arsitektur organisasi komputer(ram,rom)

Arsitektur dan Organisasi Komputer (SISTEM MEMORY)

I.SISTEM MEMORY

Klasifikasi memory Utama ·

RAM (Random Access Memory) adalah sebuah tipe penyimpanan komputer yang isinya dapat diakses dalam waktu yang tetap tidak memperdulikan letak data tersebut dalam memori. Ini berlawanan dengan alat memori urut, seperti tape magnetik, disk dan drum, di mana gerakan mekanikal dari media penyimpanan memaksa komputer untuk mengakses data secara berurutan. Biasanya RAM dapat ditulis dan dibaca, berlawanan dengan memori-baca-saja (read-only-memory, ROM), RAM biasanya digunakan untuk penyimpanan primer (memori utama) dalam komputer untuk digunakan dan mengubah informasi secara aktif, meskipun beberapa alat menggunakan beberapa jenis RAM untuk menyediakan penyimpanan sekunder jangka-panjang. Tetapi ada juga yang berpendapat bahwa ROM merupakan jenis lain dari RAM, karena sifatnya yang sebenarnya juga Random Access seperti halnya SRAM ataupun DRAM. Hanya saja memang proses penulisan pada ROM membutuhkan proses khusus yang tidak semudah dan fleksibel seperti halnya pada SRAM atau DRAM. Selain itu beberapa bagian dari space addres RAM ( memori utama ) dari sebuah sistem yang dipetakan kedalam satu atau dua chip ROM. RAM diakses melalui alamat, semua lokasi yang dapat dialamati dapat diakses secara acak (random) dan membutuhkan waktu akses yang sama tanpa tergantung pada lokasi fisiknya didalam memori. Terdapat dua jenis RAM, static dan dinamik. RAM dinamik tersusun oleh sel-sel yang menyimpan data sebagai muatan Iistrik pada kapasitor. RAM statik menyimpan nilai-nilai biner dengan Menggunakan konfigurasi gerbang logika flipflop. · CAM (Content Addressable Memory) Pada CAM, memori diakses berdasarkan isi, bukan alamat. Pencarian data dilakukan secara simultan dan paralel dengan basis isi memori. CAM disebut juga sebagai memori Asosiatif. ·

CACHE Memori utama yang digunakan sistem computer pada awalnya dirasakan masih lambat kerjanya dibandingkan dengan kerja CPU, sehingga perlu dibuat sebuah memori yang dapat membantu kerja memori utama tersebut. Sebagai perbandingan waktu akses memori cache lebih cepat 5 sampai 10 kali dibandingkan memori utama. Prinsip kerja Cache berisi salinan sebagian isi memori utama. Padasaat CPU membaca sebuah word memory, maka dilakukan pemeriksaan untuk mengetahui apakah word tersebut berada di cache. Jika word memori terdapat di cache, maka akan dikirimkan ke CPU yang dikenal sebagai proses HIT. Sedangkan bila tidak ada, maka blok memori utama yang terdiri dari sejumlah word tetap akan diletakan/dicopikan di cache yang dikenal sebagai proses MISS dan selanjutnya dikirimkan ke CPU. b. Implementasi memori utama ·

Memori Stack Memori Stack merupakan struktur data tidak tetap yang digunakan untuk menyimpan alamat kembali dan parameter yang dilalui dalam subroutine call dan return, memanipulasi alamat serta operasi aritmatika. Pada gambar diatas, perintah PUSH berguna untuk memanipulasi data pada stack.

Memori Modular Dalam memori modular, RAM dipisah menjadi modul-modul yang berbeda, yaitu MAR dan MBR. Penggunaan memori modular biasanya pada system dengan prosesor pipeline dan prosesor array. ·

Memori Virtual Prinsip dasar kemampuan untuk penyimpanan logikal lebih besar daripada ruang penyimpanan riil.

Memori pembantu (auxiliary memory) Bersifat non-volatile, yaitu jika tidak ada listrik, maka isi memori tidak hilang. Tidak mempengaruhi langsung fungsi CPU.

Pita Magnetik

Merupakan suatu lajur plastik tipis, lebar 1/2 inci, yang dilapisi dengan perekaman magnetik. Biasa terbagi menjadi 7/9 track searah panjang pita Ø Kerapatan rekaman (bpi) yaitu 800, 1600, dan 6250 bpi. Terdapat satu bit paritas untuk pendeteksian kesalahan.

Merupakan sistem SAM (Sequential Access Memory) yaitu data ditulis sesuai urutan pemunculannya. ·

Disk Magnetik

Merupakan sebuah lembaran datar (platter) Ø Terdiri atas : sebuah disk drive, sebuah kendali disk (interface), dan satu atau lebih disk (platter).

Proses penulisan ke disk yaitu disk drive akan menimbulkan kemagnetan pada titik di atas permukaan disk yang secara langsung di bawah head.

Proses pembacaan dan disk, head diatur agar dapat mendeteksi perubahan arah kernagnetan.

Terbagi secara logikal dikenal sebagai organisasi disk yaitu:

a. Track : Sejumlah lingkaran yang konsentris

b. Sektor : Pembagian permukaan disk secara belahan yang mempunyal ukuran yang sama.

c. Silinder : Dibentuk oleh track-track yang ber hubungan pada setiap permukaan.

Floppy disk Merupakan lembaran datar yang tipis dan fleksibel.

Hampir sama dengan harddisk, tetapi kapasitas penyimpanan lebih rendah.

d. Organisasi Disk RAID (Redundancy Array of Independent Disk) merupakan organisasi disk memori yang mampu menangani beberapa disk dengan sistem akses parallel dan redudans ditambahkan untuk meningkatkan reliabilitas.

Kerja paralel menghasilkan resultan kecepatan disk yang lebih cepat. Teknologi database sangat penting dalam model disk ini karena pengontrol disk harus mendistribusikan data pada sejumlah disk dan juga membacaan kembali Karakteristik umum disk RAID

RAID adalah sekumpulan disk drive yang dianggap sebagai system tunggal disk. · Data didistribusikan ke drive fisik array.

Kapasitas redudant disk digunakan untuk menyimpan informasi paritas yang menjamin recoveribility data ketika terjadi masalah atau kegagalan disk.

Sistem Input/Output Salah satu fitur dasar komputer adalah kemampuannya untuk mempertukarkan data dengan perangkat lain. Kemampuan komunikasi ini memungkinkan operator manusia, misalnya, untuk menggunakan keyboard dan layer display untuk mengolah teks dan grafik. Manusia mengembangkan penggunaan komputer untuk berkomunikasi dengan komputer lain melalui internet dan mengakses informasi di seluruh dunia. Dalam aplikasi lain, komputer tidak begitu tampak tetapi sama pentingnya. Komputer menjadi bagian integral pada alatalat rumah tangga, peralatan manufacturing, sistem transportasi, perbankan dan terminal pointofsale. Dalam aplikasi semacam itu, input ke suatu komputer dapat berasal dari sensor switch, kamera digital, mikrofon, atau alarm kebakaran. Output dapat berupa sinyal suara yang dikirim ke speaker atau perintah yang dikodekan secara digital untuk mengubah kecepatan motor, membuka katup, atau menyebabkan suatu robot bergerak dengan cara tertentu. Singkatnya, generalpurpose komputer harus memiliki kemampuan untuk mempertukarkan informasi dengan sejumlah perangkat dalam lingkungan yang bervariasi.

Pengertian Mikroprosesor, BUS, RAM, dan ROM

PENGERTIAN MIKROPROSESOR

Mikroprosesor adalah singkatan dari prosesor biasa juga disebut CPU dan mengintegrasikan fungsi-fungsi dari unit pemprosesan sentral (central processing unit). Komponen ini merupakan sebuah cip. Cip (chip atau IC/Integrated circuit) adalah sekeping silikon berukuran beberapa milimeter persegi yang mengandung puluhan ribu transistor dan komponen elektronik lain. mikroprosesor memiliki elemen inti dari sistem komputer, yaitu mesin komputasi dan kontrol. Hanya beberapa alat seperti power supply, memori, peripheral interface IC, dan beberapa periferal lain (biasanya alat input/output dan media penyimpanan) yang perlu ditambahkan untuk membuat sebuah sistem komputer yang utuh.

Prosesor juga merupakan salah satu komponen terpenting dalam sistem komputer. Prosesor seringkali disebut sebagai otak komputer, meski sebutan ini tidak tepat sepenuhnya. Prosesor hanya bertindak sebagai mesin pemroses tetapi tidak berfungsi sebagai pengingat. Fungsi pengingat ditangani oleh komponen lain yang dinamakan memori. dan bagaimana dengan sejarahnya, semuanya pasti ada sejarahnya mengapa mikroprosesor muncul dan ada serta digunakan dalam komputer.

Evolusi dari mikroprosesor telah diketahui mengikuti Hukum Moore yang merupakan peningkatan performa dari tahun ke tahun. Teori ini merumuskan bahwa daya penghitungan akan berlipat ganda setiap 18 bulan, sebuah proses yang benar terjadi sejak awal 1970-an; sebuah kejutan bagi orang-orang yang berhubungan. Dari awal sebagai driver dalam kalkulator, perkembangan kekuatan telah menuju ke dominasi mikroprosesor di berbagai jenis komputer; setiap sistem dari mainframe terbesar sampai ke komputer pegang terkecil sekarang menggunakan mikroprosesor sebagai pusatnya.

KOMPONEN MIKROPROSESOR

Mikroprosesor terdiri dari beberapa bagian :

Register, berfungsi untuk sebagai tempat penyimpanan sementara data, alamat, kode instruksi dan bit status berbagai operasi mikroprosesor.
ALU (Algorithm and Logic Unit), berfungsi untuk mengerjakan perintah – perintah logika dan operasi aritmetika.
Timing and Control Unit, berfungsi untuk mengambil dan mendekodekan instruksi dari memori program dan membangkitkan sinyal kendali yang diperlukan oleh bagian lain dari mikroprosesor untuk melaksanakan instruksi tersebut.

FUNGSI MIKROPROSESOR

Fungsi utama Mikroprosesor adalah sebagai unit yang mengendalikan seluruh kerja sistem mikroprosesor. Beberapa fungsi lain dari mikroprosesor, antara lain :

Mengambil instruksi dan data dari memori.
Memindah data dari dan ke memori.
Mengirim sinyal kendali dan melayani sinyal interupsi.
Menyediakan pewaktuan untuk siklus kerja sistem mikroprosesor.
Mengerjakan fungsi – fungsi operasi logika dan aritmetika.

BUS

Bus merupakan jalur penghubung antar alat pada komputer yang digunakan sebagai media dalam proses melewatkan data pada suatu proses. Dan merupakan sekumpulan kabel yang merupakan alat transportasi informasi kesemua peralatan dalam sistem. Informasi tersebut dapat berupa data, perintah atau alamat.iap Bus merupakan jalur data antara beberapa device yang berbeda. Dengan cara ini RAM, Prosesor, GPU (VGA AGP) dihubungkan oleh Bus utama berkecepatan tinggi yang lebih dikenal dengan nama FSB ( Front Side Bus ). Sementara perangkat lain yang lebih lambat dihubungkan oleh Bus yang berkecepatan lebih rendah yang terhubung dengan Bus lain yang lebih cepat sampai keBus utama. Untuk komunikasi antar Bus ini digunakan sebuah Bridge.

Bus ini bisa dianggap sebagai sebuah pipa, dimana pipa atau saluran tersebut digunakan untuk mengirimkan dan menerima informasi antar alat yang dihubungkannya. Pada sistem komputer, bus ini termasuk perangkat internal, kecepatan pengiriman informasi melalui bus ini dilakukan dengan kecepatan tinggi.

BUS sebagai alat transformasi data dari terminal satu ke terminal lain di dalam CPU. Jalur utama aliran data antara processor ke komponen lainnya (seperti sound card, video card, memory) pada mainboard.

Karakteristik bus adalah:

1. Jumlah interupsi mementukan banyak perangkat independen yang melakukan I/O.

2. Ukuran bus data eksternal berakibat pada kecepatan operasional I/O.

3. Ukuran bus alamat menentukan banyak memori yang ditunjuk board ekspansi.

4. Kecepatan clock maksimum yang dapat diakomodasi bus berakibat pada kinerja.

Interkoneksi antar komponen. Bus ini terdiri dari:

Address bus (Memory bus), bertugas mentransfer alamat memori yang akan digunakan oleh prosesor dalam proses tulis/baca data. Bus ini bersifat satu arah
Data bus, mentransfer instruksi dari dan ke prosesor. Bus ini bersifat dua arah
Control bus (Command bus), mentransfer sinyal urutan dan sinkronisasi yang berasal dari unit kontrol kepada semua komponen hardware. Bus ini bersifat dua arah.

ROM ( Read Only Memory )

ROM mempunyai tugas untuk menyimpan program yang sifatnya tetap atau permanen, tidak tergantung pada keberadaan arus listrik (nonvolatile), dan program yang tersimpan dalam ROM mempunyai sifat hanya bisa dibaca oleh para pengguna komputer. Menyimpan data pada ROM tidak dapat dilakukan dengan mudah, namun membaca data dari ROM dapat dilakukan dengan mudah. Biasanya program / data yang ada dalam ROM ini diisi oleh pabrik yang membuatnya. Oleh karena sifat ini, ROM biasa digunakan untuk menyimpan firmware (perangkat lunak yang berhubungan erat dengan perangkat keras). ROM modern didapati dalam bentuk IC, persis seperti medium penyimpanan/memori lainnya seperti RAM. Untuk membedakannya perlu membaca teks yang tertera pada IC-nya. Biasanya dimulai dengan nomer 27xxx, angka 27 menunjukkan jenis ROM , xxx menunjukkan kapasitas dalam kilo bit ( bukan kilo byte )Data-data biasanya sudah terisi dan disediakan oleh pabrik perakitnya. Contoh data-data ROM yang sering muncul adalah saar komputer dihidupkan maka akan terbaca semua konfigurasi perangkat yang terintegrasi dalam komputer tersebut.

Isi data pada ROM misalnya adalah program Basic Input Output System (BIOS), yang berfungsi untuk mengendalikan perpindahan data antar mikroprosesor ke komponen lain yang meliputi keyboard, monitor, printer, dan lainnya. Program BIOS juga mempunyai fungsi self diagnostic, atau memeriksa kondisi yang ada dalam dirinya yang dinamakan Power on Self Test (POST). Program Linkage / Bootstrap bertugas untuk memindahkan system operasi yang tersimpan di dalam disket untuk kemudian ditempatkan ke dalam RAM.

Besarnya kapasitas memori baik internal maupun eksternal diukur dengan satuan byte yang merupakan ukuran terkecil dari sebuah data memori. Byte merupakan kumpulan dari bilangan biner 8 bit. Satu KiloByte (KB) terdiri dari 1024 Byte, sedangkan satu Mega Byte (MB terdiri dari 1024 Byte. Selain MB saat ini ukuran memori sudah mencapai GigaByte (GB) yang terdiri atas 1024 MB.

Lebih lanjut tentang: Pengertian ROM (Read Only Memory) ROM mempunyai tugas untuk menyimpan program yang sifatnya tetap atau permanen, tidak tergantung pada keberadaan arus listrik (nonvolatile), dan program yang tersimpan dalam ROM mempunyai sifat hanya bisa dibaca oleh para pengguna komputer. Data-data biasanya sudah terisi dan disediakan oleh pabrik perakitnya. Contoh data-data ROM yang sering muncul adalah saar komputer dihidupkan maka akan terbaca semua konfigurasi perangkat yang terintegrasi dalam komputer tersebut.

Jenis-jenis ROM

ü Mask ROM

Mask ROM adalah ROM yang tidak bisa ditulis ulang (non-flashable) sehingga tidak dapat di up-grade. Data pada ROM dimasukkan langsung melalui mask pada saat perakitan chip. Hal ini membuatnya sangat ekonomis terutama jika kita memproduksi dalam jumlah banyak. Namun hal ini juga menjadi sangat mahal karena tidak fleksibel. Sebuah perubahan walaupun hanya satu bit membutuhkan mask baru yang tentu saja tidak murah. Karena tidak fleksibel maka jarang ada yang menggunakannya lagi.

ü PROM (Programmable Read-Only Memory)

PROM merupakan sebuah chip memory yang hanya dapat diisi data satu kali saja. Sekali saja program dimasukkan ke dalam sebuah PROM, maka program tersebut akan berada pada PROM seterusnya. Pada PROM data akan tetap ada walaupun komputer dimatikan. Perbedaan mendasar antara PROM dan ROM adalah bahwa PROM diproduksi sebagai memory kosong, sedangkan ROM telah diprogram pada waktu diproduksi. Untuk menuliskan data pada chip PROM, dibutuhkan ‘PROM Programmer‘ atau ‘PROM Burner’.

ü EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory)

EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory) adalah sebuah ROM yang dapat diprogram ulang dan dihapus. Berdasarkan proses pengisiannya terdapat dua jenis EPROM, yaitu UV EPROM dan EEPROM. UV EPROM (Ultraviolet EPROM) membutuhkan cahaya ultraviolet untuk menghapus data yang ada di dalamnya, sedangkan EEPROM (Electrical EPROM) yang hanya menggunakan aliran listrik saja dalam menghapus atau mem-program ulang isinya.

ü EEPROM ( Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)

EEPROM merupakan kependekan dari Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory. EEPROM adalah tipe khusus dari PROM (Programmable Read-Only Memory ) yang bisa dihapus dengan memakai perintah elektris. Seperti juga tipe PROM lainnya, EEPROM dapat menyimpan isi datanya, bahkan saat listrik sudah dimatikan. EEPROM sangat mirip dengan flash memory yang disebut juga flash EEPROM. Perbedaan mendasar antara flash memory dan EEPROM adalah penulisan dan penghapusan EEPROM dilakukan pada data sebesar satu byte, sedangkan pada flash memory penghapusan dan penulisan data ini dilakukan pada data sebesar satu block. Oleh karena itu flash memory lebih cepat.

RAM ( Random Access Memory )

RAM yang merupakan singkatan dari Random Access Memory adalah sebuah perangkat keras komputer yang berfungsi menyimpan berbagai data dan instruksi program, isi dari RAM dapat diakses secara random atau tidak mengacu pada pengaturan letak data. Data di dalam RAM bersifat sementara, dengan kata lain data yang tersimpan akan hilang jika komputer dimatikan atau catu daya yang terhubung kepadanya dicabut. RAM biasa juga disebut sebagai memori utama (main memory), memori primer (primary memory), memori internal (internal memory), penyimpanan utama (primary storage), memory stick, atau RAM stick. Bahkan terkadang orang hanya menyebutnya sebagai memori meskipun ada jenis memori lain yang terpasang di komputer.

RAM merupakan salah satu jenis memori internal yang mendukung kecepatan prosesor dalam mengolah data dan instruksi. Dengan menggunakan tambahan RAM ke dalam komputer dapat menghasilkan pengaruh positif pada kinerja dan kecepatan komputer, meskipun RAM sebenarnya tidak menentukan kecepatan komputer.

Modul memori RAM yang umum diperdagangkan berkapasitas 128 MB, 256 MB, 512 MB, 1 GB, 2 GB, dan 4 GB.
Ram juga berfungsi mengolah data dan instruki yang ditulis atau dibaca oleh buah system bagian dari komputer yang sangat penting. Dengan fungsi tersebut maka Anda bisa menjalankan dua aktifitas sekaligus, yaitu menulis dari RAM dan membaca data dari RAM. Dan untuk setiap peralatan memiliki tingkat kebutuhan yang berbeda-beda. Misalkan saja sebuah komputer yang masih menggunakan operating system lama contohnya Windows 98, maka RAM yang dibutuhkan tidak akan sebesar komputer yang menggunakan Windows XP sebagai operating system-nya.

Semakin berat aplikasi yang akan dijalankan, maka bobot RAM akan semakin besar. Karena pada RAM-lah untuk sementara aplikasi atau data yang tengah Anda akses tersimpan. Sedangkan untuk membeli sebuah RAM, bukan bobot saja yang akan menjadi pertimbangan utama. Tapi juga ada aspek lain yang tidak kalah pentingnya harus ikut dipikirkan.