Internal Memory

INTERNAL MEMORY

  Karakteristik memori yang jelas adalah kapasitasnya. Kapasitas ini dinyatakan dalam byte (1 byte = 8 bit) atau word.

·         Panjang word yang umum adalah 8, 16 dan 32 bit

·         Kapasitas eksternal memory biasanya dinyatakan dalam byte

Karakteristik-karakteristik penting sistem memori

A.      Lokasi

-          CPU

-          Internal

-          Eksternal

B.      Kapasitas

-          Ukuran Word

-          Ukuran Block

C.      Satuan Transfer

-          Word

-          Block

D.      Metode Akses

1.       Sequensial access

memori diorganisasikan menjadi unit-unit data (record) dan waktu untuk mengakses record sangat bervariasi. Contoh: pita maghnetik

2.       Direct access

Setiap blok dan record memiliki alamat alamat yang unik berdasarkan lokasi fisik. Contoh: Disk

3.       Random access

Setiap addressable lacations di dalam memori memiliki mekanisme yang unik dan pengalamatan yang secara fisik wired-in. Contoh: main memori

4.       Associative

Sebuah word dicari berdasarkan pada isinya bukan berdasarkan pada alamatnya. Contoh: Cache memory

E.       Kinerja

1.       Access Time : Waktu yang dibutuhkan untuk melakukan W/R

2.       Cycle Time : Access Time + dengan waktu tambahan yang diperlukan

3.       Transfer Rate : kecepatan data agar dapat ditransfer dari unit memori

Tn = Ta + N/R

Tn = waktu rata-rata untuk W/R N bit

Ta = waktu akses rata-rata

N = jumlah bit

R = kecepatan transfer, dalam bit/detik (bps)

Memory Utama Semi Konduktor

1.       Jenis memori semi konduktor Random Access

RAM di bagi 2 yaitu :

-          RAM Statis

Nilai nilai biner di simpan dengan menggunakan konfigurasi gate logic flip-flop tradisional

-          RAM Dinamis

Disususn oleh sel-sel yang menyimpan data sebagai muatan listrik pada kapasitor.

•       ROM, PROM, EPROM, EEPROM berisi pola data permanen yang tidak dapat di ubah

Cache Memory

-          Cache memory di tujukan untuk memperoleh kecepatan memori yang mendekati kecepatan memori tercepat yang bisa di peroleh, sekaligus memberikan ukuran memori yang besar dengan harga yang lebih murah.

-          Cache Adalah memori kecil yang berkecepatan tinggi

-          Meskipun cache menggunakan informasi yang tersimpan dalam memori utama, tetapi ia tidak berhadapan secara langsung dengan memori utama.

-          Pada umumnya, waktu akses memori cache berkisar antara 50-100 nanodetik (lebih cepat 5-10 kali lebih cepat dari memori utama)

-          Cache dapat menampung 64 KB

Operasi Pembacaan Cache

A.      Direct (langsung)

- Alamat memori utama dibagi menjadi 2 field yaitu tag dan indeks.

- Jumlah bit dalam indeks berhubungan dengan ukuran cache

- Kelemahan pada cara adalah tidak dapat menyimpan secara bersamaan apabila dua buah word mempunyai indeks yang sama dan tag yang berbeda.

B. Assosiative

- Ketika suatu memori assosiatif digunakan untuk sebuah cache maka diperlukan suatu pemetaan yang berbeda

- Pemetaan assosiatif memungkinkan adanya penyimpanan semua word yang mempunyai indeks yang sama dan tag yang berbeda kedalam  cache ini.

C. Set assosiative

- Merupakan kombinasi dari kedua organisasi sebelumnya

- Kerena setiap word dalam kelompok memori assosiatif  hanya menyertakan bit tag tambahan, bukan alamat lengkap, maka waktu aksesnya lebih cepat dan harganya lebih murah.

Organisasi DRAM

A. Enchanced DRAM (EDRAM)

•       Dengan mengintegrasikan cache SRAM yang kecil pada keping DRAM generik

•       EDRAM mencakup beberapa feature lainnya yang dapat meningkatkan kinerja

B.      Cache DRAM (CDRAM)

Mencakup cache SRAM- cache SRAM yang lebih besar dari EDRAM

C.      Synchonous DRAM (SDRAM)

SDRAM saling bertukar data dengan processor yang di sinkronkan dengan signal pewaktu eksternal dan bekerja dengan kecepatan penuh bus prosessor.

D.      Rambus DRAM ( RDRAM)

RDRAM memiliki kelajuan sekitar 500 Mbps ( Dram = 33 Mbps).

E.       RAMLINK

Ramlink adalah memori interface yang memiliki keneksi point to point yang di susun dalam bentuk cincin.

Input dan Output

INPUT DAN OUTPUT

1.       Fungsi utama I/O

-          Sebagai interface ke CPU dan memory via Bus sistem.

-          Sebagai interface ke sebuah perangkat periperihal aau lebih dengan menggunakan link data tertentu

2.       Perangkat eksternal

Katagori Perangkat eksternal

1.       Human Readable

 Contoh : Video Display Terminal (VDT) dan Printer

2.       Machine Readable

Contoh : Sistem disk dan pita maghnetik, sistem robot

3.       Comunications

Suatu perangkat eksternal terdiri dari :

·         Control Signal :menentukan fungsi-fungsi yang dilakukan perangkat seperti : mengirim dan menerima data kemodul I/O, membentuk fungsi control  tertentu ke perangkat

·         Signal status : menandai status perangkat misalnya ready / not ready

·         Control Logic : berkaitan dengan perangkat yang mengontrol operasi perangkat dalam memberikan respon yang berasal dari modul I/O

·         Tranducer  : Mengubah data dari energi listrik menjadi energi lain atau dari energi tertentu ke energi listrik

·         Buffer : untuk menampung sementara data yang di transfer diantara modul I/O dan dunia luar  (ukuran buffer yang umum 8-16 bit)

3.       Keyboard dan Monitor

Bagi input keyboard = ketika sebuah tombol ditekan oleh user maka hal ini akan menghasilkan signal listrik yang di interpretasikan oleh tranducer pada keyboard dan di terjemahkan kedalam  pola bit kode ASCII tertentu.Pola bit ini kemudian di transmisikan ke modul I/O pada komputer .

4.       Disk Drive

Pada fixed head disk = tranducer mampu melakukan konversi dari pola-pola maghnetik pada permukaan disk yang bergerak menjadi bit-bit pada buffer perangkat. Pada movable head disk juga harus dapat memindahkan lengan disk secara radial menjauhi dan mendekati permukaan disk

5.       Modul-modul I/O

A.      Fungsi modul

Modul I/O merupakan suatu entity di dalam komputer yang bertanggung jawab atas pengontrol sebuah perangkat eksternal atau lebih dan untuk pertukaran data antara perangkat-perangkat tersebut dengan memori utama.

•       Fungsi atau persyaratan utama bagi modul I/O dapat di bagi menjadi beberapa kategori seperti :

1. Control dan timing

2. Komunikasi CPU

3. Komunikasi perangkat

4. Data Buffering

5. Deteksi error

B.  Struktur Modul I/O

Modul I/O berfungsi untuk memungkinkan CPU dapat mengetahui perangkat yang jumlahnya banyak dengan cara yang sederhana.

B.      I/O Terprogram

Dengan menggunakan interrupt driven I/O, CPU mengeluarkan perintah I/O, dilanjutkan dengan mengeksekusi instruksi-instruksi lainnya, dan di interupsi oleh modul I/O apabila instruksi-instruksi tersebut telah selesai di laksanakan.

C.      Instruksi-instruksi I/O

Ketika CPU, main memory dan I/O menggunakan bus umum bersama-sama, maka akan dimungkinkan penggunaan dua mode pengalamatan:

1. Memory mapped I/O = dengan menggunakan nya terdapat ruang alamat tunggal untuk lokasi memori dan perangkat I/O.

2. I/O Terisolasi  = Port port I/O hanya dapat di akses dengan perintah-perintah I/O khusus yang akan mengaktivasi saluran perintah I/O pada bus

Keuntungan memory mapped I/O adalah bahwa suatu koleksi besar instruksi ini dapat di gunakan yang mana memungkinkan lebih efesiensinya pemrograman

Kerugiannya ruang memory alamat yang berharga akan habis terpakai

6.       Interrupt Driven I/O

Masalah yang terjadi dalam I/O terprogram adalah bahwa CPU harus menunggu modul I/O yang diinginkan agar siap untuk menerima dan mengirim data dalam waktu relative lama. Alternatifnya adalah CPU mengeluarkan perintah I/O ke modul dan kemudian mengerjakan perintah lainnya.

7.        Direct Memory Access (DMA)

DMA meliputi modul-modul tambahan pada bus sistem. Modul DMA mampu menirukan CPU, bahkan mengambil alih kontrol sistem dari CPU. Modul DMA memindahkan seluruh blok data, word per word secara langsung ke memori atau dari memori tanpa  harus melalui CPU.

Ketika pemindahan ini selesai modul DMA akan mengirimkan signal interrupt ke CPU sehingga CPU hanya akan dilibatkan pada awal dan akhir saja.

8.       Saluran I/O dan Prosesor

A. Evolusi fungsi I/O

1. CPU mengontrol peripheral secara langsung

2. Ditambahkannya sebuah pengontrol atau modul I/O. CPU menggunakan I/O terprogram tanpa menggunakan interrupt

3. CPU menggunakan interrupt

4. menggunakan DMA

B. Karakteristik Saluran I/O

•       Saluran I/O merepresentasikan pengembangan konsep DMA.

•       Saluran I/O memiliki kemampuan untuk mengeksekusi instruksi I/O yang memberikan kontrol sepenuhnya terhadap operasi-operasi I/O

•       Terdapat dua jenis saluran I/O yang umum dipakai :

1. selector channel

2. Multiplexor channel

9. Interface Eksternal

A. Jenis Interface

Karakteristik utama interface adalah serial dan paralel

Paralel : Terdapat sejumlah saluran yang terhubung kemodul I/O dan peripheral dan sejumlah bit di pindahkan secara simultan melalui bus data.

Serial : Hanya terdapat saluran yang digunakan untuk mentransmisikan data dan bit bit harus di transmisikan satu persatu

B. Konfigurasi Point to point dan multi point

Koneksi diantara modul I/O di dalam sebuah sistem komputer dan perangkat eksternal dapat berbentuk point to point atau multi point. Contoh : keyboard, printer dan modem eksternal. Multi point : di gunakn untuk mendukung perangkat penyimpanan berukuran besar  (disk dan pita) serta multi media (CD ROM, Video, Audio).

C. Small Computer System Interface (SCSI)

•       Dipopulerkan oleh Macintosh tahun 1984

•       SCSI merupakan interface standar untuk drive CDROM, peralatan audio dan perangkat penyimpanan ekstrenal berukuran besar

External Memory

EXTERNAL MEMORY

Magnetik Disk

Disk merupakan sebuah piringan undar yang terdiri dari logam/plastik yang dilapisin dengan bahan magnetisasi. Data direkam dan dibaca oleh head. Head adalah perangkat yang relatif berukuran kecil.

Karakteristik Disk

1.       Gerakan head

-          Fixed Head

-          Movable Head

2.       Protabilitas disk

-          Nonremovable disk

-          Removable disk

3.       Side

-          Single side

-          Double side

4.       Plotter

-          Single plotter

-          Double plotter

5.       Mekanisme Head

-          Contack (Floppy)

-          Fixed gap

-          Aerodynamic gap (Winchester)

Waktu Akses Disk

1.       Seek time

2.       Rotational latency

3.       Access time

Raid (Redudancy Array of Independent Disk)

Raid merupakan sekumpulan disk drive yang dianggap oleh sistem operasi sebagai sebuah drive logic tunggal. Raid terdiri dari 6 tingkat.

Optical Memory

Optical memory identic dengan CD. CD merupakan disk yang tidak bias dihapus yang dapat menyimpan ebih dari 60 menit informasi audio.

A.      CD ROM

•       Baik CD audio dan CD ROM menggunakan teknologi yang sama. Perbedaan utamanya adalah CD ROM player lebih kasar dan memiliki perangkat error correcting untuk menjamin bahwa data ditransfer dengan benar dari disk kekomputer. Informasi yang di rekam secara digital di terbitkan sebagai sekumpulan lubang-lubang mikroskopik pada permukaan yang reflektif. Hal ini di lakukan pertama-tama dengan menggunakan laser berintensitas tinggi yang di fokuskan dengan teliti untuk membuat master disk.

Keuntungan CD ROM

•       Kapasitasanan informasinya jauh lebih besar dibandingkan dengan disk maghnetik

Kekurangan CD ROM

•       CD ROM mempunyai akses yang lebih lama di bandingkan disk maghnetik (lebih lama ½ detik )

B.      WORM (write once read many)

·         Pada WORM disiapkan sebuah disk sedemikian rupa sehingga disk tersebut dapat di tulisi sekali dengan menggunakan sinar laser berintensitas sedang.  Dengan menggunakan kontroller disk yang harganya lebih mahal dibandingkan dengan CD ROM, pelanggan dapat menulis sekali dan juga membaca disk.

C.      Pita Maghnetik

Mengunakan sistem disk pada pembacaan dan penulisan. Medianya pita mylar lentur yang dilapisi dengan oksida maghnet. Pita dan drive pita merupakan analog terhadap sistem tape recoder yang sering digunakan dilingkungan masyarakat.

D.      Disk Optis yang dapat   Dihapus

Disk dapat berulang-ulang ditulis dan ditulisin kembali.

Keuntungannya:

-          Berkapasitas rendah (650 MB/ disk)

-          Realibitas dan tahan lama

DISK Disk Masa Depan

1. Format DVD
2. Format High Definition DVD
3. Format Blue Ray