PIPELINING

PENGERTIAN PIPELINING

Pipeline adalah suatu cara yang digunakan untuk melakukan sejumlah kerja secara bersama tetapi dalam tahap yang berbeda yang dialirkan secara kontinu pada unit pemrosesor. Dengan cara ini, maka unit pemrosesan selalu bekerja.

Teknik pipeline ini dapat diterapkan pada berbagai tingkatan dalam sistem komputer. Bisa pada level yang tinggi, misalnya program aplikasi, sampai pada tingkat yang rendah, seperti pada instruksi yang dijaankan oleh microprocessor.


        Pada microprocessor yang tidak menggunakan pipeline , satu instruksi dilakukan sampai selesai, baru instruksi berikutnya dapat dilaksanakan. Sedangkan dalam microprocessor yang menggunakan teknik pipeline, ketika satu instruksi sedangkan diproses, maka instruksi yang berikutnya juga dapat diproses dalam waktu yang bersamaan. Tetapi, instruksi yang diproses secara bersamaan ini, ada dalam tahap proses yang berbeda. Jadi, ada sejumlah tahapan yang akan dilewati oleh sebuah instruksi.

Dengan penerapan  pipeline  ini pada microprocessorakan didapatkan peningkatan kinerja microprocessor. Hal ini terjadi karena beberapa instruksi dapat dilakukan secara parallel dalam waktu yang bersamaan.

Karena beberapa instruksi diproses secara bersamaan ada kemungkinan instruksi tersebut sama-sama memerlukan resource yang sama, sehingga diperlukan adanya pengaturan yang tepat agar proses tetap berjalan dengan benar dan lancar. Sedangkan ketergantungan terhadap data bisa muncul, misalnya instruksi yang berurutan memerlukan data dari instruksi yang sebelumnya. Kasus Jump, juga perlu perhatian, karena ketika sebuah instruksi meminta untuk melompat ke suatu lokasi memori tertentu, akan terjadi perubahan program counter, sedangkan instruksi yang sedang berada dalam salah satu tahap proses yang berikutnya mungkin tidak mengharapkan terjadinya perubahan program counter.

Pada micro professor yang tidak menggunakan pipelin satu intruksi dilakukan sampai selesai baru inturksi selanjutnya di laksanakan.  Sedangkan pada microprocessor yg menggunakan teknik pipelin satu intruksi sedang di proses maka intruksi yang lainnya dpt dilaksanakan dalam waktu yg bersamaan. Tetapi dalam tahap yang berbeda.

INTRUKSI PADA PIPELIN

 *Tahapan pada pipelin
- mengambil intruksi  dan  membuffernya
- ketika tahapan kedua bebas tahapan pertama mengirim intruksi  yg di bufferkan tsb.
- pada saat tahap kedua mengeksekusi intruksi. tahapan pertama memanfaatkan siklus memory untuk mengambil dan mebufferkan intruksi berikutnya.

MASALAH -MASALAH PADA PIPELINE

*Structural Hazard muncul dari konfilk resource sistem yaitu ketika hardware tidal dapat men support semua kemungkinan kombinasi pelaksanaan.

*Instruksi Data Hazard muncul ketika data untuk suatu intruksi tergantung pada hasil intruksi sebelumnya .

* Control Hazard muncul pada pelaksaan intruksi yang mengubah PC.


KEUNTUNGAN PIPELINE

* waktu siklus prosesor berkurang
* beberapa combinational sirkuit seperti penambah atau pengganda dapat dibuat lebih cepat dengan menambahkan sirkuit


KERUGIAN DARI PIPELINE

* prosesor non pipelin hanya dapat menjalan Intruksi dalam satu waktu
* memiliki intruksi bandwitch yang stabil

KESIMPULAN

Pipelining adalah intruksi yang di lakukan oleh microprosessor yang dilaksanakan pada satu waktu tetapi dalam tahap yang berbeda.

DATA PENYIMPANAN DALAM KOMPUTER

Pengertian Perangkat dan Penyediaan Data

Penyimpanan data komputer, berasal dari bahasa Inggris "computer data storage"sering disebut sebagai memori komputer, mengacu kepada komponen komputer, perangkat komputer, dan media perekaman yang mempertahankan data digital yang digunakan untuk beberapa interval waktu.

Penyimpanan data komputer menyediakan salah satu tiga fungsi inti dari komputer modern, yakni mempertahankan informasi. Ia merupakan salah satu komponen fundamental yang terdapat di dalam semua komputer modern, dan memiliki keterkaitan dengan mikroprosesor, dan menjadi model komputer yang digunakan semenjak 1940-an.

 

Terdapat 2 kategori media penyimpanan dan beberapa macam alat penyimpanan komputer, diantaranya : 
 

• Media Penyimpanan Magnetik (Magnetik Storage Media) 

Media penyimpanan magnetik bersifat non volatile artinya data tersimpan dalam media penyimpanan meskipun sudah tidak ada daya listrik yang mengalir. Ada beberapa media penyimpanan Magnetik dianataranya :

1. Hard Disk

 

Hard Disk adalah perangkat keras komputer/laptop yang bekerja secara sistematis dimana menjadi media penyimpanan data. Data-data yang telah disimpan di dalam perangkat harddisk tidak akan hilang. Bahkan apabila pengguna mematikan perangkat komputer/laptop. Dengan kata lain, harddisk memiliki peran sebagai media penyimpanan yang bersifat permanen (data-data tidak akan hilang atau terhapus). Kapasitas daya tampung daripada harddisk itu sendiri juga terbilang cukup besar. Dimana kalkulasi yang dipakai adalah dalam ukuran Byte (B).

Fungsi perangkat harddisk secara umum adalah untuk menyimpan data yang dihasilkan oleh pemrosesan perangkat komputer/laptop. Di dalamnya, terdapat sebuah ruang simpan utama dalam sebuah komputer. Dimana di situlah setiap data dan informasi disimpan olehnya. Selain memiliki ruang utama, harddisk juga mempunyai

komponen-komponen bagian. Adalah semacam ruang kecil yang terdiri atas direktori, folder, subdirektori, serta subfolder, yang digunakan untuk peletakan data dan informasi dari ruang utama harddisk.

 

 

2. Flash Disk

 

Flash Disk adalah media penyimpan dari floppy driveB jenis lain yang umumnya mempunyai kapasitas memori 128 MB s/d 64 GB, dengan menggunakan interface jenis USBC (Universal Serial Bus), sangat praktis dan ringan dengan ukuran berkisar 96 x 32 mm dan pada bagian belakang bentuknya agak menjurus keluar, digunakan untuk tempat penyimpanan baterai jenis AAA dan LCD (Untuk Fitur MP3, Voice Recording dan FM Tuner) dan terdapat port USB yang disediakan penutupnya yang berbentuk sama dengan body utamanya. Flash disk termasuk alat pemyimpanan data memory flash tipe NAND (Umumnya digunakan pada Kamera Digital), ada juga yang dikemas dalam ukuran kecil menjadi Compact Flash, SD-Card, MMC dan sejenisnya.

 

3. Floppy Disk

 

Floppy Disk (Disk Drive) adalah alat untuk membaca disket sebagai tempat menulis dan menyimpan data serta menjalankan sistem operasi dan aplikasi. Pada tahun 1990-an sampai dengan 2002 masih banyak menggunakan disket sebagai media penyimpanan data dan menjalankan sistem operasi dan aplikasi. Jenisnya terdiri dari 5.1/4 inci (ukuran besar) = 360-720 kb dan 3.1/5 inci (ukuran kecil) = 1,4 Mb. Sejak tahun 2003 sampai sekarang, alat yang satu ini mulai tidak digunakan lagi, karena kebanyakan orang lebih suka menggunakan flashdisk atau CD/DVD bahkan eksternal harddisk dan memory card.

 

•  Media Penyimpanan Optical (Optical Disk)

1. CD (Compact Disc)

 

Pengertian CD atau Compact Disc adalah piringan yang berwana perak ini di buat dari lapisan plastik, yang di sinari oleh sinar laser. Nah, sinar laser ini membuat lubag-lubang yang sangat kecil yang tidak bisa di lihat secara kasat mata. Lubang-lubang tersebut akan membuat deretan kode yang berisi deretan data-data. Karena membentuk lubang-lubang, maka tidak bisa di tutup lagi. kemudian plastik-plastik itu akan di tutup lagi oleh cairan plastik, yang berguna sebagi pemantul dan pelindung lubang-lubang tadi yang berbentuk data. Proses pembuatannya di lakukan secara bertahap oleh mesin cetak.

 

2. DVD

 

DVD adalah singkatan dari Digital Versatile Disc atau Digital Video Disc, adalah media penyimpanan optik yang populer. Penggunaan utamanya untuk menyimpan video dan data. Sesuai dengan namanya, ukuran fisik standarnya sama dengan CD (Compact Disc), namun dengan kapasitas enam kali lipat dari CD. Untuk membaca DVD menggunakan sinar laser pada panjang gelombang 650nm (berwarna kemerahan).

 

3. Blue Ray

 

cakram Blu-ray (Blu-ray Disc disingkat BD) adalah sebuah format cakram optik untuk penyimpanan media digital termasuk video definisi tinggi. Nama Blu-ray diambil dari laser biru-ungu yang digunakan untuk membaca dan menulis cakram jenis ini. Cakram Blu-ray dapat menyimpan data yang lebih banyak dari format DVD yang lebih umum karena panjang gelombang laser
biru-ungu yang dipakai hanya 405 nm dimana lebih pendek dibandingkan laser merah, 650 nm yang dipakai DVD dan CD. Format saingan Blu-ray yaitu HD DVD juga menggunakan laser jenis yang sama. Cakram Blu-ray dapat menyimpan 25 GB pada setiap lapisannya dibandingkan dengan 4,7 GB pada DVD. Beberapa pabrik bahkan telah membuat cakram Blu-ray satu lapis dan dua lapis (50 GB) yang dapat ditulis ulang. Beberapa studio film yang mendukung format Blu-ray bahkan telah merilis atau mengumumkan akan merilis film pada cakram berkapasitas 50 GB.blue ray lebih pendek dari panjang gelombang laser memungkinkan untuk menyimpan lebih banyak informasi pada 12 cm CD / DVD ukuran disk. Minimum "spot size" di mana sebuah laser dapat terfokus dibatasi oleh difraksi, dan bergantung pada panjang gelombang dari cahaya dan kecepatan rana numerik dari lensa yang digunakan untuk fokus itu. Dengan penurunan panjang gelombang, meningkatkan kecepatan rana numerik 0,60-0,85 dan membuat penutup lapisan tipis agar terhindar dari efek optik yang tidak diinginkan, laser dapat difokuskan ke tempat yang lebih kecil. Hal ini memungkinkan lebih banyak informasi yang akan disimpan di daerah yang sama. 

 

7. Fluorescent Multilayer DISK(FM DISK)

 

Fluorescent Multilayer Disc (FM Disc) adalah jenis Optical disk yang mampu menampung sampai 140 GB data sekaligus, dengan kecepatan baca data sampai 1 GB per detik.
FM Disc berbeda dengan kepingan yang beredar saat ini. Warnanya tidak keperakan atau keemasan, melainkan bening seperti sebuah plastik transparan biasa.

 

 

KESIMPULAN

Di dalam computer terdapat memori utama ,namun memory utama saja tidak cukup maka di perlukan peralatan tambahan untuk menyimpan data yang berukuran besar dan lebih efesien dalam menggunakannya . peralatan tambahan untuk menyimpan data atau sering di sebut sebagai memory external ini terdapat beberapa macam contohnya : DISK (CD ROOM), FLOPPY DISK (DISKET), HARDDISK, dan FLASHDISK .

Setiap memory external tersebut memiliki kelebihan dan kekurangan masing masing sebagai contoh flashdisk . kelebihan flashdisk  yaitu  memiliki kapasitas penyimpanan data yang jauh lebih besar dari pada disket. Kekurangannya adalah data rawan rusak karena removable storage . pada intinya memory external penyimpan permanen untuk membantu fungsi RAM, serta memory yang berkapasitas tinggi untuk  digunakan dalam  jangka panjang.

SUMBER :  http://dickyamahendra.blogspot.co.id

                  http://top-ilmu.blogspot.co.id

 

 

 

 

 

SISTEM BUS PADA KOMPUTER

 Pengertian Sistem Bus

Bus adalah Jalur komunikasi yang dibagi pemakai Suatu set kabel tunggal yang digunakan untuk menghubungkan berbagai subsistem. Karakteristik penting sebuah bus adalah bahwa bus merupakan media transmisi yang dapat digunakan bersama. Sistem komputer terdiri dari sejumlah bus yang berlainan yang menyediakan jalan antara dua buah komponen pada bermacam-macam tingkatan hirarki sistem komputer.

Suatu Komputer tersusun atas beberapa komponen penting seperti CPU, memori, perangkat Input/Output. setiap computer saling berhubungan membentuk kesatuan fungsi. Sistem bus adalah penghubung bagi keseluruhan komponen computer dalam menjalankan tugasnya. Transfer data antar komponen komputer sangatlah mendominasi kerja suatu computer. Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan dieksekusi CPU melalui perantara bus, begitu juga kita dapat melihat hasil eksekusi melalui monitor juga menggunakan system bus.

BUS SLOTS

 

Cara Kerja Sistem Bus

Pada sistem komputer yang lebih maju, arsitektur komputernya  akan  lebih kompleks, sehingga untuk meningkatkan  performa, digunakan beberapa buah bus. Tiap 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 ke bus utama. Untuk komunikasi antar bus ini digunakan sebuah bridge.

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.

  

Interkoneksi Bus – Struktur Bus Sebuah bus biasanya terdiri atas beberapa saluran. Sebagai contoh bus data terdiri atas 8 saluran sehingga dalam satu waktu dapat mentransfer data 8 bit. Secara umum fungsi saluran bus dikatagorikan dalam tiga bagian, yaitu :

• Saluran data
• Saluran alamat
• Saluran kontrol

 

Saluran Data

Lintasan bagi perpindahan data antar modul. Secara kolektif lintasan ini disebut bus data. Umumnya jumlah saluran terkait dengan panjang word, misalnya 8, 16, 32 saluran.

Tujuan : agar mentransfer word dalam sekali waktu.

Jumlah saluran dalam bus data dikatakan lebar bus, dengan satuan bit, misal lebar bus 16 bit

Saluran Alamat (Address Bus)

• Digunakan untuk menspesifikasi sumber dan tujuan data pada bus data.
• Digunakan untuk mengirim alamat word pada memori yang akan diakses CPU.
• Digunakan untuk saluran alamat perangkat modul komputer saat CPU mengakses suatu modul.
• Semua peralatan yang terhubung dengan sistem komputer, agar dapat diakses harus memiliki alamat.

Contoh : mengakses port I/O, maka port I/O harus memiliki alamat hardware-nya

Saluran kontrol (Control Bus)

Digunakan untuk mengontrol bus data, bus alamat dan seluruh modul yang ada.

Karena bus data dan bus alamat digunakan oleh semua komponen maka diperlukan suatu mekanisme kerja yang dikontrol melalui bus kontrol ini.

Sinyal – sinyal kontrol terdiri atas

• Sinyal pewaktuan adalah Sinyal pewaktuan menandakan validitas data dan alamat
• Sinyal–sinyal perintah adalah Sinyal perintah berfungsi membentuk suatu operasi

Prinsip Operasi Bus

1. Meminta penggunaan bus.
2. Apabila telah disetujui, modul akan memindahkan data yang diinginkan ke modul yang dituju

Hierarki Multiple Bus

Bila terlalu banyak modul atau perangkat dihubungkan pada bus maka akan terjadi penurunan kinerja

Faktor – faktor :

1. Semakin besar delay propagasi untuk mengkoordinasikan penggunaan bus.
2. Antrian penggunaan bus semakin panjang.
3. Dimungkinkan habisnya kapasitas transfer bus sehingga memperlambat data

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.

Contoh - Contoh Bus

Banyak perusahaan yang mengembangakan bus-bus antarmuka terutama untuk perangkat peripheral. Diantara jenis bus yang beredar di pasaran saat ini adalah, PCI, ISA, USB, SCSI, FuturaBus+, FireWire, dan lain-lain. Semua memiliki keunggulan, kelemahan, harga, dan teknologi yang berbeda sehingga akan mempengaruhi jenis-jenis penggunaannya.

Bus ISA : Industri computer personal lainnya merespon perkembangan ini dengan mengadopsi standarnya sendiri, bus ISA (Industry Standar Architecture), yang pada dasarnya adalah bus PC/AT yang beroperasi pada 8,33 MHz. Keuntungannya adalah bahwa pendekatan ini tetap mempertahankan kompatibilitas dengan mesin-mesin dan kartu-kartu yang ada.

Bus PCI : Peripheral Component Interconect (PCI) adalah bus yang tidak tergantung prosesor dan berfungsi sebagai bus mezzanine atau bus peripheral. Standar PCI adalah 64 saluran data pada kecepatan 33MHz, laju transfer data 263 MB per detik atau 2,112 Gbps. Keunggulan PCI tidak hanya pada kecepatannya saja tetapi murah dengan keping yang sedikit.

Bus USB : Semua perangkat peripheral tidak efektif apabila dipasang pada bus kecepatan tinggi PCI, sedangkan banyak peralatan yang memiliki kecepatan rendah seperti keyboard, mouse, dan printer. Sebagai solusinya tujuh vendor computer (Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC, dan Northen Telecom) bersama-sama meranccang bus untuk peralatan I/O berkecepatan rendah. Standar yang dihasilakan dinamakan Universal Standard Bus (USB).

Bus SCSI : Small Computer System Interface (SCSI) adalah perangkat peripheral eksternal yang dipo[ulerkan oleh macintosh pada tahun 1984. SCSI merupakan interface standar untuk drive CD-ROM, peralatan audio, hard disk, dan perangkat penyimpanan eksternal berukuan besar. SCSI menggunakan interface paralel dengan 8,16, atau 32 saluran data.

Bus P1394 / Fire Wire : Semakin pesatnya kebutuhan bus I/O berkecepatan tinggi dan semakin cepatnya prosesor saat ini yang mencapai 1 GHz, maka perlu diimbangi dengan bus berkecepatan tinggi juga. Bus SCSI dan PCI tidak dapat mencukupi kebutuhan saat ini. Sehingga dikembangkan bus performance tinggi yang dikenal dengan FireWire (P1393 standard IEEE). P1394 memiliki kelebihan dibandingkan dengan interface I/O lainnya, yaitu sangat cepat, murah, dan mudah untuk diimplementasikan. Pada kenyataan P1394 tidak hanya popular pada system computer, namun juga pada peralatan elektronik seperti pada kamera digital, VCR, dan televise. Kelebihan lain adalah penggunaan transmisi serial sehingga tidak memerlukan banyak kabel.