laporan sistem komputer ~ Kumpulan Materi

BAB I Pengantar Organisai Komputer

1. Apa yang dimaksud dengan Komputer ?

Komputer adalah suatu alat elektronik yang mampu melakukan beberapa tugas, yaitu menerima input, memproses input sesuai dengan instruksi yang diberikan, menyimpan perintah-perintah dan hasil pengolahannya, serta menyediakan output dalam bentuk informasi.

2. Komputer memiliki 5(lima) bagian utama yang mempunyai fungsi sendiri-sendiri. Sebut dan jelaskan, serta gambarkan susunannya !

a. Unit Input (Input Device)

Yaitu perangkat keras komputer yang berfungsi sebagai alat untuk memasukkan data dan perintah ke dalam komputer. Setiap komputer mempunyai input device dasar seperti keyboard dan mouse. Selain itu input device tambahan seperti scanner, microphone, joystick, dan webcam.

b. Unit Memori (Memory)

Unit memori ini berfungsi untuk menyimpan program dan data, terbagi menjadi 2 yaitu Random Access Memory (RAM) untuk menyimpan data sementara dan Read Only Memory (ROM) yaitu memori yang hanya bisa dibaca sebagai penyedia informasi saat komputer pertama kali dihidupkan.

c. Unit Aritmetika dan Logika (Central Processing Unit)

Central Processing Unit (CPU) merupakan otak dari sistem komputer yang memiliki dua bagian fungsi operasional yaitu: Arithmetical and Logic Unit (ALU) sebagai pusat pengolahan data dan Control Unit (CU) sebagai pengendali kerja komputer.

d. Unit Output

Yaitu perangkat keras komputer yang berfungsi untuk menampilkan keluaran sebagai hasil pengolahan data. Misalnya: monitor, printer, hasil scanner, speaker, dll.

e. Unit Kontrol

Unit Kontrol secara efektif merupakan syaraf yang mengirim sinyal kontrol ke unit lain dan mengetahui keadaan unit tersebut.

3. Ada definisi dari organisasi computer dan arsitektur computer ? Sebutkan perbedaan utamanya !

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

b. Arsitektur komputer adalah konsep perencanaan dan struktur pengoperasian dasar dari suatu sistemkomputer.

c. Perbedaan utama Organisasi dengan Arsitektur Komputer adalah, organisasi komputer merupakan sekumpulan unit unit operasional pada komputer yang bekerja bersama-sama demi satu tujuan, sedangkan arsitektur komputer merupakan teknik yang digunakan dalam perancangan suatu organisasi komputer agar dapat berjalan sebagai mana mestinya.

Contoh, misalkan ada pernyataan “Apakah kompatibel dengan system 64Bit ?” (Arsitektur Komputer)

dan “Apakah akan menggunakan intel x86 atau x64 ?” (Organisasi Komputer).

4. Gambar dan jelaskan masing-masing struktur internal computer !

a. CPU(Central processing unit)

Fungsi utama dari CPU adalah melakukan operasi aritmatika dan logika terhadap data yang diambil dari memori atau dari informasi yang dimasukkan melalui beberapaperangkat keras, seperti papan ketik, pemindai, tuas kontrol, maupun tetikus.CPU dikontrol menggunakan sekumpulan instruksiperangkat lunak komputer.

b. Input / Output.

Input Unit ini berfungsi sebagai media untuk memasukkan data dari luar ke dalam suatu memori dan processor untuk diolah guna menghasilkan informasi yang diperlukan. Input devices atau unit masukan yang umumnya digunakan personal computer (PC) adalah keyboard dan mouse, keyboard dan mouse adalah unit yang menghubungkan user (pengguna) dengan komputer. Sedangkan Output, Output adalah perangkat komputer yang berguna untuk menghasilkan keluaran, apakah itu ke kertas (hardcopy), ke layar monitor (softcopy) atau keluaran berupa suara. Contohnya printer, speaker, plotter, monitor dan banyak yang lainnya.

c. System Interconnection

Fungsi System Interconnection yakni, untuk menghubungan diantara ketiga elemen CPU - Main Memory - Input Output untuk disinkronisasikan dan dijalankan oleh komputer.

d. Main Memory

Memori utama merupakan media penyimpanan dalam bentuk array yang disusun word atau byte, kapasitas daya simpannya bisa jutaan susunan.Setiap word atau byte mempunyai alamat tersendiri. Fungsi Main Memory, adalah sebagai tempat penyimpanan sementara data - data yang sedang beroperasi.

5. Sebut dan jelaskan fungsi computer, kemudian gambarkan struktur aliran datanya !

a. Komputer pada bidang keamanan

Pada bidang keamanan dan pertahanan, komputer merupakan suatu bagian yang sangat penting, karena lewat komputer suatu negara dapat memperkuat pertahanannya dari serangan luar, dengan peralatan-peralatan yang canggih suatu negara cukup menyerang dan bertahan dengan mengendalikan computer

b. Komputer untuk bidang kesehatan

Pada jaman yang canggih seperti sekarang ini, pada bidang kesehatan pun telah mulai memanfaatkan teknologi untuk meningkatkan efektivitas dan efisiensi, diantaranya adalah penggunaan alat kedokteran yang menggunakan aplikasi komputer yaitu Ultra Sonografi (USG).

c. Komputer sebagai sarana pengontrolan

Komputer sebagai alat control bagi pemantauan CCTV, tata lampu traffic light, maupun escalator. Dalam hal ini komputer sebagai alat control jarak dekat maupun jarak jauh.

d. Komputer sebagai sarana usaha

Dengan adanya komputer, kita dapat membuka usaha misalnya usaha percetakan atau sablon, usaha video editing, usaha desain arsitektur, dan warnet.

e. Komputer sebagai sarana informasi

Komputer yang terhubung ke internet akan membuat kita akan lebih mudah mencari informasi, mulai dari berita politik, perdagangan, travel, referensi bagi pelajar, dan lain sebagainya.

BAB II Evolusi dan Kinerja Komputer

1. Komputer memiliki perkembangan dalam pembuatan serta teknologinya, jelaskan secara singkat sejarah computer beserta ciri-cirinya !

1. Generasi I (1944-1959)

Komputer generasi pertama ini, antara lain:

· ENIAC

· EDVAC

· EDSAC [electronic delayed storage automatic computer]

· UNIVAC I

Ciri-ciri komputer generasi pertama antara lain:

a. Komponen dasarnya adalah vacuum tubes atau tabung hampa;

b. bahasa yang digunakan adalah bahasa mesin;

c. bentuk fisik besar dengan kapasitas yang relatif kecil, misalnya ENIAC mempunyai bobot 30 ton dengan 18.000 vacum tubes;

d. memerlukan environment yang khusus karena banyak menghasilkan panas.

2. Generasi ke-2 (1959-1965)

Mesin komputer generasi kedua antara lain:

· IBM seri 1400

· UNIVAC III

· NCR Seri 304

· CDC Model 6600 super dan 7600

Ciri-ciri komputer generasi ke-2 adalah:

a. menggunakan transistor sebagai komponen utama;

b. bahasa yang dipergunakan adalah bahasa assembly dan fortran;

c. mulai dipergunakan media magnetic untuk menyimpan data;

d. ukuran fisik relatif lebih kecil

3. Generasi ke-3 (1965-1970)

Mesin komputer generasi ketiga antara lain:

· IBM sistem 360

· IBM sistem 3

a. Ciri-cirinya antara lain:

b. menggunakan IC (Integrated Circuit) sebagai komponen utama;

c. program dalam bahasa tingkat tinggi (High level language).

d. mulai menempatkan konsep operasi Multi processing dan multi programmming.

4. Generasi ke-4 (1970-1983)

Mesin komputer generasi keempat antara lain:

· IBM sistem 370

· Burrough 700

Ciri-cirinya antara lain:

a. Komponen utamanya adalah LSI (large scale integrated circuit);

b. program High level language.

c. kapasitas semakin besar dan bentuk makin kecil;

d. operating lebih mudah.

5. Generasi ke-5 (1983 –Sekarang)

Komputer-komputer saat ini merupakan komputer generasi kelima, komponen utamanya adalah VLSI (Veri large scale integration) yang merupakan gabungan dari LSI.

6. Komputer masa depan

Dengan teknologi komputer yang ada saat ini, agak sulit untuk dapat membayangkan bagaimana komputer masa depan. Dengan teknologi yang ada saat ini saja kita seakan sudah dapat “menggenggam dunia”. Dari sisi teknologi beberapa ilmuan komputer meyakini suatu saat tercipta apa yang disebut dengan biochip yang dibuat dari bahan protein sitetis. Robot yang dibuat dengan bahan ini kelak akan menjadi manusia tiruan. Sedangkan teknologi yang sedang dalam tahap penelitian sekarang ini yaitu mikrooptik serta input-output audio yang mungkin digunakan oleh komputer yang akan datang. Ahli-ahli sains komputer sekarang juga sedang mencoba merancang komputer yang tidak memerlukan penulisan dan pembuatan program oleh pengguna. Komputer tanpa program

2. Peningkatan kinerja mikroprosesor terus berlanjut, ada beberapa teknik yang telah dikembangkan di antaranya adalah:

a. Branch Prediction

Dalam arsitektur komputer, sebuah Branch Prediction adalah sirkuit digital yang mencoba untuk menebak arah mana cabang (misalnya struktur if-then-else) akan pergi sebelum keadaannya diketahui pasti. Tujuan dari Branch Predictor untuk meningkatkan aliran dalam pipa instruksi. Branch Prediction penting dalam mikroprosesor pipelined untuk mencapai kinerja tinggi.Dua arah percabangan biasanya diimplementasikan dengan instruksi lompat bersyarat. Melonjaknya bersyarat dapat menjadi "tidak diambil" dan melanjutkan eksekusi dengan cabang pertama dari kode yang mengikuti segera setelah lompat bersyarat - atau dapat "diambil" dan melompat ke tempat yang berbeda di memori program dimana cabang kedua kode itu disimpan

b. Data Flow Analysis

Data-flow analisis adalah sebuah teknik untuk mengumpulkan informasi tentang kemungkinan set nilai-nilai dihitung pada berbagai titik dalam sebuah program komputer .Sebuah program flow control grafik (CFG) digunakan untuk menentukan bagian-bagian dari sebuah program untuk mana suatu nilai tertentu yang diberikan ke variabel mungkinmerambat. Informasi yang dikumpulkan sering digunakan olehkompiler ketikamengoptimalkanprogram. Contoh kanonik dari analisis aliran data mencapai definisi . Sebuah cara sederhana untuk melakukan analisis data flow program adalah untuk mengatur persamaan data flow untuk setiap node dari grafik kontrol aliran dan menyelesaikannya dengan berulang kali menghitung output dari input secara lokal padasetiap node sampai seluruh sistem stabil, yaitu mencapai sebuah fixpointSpeculative Execution

Untuk menyediakan konkurensi lebih jika sumber daya tambahan yang tersedia

c. Speculative Execution

Eksekusi spekulatif dalam sistem komputer adalah melakukan pekerjaan, yang hasilnya mungkin tidak diperlukan.Targetnya adalah untuk menyediakan konkurensi lebih jika sumber daya tambahan yang tersedia

3. Terdapat beberapa metode untuk mengatasi masalah perbedaan kecepatan operasi mikroprosesor dengan komponen lainnya, yaitu

a. Meningkatkan jumlah bit yang dicari pada suatu saat tertentu dengan melebarkan DRAM dan melebarkan lintasa sistem busnya.

b. Mengubah antarmuka DRAM sehingga lebih efisien dengan menggunakan teknik cache atau pola buffer lainnya pada keping DRAM.

c. Meningkatkan bandwidth interkoneksi prosesor dan memori dengan penggunakan hierarki bus – bus yang lebih cepat untuk buffering dan membuat struktur aliran data.

4. Jelaskan perkembangan dari Pentium !

1993 : Intel® Pentium® Processor

Processor generasi baru yang mampu menangani berbagai jenis data seperti suara, bunyi, tulisan tangan, dan foto.
1995 : Intel® Pentium® Pro Processor
Processor yang dirancang untuk digunakan pada aplikasi server dan workstation, yang dibuat untuk memproses data secara cepat, processor ini mempunyai 5,5 jt transistor yang tertanam.
1997 : Intel® Pentium® II Processor
Processor Pentium II merupakan processor yang menggabungkan Intel MMX yang dirancang secara khusus untuk mengolah data video, audio, dan grafik secara efisien. Terdapat 7.5 juta transistor terintegrasi di dalamnya sehingga dengan processor ini pengguna PC dapat mengolah berbagai data dan menggunakan internet dengan lebih baik.

1998 : Intel® Pentium II Xeon® Processor
Processor yang dibuat untuk kebutuhan pada aplikasi server. Intel saat itu ingin memenuhi strateginya yang ingin memberikan sebuah processor unik untuk sebuah pasar tertentu.
1999 : Intel® Celeron® Processor
Processor Intel Celeron merupakan processor yang dikeluarkan sebagai processor yang ditujukan untuk pengguna yang tidak terlalu membutuhkan kinerja processor yang lebih cepat bagi pengguna yang ingin membangun sebuah system computer dengan budget (harga) yang tidak terlalu besar. Processor Intel Celeron ini memiliki bentuk dan formfactor yang sama dengan processor Intel jenis Pentium, tetapi hanya dengan instruksi-instruksi yang lebih sedikit, L2 cache-nya lebih kecil, kecepatan (clock speed) yang lebih lambat, dan harga yang lebih murah daripada processor Intel jenis Pentium. Dengan keluarnya processor Celeron ini maka Intel kembali memberikan sebuah processor untuk sebuah pasaran tertentu.
1999 : Intel® Pentium® III Processor
Processor Pentium III merupakan processor yang diberi tambahan 70 instruksi baru yang secara dramatis memperkaya kemampuan pencitraan tingkat tinggi, tiga dimensi, audio streaming, dan aplikasi-aplikasi video serta pengenalan suara.
1999 : Intel® Pentium® III Xeon® Processor
Intel kembali merambah pasaran server dan workstation dengan mengeluarkan seri Xeon tetapi jenis Pentium III yang mempunyai 70 perintah SIMD. Keunggulan processor ini adalah ia dapat mempercepat pengolahan informasi dari system bus ke processor , yang juga mendongkrak performa secara signifikan. Processor ini juga dirancang untuk dipadukan dengan processor lain yang sejenis.
2000 : Intel® Pentium® 4 Processor
Processor Pentium IV merupakan produk Intel yang kecepatan prosesnya mampu menembus kecepatan hingga 3.06 GHz. Pertama kali keluar processor ini berkecepatan 1.5GHz dengan formafactor pin 423, setelah itu intel merubah formfactor processor Intel Pentium 4 menjadi pin 478 yang dimulai dari processor Intel Pentium 4 berkecepatan 1.3 GHz sampai yang terbaru yang saat ini mampu menembus kecepatannya hingga 3.4 GHz.
2001 : Intel® Xeon® Processor
Processor Intel Pentium 4 Xeon merupakan processor Intel Pentium 4 yang ditujukan khusus untuk berperan sebagai computer server. Processor ini memiliki jumlah pin lebih banyak dari processor Intel Pentium 4 serta dengan memory L2 cache yang lebih besar pula.
2001 : Intel® Itanium® Processor
Itanium adalah processor pertama berbasis 64 bit yang ditujukan bagi pemakain pada server dan workstation serta pemakai tertentu. Processor ini sudah dibuat dengan struktur yang benar-benar berbeda dari sebelumnya yang didasarkan pada desain dan teknologi Intel’s Explicitly Parallel Instruction Computing ( EPIC ).
2002 : Intel® Itanium® 2 Processor
Itanium 2 adalah generasi kedua dari keluarga Itanium
2003 : Intel® Pentium® M Processor
Chipset 855, dan Intel® PRO/WIRELESS 2100 adalah komponen dari Intel® Centrino™. Intel Centrino dibuat untuk memenuhi kebutuhan pasar akan keberadaan sebuah komputer yang mudah dibawa kemana-mana.
2004 : Intel Pentium M 735/745/755 processors
Dilengkapi dengan chipset 855 dengan fitur baru 2Mb L2 Cache 400MHz system bus dan kecocokan dengan soket processor dengan seri-seri Pentium M sebelumnya.
2004 : Intel E7520/E7320 Chipsets
7320/7520 dapat digunakan untuk dual processor dengan konfigurasi 800MHz FSB, DDR2 400 memory, and PCI Express peripheral interfaces.
2005 : Intel Pentium 4 Extreme Edition 3.73GHz
Sebuah processor yang ditujukan untuk pasar pengguna komputer yang menginginkan sesuatu yang lebih dari komputernya, processor ini menggunakan konfigurasi 3.73GHz frequency, 1.066GHz FSB, EM64T, 2MB L2 cache, dan HyperThreading.
2005 : Intel Pentium D 820/830/840
Processor berbasis 64 bit dan disebut dual core karena menggunakan 2 buah inti, dengan konfigurasi 1MB L2 cache pada tiap core, 800MHz FSB, dan bisa beroperasi pada frekuensi 2.8GHz, 3.0GHz, dan 3.2GHz. Pada processor jenis ini juga disertakan dukungan HyperThreading.
2006 : Intel Core 2 Quad Q6600
Processor untuk type desktop dan digunakan pada orang yang ingin kekuatan lebih dari komputer yang ia miliki memiliki 2 buah core dengan konfigurasi 2.4GHz dengan 8MB L2 cache (sampai dengan 4MB yang dapat diakses tiap core ), 1.06GHz Front-side bus, dan thermal design power ( TDP )
2006 : Intel Quad-core Xeon X3210/X3220
Processor yang digunakan untuk tipe server dan memiliki 2 buah core dengan masing-masing memiliki konfigurasi 2.13 dan 2.4GHz, berturut-turut , dengan 8MB L2 cache ( dapat mencapai 4MB yang diakses untuk tiap core ), 1.06GHz Front-side bus, dan thermal design power (TDP)

5. Jelaskan perkembangan Power PC !

PowerPC dibangun dengan arsitektur RISC (instruction set computers).

Proyek mini komputer 801 di IBM pada tahun 1975 mengawali banyak konsep arsitektur yang digunakan dalam sistem RISC. 801 bersama dengan prosessor RISC I Berkeley, meluncurkan gerakan RISC, namun 801 hanya merupakan prototipe yang ditujukan untuk mengenalkan konsep disain. Keberhasilan memperkenalkan 801 menyebabkan IBM membangun produk workstation RISC komersial yaitu PC RT pada tahun 1986, dengan mengadaptasi konsep arsitektural 801 kedalam kinerja yang sebanding atau yang lebih baik. IBM RISC System/6000 merupakan mesin RISC superscalar yang dipasarkan sebagai workstation berunjuk kerja tinggi, tidak lama kemudian IBM mengkaitkan mesin ini sebagai arsitektur POWER.

IBM kemudian menjalin kerjasama dengan Motorola, pembuat mikroprosessor seri 6800, dan Apple, yang menggunakan keping Motorola dalam komputer Macintoshnya dan hasilnya adalah seri mesin yang mengimplementasikan arsitektur PowerPC yang diturunkan dari arsitektur POWER dan merupakan sistem RISC superscalar.

Bab III Struktur CPU

1. Gambar dan jelaskan struktur detail internal CPU !

Dalam mewujudkan fungsi dan tugasnya, CPU tersusun atas beberapa komponen sebagai

bagian dari struktur CPU, seperti terlihat pada gambar 3.1 dan struktur detail internal CPU terlihat

pada gamber 3.2. CPU tersusun atas beberapa komponen, yaitu :

a. Arithmetic and Logic Unit (ALU), bertugas membentuk fungsi - fungsi pengolahan data

komputer. ALU sering disebut mesin bahasa (machine language ) karena bagian inimengerjakan instruksi - instruksi bahasa mesin yang diberikan padanya. Seperti istilahnya, ALU terdiri dari dua bagian, yaitu unit arithmetika dan unit logika boolean, yang masing -masing memiliki spesifikasi tugas tersendiri.

b. Control Unit , bertugas mengontrol operasi CPU dan secara keselurahan mengontrol computer sehingga terjadi sinkronisasi kerja antar komponen dalam menjalankan fungsi – fungsioperasinya. Termasuk dalam tanggung jawab unit kontrol adalah mengambil instruksi-instruksi dari memori utama dan menentukan jenis instruksi tersebut.

c. Registers , adalah media penyimpan internal CPU yang digunakan saat proses pengolahan data.Memori ini bersifat sementara, biasanya digunakan untuk menyimpan data saat diolah ataupundata untuk pengolahan selanjutnya.

d. CPU Interconnections, adalah sistem koneksi dan bus yang menghubungkan komponen internalCPU, yaitu ALU, unit kontrol dan register - register dan juga dengan bus - bus eksternal CPUyang menghubungkan dengan sistem lainnya, seperti memori utama, piranti masukan/keluaran.

2. Sebutkan fungsi CPU !

Melakukan berbagai operasi, termasuk operasi aritmatika dan logika terhadap data yang datang dari memori atau informasi yang dimasukkan melalui perangkat keras, seperti papan ketik (Keyboard), pemindai, tuas kontrol, maupun tetikus.Menjalankan program – program yang disimpan dalam memori utama dengan cara mengambil instruksi – instruksi, menguji instruksi tersebut dan mengeksekusinya satu persatu sesuai alur perintah

3. Jelaskan siklus Fetch-Eksekusi !

a. di awal setiap siklus, CPU akan membaca dari memori utama

b. sebuah register, yang disebut Program Counter (PC), akan mengawasi dan menghitung instruksi selanjutnya

c. ketika CPU membaca sebuah instruksi, Program Counter akan menambah satu hitungannya

d. lalu instruksi-instruksi yang dibaca tersebut akan dimuat dalam suatu register yang disebut register instruksi (IR), dan akhirnya

e. CPU akan melakukan interpretasi terhadap instruksi yang disimpan dalam bentuk kode binari, dan melakukan aksi yang sesuai dengan instruksi tersebut.

4. Sebutkan fungsi interrupt !

Fungsi interupsi adalah mekanisme penghentian atau pengalihan pengolahan instruksi dalam CPU kepada routine interupsi. Hampir semua modul (memori dan I/0) memiliki mekanisme yang dapat menginterupsi kerja CPU

5. Apabila interupsi ditangguhkan, prosesor akan melakukan apa ?

a. Prosesor menangguhkan eksekusi program yang dijalankan dan menyimpan konteksnya. Tindakan ini adalah menyimpan alamat instruksi berikutnya yang akan dieksekusi dan data lain yang relevan.

b. Prosesor menyetel program counter (PC) ke alamat awal routine interrupt

Bab IV Memori

1. Sebutkan sifat-sifat sel memori, beserta fungsinya !

a. Sel memory memiliki dua keadaan stabil atau tidak stabil yang dapat digunakan untuk merepresentasikan bilangan biner 0 dan 1.

b. Sel memory mempunyai kemampuan untuk ditulisi → untuk menyetel keadaan

c. Sel memory mempunyai kemampuan untuk dibaca → untuk merasakan keadaan

2. Sebutkan karakteristik memori computer dan berikan penjelasan !

a. Lokasi memori berada pada 3 lokasi, yaitu:

Memori Local atau sering disebut dengan register. Built-in berada dalam CPU, diperlukan untuk semua kegitan CPU.

Memori Internal atau sering disebut dengan memory primer atau memory utama. Berada diluar CPU bersifat internal pada system computer, diperlukan oleh CPU dalam proses eksekusi (operasi) program sehingga dapat diakses secara langsung oleh CPU tanpa melalui perantara.

Memori Eksternal atau sering disebut dengan memori sekunder. Bersifat eksternal dan berada di luar CPU, diperlukan dlam menyimpan data atau instruksi secara permanen, terdiri atas perangkat storage seperti: disk, pita magnetik, dll

b. Kapasitas Memory

Kapasitas register dinyatakan dalam bit.

Kapasitas memory internal dinyatakan dalam bentuk byte (1 byte = 8 bit) atau word.

Kapasitas memori eksternal dinyatakan dalam byte.

c. Satuan Transfer

Memory Internal. Satuan transfer merupakan jumlah bit yang dibaca atau ditulis ke dalam memori pada suatu saat.

Memory Eksternal.Data ditransfer dalam jumlah yang jauh lebih besar dari word, yang dikenal dengan block.

d. Metode Akses Memory

Ada 4 jenis pengaksesan data satuan, yaitu:

· Sequentaial Access. Diorganisasikan menjadi unit-unit data yang disebut record, dibuat dalam bentuk urutan linier yang spesifik. Contoh sequential access adalah akses pada pita magnetic.

· Direct Access. Menggunakan shared read/write mechanism tetapi setiap blok dan record memliki alamat yang unik berdasarkan lokasi fisik. Contoh direct access adalah akses pada disk.

· Random Access. Dapat dipilih secara random, waktu mengakses lokasi tidak tergantung pada urutan akses sebelumnya dan bersifat konstan. Contoh random access adalah system memori utama.

· Associative Access. Setiap word dapat dicari berdasarkan pada isinya dan bukan berdasarkan alamatnya, waktu pencariannya tidak bergantung secara konstan terhadap lokasi atau pola access sebelumnya. Contoh associative access adalah memory cache.

e. Kinerja memory

3 buah parameter untuk kinerja system memory, yaitu:

Access Time.Bagi RAM waktu akses adalah waktu yang dibutuhkan untuk melakukan operasi baca atau tulis.Bagi non RAM waktu akses adalah waktu yang dibutuhkan untuk melakukan mekanisme baca tulis pada lokasi tertentu.

Cycle Time.Waktu akses ditambah dengan waktu transien hingga sinyal hilang dari saluran sinyal untuk menghasilkan kembali data bila data ini dibaca secara destruktif.

Transfer Rate. Merupakan kecepatan pemindahan data ke unit memori atau ditransfer dari unit memory. Bagi RAM, transfer rate sama dengan . Bagi non-RAM, transfer rate sama dengan , dimana Waktu rata-rata untuk membaca atau menulis sejumlah N bit, waktu akses rata-rata, Jumlah bit, kecepatan transfer dalam bit per detik.

f. Tipe Fisik Memory

Ada dua tipe fisk memory, yaitu:

Memory Semikonduktor. Memory ini memakai teknologi LSI atau VLI, memory ini banyak digunakan untuk memory internal misalnya RAM. Memory Permukaan Magnetik.Banyak digunaakan untuk memory eksternal yaitu untuk disk atau pita magnetic.

g. Karakteristik Fisik

Volatile dan Non-volatile. Pada memory volatile informasi akan hilang bila listrik dimatika. Pada memory Non-volatile informasi akan tetap berada tanpa mengalami kerusakan sebelum dilakukan perubahan, memory ini daya listrik tidak diperlukan untuk mempertahankan informasi tersebut. Erasable dan Non Erasable. Erasable artiny isi memory dapat dihapus dan diganti dengan informasi lain.

h. Organisasi

Organisasi dalah pengaturan bit dalam menyusun word secara fisik. Hirarki Memory : Semakin kecil waktu access, semakin besar harga per bit. Semakin besar kapasitas, semakin keci harga per bit. Semakin besar kapasitas, semakin besar waktu access untuk kinerja yang optimal, diperlukan kombinasi teknologi komponen memori.

3. Tiga konsep yang berhubungan dengan satuan transfer adalah

• Word. Ukuran word biasanya sama dengan jumlah bit yang digunakan untuk representasi bilangan dan panjang instruksi.

• Addressable units, pada sejumlah sistem, adressable units adalah word. Hubungan antara panjang A suatu alamat dan jumlah N adressable unit adalah 2A =N.

• Unit of tranfer, adalah jumlah bit yang dibaca atau dituliskan ke dalam memori pada suatu saat. Pada memori eksternal, tranfer data biasanya lebih besar dari suatu word, yang disebut dengan block.

4. Empat macam metode access memori adalah

a. Sequential Access

merupakan metode yang paling sederhana. Informasi yang disimpan dalam berkas diproses berdasarkan urutan.

b. Direct Access

merupakan metode yang membiarkan program membaca dan menulis dengan cepat pada berkas yang dibuat dengan fixed-length logical order tanpa adanya urutan.

c. Random Access

Setiap lokasi dapat dipilih secara random dan diakses serta dialamati secara langsung.

d. Associative Access

Setiap word dapat dicari berdasarkan pada isinya dan bukan berdasarkan alamatnya.

5. Berdasarkan karakteristik untuk kerja, memori memiliki 3 parameter yaitu

a. Access Time.(Bagi RAM)

Access time merupakan waktu yang dibutuhkan untuk melakukan operasi baca atau tulis.Bagi non RAM, access time adalah waktu yang dibutuhkan untuk melakukan mekanisme baca tulis pada lokasi tertentu.

b. Memory Cycle Time.

Terdiri dari access time ditambah dengan waktu tambahan yang diperlukan transient agar hilang pada saluran signal atau untuk menghasilkan kembali data bila data ini dibaca secara destruktif.

c. Transfer Rate. Transfer rate adalah kecepatan data agar dapat ditransfer ke unit memori atau ditransfer dari unit memori

6. Tuliskan rumus dari random access memory beserta keterangan, berikan contohnya !

a. Transfer rate(Bandwidth)

Bandwidth(MB/s) = FSB (MHz) X Lebar data (Byte)

Contoh sebuah DDR2 PC800, berarti memiliki bus sebesar 800 MHz.

Lebar data (width) sebuah RAM adalah 64-bit, atau dikonversikan kedalam satuan byte sama dengan 8 byte. [1 byte = 8 bit]

Transfer Rate = Bus (MHz) x Lebar Data (Byte)

Transfer Rate = 800 MHz x 8 Byte = 6.400 MB/s. Itu artinya transfer rate RAM DDR2 PC800 adalah sebesar 6.400 MB/s.

b. Bus Speed

Bus Speed(MB/s) = Clock speed(Mhz) x 2 Cycle per clock

contoh menghitung bus speed dari "Dual Channel DDR" perhitungan dasar untuk dual channel adalah bila 1 keping memory memiliki lebar data 64 bits, maka untuk dua keping yg "identik" akan menghasilkan 2 x 64 bits = 128 bits bandwidth. Maka dari 128 bits itu sama dengan 16 bytes. Kita ambil contoh untuk yg memory clocknya 100 MHz maka perhitungannya menjadi:

200 MHz x 16 bytes (128 bits) = 3.200 MBps.

7. Sebutkan keandalan memori !

a. Berapa Banyak ?

Sesuatu Yang Sulit Dijawab Karena Berapapun Kapasitas Memory Tentu Aplikasi Akan Menggunakan - Nya

b. Berapa Cepat ?

Memory Harus Mampu Mengikuti Kecepatan CPU Agar Terjadi Sinkonisasi Kerja Agar Tidak Ada Waktu Tunggu Karena Komponen Lain Belum Selesai Proses - Nya

c. Berapa Mahal ?

Kalau Masalah Harga Tergantung Produsen ( Relatif ) Yang Mencari Harga Murah Tanpa Mengorbankan Kualitas – Nya

8. Jelaskan hubungan harga, kapasitas dan waktu akses memori !

Semakin Kecil Waktu Akses, Maka Semakin Kecil Harga Per - Bit - Nya

Semakin Besar Kapasitas, Maka Semakin Kecil Harga Per - Bit - Nya

Semakin Besar Kapasitas, Maka Semakin Besar Waktu Akses – Nya

9. Lengkapilah spesifikasi table memori berikut ini :

Tipe Memori	Teknologi	Ukuran	Waktu Akses
Chache Memory	Semi Konduktor RAM	128-512 KB	10 ns
Memori Utama	Semi Konduktor RAM	4-128 MB	50 ns
Disk Magnetik	Harddish	Gigabyte	10 m/s,10MB/detik
Disk Optik	CD ROM	Gigabyte	300 m/s,600 KB/detik
Pita Magnetik	Tape	100 MB	Det-met,10MB/menit

10. Sebutkan jenis memori random akses !

a. SDRAM = Synchronous Dynamic Random-Access Memory

b. DDR SDRAM = Double Data Rate Synchronous Dynamic Random-Access-Memory

c. DDR2 SDRAM = Double Data Rate Type Two Synchronous Dynamic Random-Access Memory

d. SDRAM = Double Data Rate Type Three Synchronous Dynamic Random-Access Memory

e. DDR4 SDRAM = Double Data Rate Type Four Synchronous Dynamic Random-Access Memory

f. DRDRAM = Direct Rambus Dynamic Random-Access Memory

g. PSRAM = Pseudostatic Random-Access Memory

h. RLDRAM = Reduced-Latency Dynamic Random-Access Memory

i. EDO DRAM = Extended Data Out Dynamic Random-Access Memory

j. SGRAM = Synchronous Graphics Random-Access Memory

k. FPM DRAM = Fast Page Mode Dynamic Random-Access Memory

11. Fungsi dari cache memori adalah

a. Mempercepat Akses data pada komputer

b. Meringankan kerja prosessor

c. Menjembatani perbedaan kecepatan antara cpu dan memory utama.

d. Mempercepat kinerja memory.

e. Mengontrol data yang masuk dari masing-masing inti prosesor.

12. Kapasitas dari cache memori adalah

Level 1 : 8Kb, 64Kb dan 128Kb.

Level 2 : 256Kb sampai dengan 2Mb.

13. Apabila blok berukuran besar ditransfer ke dalam cache, maka akan terjadi penurunan hit ratio karena banyaknya data yang dikirim di sekitar referensi. Blok-blok yang berukuran lebih besar mengurangi jumlah blok yang menempati cache. Karena setiap pengambilan blok menindih isi cache yang lama, maka sejumlah kecil blok akan menyebabkan data menjadi tertindih setelah blok itu diambil.

14. Fungsi pemetaan diimplementasikan dengan menggunakan alamat, yang terdiri dari 3 field(tag, line, word). Jelaskan yang dimaksud dengan tag, line, dan word !

a. Word = Bit paling kurang berarti yang mengidentifikasikan word atau byte unik dalam blok memori utama

b. Line = Byte sisa word yang menspesifikasi salah satu dari 2S blok memori utama

c. Tag =Sisa digit dari word dan line.Bagian paling berarti dalam alamat

15. Jelaskan yang dimaksud assosiatif set dan hubungan yang terjadi di dalamnya !

Pemetaan asosiatif set menggabungkan kelebihan yang ada pada pemetaan langsung danpemetaan asosiatif. Memori cache dibagi dalam bentuk set – set.Pemetaan asosiatif set prinsipnya adalah penggabungan kedua pemetaan sebelumnya.Alamat memori utama diinterpretasikan dalam tiga field, yaitu: field tag, field set, dan field word.Hal ini mirip dalam pemetaan langsung. Setiap blok memori utama dapat imuat dalamsembarang saluran cache. Dalam pemetaan asosiatif set, cache dibagi dalam v buah set, yang masing –masingterdiri dari k saluran. Hubungan yang terjadi adalah :

m = v x k

i = j modulus v dan v = 2d dimana :

i = nomer set cache

j = nomer blok memori utama

m = jumlah saluran pada cache 46

16. Definisi dari algoritma penggantian adalah mekanisme pergantian blok-blok dalam memori cache yang lama dengan data baru. Algoritma penggantian digunakan untuk menentukan blok mana yang harus dikeluarkan dari cache untuk menyiapkan tempat bagi blok baru. Ada 2 metode algoritma penggantian yaitu Write-through dan Write-back.Write-through adalah Cache dan memori utama diupdate secara bersamaan waktunya. Sedangkan Write-back melakukan update data di memori utama hanya pada saat word memori telah dimodifikasi dari cache.

17. Jelaskan yang dimaksud dengan algoritma First in First Out (FIFO) dan Least Frequently Used(LFU), berikan contohnya !

a. Firs in First Out (FIFO)

Algoritma ini adalah algoritma yang paling sederhana. Prinsip dari algoritma ini adalah seperti prinsip antrian (antrian tak berprioritas), halaman yang masuk lebih dulu maka akan keluar lebih dulu juga. Algoritma ini menggunakan struktur data stack. Apabila tidak ada frame kosong saat terjadi page fault, maka korban yang dipilih adalah frame yang berada di stack paling bawah, yaitu halaman yang berada paling lama berada di memori. Dengan hanya informasi mengenai lama berada di memori, maka algoritma ini dapat memindahkan page yang sering digunakan.Boleh jadi page itu berada terus di memori karena selalu digunakan. Page itu karena mengikuti pola antrian berdasar lamanya berada di memori menjadi elemen terdepan, diganti, dan segera harus masuk kembali ke memori sehingga terjadi page fault kembali

b. Least Frequently Used(LFU)

Algoritma ini mengasumsikan kelas-kelas bernomor lebih rendah akan baru akan digunakan kembali dalam waktu relatif lama.Algoritma ini mudah dipahami dan diimplementasikan. Implementasi algoritma ini sangat efisien karena tak banyak langkah dalam pemilihan page.Algoritma ini memang tidak optimal, tapi dalam kondisi-kondisi normal telah memadai.

18. Sebutkan keuntungan unified cache !

a. Memiliki hit rate yang tinggi karena telah dibedakan antara informasi data dan informasi instruksi.

b. Selain itu hanya sebuah cache saja yang perlu dirancang dan diimplementasikan.