Pada sistem komputer yang lebih maju, arsitekturnya lebih
kompleks. Untuk meningkatkan performa, digunakan beberapa buah bus. Tiap bus
merupakan jalur data antara beberapa device yang berbeda. Dengan cara ini
RAM Processor, 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.
Berikut adalah skema Arsitektur Komputer secara umum :
Tanggung jawab sinkronisasi bus yang secara tak langsung juga mempengaruhi sinkronisasi memori dilakukan oleh sebuah bus controller atau dikenal sebagai bus master. Bus master akan mengendalikan aliran data hingga pada satu waktu, bus hanya berisi data dari satu buah device. Pada prakteknya bridge dan bus master inidisatukan dalam sebuah chipset.
Keterangan: GPU = Graphics Processing Unit; AGP = Accelerated
Graphics Port; HDD = Hard Disk Drive; FDD = Floppy Disk Drive; FSB = Front Side
Bus USB.
Bootstrap program utama kemudian akan mencari dan meload kernel
sistem operasi ke memori lalu dilanjutkan dengan inisialisasi sistem operasi.
Dari sini program sistem operasi akan menunggu kejadian tertentu. Kejadian ini
akan menentukan apa yang akan dilakukan sistem operasi berikutnya
(event-driven).
Kejadian ini pada komputer modern biasanya ditandai dengan
munculnya interrupt dari software atau sehingga sistem operasi ini
disebut Interrupt-driven. Interrupt dari hardware biasanya dikirimkan melalui
suatu signal tertentu, sedangkan software mengirim interrupt dengan cara
menjalankan system call atau juga dikenal dengan istilah monitor call.
System/Monitor call ini akan menyebabkan trap yaitu interrupt
khusus yang dihasilkan oleh software karena adanya masalah atau permintaan
terhadap layanan sistem operasi Trap ini juga sering disebut sebagai exception.
Setiap interrupt terjadi, sekumpulan kode yang dikenal sebagai ISR (Interrupt Service Routine) akan menentukan tindakan yang akan diambil. Untuk menentukan tindakan yang harus dilakukan, dapat dilakukan dengan dua cara yaitu polling yang membuat komputer memeriksa satu demi satu perangkat yang ada untuk menyelidiki sumber interrupt dan dengan cara menggunakan alamat-alamat ISR yang disimpan dalam array yang dikenal sebagai interrupt vector di mana sistem akan memeriksa Interrupt Vector setiap kali interrupt terjadi.
Setiap interrupt terjadi, sekumpulan kode yang dikenal sebagai ISR (Interrupt Service Routine) akan menentukan tindakan yang akan diambil. Untuk menentukan tindakan yang harus dilakukan, dapat dilakukan dengan dua cara yaitu polling yang membuat komputer memeriksa satu demi satu perangkat yang ada untuk menyelidiki sumber interrupt dan dengan cara menggunakan alamat-alamat ISR yang disimpan dalam array yang dikenal sebagai interrupt vector di mana sistem akan memeriksa Interrupt Vector setiap kali interrupt terjadi.
Arsitektur interrupt harus mampu untuk menyimpan alamat instruksi
yang di- interrupt. Pada komputer lama, alamat ini disimpan di tempat tertentu
yang tetap, sedangkan pada komputer baru, alamat itu disimpan di stack
bersama-sama dengan informasi state saat itu.
Struktur I/O
Ada dua macam tindakan jika ada operasi I/O. Kedua macam tindakan itu adalah:
Setelah proses I/O dimulai, kendali akan kembali ke user program saat proses I/O selesai (Synchronous).
Instruksi wait menyebabkan CPU idle sampai interrupt berikutnya.
Akan terjadi Wait loop (untuk menunggu akses berikutnya). Paling banyak satu
proses I/O yang berjalan dalam satu waktu.
Setelah proses I/O dimulai, kendali akan kembali ke user program
tanpa menunggu proses I/O selesai (Asynchronous). System call permintaan pada
Sistem Operasi untuk mengizinkan user menunggu sampai I/O selesai.Device-status
table mengandung data masukkan untuk tiap I/O device yang menjelaskan tipe,
alamat, dan keadaannya. Sistem Operasi memeriksa I/O device untuk mengetahui
keadaan device dan mengubah tabel untuk memasukkan interrupt. Jika I/O device
mengirim/mengambil data ke/dari memory hal ini dikenal dengan nama Direct
Memory Access (DMA).
Direct Memory Access
Digunakan untuk I/O device yang dapat memindahkan data dengan kecepatan tinggi (mendekati frekuensi bus memori). Device controller memindahkan data dalam blok-blok dari buffer langsung ke memory utama atau sebaliknya tanpa campur tangan prosesor. Interrupt hanya terjadi tiap blok bukan tiap word atau byte data. Seluruh proses DMA dikendalikan oleh sebuah controller bernama DMA Controller (DMAC). DMA Controller mengirimkan atau menerima signal dari memori dan I/O device. Prosesor hanya mengirimkan alamat awal data, tujuan data, panjang data ke DMA Controller. Interrupt pada prosesor hanya terjadi saat proses transfer selesai. Hak terhadap penggunaan bus memory yang diperlukan DMA controller didapatkan dengan bantuan bus arbiter yang dalam PC sekarang berupa chipset Northbridge.
Bus
Suatu jalur transfer data yang menghubungkan setiap device pada
komputer. Hanya ada satu buah device yang boleh mengirimkan data melewati
sebuah bus, akan tetapi boleh lebih dari satu device yang membaca data bus
tersebut. Terdiri dari dua buah model: Synchronous bus di mana digunakan dengan
bantuan clock tetapi berkecepatan tinggi, tapi hanya untuk device berkecepatan
tinggi juga; Asynchronous bus digunakan dengan sistem handshake tetapi
berkecepatan rendah, dapat digunakan untuk berbagai macam device.
Struktur Penyimpanan
Hal penting yang perlu diingat adalah program adalah bagian dari data.
Register
Tempat penyimpanan beberapa buah data volatile yang akan diolah langsung di processor yang berkecepatan sangat tinggi. Register ini berada di dalam processor dengan jumlah yang sangat terbatas karena fungsinya sebagai tempat perhitungan/komputasi data.
Cache Memory
Tempat penyimpanan sementara (volatile) sejumlah kecil data untuk meningkatkan kecepatan pengambilan atau penyimpanan data di memori oleh processor yang berkecepatan tinggi. Dahulu cache disimpan di luar processor dan dapat ditambahkan. Misalnya pipeline burst cache yang biasa ada di komputer awal tahun 90-an. Akan tetapi seiring menurunnya biaya produksi die atau wafer dan untuk meningkatkan kinerja, cache ditanamkan di processor. Memori ini biasanya dibuat berdasarkan desain static memory.
Random Access Memory
Tempat penyimpanan sementara sejumlah data volatile yang dapat diakses langsung oleh processor. Pengertian langsung di sini berarti processor dapat mengetahui alamat data yang ada di memori secara langsung. Sekarang, RAM dapat diperoleh dengan harga yang cukup murah dangan kinerja yang bahkan dapat melewati cache pada komputer yang lebih lama.
Memori Ekstensi
Tambahan memory yang digunakan untuk membantu proses-proses dalam komputer, biasanya berupa buffer.
Peranan tambahan memori ini sering dilupakan akan tetapi sangat penting artinya untuk efisiensi. Biasanya tambahan memori ini memberi gambaran kasar kemampuan dari perangkat tersebut, sebagai contoh misalnya jumlah VGA memory, soundcard memory.
Secondary Storage
Media penyimpanan data yang non-volatile yang dapat berupa Flash Drive, Optical Disc, Magnetic Disk, Magnetic Tape.
Gambar Struktur Harddisk
Media ini biasanya daya tampungnya cukup besar dengan harga yang relatif murah. Portability-nya juga relatif lebih tinggi.
Gambar Struktur Optical Drive
Penyimpanan Hirarkis
Dasar susunan sistem storage adalah kecepatan, biaya, sifat volatilitas. Caching menyalin informasi ke storage media yang lebih cepat; Main memory dapat dilihat sebagai cache terakhir untuk secondary storage.
Menggunakan memory berkecepatan tinggi untuk memegang data yang diakses terakhir. Dibutuhkan cache management policy. Cache juga memperkenalkan tingkat lain di hirarki storage. Hal ini memerlukan data untuk disimpan bersama-sama di lebih dari satu level agar tetap konsisten.
1 komentar:
mantul gan
solder uap
Posting Komentar