kisi-kisi oak semoga bermanfaat

Komputer adalah alat yang dipakai untuk mengolah data menurut prosedur yang telah dirumuskan. Kata computer semula dipergunakan untuk menggambarkan orang yang perkerjaannya melakukan perhitungan aritmatika, dengan atau tanpa alat bantu, tetapi arti kata ini kemudian dipindahkan kepada mesin itu sendiri. Asal mulanya, pengolahan informasi hampir eksklusif berhubungan dengan masalah aritmatika, tetapi komputer modern dipakai untuk banyak tugas yang tidak berhubungan dengan matematika.

Generasi  1

1. ENIAC

ENIAC, singkatan dari Electronic Numerical Integrator And Computer, adalah komputer elektronik penuh pertama yang didesain agar Turing-complete, yang mampu diprogram ulang dengan cara mengatur ulang kabelnya agar dapat menyelesaikan segala jenis masalah perhitungan. Ia didahului oleh Z3 karya Konrad Zuse, yang dapat diprogram dengan kaset secara penuh namun masih mekanikal dan oleh komputer Colossus buatan Inggris yang meski elektronik sepenuhnya namun bukan untuk tujuan umum. Keperluan untuk mengatur ulang kabel ENIAC dihapuskan pada 1948.

ENIAC dikembangkan dan dibangun oleh Angkatan Darat AS untuk Laboratorium Penelitian Persenjataan mereka dengan tujuan untuk menghitung tabel tembakan senjata. Ide tentang ENIAC dipikirkan dan didesain oleh J. Presper Eckert dan John William Mauchly dari Universitas Pennsylvania. Komputer tersebut mulai dibangun pada 17 Mei 1943 sebagai Proyek PX dan dibangun di Moore School of Electrical Engineering sejak pertengahan 1944, dan dioperasikan secara resmi sejak Februari 1946 setelah menelan biaya sebesar $500.000. Ia kemudian dimatikan pada 9 November 1946 untuk diperbaharui dan ditingkatkan memorinya. ENIAC diperlihatkan kepada umum pada 14 Februari 1946 di Universitas Pennsylvania dan dipindahkan ke Aberdeen Proving Grounds, Maryland pada 1947. Pada 29 Juli tahun yang sama, ENIAC dinyalakan dan akan terus beroperasi hingga pukul 23:45 pada 2 Oktober 1955.

2. EDSAC

Electronic Delay Storage Automatic Calculator (EDSAC) adalah awal komputer Inggris. Mesin, karena terinspirasi oleh John von Neumann's mani Pertama Draft Laporan di EDVAC, dibangun oleh Maurice Wilkes dan timnya di University of Cambridge Mathematical Laboratory di Inggris. EDSAC adalah orang pertama praktis disimpan-program komputer elektronik.

Kemudian proyek ini didukung oleh J. Lyons & Co Ltd, sebuah perusahaan Inggris, yang diberi ganjaran dengan komersial pertama diterapkan komputer, berdasarkan EDSAC desain. EDSAC berlari pertama program pada tanggal 6 Mei 1949, ketika tabel penghitungan kuadrat dan daftar bilangan prima.

3. IBM 650

IBM 650 adalah salah satu komputer awal IBM, dan pertama di dunia yang diproduksi secara massal komputer. Diumumkan pada tahun 1953, dan lebih dari 2000 sistem yang diproduksi antara pengiriman pertama pada tahun 1954 dan manufaktur akhir tahun 1962. Dukungan untuk komponen 650 dan unit ditarik pada tahun 1969.

Generasi 2

4. IBM 7094 and IBM 7040/7044

Sebuah versi upgrade, IBM 7.094, pertama kali diinstal pada September 1962. ada tujuh indeks register, tidak seperti tiga di mesin sebelumnya. 7.094 memiliki kotak khas yang ditampilkan di atas lampu untuk empat register indeks baru. 7.094 presisi ganda floating point dan instruksi tambahan, tetapi sebagian besar mundur kompatibel dengan 7.090. Perubahan kecil dalam format instruksi, terutama cara register indeks tambahan itu ditujukan, kadang-kadang menimbulkan masalah.

Pada tahun 1963, IBM memperkenalkan mesin biaya rendah dengan arsitektur serupa, tetapi lebih sedikit instruksi dan disederhanakan I / O, yang disebut IBM 7.040 dan 7.044. Pada bulan April 1964, yang pertama 7.094 II terinstal, yang hampir dua kali lipat kecepatan umum sebagai 7.090 karena siklus clock yang lebih cepat dan pengenalan eksekusi instruksi tumpang tindih.

5. IBM 704

IBM 704 pertama yang diproduksi secara massal komputer dengan aritmatika floating point hardware, diperkenalkan oleh IBM pada tahun 1954. 704 secara signifikan yang meningkat di atas 701 IBM dalam hal arsitektur serta implementasi yang tidak kompatibel dengan pendahulunya.

Perubahan dari 701 termasuk penggunaan memori inti dan penambahan tiga indeks register. Untuk mendukung fitur baru ini, instruksi diperluas untuk menggunakan penuh 36-bit word. Set instruksi yang baru menjadi basis untuk IBM seri 700/7000 komputer ilmiah.

6. IBM 1620

1620 IBM diumumkan oleh IBM pada 21 Oktober 1959 Setelah produksi total sekitar dua ribu mesin, itu ditarik pada 19 November 1970. Versi modifikasi dari 1620 yang digunakan sebagai CPU IBM 1710 dan IBM 1720 Sistem Kontrol Proses Industri (membuat komputer digital pertama dianggap cukup handal untuk proses waktu-nyata kontrol peralatan pabrik).

Menjadi panjang word variabel desimal, sebagai lawan word tetap panjang biner murni, yang dibuat sebagai komputer pertama yang menarik khususnya untuk belajar mahasiswa itu pengalaman pertama mereka dengan komputer IBM pada 1620.

Generasi 3

7. UNIVAC III

UNIVAC III, dirancang sebagai pengganti Transistorized ditingkatkan untuk tabung vakum UNIVAC I dan II komputer UNIVAC, diperkenalkan pada bulan Juni 1962. Ini dirancang agar kompatibel untuk semua format data. Namun ukuran dan word set instruksi benar-benar berbeda; disajikan ini kesulitan signifikan karena semua program harus ditulis ulang, begitu banyak pelanggan beralih ke vendor yang berbeda daripada yang ada UNIVACs upgrade.

Generasi 4

8. IBM System/360 (S/360)

IBM System/360 (S/360) adalah sebuah sistem keluarga komputer mainframe diumumkan oleh IBM pada 7 April 1964. Ini adalah keluarga pertama komputer yang dirancang untuk menutupi lengkap aplikasi, dari kecil hingga besar, baik komersial dan ilmiah. Keluarga ini adalah komputer pertama yang dirancang untuk Menutup aplikasi yang lengkap, dari kecil hingga besar, baik komersial dan ilmiah.

Desain membuat perbedaan yang jelas antara arsitektur dan pelaksanaan, memungkinkan IBM untuk merilis suite yang kompatibel desain pada harga yang berbeda. Desain membuat Perbedaan yang jelas antara arsitektur dan implementasi, memungkinkan IBM untuk merilis desain suite yang kompatibel pada harga yang berbeda. Semua kecuali yang paling mahal sistem yang digunakan terfokus untuk mengimplementasikan set instruksi, yang menampilkan 8-bit byte alamat dan biner, desimal dan floating-point perhitungan.

9. UNIVAC 1108

UNIVAC 1108 adalah para anggota kedua Sperry Rand 's serangkaian komputer UNIVAC 1100, yang diperkenalkan pada 1964. Integrated circuits menggantikan memori film tipis Bahwa UNIVAC 1107 yang Digunakan untuk register penyimpanan. Inti lebih kecil dan lebih cepat, dibandingkan dengan 1107, yang digunakan untuk memori utama. Lebih kecil dan lebih cepat inti, dibandingkan dengan 1107, yang Digunakan untuk memori utama.

10. Intel I386

The Intel 80386, juga dikenal Sebagai i386, atau hanya 386 adalah 32-bit MIKROPROSESOR diperkenalkan oleh Intel pada tahun 1985. Versi pertama telah 275.000 transistor dan digunakan sebagai central processing unit (CPU) dari sekian banyak komputer pribadi dan workstation. Versi pertama telah 275,000 transistor dan Digunakan Sebagai central processing unit (CPU) dari sekian banyak komputer pribadi dan workstation. Seperti aslinya pelaksanaan ekstensi 32-bit ke arsitektur 8.086, set instruksi 80386, pemrograman model, dan biner encodings masih denominator umum untuk semua 32-bit x86 prosesor. Sebagai awal pelaksanaan ekstensi 32-bit ke arsitektur 8,086, menetapkan Instruksi 80.386, model pemrograman, dan Biner encodings masih Merupakan common denominator untuk semua 32-bit x86 prosesor. Ini disebut x86, IA-32, atau i386-arsitektur, tergantung pada konteks. Disebut ini x86, IA-32, atau i386-arsitektur, tergantung pada Konteks.

11. System/34 IBM

System/34 IBM adalah komputer mini dipasarkan oleh IBM 1978-1983 . Ini adalah multi-user, multi-tasking penerus tunggal user System/32. . Paling menonjol, itu termasuk dua prosesor sangat berbeda, yang didasarkan pada System/32 dan yang kedua berdasarkan tua System / 3.

HARVARD

n  Arsitektur Harvard atau sering disebut Non Von Neuman merupakan sebuah arsitektur komputer dengan fisik terpisah penyimpanan dan jalur sinyal untuk instruksi dan data.

n  Istilah berasal dari Harvard Mark I komputer berbasis relay 24 bit wide dan data dalam elektro-mekanis counter. Mesin ini memiliki penyimpanan data awal seluruhnya terkandung dalam unit pengolahan pusat , dan diberikan tidak ada akses ke penyimpanan instruksi sebagai data. Program harus dimuat oleh operator, prosesor tidak bisa booting sendiri.

Diagram Blok  Arsitektur Harvard

Cara kerja Arsitektur Harvard

Keuntungan Arsitektur Hardvard

n  Prosesor sinyal digital (DSP) umumnya mengeksekusi kecil, sangat-dioptimalkan audio atau algoritma pemrosesan video.

n  Microcontrollers ditandai dengan memiliki sejumlah kecil program ( flash memory ) dan data ( SRAM ) memori, dengan cache tidak, dan mengambil keuntungan dari arsitektur Harvard untuk kecepatan pemrosesan dengan instruksi bersamaan dan mengakses data.).

Kekurangan Arsitektur Hardvard

n  Tidak memungkinkan untuk menempatkan data pada ROM. Kedengarannya aneh, tetapi arsitektur ini memang tidak memungkinkan untuk mengakses data yang ada di ROM. Namun hal ini bisa diatasi dengan cara membuat instruksi dan mekanisme khusus untuk pengalamatan data di ROM. Mikroprosesor yang memiliki instruksi seperti ini biasanya disebut ber-arsitektur Modified Harvard.

Contoh implementasi

n  Mikrokontroler Intel keluarga MCS-51 menggunakan arsitektur Havard karena ada perbedaan kapasitas memori untuk program dan data, dan bus terpisah (internal) untuk alamat dan data. Begitu juga dengan keluarga PIC dari Microchip yang menggunakan arsitektur Havard.

Arsitektur Von Neumann

John von Neumann (1903-1957) sebagai peloport arsitektur computer dan di zaman sekarang hampir semua model computer mengadosi model Von Neuman. Kunci utama arsitektur von Neumann adalah unit pemrosesan sentral (CPU), yang memungkinkan seluruh fungsi komputer untuk dikoordinasikan melalui satu sumber tunggal.

Diagram Blok

3 Elemen  Penyusun Arsitektur Von Neumann

n  Prosesor, merupakan pusat dari kontrol dan pemrosesan instruksi pada komputer.

n  Memori, digunakan untuk menyimpan informasi baik program maupun data.

n  Perangkat input-output, berfungsi sebagai media yang menangkap respon dari luar serta menyajikan informasi keluar sistem komputer.

Contoh Implentasi

n  LC-2 LDR Instruksi  :

Instruksi load - membaca data dari memori Basis + offset modus:

Menambahkan offset ke base register - hasilnya adalah alamat memori beban dari alamat memori ke tujuan mendaftar

n  LC-2 Instruksi ADD  :

LC-2 memiliki 16-bit instruksi.

Setiap instruksi memiliki opcode empat-bit, bit [15:12].

LC-2 memiliki delapan register (R0-R7) untuk penyimpanan sementara.

Sumber dan tujuan ADD yang register.

Apa itu ALU?

O     Alu (Arithmetic Logic Unit) adalah rangkaian digital yang melakukan aritmatika dan logis operasi.

O     Alu adalah sebuah blok bangunan fundamental dari central processing unit (CPU) dari sebuah komputer, dan bahkan yang paling sederhana mikroprosesor berisi satu untuk tujuan seperti menjaga timer.

Tugas ALU:

O     Melakukan semua perhitungan aritmatika (matematika) yang terjadi sesuai dengan instruksi program.

O     Melakukan keputusan dari suatu operasi logika sesuai dengan instruksi program. Operasi logika meliputi perbandingan dua operand dengan menggunakan operator logika tertentu yaitu :

            a. sama dengan (=)

            b. tidak sama dengan (< >)

            c. kurang dari (<)

            d. kurang atau sama dengan dari (<=)

            e. lebih besar dari (>)

            f.  lebih besar atau sama dengan dari (>=)

CU (Control Unit)

CU (Control Unit) adalah salah satu bagian dari CPU yang bertugas untuk memberikan arahan/kendali/ kontrol terhadap operasi yang dilakukan di bagian ALU (Arithmetic Logical Unit) di dalam CPU tersebut.

Tugas Control Unit:

O     Mengatur dan mengendalikan alat-alat input dan output.

O     Mengambil instruksi-instruksi dari memori utama.

O     Mengambil data dari memori utama kalau diperlukan oleh proses.

O     Mengirim instruksi ke ALU bila ada perhitungan aritmatika atau perbandingan logika serta mengawasi kerja.

O     Menyimpan hasil proses ke memori utama.

O     Tanggung jawab dari unit kontrol adalah mengambil intruksi-intruksi dari memori utama dan menentukan jenis instruksi tersebut. Bila ada instruksi untuk perhitungan aritmatika atau perbandingan logika, maka unit kendali akan mengirim instruksi tersebut ke ALU. Hasil dari pengolahan data dibawa oleh unit kendali ke memori utama lagi untuk disimpan, dan pada saatnya akan disajikan ke alat output. Output dari CU ini akan mengatur aktivitas dari bagian lainnya dari perangkat CPU tersebut.

Macam-macam Control Unit

1. Single-Cycle CU

            Proses di CU ini hanya terjadi dalam satu clock cycle, artinya setiap instruksi ada pada satu cycle, maka dari itu tidak memerlukan state. Dengan demikian fungsi boolean masing-masing control line hanya merupakan fungsi dari opcode saja. Clock cycle harus mempunyai panjang yang sama untuk setiap jenis instruksi.

Multi-Cycle CU

            Unit kontrol yang multi-cycle lebih memiliki banyak fungsi. Dengan memperhatikan state dan opcode, fungsi boolean dari masing-masing output control line dapat ditentukan. Masing-masing akan menjadi fungsi dari 10 buah input logic. Jadi akan terdapat banyak fungsi boolean, dan tidak sederhana. Pada cycle ini, sinyal kontrol tidak lagi ditentukan dengan melihat pada bit-bit instruksinya. Bit-bit opcode memberitahukan operasi apa yang selanjutnya akan dijalankan CPU, bukan instruksi cycle selanjutnya.

Register Processor

O     Register Processor adalah sejumlah kecil memori komputer yang bekerja dengan kecepatan sangat tinggi yang digunakan untuk melakukan eksekusi terhadap program-program komputer dengan menyediakan akses yang cepat terhadap nilai-nilai yang umum digunakan.

O     Umumnya nilai-nilai yang umum digunakan adalah nilai yang sedang dieksekusi dalam waktu tertentu.

O     Register prosesor berdiri pada tingkat tertinggi dalam hierarki memori, ini berarti bahwa kecepatannya adalah yang paling cepat, kapasitasnya adalah paling kecil, dan harga tiap bitnya adalah paling tinggi.

O     Register umumnya diukur dengan satuan bit yang dapat ditampung olehnya, seperti "register 8-bit", "register 16-bit", "register 32-bit", atau "register 64-bit" dan lain-lain.

Jenis Register :

O     Register data.

O     Register alamat.

O     Register general purpose.

O     Register floating-point.

O     Register konstanta.

O     Register vektor.

O     Register special purpose.

O     Register yang spesifik terhadap model mesin.

Sistem komputer

•      Sistem Komputer adalah elemen-elemen yang terkait untuk menjalankan suatu aktifitas dengan menggunakan komputer. Elemen dari sistem komputer terdiri dari manusianya (brainware), perangkat lunak (software), set instruksi (instruction set), dan perangkat keras hardware).

•      Dengan demikian komponen tersebut merupakan elemen yang terlibat dalam suatu sistem komputer. Tentu saja hardware tidak berarti apa-apa jika tidak ada salah satu dari dua lainnya (software dan brainware).

Pengenalan hardware computer

•      Hardware adalah Perangkat yang dapat kita lihat dan dapat kita sentuh secarafisik, seperti perangkat perangkat masukan, perangkat pemroses, maupun perangkat keluaran.

Jenis- Jenis Hardware

Komponen Hardware Komputer

Perangkat keras komputer terdiri dari tiga komponen utama, yaitu:

1.         Processor

            Merupakan bagian dari perangkat keras komputer yang melakukan pemprosesan aritmatika dan logika serta pengendalian operasi komputer secara keseluruhan. Prosesor terdiri atas dua bagian utama, yaitu ALU (Arithmetic Logic Unit) dan Control Unit.

            b.         Secondary Memory

Dipergunakan untuk menyimpan data atau program biner secara permanen. Dapat dibagi menjadi dua kelompok, yaitu

a. Input Device (Piranti Masukan)

b. Output Device (Piranti Keluaran)

Pheripheral

•      Periferal adalah perangkat-perangkat keras yang dapat ditambahkan ke PC untuk meningkatkan kemampuan komputer.

Macam-macam Hardware Beserta Fungsinya

•      Motherboard

            Motherboard atau disebut juga dengan Papan Induk Motherboard merupakan komponen utama dari sebuah PC, karena pada Motherboard-lah semua komponen PC anda akan disatukan.

•      Processor

            Fungsi Processor ialah untuk untuk memproses data yang diterima dari masukan (input), seterusnya akan menghasilkan keluaran (output).

•      RAM
Berfungsi sebagai tempat penyimpanan data sementara

•      VGA (Video Graphic Adapter)

            Fungsi utama komponen ini ialah untuk memproses segala yang berhubungan dengan grafis atau tampilan dari sistem operasi (Windows, Linux etc) untuk ditampilkan kembali ke layar monitor.

•      Hard disk drive Sata & Hard disk Drive Ide
Merupakan perangkat yang berfungsi untuk penyimpanan data utama di komputer.

•      Keyboard adalah Alat input yang digunakan untuk mengetik informasi ke dalam komputer dan menjalankan berbagai intruksi atau perintah ke dalam komputer

•      Monitor merupakan alat standar output atau luaran utama sistem komputer

•      Speaker output suara dari sound card akan diteruskan ke speaker untuk mengeluarkan suara sistem komputer

Perkembangan Hardware

                        Perangkat keras adalah perangkat komputer itu sendiri, perangkat lunak adalah program yang berisi perubahan-perubahan untuk melakukan proses tertentu, dan brainware adalah manusia yang terlibat di dalam mengoperasikan serta mengatur system komputer. Ketiga elemen tersebut saling berhubungan dalam membentuk satu kesatuan.

                        Input device adalah alat yang digunakan untuk menerima input dari luar system, dan dapat berupa signal input. Di dalam system komputer signal input berupa data yang dimasukkan ke dalam system komputer, sedangkan maintenance input berupa program yang digunakan untuk mengolah data yang dimasukkan.

                        Alat input langsung dapat berupa papan ketik (keyboard). Pointing device (misalnya mouse, touch screen, light pen, digitize, graphics table), scanner (misalnya magnetic ink character recognition, optical data reader atau optical character recognition reader, sensor (misalnya digitizing camera),voice recogizer (misalnya microphone).

                        Sedangkan alat input tidak langsung misalnya keypunch yang dilakukan melalui media punched card (kartu plong, key-to-tape yang merekam data ke media berbentuk pita (tape) sebelum diproses oleh alat pemroses, dan key-to-disk yang merekam data ke media magnetic disk (misalnya disket atau hard disk) sebelum diproses lebih lanjut.
            Output yang dihasilkan dari pemroses digolongkan menjadi empat betuk, yaitu tulisan (huruf, angka, symbol khusus), image (dalam bentuk grafik atau gambar), suara dan bentuk lain yang dapat dibaca oleh mesin (machine – readable form)

GANTT CHART

›  Gantt chart adalah bagan balok yang disusun dengan maksud mengidentifikasi unsur waktu dan urutan dalam merencanakan suatu kegiatan yang terdiri dari waktu mulai, waktu penyelesaian, dan pada saat pelaporan.

            Karakteristik Gantt Chart :

›  Gantt chart secara luas dikenal sebagai alat fundamental dan mudah diterapkan oleh para manajer proyek untuk memungkinkan seseorang melihat dengan mudah waktu dimulai dan selesainya tugas-tugas dan sub-sub tugas dari proyek.

›  Semakin banyak tugas-tugas dalam proyek dan semakin penting urutan antara tugas-tugas maka semakin besar kecenderungan dan keinginan untuk memodifikasi Gantt Chart.

›  Gantt chart membantu menjawab pertanyaan-pertanyaan “what if” saat melihat kesempatan-kesempatan untuk membuat perubahan terlebih dahulu terhadap kebutuhan.

›              Keuntungan menggunakan Gantt chart :

›  Sederhana, mudah dibuat dan dipahami, sehingga sangat bermanfaat sebagai alat komunikasi dalam penyelenggaraan proyek.

›  Dapat menggambarkan jadwal suatu kegiatan dan kenyataan kemajuan sesungguhnya pada saat pelaporan

›  Bila digabungkan dengan metoda lain dapat dipakai pada saat pelaporan.

            Kelemahan Gantt Chart :

›  Tidak menunjukkan secara spesifik hubungan ketergantungan antara satu kegiatan dan kegiatan yang lain, sehingga sulit untuk mengetahui dampak yang diakibatkan oleh keterlambatan satu kegiatan terhadap jadwal keseluruhan proyek.

›  Sulit mengadakan penyesuaian atau perbaikan /pembaharuan bila diperlukan, karena pada umumnya ini berarti membuat bagan balok baru.

PIPELINING

›  Pipelining adalah teknik pemecahan satu pekerjaan/ tugas menjadi beberapa subtugas, dan mengeksekusi sub-tugas tersebut secara bersamaan dalam unit-unit multi hardware atau segmen-segmen.

›  Pipeline dapat juga dikatakan suatu teknik implementasi yang memanfaatkan paralelisme di antara instruksi instruksi dalam laju instruksi sekuensial (berurutan).

›  Ada perbedaan khusus antara model microprocessor yang tidak menggunakan arsitektur pipeline dengan microprocessor yang menerapkan teknik ini. Pada microprocessor yang tidak menggunakan pipeline, satu instruksi dilakukan sampai selesai, baru instruksi berikutnya dapat dilaksanakan. Sedangkan dalam microprocessoryang 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.

PENINGKATAN THROUGHT PUT DENGAN PIPELINING

›  Tujuan yang ingin dicapai dlm pipeline adalah untuk meningkatkan throughput. (the number of instructions complete per unit of time - but it is not reduce the execution time of an individual instruction)

›  Waktu yang digunakan untuk eksekusi setiap tugas sama dengan waktu yang digunakan untuk satu eksekusi nonpipeline.

›  Tetapi karena eksekusi tugas yang berurutan dilakukan secara bersamaan, maka jumlah tugas yang dapat dieksekusi dalam suatu waktu yang disediakan lebih tinggi

›  Hardware pipeline menyediakan throughput yang lebih baik dibandingkan dengan hardware non-pipeline.

INSTRUCTION PIPELINING

1. Instruction Fetch (membaca instruksi dari memori program)
2. Instruction Decode (Menetapkan aksi-aksi yang diperlukan dan ukuran instruksi)
3. Operand Fetch (Menetapkan lokasi dan pengambilan operand / data)
4. Execute (Memproses nilai hasil atau status)
5. Result Store (menyimpan hasil pada memori)
6. Next Instruction (menetapkan instruksi berikutnya)

PIPELINING HAZARD

›  Hazard adalah keadaan yang dapat menimbulkan tunda (delay, stall) pada pipeline. Pada keadaan stall, pipeline tidak menghasilkan output sehingga peningkatan throughput ideal tidak dapat dicapai.

›  Dengan adanya persyaratan bahwa setiap instuksi yang berdekatan harus tidak saling bergantung, maka ada kemungkinan terjadinya situasi dimana pipeline gagal dilaksanakan (instruksi berikutnya tidak bisa dilaksanakan). Situasi ini disebut Hazards. Hazards mengurangi performansi dari CPU dimana percepatan ideal tidak dapat dicapai.

Ada 3 kelompok Hazards :

›  Structural Hazards muncul dari konflik resource sistem yaitu ketika hardware tidak dapat mensuport semua kemungkinan kombinasi pelaksanaan instruksi. 

›  Data Hazards muncul ketika data untuk suatu instruksi tergantung pada hasil instruksi sebelumnya. 

›  Control Hazards muncul pada pelaksanaan instruksi yang mengubah PC (contoh : branch).

MATERI

1. arsitektur instruction set
2. perbedaan kompilasi dan instruction set
3. format instruction secara umum
4. arsitektur stact
5. arsitektur memori
6. tipe operasi

Elemen instruction set

—  Operation Code(opcode)

—  Source Operand Reference

—  Result Operand Reference

—  Next instruction Reference

Desain instruction set

Desainset instruksi merupakan masalah yang sangat komplek yang melibatkan banyak aspek, diantaranya adalah:

1. Kelengkapan set instruksi

2. Ortogonalitas(sifat independensi instruksi)

3. Kompatibilitas

—  Source code compatibility

—  Object code Compatibility

Selain ketiga aspek tersebut juga melibatkan
hal-hal sebagai berikut:

1. Operation Repertoire

2. Data Types

3. Register

4.Addressing

2. perbedaan kompilasi dan instruction set

Kompilasi Merupakan Teknik dalam melakukan pembacaan suatu program yang ditulis dalam bahasa sumber, kemudian diterjemahkan ke dalam suatu bahasa lain yang disebut bahasa sasaran.
Dalam melakukan proses penerjemahan tersebut, sudah barang tentu kompilator akan melaporkan adanya keanehan-keanehan atau kesalahan yang mungkin ditemukannya.

Jadi perbedaan instruction set dan kompilasi adalah sistem penataan instuksinya lebih tertata pada instruction set dan juga pada frekuensi kerjanya.

3.format instruction secara umum

Suatu instruksi terdiri dari beberapa field yang sesuai dengan elemen dalam instruksi tersebut. Layout dari suatu instruksi sering disebut sebagai Format Instruksi (Instruction Format).

Jenis-jenis operand

—  Addresses

—  Numbers :  - Integer or fixed point

                                          -  Floating point

                                          -  Decimal (BCD)

—  Characters : - ASCII

                                            - EBCDIC

—  Logical Data : Bila data berbentuk binary: 0 dan 1

4. Arsitektur stack

Stack adalah suatu bentuk khusus dari linear list di mana operasi penyisipan dan penghapusan atas elemen-elemennya hanya dapat dilakukan pada satu sisi saja.

Stack merupakan daftar yang didorong ke bawah dengan mekanisme akses LIFO (Last In Firs Out).

—  Suatu register(atau lokasi memori) digunakan untuk menunjuk ke alamat lokasi kosong pada puncak stack. Register ini dikenal dengan Stack Pointer (SP).

—  Bila tidak ada yang tersimpan dalam stack, berarti stack kosong dan SP menunjuk ke bagian stack terbawah.

—  Bila suatu item disimpan di dalam stack, maka dinamakan operasi PUSH; dan isi SP diturunkan (decrement)

—  Bila stack penuh, SP menunjuk ke bagian stack teratas.

—   Bila suatu item diambil dari satck(operasi POP),maka SP dinaikkan (uncrement).

—  Keuntungan CPU berbasis Stack adalah:

1. Pemrograman mudah/efisiensi compiler tinggi

2. Sangat cocok untuk bahasa-bahasa blok-terstruktur

(block-structered language)

3. Instruksi tidak mempunyai field alamat instruksi pendek.

—   Kelemahan CPU berbasis Stack:

1. Diperlukan sirkuit hardware tambahan untuk  implementasi stack

2. Ukuran program meningkat.

5. Arsitektur memori

—  Lokasi memori

—  Metode Akses Memori

—  Kinerja Memori

—  Karakteristik Memori

—  Memori Semikonduktor

Lokasi memori

Ada tiga lokasi keberadaan memori di dalam sistem komputer :

—  Memori lokal

—  Memori internal

—  Memori eksternal

Metode Akses Memori

—  Sequential Access : Memori dikelompokkan ke dalam unit-unit data, yang disebut record-record.

—  Direct Access : Direct access melibatkan suatu mekanisme read-write bersama (shared), tetapi blok-blok atau record-record harus mempunyai suatu alamat unik didasarkan pada penempatan/lokasi phisik

—  Random Access : Setiap addressable location (lokasi yang bisa dialamati) di dalam memori adalah unik, secara phisik mekanisme pengalamatan wired-in. Waktu untuk mengakses lokasi yang telah ditentukan adalah tidak tergantung pada urutan dari akses prioritas dan bersifat konstan.

—  Associative Access : Merupakan jenis  random-access memory (RAM) yang memungkinkan untuk melalukan perbandingan-perbandingan dari lokasi-lokasi bit yang diinginkan dengan sebuah word (16 bit) yang telah ditetapkan, dan ini lakukan untuk semua word secara serempak.

Kinerja Memori

Ada tiga buah parameter untuk kinerja sistem memori, yaitu :

—  Access time (waktu akses) : waktu untuk melaksanakan operasi baca atau tulis( read/write), yaitu waktu tertentu yang dimulai sejak alamat pada memori dihadirkan/disediakan hingga data disimpan ke/dibaca dari alamat tersebut

—  Memory cycle time : terdiri dari waktu akses plus waktu tambahan yang dibutuhkan sebelum akses kedua dimulai. Waktu tambahan ini mungkin diperlukan untuk transient pada sinyal atau untuk meregenerasi/memperbaharui data jika ada yang rusak  pada saat pembacaan.

—  Transfer rate : Merupakan taraf/tingkat di mana data dapat ditransfer ke dalam atau ke luar dari suatu unit memori

Karakteristik Memori

Ada dua kriteria yang mencerminkan karakteristik fisik memori, yaitu:

—  Volatile dan Non-volatile : Pada memori volatile, informasi akan rusak secara alami atau hilang bila daya listriknya dimatikan. Pada memori non-volatile, sekali informasi direkam akan tetap berada di sana tanpa mengalami kerusakan sebelum dilakukan perubahan.

—   Erasable dan Non-erasable : Erasable artinya isi memori dapat dihapus dan diganti dengan informasi lain dan non erasable sebaliknya.

Memori Semikonduktor

Ada beberapa memori semikonduktor, yaitu :

—  RAM : RAM statik (SRAM) dan RAM dinamik (DRAM).

—  ROM : ROM, Programmable ROM (PROM), Erasable PROM (EPROM), Electrically EPROM (EEPROM), Flash Memory.

8.Tipe/jenis operasi

Data transfer :Transfer data dari suatu lokasi kelokasi lainnya. Jika memori dilibatkan:

            a) Menentukan alamat memori

            b) Melaksanakan transformasi memori virtual-to-actual

            c) Menginisiasi Memori Read/Write

Aritmatik dan logikal : Dapat melibatkan perpindahan data, sebelum atau setelah .

            a) Melaksanakan fungsi dalam ALU

            b) Set kondisi Kode dan flag

Konversi : Sama dengan Aritmatik dan logical, Dapat melibatkan logika khusus untuk melaksanakan konversi          

Transfer Kendali : Update program counter untuk suatu subroutine call/return, me-manage parameter passing dan linkage    

I/O      

                        - Mengirim perintah ke Modul I/O.

            - Jika memori dipetakan I/O (memory mapped I/O), maka ditentukan alamat memory-mapped-nya terlebih dahulu.