Slide 1

Organisasi dan Arsitektur KomputerSesi 10Tim JurusanINTERKONEKSI BUSKode MK : TI Revisi Terakhir :Nama Mata Kuliah sesuai dengan silabiDalam hal pengampu matakuliah paralel lebih dari tiga orang, maka dituliskan : Tim Pengampu Mata KuliahSesi n diisi sesuai dengan sesi / pertemuan, contoh : sesi 1 / sesi 2 dstPokok Bahasan Mengikuti SilabiNomor Kode Mata Kuliah diisi sesuai dengan Mata KuliahRevisi Terakhir, diisi dengan terakhir kali direvisi, sebelum direvisi, maka diisi tahun pembuatan

1Outline SesiPokok BahasanSub Pokok Bahasan1PendahuluanDefinisi organisasi dan arsitektur computerArsitektur Von NeumanHubungan organisasi komputer dengan arsitektur komputer2Struktur Komputer dan FungsiOrganisasi komputerBlok diagram CPUOrganisasi registerRegister data dan alamat3Mikroprossesor dan arsitektur internalnyaArsitektur prosessor X86Penerapan untuk PC4MemoriMemori internalMemori eksternalHirarki memori5Cache memoriOrganisasi cache memoriDirect mapped cache2Outline berisi daftar isi keseluruhan slide pada sesi yang dimaksud,Jumlah Sub Pokok Bahasan mengikuti yang terdapat pada silabi / SAP- Referensi yang dimaksud adalah referensi yang digunakan pada slide / sesi ini, mengacu pada buku dan bab yang diacu;

2Outline3SesiPokok BahasanSub Pokok Bahasan6Cache memoriAssociative cache Set associative cache7Virtual memoriKonsep virtual memori8Mode pengalamatan dan set instruksiMode pengalamatan registerMode pengalamatan register segeraMode pengalamatan langsungMode pengalamatan tidak langsung9Mode pengalamatan dan set instruksiMode pengalamatan relatif dasarMode pengalamatan langsung terindeksMode pengalamatan dasar terindeks10Interkoneksi busPengertian bus dan sistem busStruktur bus, jenis bus, metode arbitrasi, interkoneksi bus dan prinsip operasi bus3Outline4SesiPokok BahasanSub Pokok Bahasan11I/O Fungsi I/O, Piranti I/O, Operasi I/O dan Mode transfer data.12Risc dan PipeliningReduced instruction set architecturePipelining RISCPerbedaan RISC dan CISCProsesor supersaklar13Pengenalan multiprosessorMacam-macam arsitektur cleanSimetric multiprosessor14Operasi unit kendaliOperasi mikroKendali prosesorKendali mikroprogrammed4Tujuan IntruksionalMampu menjelaskan fungsi dan piranti I/O.Mampu menyebutkan dan membedakan Mode transfer data pada I/O.5Tujuan Intruksional yang dimaksud adalah tujuan yang hendak dicapai pada sesi yang dimaksud, jumlah dan isi sesuai dengan silabi dan SAP;

5I/O devices menjadikan komputer berguna bagi manusia Perangkat input mungkin lambat dan harus memiliki cara untuk memberitahu komputer apabila siap memberikan data.

Perangkat output harus memiliki cara untuk menolak data berikutnya apabila belum siap.

6KategoriUser interface devices. Perangkat input mendeteksi adanya perubahan pada lingkungan Perangkat output memberi perubahan pada lingkungan.

Mass storage devices. Menyimpan data dalam kuantitas yang besar (disks).

Gateways and networks. Komputer berkomunikasi satu sama lain.7Perbedaan seputar kelas-kelas I/OComplexity of control: Sebuah printer membutuhkan antar muka kontrol yang relatif sederhana. Sebuah disk jauh lebih kompleks.

Unit of transfer: Data mungkin dikirimkan sebagai suatu aliran byte atau karakter atau dikirimkan dalam blok yang berukuran besar.

Data representation: Perangkat yang berbeda mungkin menggunakan skema pengkodean data (data-encoding) yang berbeda, termasuk di dalamnya perbedaan dalam kode karakter dan parity yang digunakan.

Error conditions: Sifat dari error, bagaimana error tersebut dilaporkan, konsekuensi dari error, dan respons yang diberikan berbeda dari satu perangkat dengan perangkat yang lain.

8I/O ModuleAdalah interface atau central switch untuk mengendalikan satu atau lebih peripheral atau perangkat input output.

Konektor mekanis berisi fungsi logik untuk komunikasi antara bus dan peripheral.

9Mengapa modul I/O diperlukan ?Periferal yang beragam dengan beragam metode operasi.

Speed periferal yang lebih lambat dibanding CPU.

Format data dan panjang word periferal pun beragam.

10Blok diagram I/O Module

11Arus Data I/O

Data rateMerupakan kecepatan transfer data dalam komunikasi data digital.Memungkinkan terjadinya perbedaan besarnya tingkatan pengiriman data

12Fungsi modul I/OPengendali & pengaturan waktu (control & timing).Komunikasi dengan CPU.Komunikasi dengan perangkat.Penyimpanan data sementara (data buffering).Pendeteksi kesalahan.

13Control & timing input dataCPU meminta modul memeriksa status perangkat.

Bila perangkat siap mengirim, CPU mengirim perintah pemindahan.

Modul menerima data dari perangkat.

Data dipindahkan dari modul ke CPU.

14Komunikasi dengan CPUCommand decoding, signal perintah dari CPU ke control bus.

Pertukaran data antara CPU dengan modul melalui data bus.

Status reporting, CPU perlu status modul [busy atau ready].

Address recognition, modul I/O perlu tahu address unik setiap periferal.

15Komunikasi dengan perangkatPerintah dari CPU, status, dan data.

16Teknik Input/OutputProgrammed (Teknik I/O Terprogram)Interrupt-drivenDirect memory access (DMA)IOP/C

17Teknik I/O TerprogramTeknikCPU mengontrol I/O [status, perintah R/W, transfer data].

CPU menunggu modul I/O aktif.

Modul I/O beroperasi, menetapkan status serta tidak menginterupsi CPU.

CPU memeriksa status periodik, sambil menunggu atau pergi dan kembali nanti.

18Teknik I/O TerprogramPerintahControlStatus condition testRead [data dari periferal]Write [data transmisi ke periferal]

19Teknik I/O TerprogramPengadresan perangkat IO(CPU viewpoint). Data ditransfer seperti akses memoriTiap perangkat mendapat unique identifier.Perintah CPU berisi identifier (adres).

20Teknik I/O - interrupt-drivenDikendalikan interupsiCPU mengirim perintah I/O ke modul, kemudian mengerjakan proses lainnya.Modul I/O akan menginterupsi CPU minta layanan bila perintah selesai dikerjakan.CPU melayani interupsi dan setelah selesai melanjutkan kembali proses yang sedang dikerjakan sebelum diinterupsi.

21Teknik I/O - interrupt-drivenCPU view-pointMengirimkan perintah baca/tulis dan mengerjakan proses lain.Memeriksa interupsi pada akhir tiap instruction cycle.Jika diinterupsi akan melakukan save context (registers)dan process interrupt (Fetch data & store).

22Teknik I/O - interrupt-drivenMasalah Desain:Bagaimana mengidentifikasi modul mengirim interupsi ?Bagaimana menangani multiple interrupts ?

23Teknik I/O - interrupt-drivenIdentifikasi interupsi modul dengan cara:Satu saluran/modul.Software poll, CPU memeriksa modul bergiliran.Daisy Chain / Hardware pollInterrupt Acknowledge dikirimkan pada chain.Module yang melakukan interupsi mengirimkan vector pada bus.CPU menggunakan vector to untuk mengidentifikasi handler routine.

24Teknik I/O - interrupt-drivenContoh PC Bus80x86 memiliki satu interrupt line, sistem berbasis 8086 memakai 8259A interrupt controller yang memiliki 8 interrupt lines.

25Teknik I/O - interrupt-drivenRuntutan events8259A menerima interupsi.8259A memeriksa prioritas.8259A memberi sinyal 8086 (membangkitkan INTR line).CPU mengirimkan pesan Acknowledges.8259A menyimpan correct vector pada data bus.CPU memproses interupsi.

26Teknik I/O Terprogram

27Teknik I/O Terprogram

28Teknik I/O - interrupt-driven

29Teknik I/O - DMAInterrupt-driven & programmed I/O membutuhkan intervensi aktif CPU, transfer rate terbatas dan CPU terikat.

30Teknik I/O - DMAModul tambahan pada bus.DMA controller mengambil alih peran CPU.DMA (bus mastering) ~ teknik implementasi beberapa komponen untuk transfer data langsung ke dan dari memori tanpa lewat CPU.DMA mengurangi CPU overhead karena mekanisme transfer data tidak butuh pengawasan CPU.

31Teknik I/O - DMACara Kerja standarCPU memerintahkan DMA controller untukRead/Write.Memeriksa adres perangkat.Mencari adres dan mengambil data untuk ditransfer.CPU mengerjakan proses-proses lain.DMA controller melakukan transfer data.DMA controller mengirimkan interupsi jika selesai.

32Teknik I/O - DMACara lain, transfer cycle stealingDMA controller mengambil alih siklus bus, kirim 1 word, dan tidak ada interupsi.CPU tidak mengubah konteks,dan CPU suspended sebelum mengakses bus (misal sebelum operand / data fetch atau data write).

33Teknik I/O IOP/CEvolusi fungsi I/OSemula CPU langsung mengendalikan periferal.Kemudian ada penambahan modul I/O terprogram, sebagai pengendali.Selanjutnya penambahan modul I/O interrupt driven, sebagai pengendali.Modul I/O akses langsung ke memori melalui DMA.Kemampuan modul I/O ditingkatkan jadi prosesor, dan tidak tergantung CPU. Modul I/O memiliki memori lokal.

34Teknik I/O IOP/CIO ProcessorAdalah prosesor yang terpisah dari CPU dan dirancang untuk menangani proses input/output Sinkron dengan clock sistem dan prosesor utama. Akan menerima kontrol awal dari prosesor utama pada saat instruksi input-output dibaca dari memori. Pada saat I/O prosesor mengendalikan proses input output, prosesor utama tetap pada kondisi two-state waiting loop sampai instruksi input-output dikerjakan di mana kemudian kontrol dikembalikan ke prosesor utama.

35