Tugas Organisasi & Arsitektur Komputer

NAMA : RIYAN SINTARI

NIM : 09018214

1. Jelaskan perbedaan antara organisasi computer dengan arsitektur computer, dan berikan contoh.

2. Gambarkan struktur Top Level computer dan jelaskan masing-masing fungsi.3. Gambarkan struktur central processing unit dan jelaskan masing-masing fungsi.4. Gambarkan operasi-operasi computer dan jelaskan masing-masing fungsi.5. Jelaskan struktur detail dari computer IAS.6. Jelaskan metode untuk mengatasi perbedaan perkembangan antara processor dengan

komponen computer lainnya.7. Jelaskan perbedaan utama teknologi CISC dan RIS.8. Jelaskan siklus eksekusi instruksi, kemudian berikan penjelasan mekanisme apabila

terjadi proses intrupsi.9. Apa yang Anda ketahui tentang BUS, jelaskan fungsi dan jelaskan macam-macam

tipe BUS.10. Gambarkan hierarcy memori dalam sebuah computer, kemudian jelaskan perbedaan

RAM dinamis dan RAM statis, sebutkan kelebihan dan kekurangannya.

JAWABAN :

1. Perbedaanantara organisasi computer dengan arsitektur computer , dan contohnya.

Jika organisasi komputer mempelajari bagian yang terkait dengan unit-unit operasional komputer dan hubungan antara komponen sistem komputer. contoh: sinyal kontrol, interface, teknologi memori

Sedangkan arsitektur komputer mempelajari atribut - atribut sistem komputer yang terkait dengan seorang programmer. contoh: set instruksi, aritmetilka yang digunakan, teknik pengalamatan, mekanisme I/0.

2. Gambar struktur top level computer dan masing-masing fungsinya.

CPU merupakan komponen terpenting dari sistem computer. CPU adalah komponen pengolah data berdasarkan instruksi – instruksi yang diberikan

I/O memindahkan data ke lingkungan luar atau perangkat lainnya. Sistem interconnection merupakan sistem yang menghubungkan CPU, memori utama

dan I/O. Main memory sebagai penyimpan data.

3. Gambar struktur central processing unit dan masing-masing fungsinya. Struktur detail internal CPU

CPU tersusun atas beberapa komponen sebagai bagian dari struktur CPU◦ Arithmetic and Logic Unit (ALU). Bertugas membentuk fungsi – fungsi

pengolahan data komputer ◦ Control Unit, bertugas mengontrol operasi CPU dan secara keselurahan

mengontrol komputer sehingga terjadi sinkronisasi kerja antar komponen dalam menjalankan fungsi – fungsi operasinya

◦ Registers, adalah media penyimpan internal CPU yang digunakan saat proses pengolahan data.

◦ CPU Interconnections, adalah sistem koneksi dan bus yang menghubungkan komponen internal CPU

4. Gambar operasi-operasi computer dan masing-masing fungsinya. Operasi 1

Fungsi Operasi Pemindahan DataKomputer sebagai alat memindahkan data :Dengan memindahkan data dari periperal atau saluran komunikasi ke perangkat lainnya. Contoh: keyboard ke screen,Jarak lebih jauh maka proses komunikasi data.

Operasi 2Fungsi Operasi Penyimpanan DataKomputer sebagai alat menyimpan data :Data dipindahkan dari lingkungan luar ke penyimpan komputer(baca) dan sebaliknya (tulis). Contoh: Internet download ke disk/ hard disk

Operasi 3Proses dari/ke unit penyimpanan

Operasi-operasi yang pengolahan data, baik dari atau ke penyimpanan.Contoh: updating bank statement

Operasi 4Proses dari unit penyimpanan ke I/OOperasi perpindahan antar tempat penyimpanan dan lingkungan luar.Contoh: printing bank statement

5. Struktur detail computer IAS. Secara umum, struktur dari komputer IAS adalah sebagai berikut:

1. Memori utama, untuk menyimpan data dan intruksi.2. Arithmetic Logic Unit (ALU), untuk mengolah data binner3. Control Unit, untuk melakukan interpretasi instruksi - instruksi di dalam memori sehingga adanya eksekusi instruksi tersebut4. I/0, untuk berinteraksi dengan lingkungan luar

Secara detail IAS computer memiliki 1000 lokasi penyimpanan x 40 bit words, dengan rincian:_ Binary number_ 2 x 20 bit instructionsDengan format memori sebagaiberikut :

Set registers (dalam CPU):Memory Buffer Register (MBR)Memory Address Register (MAR)Instruction Register (IR)Instruction Buffer Register (IBR)Program Counter (PC)Accumulator (AC)Multiplier Quotient (MQ)

Struktur dari IAS secara detail adalah:

6. Metode mengatasi perbedaan perkembangan processor dengan komponen komputerLainnya.

Pada dasarnya metode yang diberlakukan hanya dengan mengidentifikasi processor dari perkembanganya. Setiap perubahannya itu di identifikasi dari segi bentuk dan ukuran serta kinerja dalam pemrosesannya.

Berikut ini beberapa teknik yang dirancang dan diterapkan untuk meningkatkan kecepatan processor :

Branch Prediction : processor mengamati terlebih dahulu didalam software dan melakukan prediksi cabang atau kelompok instruksi yang perlu diprosesberikutnya. Apa bila processor hampir selalu dapat menebak secara benar processor itu dapat mengambil instruksi-instruksi yang benar dan menyimpannya didalam buffer, sehingga processor selalu berada dalam keadaan sibuk.

Data Flow Analysis : processor melakuan analysis instruksi mana yang tidak tergantung pada asil atau data lainnya, untuk membuata penjadwalan yang optimum bagi instruksi-instruksi. Dalam kenyataannya instruksi dijadwalkan untuk dieksekusi bila telah siap dan tidak tergantung pada urutan program orisinal. Hal ini mencegah terjadinya delay pada processor.

Speculative Execution : Dengan menggunakan predisksi cabang dan analisis aliran data beberapa processor mengeksekusi instruksi secara speculative terlebih dahulu sebelum waktu aktualnya dalam mengeksekusi program, dan menyimpan hasilnya dalam lokasi sementara

Pada saat processor berhasil meningkatkan kecepatannya terlebih dahulu, komponen komputer penting lainnya (RAM, I/O equipment) tidak dapat mengikutinya. Akhirnya dibutuhkan sesuatu untuk mencari keseimbangan kinerja guna mengatasi perbedaan kemampuan dan kecepatan terhadap macam-macam komponen komputer. Ada beberapa cara untuk mengatasi masalah tersebut, seluruhnya di refleksikan pada rancangan komputer :

Meningkatkan jumlah bit yang dicari pada suatu saat tertentu dengan cara melebarkan DRAM, dan dengan menggunakan lintasan data bus yang lebih lebar. Mengubah interface DRAM sehungga menjadi lebih efisien, dengan melibatkan cache atau pola pem-bufferan lainnya pada keeping DRAM.

Meningkatkan bandwith interkoneksi antara processor dengan memori dengan menggunakan hirarki bus yang lebih cepat untuk mem-buffer-kan dan membuat struktur aliran data

Rancangan di atas tetap harus diperbaiki untuk mengatasi dua factor yang selalu timbul : 1. Adanya perubahan kinerja pada berbagai processor, bus, memori, dan peripheral yang sangat berbeda antara satu dengan yang lainnya 2. Aplikasi-aplikasi baru dan perangkat-perangkat peripheral baru selalu berubah sesuai dengan kebutuhan system dalam bentuk frofil instruksi umum dan pola akses datanya

7. Perbedaan teknologi CISC dengan RIS.

CISC dan RISC perbedaannya tidak signifikan jika hanya dilihat dari terminologi set instruksinya yang kompleks atau tidak (reduced). Lebih dari itu, RISC dan CISC berbeda dalam filosofi arsitekturnya. Filosofi arsitektur CISC adalah memindahkan kerumitan software ke dalam hardware. Teknologi pembuatan IC saat ini memungkinkan untuk menamam ribuan bahkan jutaan transistor di dalam satu dice. Bermacam-macam instruksi yang mendekati bahasa pemrogram tingkat tinggi dapat dibuat dengan tujuan untuk memudahkan programmer membuat programnya. Beberapa prosesor CISC umumnya memiliki microcode berupa firmware internal di dalam chip-nya yang berguna untuk menterjemahkan instruksi makro. Mekanisme ini bisa memperlambat eksekusi instruksi, namun efektif untuk membuat instruksi-instruksi yang kompleks. Untuk aplikasi-aplikasi tertentu yang membutuhkan singlechip komputer, prosesor CISC bisa menjadi pilihan.

Sebaliknya, filosofi arsitektur RISC adalah arsitektur prosesor yang tidak rumit dengan membatasi jumlah instruksi hanya pada instruksi dasar yang diperlukan saja. Kerumitan membuat program dalam bahasa mesin diatasi dengan membuat bahasa program tingkat tinggi dan compiler yang sesuai. Karena tidak rumit, teorinya mikroprosesor RISC adalah mikroprosesor yang low-cost dalam arti yang sebenarnya. Namun demikian, kelebihan ruang pada prosesor RISC dimanfaatkan untuk membuat sistem-sistem tambahan yang ada pada prosesor modern saat ini. Banyak prosesor RISC yang di dalam chip-nya dilengkapi dengan sistem superscalar, pipelining, caches memory, register-register dan sebagainya, yang tujuannya untuk membuat prosesor itu menjadi semakin cepat. 

8. Siklus eksekusi instruksi dan mekanisme terjadinya interupsi. Pada setiap siklus instruksi, CPU awalnya akan membaca instruksi dari memori.

siklus eksekusi untuk suatu instruksi dapat melibatkan lebih dari sebuah referensi ke memori. suatu instruksi dapat menentukan suatu operasi I/O.

Dengan adanya mekanisme interupsi, prosesor dapat digunakan untuk mengeksekusi instruksi-instruksi lain. Saat suatu modul telah selesai menjalankan tugasnya dan siap menerima tugas berikutnya, maka modul ini akan mengirimkan permintaan interupsi ke prosesor. Kemudian prosesor akan menghentikan eksekusi yang dijalankannya untuk menghandle routine interupsi. Setelah program interupsi selesai, maka prosesor akan melanjutkan eksekusi programnya. Saat sinyal interupsi diterima prosesor ada dua kemungkinan tindakan, yaitu interupsi diterima/ditolak dan interupsi ditolak.

9. Tentang BUS dan macam-macam tipe BUS. BUS merupakan jalur komunikasi yang dibagi pemakai suatu set kabel tunggal yang

digunakan untuk menghubungkan berbagai sub sistem. BUS sistem merupakan sebuah Bus yang menghubungkan komponen-komponen utama komputer (CPU, Memori,I/O)

Macam-macam tipe BUS diantaranya : BUS ISA (Industry Standard Architecture)

sebuah bus PC/AT (16 bit) yang beroperasi pada 8,33 MHz

BUS PCI(Peripheral Component Interconnect bus)Bus PCI Bus yang beroperasi pada kecepatan 33 MHz

BUS Seri UniversalSebuah bus standart yang disepakati bersama oleh tujuh perusahaan untuk digunakan pada peralatan berkecepatan rendah

10. Gambar hierarcy memori dalam computer.

Perbedaan RAM dinamis dan RAM statis.

RAM Dinamik1. Maklumat/data disimpan didalam bentuk cas2. Unit sel terdiri daripada kapasitor3. Saiz unit sel lebih ringkas4. Lebih murah (kos/sel)5. Penggunaan kuasa yang rendah6. Perlukan penyegaran semulaRAM Statik1. Maklumat disimpan dengan menset atau mereset flipflop.Set = 1 dan Reset = 02. Unit sel terdiri daripada flipflop3. Saiz unit sel lebih besar4. Lebih mahal (kos/sel)5. Penggunaan kuasa yang tinggi6. Tidak memerlukan proses penyegaran semula

Kelebihan dan kekurangan dari RAM dinamis dan RAM statis.Kelebihan dari RAM dinamis adalah struktur nya yang sederhana. Hanya satu Transistor dan satu Capasitor yang diperlukan per bit. Sehingga dibandingkan dengan RAM statis, RAM dinamis lebih padat. Jenis memori yang tidak perlu penyegaran oleh CPU agar data yang terdapat didalamnya tetap tersimpan dengan baik. dapat memberikan ruangan simpanan yang lebih besar. Lebih murah.Kelebihan dari RAM statis tidak adanya kapasitor membuat tidak ada daya yang bocor sehingga RAM statis tidak membutuhkan refresh periodik. Chip RAM statis lazimnya digunakan sebagai chace memori , hal ini terutama dikarenakan kecepatannya yang melebihi kecepatan RAM dinamis. bekerja super-cepat dalam mentransfer data.

Kekurangan dari RAM dinamis Ketika capasitor jarang di charge, maka dimungkinkan data yang ada pada capasitor hilang, sehingga capasitor harus dicharge (refresh) secara periodic. Membutuhkan suplai tenaga terus-menerus agar RAM bekerja sebagaimana mestinya.Kekurangan dari RAM statis memegang data hanya bila listrik terus diberikan. Lebih mahal.