses ke saluran alamat dan penggunaan data dan saluran alamat. Karena data dan saluran alamat dipakai bersama oleh seluruh komponen, maka harus ada alat untuk mengontrol penggunaannya. Sinyal-sinyal kontrol melakukan transmisi baik perintah maupun informasi pewaktuan diantara modul-modul sistem. Sinyal-sinyal pewaktuan menunjukkan validitas data dan informasi alamat. Sinyal-sinyal perintah mespesifikasikan operasi-operasi yang akan dibentuk. Umumnya saluran kontrol meliputi : memory write, memory read, I/O write, I/O read, transfer ACK, bus request, bus grant, interrupt request, interrupt ACK, clock, reset.

JENIS BUS

           Saluran bus dapat dipisahkan menjadi dua tipe umum, yaitu dedicated dan multiplexed. Suatu saluran bus didicated secara permanen diberi sebuah fungsi atau subset fisik komponen-komponen komputer.

            Sebagai contoh dedikasi fungsi adalah penggunaan alamat dedicated terpisah dan saluran data, yang merupakan suatu hal yang umum bagi bus. Namun, hal ini bukanlah hal yang penting. Misalnya, alamat dan informasi data dapat ditransmisikan melalui sejumlah salurah yang sama dengan menggunakan saluran address valid control. Pada awal pemindahan data, alamat ditempatkan pada bus dan address valid control diaktifkan. Pada saat ini, setiap modul memilki periode waktu tertentu untuk menyalin alamat dan menentukan apakah alamat tersebut merupakan modul beralamat. Kemudian alamat dihapus dari bus dan koneksi bus yang sama digunakan untuk transfer data pembacaan atau penulisan berikutnya. Metode penggunaan saluran yang sama untuk berbagai keperluan ini dikenal sebagai time multiplexing.

           Keuntungan time multiplexing adalah memerlukan saluran yang lebih sedikit, yang menghemat ruang dan biaya. Kerugiannya adalah diperlukannya rangkaian yang lebih kompleks di dalam setiap modul. Terdapat juga penurunan kinerja yang cukup besar karena event-event tertentu yang menggunakan saluran secara bersama-sama tidak dapat berfungsi secara paralel.

           Dedikasi fisik berkaitan dengan penggunaan multiple bus, yang masing-masing bus itu terhubung dengan hanya sebuah subset modul. Contoh yang umum adalah penggunaan bus I/O untuk menginterkoneksi seluruh modul I/O, kemudian bus ini dihubungkan dengan bus utama melalui sejenis modul adapter I/O. keuntungan yang utama dari dedikasi fisik adalah throughput yang tinggi, harena hanya terjadi kemacetan lalu lintas data yang kecil. Kerugiannya adalah meningkatnya ukuran dan biaya sistem.

METODE ARBITRASI

           Di dalam semua sistem keculai sistem yang paling sederhana, lebih dari satu modul diperlukan untuk mengontrol bus. Misalnya, sebuah modul I/O mungkin diperlukan untuk membaca atau menulis secara langsung ke memori, dengan tanpa mengirimkan data ke CPU. Karena pada satu saat hanya sebuah unit yang akan berhasil mentransmisikan data melalui bus, maka diperlukan beberapa metodi arbitrasi. Bermacam-macam metode secara garis besarnya dapat digolongkan sebagi metode tersentraslisasi dan metode terdistribusi. Pada metode tersentralisasi, sebuah perangkat hardware, yang dikenal sebagai pengontrol bus atau arbitrer, bertanggung jawab atas alokasi waktu pada bus. Mungkin perangkat berbentuk modul atau bagian CPU yang terpisah. Pada metode terdistribusi, tidak terdapat pengontrol sentral. Melainkan, setiap modul terdiri dari access control logic dan modul-modul bekerja sama untuk memakai bus bersama-sama. Pada kedua metode arbitrasi, tujuannya adalah untuk menugaskan sebuah perangkat, baik CPU atau modul I/O, bertindak sebagai master. Kemudian master dapat memulai transfer data (misalnya, membaca atau menulis) dengan menggunakan perangkat-perangkat lainnya, yang bekerja sebagai slave bagi pertukaran data yang khusus ini.

LEBAR BUS

          Lebar bus dinyatakan dengan satuan bit dan kecepatan bus dinyatakan dalam satuan MHz, Lebar bus data dapat mempengaruhi kinerja sistem. Semakin lebar bus data, semakin besar bit yang dapat ditransferkan pada suatu saat. Lebar bus alamat mempunyai pengaruh pada kapasistas sitem. Semakin lebar bus alamat, semakin besar pula range lokasi yang dapat direferensi.

JENIS TRANSFER DATA

          Suatu bus mendukung bermacam-macam transfer data. Semua bus mendukung transfer baca (master ke slave) dan transfer tulis (slave ke master). Pada semua multiplexed address/data bus, pertama-tama bus digunakan untuk menspesifikasikan alamat dan kemudian untuk melakukan transfer data. Untuk operasi baca, biasanya terdapat waktu tunggu pada saat data sedang diambil dari slave untuk ditaruh pasda bus. Baik bagi operasi baca maupun tulis, mungkin juga terdapt delay bila hal itu diperlukan untuk melalui arbitrasi agar mendapatkan kontrol  bus untuk sisa operasi (yaitu, mengambil alih bus untuk melakukan request baca atau tulis, kemudian mengambil alih lagi bus untuk membentuk operasi vaca atau tulis.

Pada alamat dedicated dan bus-bus data, alamat ditaruh ada bus alamat dan tetap berada di sana selama data tersimpan pada bus data. Bagi operasi tulis, master menaruh data pada bus data begitu alamat telah staabil dan slave telah mempunyai kesempatan untuk mengetahui alamatnya. Bagi operasi baca, slave menaruh data pada bus dan begitu slave mengetahui alamtnya dan telah mengambil data.

Terdapt pula beberapa kombinasi operasi yang diizinkan oleh sebagian bus. Suatu operasi baca-modifikasi-tulis merupakan sebuah oerasi baca yang diikuti oleh operasi tulis ke alamat yang sama. Alamat hanya di-broadcast satu kali saja pada awal operasi. Baiasanya urutan operasi secara keseluruhan tidak dapat dibagi-bagi untuk menjaga setiap akses ke element data oleh master-master bus lainnya. Tujuan utama dari kemampuan ini adalah untuk melindungi sumber daya memori yang dapat dipakai bersama di dalam sistem multiprogramming.

            Operasi read-after-write merupakan operasi yang tidak dapat dibagi-bagi yang berisi operasi tulis yang diikuti oleh operasi baca dari alamat yang sama. Operasi baca dibentuk untuk tujuan pemeriksaan.

Sebagian sistem bus juga mendukung trasnfer data blok. Dalam hal ini, sebuah siklus alamat diikuti oleh n siklus data. Butir data pertama ditransfer ke almat tertentu atau ditransfer dari alamat tertentu. Butir-butir data lainnya ditransfer ke alamat berikutnya atau ditransfer dari alamat sebelumnya

CONTOH BUS 

            Banyak perusahaan yang mengembangkan bus-bus antarmuka terutama untuk perangkat peripheral. Dimana setiap bus yang dikembangkan tersebut memiliki keunggulan, kelemahan, harga dan teknologi yang berbeda sehingga akan mempengaruhi jenis-jenis penggunaannya. Berikut adalah contohnya:

-              PCI (Pheriperal Component Interconnect)

-              ISA (Industry Standard Architecture)

-              USB (Universal Standard Bus)

-              SCSI (Small Computer System Interface)

-              FUTUREBUS+

-              FIREWIRE

PENGERTIAN DAN CARA KERJA A.L.U ( Arithmatic Logical Unit )

              Arithmatic Logical Unit (ALU), adalah salah satu bagian/komponen dalam sistem di dalam sistem komputer yang berfungsi melakukan operasi/perhitungan aritmatika dan logika (Contoh operasi aritmatika adalah operasi penjumlahan dan pengurangan, sedangkan contoh operasi logika adalah logika AND dan OR. ALU bekerja besama-sama memori, di mana hasil dari perhitungan di dalam ALU di simpan ke dalam memori.

              Perhitungan dalam ALU menggunakan kode biner, yang merepresentasikan instruksi yang akan dieksekusi (opcode) dan data yang diolah (operand). ALU biasanya menggunakan sistem bilangan biner two’s complement. ALU mendapat data dari register. Kemudian data tersebut diproses dan hasilnya akan disimpan dalam register tersendiri yaitu ALU output register, sebelum disimpan dalam memori.

Pada saat sekarang ini sebuah chip/IC dapat mempunyai beberapa ALU sekaligus yang memungkinkan untuk melakukan kalkulasi secara paralel. Salah satu chip ALU yang sederhana (terdiri dari 1 buah ALU) adalah IC 74LS382/HC382ALU (TTL). IC ini terdiri dari 20 kaki dan beroperasi dengan 4×2 pin data input (pinA dan pinB) dengan 4 pin keluaran (pinF).

Arithmatic Logical Unit (ALU), fungsi unit ini adalah untuk melakukan suatu proses data yang berbentuk angka dan logika, seperti data matematika dan statistika. ALU terdiri dari register-register untuk menyimpan informasi.Tugas utama dari ALU adalah melakukan perhitungan aritmatika (matematika) yang terjadi sesuai dengan instruksi program. Rangkaian pada ALU (Arithmetic and Logic Unit) yang digunakan untuk menjumlahkan bilangan dinamakan dengan Adder. Adder digunakan untuk memproses operasi aritmetika, Adder juga disebut rangkaian kombinasional aritmatika.

Ada 3 jenis adder:

    1. Rangkaian Adder dengan menjumlahkan dua bit disebut Half Adder.

    2. Rangkaian Adder dengan menjumlahkan tiga bit disebut Full Adder.

    3. Rangkain Adder dengan menjumlahkan banyak bit disebut Paralel Adder.

ORGANISASI & ARSITEKTUR KOMPUTER

PERBEDAAN ORGANISASI KOMPUTER DENGAN ARSITEKTUR KOMPUTER

Arsitektur Komputer

Atribut–atribut sistem komputer yang terkait dengan seorang programmer.

Contoh: set instruksi, aritmetika yang digunakan,  teknik pengalamatan, mekanisme I/O

Organisasi Komputer

 Bagian yang terkait erat dengan unit–unit operasional.

Contoh: teknologi hardware, perangkat antarmuka, teknologi memori, sistem memori, dan sinyal–sinyal kontrol

Komputer adalah sebuah mesin elektronik yang secara cepat menerima informasi masukan digital dan mengolah informasi tersebut menurut seperangkat instruksi yang tersimpan dalam komputer dan menghasilkan keluaran informasi yang dihasilkan setelah diolah.

Organisasi Komputer adalah bagian yang terkait erat dengan unit–unit operasional dan interkoneksi antar komponen penyusun sistem komputer dalam merealisasikan aspek arsitekturalnya.

Arsitektur Komputer lebih cenderung pada kajian atribut–atribut sistem komputer yang terkait dengan seorang programmer.

Struktur internal komputer meliputi: Central Processing Unit(CPU),Memori Utama, I/O, Sistem Interkoneksi.

Struktur internal CPU meliputi: Control Unit, Aritmetic And Logic,Unit(ALU), Register, CPU Interkoneksi.

Fungsi dasar sistem komputer adalah Fungsi Operasi Pengolahan Data, Penyimpanan Data, Fungsi Operasi Pemindahan Data,Fungsi Operasi Kontrol.

Perbedaan antara Organisasi dan  Arsitektur Komputer , Ilustrasi perbedaan antara arsitektur dan organisasi, pabrik komputer menawarkan sekelompok model komputer, yang semuanya memiliki arsitektur yang sama tetapi dengan organisasi yang berbeda. Akibatnya, model – model yang berbeda akan memiliki harga dan karakteristik kinerja yang berbeda. Selain itu suatu arsitektur dapat bertahan selama bertahun – tahun dan meliputi sejumlah model komputer yang berbeda, namun organisasinya dapat berubah – ubah sesuai seiring dengan perkembangan teknologi.

FUNGSI KOMPUTER

PENGOLAHAN DATA

Pengolahan data pada komputer adalah suatu fungsi komputer yang bertujuan untuk melakukan pekerjaan pada data yang meliputi beberapa tahapan yaitu mengumpulkan, memasukkan, memproses, menghasilkan data. Beberapa tahapan dijelaskan sebagai berikut :

-          Origination. Tahapan ini berhubungan dengan proses dari pengumpulan data yang biasnya merupakan proses pencatatan (recording), data ke dokumen dasar.

-          Input . Tahap ini merupakan proses memasukkan data ke dalam sistem komputer lewat input device.

-          Processing. Tahap ini merupakan proses pengolahan dari data yang sudah dimasukkan yang dilakukan oleh processing device yang berupa penghitungan, membandingkan, mengkalsifikasikan, mengurutkan, mengendalikan atau mencari di memori.

-          Output. Tahap ini merupakan proses menghasilkan output dari hasil pengolahan data ke output device yang berupa informasi hasil pengolahan.

-          Distribution. Tahap ini merupakan proses dari distribusi output hasil pengolahan kepada pihak yang berhak dan membutuhkan informasi.

-          Storage. Tahap ini merupakan proses perekaman hasil pengolahan ke alat penyimpan (storage device) dan dapat dipergunakan kembali sebagai input untuk proses selanjutnya. Dua anak panah yang berlawanan arah menunjukkan hasil pengolahan dapat disimpan atau diambil kembali jika dibutuhkan untuk pengolahan data selanjutnya.

PENYIMPANAN DATA

Penyimpanan data pada computer adalah fungsi yang meliputi perangkat pada computer untuk menyimpan data yang diperlukan baik dalam waktu yang sementara (Transit) atau dalam jangka waktu yang lama (Permanent). Perangkat yang digunakan dalam media penyimpanan data umumnya adalah RAM dan Harddisk (Internal/Eksternal).

1.      Random Access Memory (RAM)

Random Access Memory (RAM)RAM berfungsi sebagai tempat transit data sementara untuk operasi-operasi yang tengah dijalankan oleh CPU. RAM bersifat volatile, artinya perangkat ini tidak meyimpan data secara permanen, hanya untuk operasi yang dibutuhkan saja. Kapasitas RAM pada PC yang sering kita temukan cukup beragam , mulai dari 256 MB (MegaBytes) – 16 GB (GigaBytes)

2.      Hard Disk Drive(HDD)

Hard DiskHard-disk berfungsi sebagai tempat penyimpanan data utama dalam sebuah sistem komputer. Sistem Operasi , aplikasi, dan dokumen-dokumen disimpan pada hard-disk ini. Pada PC terbaru, ada juga perangkat keras baru yang bernama Solid State Drive (SSD). Fungsinya sama seperti hard-disk, namun menawarkan kecepatan transfer data yang lebih cepat.

PEMINDAHAN DATA

Pemindahan data sebagai fungsi computer berkaitan dengan transfer data, baik dalam aplikasinya dalam computer terdapat fasilitas copy, send, or share. Jadi, pemahaman tentang pemindahan data tergantung dari konteks asalnya. Disini saya menjelaskan tentang tahapan pemindahan yang terjadi dalam computer, dimana data tersimpan terlebih dahulu sebelum dipindahkan atau ditransfer untuk dipergunakan lagi. Tahap ini merupakan proses perekaman hasil pengolahan ke alat penyimpan (storage device) dan dapat dipergunakan kembali sebagai input untuk proses selanjutnya. hasil pengolahan dapat disimpan atau diambil kembali jika dibutuhkan untuk pengolahan data selanjutnya.

KENDALI DATA

Kendali data adalah Fungsi komputer sebagai pemegang kendali atas semua kegiatan yang dilakukan dalam unit computer. Perangkat yang terlibat dalam fungsi ini adalah CPU.

Central Processing Unit (CPU)

CPUBiasa juga kita kenal sebagai “processor” atau “otak” dari komputer. Fungsi dari CPU ini adalah memproses dan mengolah semua kalkulasi dan perintah-perintah yang membuat komputer dapat dioperasikan. Karena panas yang dihasilkannya, CPU selalu dilengkapi dengan kipas dan juga heat sink untuk mengurangi suhunya. Pada jenis-jenis CPU terbaru, sudah dilengkapi pula dengan Graphic Processing Unit (GPU) yang terintegrasi ke dalam CPU, sebagai pengolah data-data grafis.

3 KOMPONEN KOMPUTER

Dalam computer terdiri banyak komponen yang saling berhubungan, berikut saya jelaskan 3 komponen pada computer :

1.      MOTHERBOARD

Motherboard (sering disebut juga dengan Mainboard) adalah Sebuah kepingan papan electronic (PCB / Printed Circuit Board) yg berfungsi untuk menyediakan tempat (socket, slot & connector) bagi komponen-komponen tersebut, lalu mengatur dan mengkoordinir mereka agar dapat bekerjasama dengan baik. Komponen itu (atau bisa disebut sebagai periferal / device) seperti processor, memory, video card (VGA), device connector (printer, sacnner, monitor), dan sebagainya. Wadah tempat mereka diletakkan pada processor mempunya istilah tersendiri seperti socket, slot atau connector. Contoh : socket processor, slot PCI Card, slot memory (atau biasa disebut salah satu : SIMM, DIMM, RIMM), atau connector USB.

Fungsi Motherboard :

-          Sebagai alat untuk tempat memasang Processor, Memori(RAM), Kartu Grafis dll.

-          Menghubungkan antara komponen-komponen dalam CPU dengan menggunakan kabel atau langsung di tancap ke mainboard.

-          Pusat pengendali yang mengatur kerja dari semua komponen yang terpasang di MB.

-          Mengatur pemberian daya listrik pada setiap komponen PC.

-          Mengatur lalulintas semua data, mulai dari peranti peyimpanan (harddisk, CD-ROM), peranti masukan data (keyboard, mouse, scanner), atau printer untuk mencetak.

Cara Kerja Motherboard:

Motherboard mendapat supply tenaga dari sebuah power supply, dimana voltase akan dialirkan melalui sebuah power connector. Seluruh periferal yg terinstal dengan MB akan mendapat pasokan power ini. Setelah MB mendapatkan supply power, jalur sirkuit elektrik yang terdapat pada motherboard yang menghubungkan setiap komponen tersebut akan bekerja. Sirkuit berfungsi  menyediakan tempat untuk mentransfer sinyal & voltase (power). PCB sendiri terdiri dari beberapa lapisan (biasanya disebut layer), dan setiap layer berisi jalur sirkuit tersendiri, hingga setiap jalur yg rumit tidak perlu berhubungan jalur lain yg tidak terkait. Semakin banyak layer pada motherboard (biasanya 4 – 8 layer) maka akan semakin berkualitas, karena mengurangi adanya ganggungan interferensi.

2.      POWER SUPPLY

Power Supply : alat sebagai pengatur arus listrik yang masuk kedalam CPU.

Fungsi : Menghidari kerusakan pada perangkan-perangkat computer yang dikarenakan karena ketidak teraturan arus listrik yang masuk

Cara Kerja : Power Supplay menyerap daya listrik, lalu mengatur arusnya dengan perangkat-perangkat yang ada didalamnya

  

3.      MONITOR

Monitor: Perangkat output komputer yang berupa layar untuk menampilkan data atau gambar yang dikerjakan secara visual.

Fungsi Monitor: Untuk mempermudah user dalam pengoprasian komputer dalam bentuk visual

Cara Kerja Monitor: Saat data diambil oleh Control unit, Control unit menampungnya di Output storage setelah itu data akan di tampilkan di Monitor.