CENTRAL PROCESSING UNIT

SISTEM BUS
Inti sebuah Motherboard (chipset) adalah beberapa bus yang menghantarkan sinyal antar masing – masing komponen. Bus dapat disebut sebagai lintasan umum/bersama yang digunakan untuk transfer data. Jalur bus yang digunakan untuk mentransfer data dapat dikelompokkanmenjadi tiga tipe, yaitu jalur data, alamat, dan kontrol. Sinyal kontrol menetapkan apakah operasi baca tulis yang dilakukan. Biasanya digunakan jalurR/W tunggal. Jalur tersebut menetapkan Read pada saat diset 1 dan Write pada saat diset 0. apabila dimungkinkan menggunakan beberapa ukuran operand seperti byte, word, atau long word, maka ukuran data yang diminta juga di indikasikan.Sinyal kontrol bus  juga membawa informasi timing. Sinyal tersebut menetapkan waktu kapan prosesor dan perangkat I/O dapat meletakkan bus atau menerima data dari bus. Skema telah ditemukan untuk transfer data melalui bus dapat dikalsifikasikan sebagai skema synchronous dan asynchronous.Dalam setiap operasi transfer data, suatu perangkat memainkan peranan sebagai master, ini adalah perangkat yang menganisiasi transfer data dengan mengeluarkan perintah baca atau tulis.Berikut ini beberapa bus dalam komputer :
BUS ARBITRASI
Bus arbitrasi adalah proses memilih perangkat berikutnya sebagai busmaster (perangkat yang diijinkan untuk menganisiasi data pada bus setiap saat)dan mentransfer bus mastership kepada perangkat tersebut, bus arbiter dapatberupa prosesor atau unit terpisah yang terhubung ke bus. Terdapat duapendekatan yang dapat diterapkan untuk bus arbitrasi. Pertama, CentralizedArbitration merupakan suatu bus arbital tunggal melakukan arbitration yang diperlukan. Kedua, distibuted arbitration yakni semua perangkat berpartisipasidalam pemilihan bus master berikutnya. Distributed arbitration berarti semuaperangkat yang menunggu untuk menggunakan bus tersebut memiliki tanggung jawab setara dalam melaksanakan proses arbitrasi.
BUS PROSESOR
Bus Proesor adalah bus yang diidentifikasikan oleh sinyal pada sinyal chipprosesor tersebut. Perangkat yang memerlukan koneksi dengan cepat dengan kecepatan sangat tinggi ke prosesor, seperti main memory dapat dihubungkan langsung ke bus ini. Motherboard biasanya menyediakan bus lain yang lebih banyak perangkat. Dua bus dapat diinterkoneksikan oleh satu sirkuit yaitu bridge yang mentranslasikan sinyal dan protokol satu bus menjadi lainnya.Struktur bus terikat erat dengan arsitektur prosesor, serta juga tergantung pada karakteristik chip prosesor. IBM mengembangkan suatu bus yang disebut ISA (Industry Standart Architecture) untuk PC yang pada saat itu dikenal sebagaiPC AT. Popularitas tersebut mendorong produsen lain untuk membuat antarmuka ISA-compatible untuk perangkat I/O sehingga menjadikan ISA standar defact.Beberapa standar telah berkembang melui usaha kerja sama industrial,bahkan diantara perusahaan pesaing dikarenakan keinginan bersama dalammemilki produk yang kompatibel. Pada beberapa kasus organisai seperti IEEE(Institute of Electrical and Electrinic Enginers), ANSI (American National StandartInstitute), atau badan internasional seperti ISO (Internasional StandardsOrganization) telah menyetujui standar tersebut dan memberinya status resmi. Tiga standar bus yang digunakan secara luas yaitu PCI (PeripheralComputer Interconnect), SCSI (Small Compter System Interface), dan USB(Universal Serial Bus)

ARITHMATIC LOGIC UNIT (ALU)
merupakan bagian computer yang berfungsi membentuk operasi-operasi aritmatika dan logic terhadap data. Semua elemen lain system computer, control Hand Out Arsitektur Komputer, TI 1,2,3,4,Malam 5unit, register, memori, I/O berfungsi terutama untuk membawa data ke ALU untuk selanjutnya diproses dan kemudian mengambil kembali hasilnya.ALU dan seluruh komponen elektronik dalam computer didasarkan pada penggunaan perangkat logic digital sederhana yang dapat menyimpan digit-digit biner dan membentuk operasi logic Boolean sederhana. Data diberikan ke ALU dalam register, dan hasil operasinya disimpan didalam register. Register-register ini lokasi penyimpanan sementara di CPU yang dihubungkan ke ALU dengan menggunakan lintasan sinyal. ALU juga akan menyetel flag sebagai hasil dari suatu operasi. Misalnya overflow flag distel 1 bila hasil komputasi melampaui panjang register tempat flag disimpan. Control Unit menghasilkan sinyal yang akan mengontrol operasi ALU, dan pemindahan data ke ALU atau dari ALU. Semua operasi perhitungan dan operasi logic dilakukan di dalam ALU.
tugas ALU sendiri antara lain :
1. Bertugas membentuk fungsi – fungsi pengolahan data komputer.
2. ALU sering disebut mesin bahasa (machine language) karena bagian ini mengerjakan instruksi – instruksi bahasa mesin yang diberikan padanya. Seperti istilahnya
3. ALU terdiri dari dua bagian, yaitu unit arithmetika dan unit logika boolean, yang masing – masing memiliki spesifikasi tugas tersendiri

CENTRAL LOGIC UNIT
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 antara lain :
1. Bertugas mengontrol operasi CPU dan secara keselurahan mengontrol komputer sehingga terjadi sinkronisasi kerja antar komponen dalam menjalankan fungsi – fungsi operasinya.
2. Termasuk dalam tanggung jawab unit kontrol adalah mengambil instruksi – instruksi dari memori utama dan menentukan jenis instruksi tersebut Output dari CU ini akan mengatur aktivitas dari bagian lainnya dari perangkat CPU tersebut.
macam macam control unit :
1. Single-Cycle CU
Proses di CUl 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.  Ada dua bagian pada unit kontrol ini, yaitu proses men-decode opcode untuk mengelompokkannya menjadi 4 macam  instruksi (yaitu di gerbang AND), dan pemberian sinyal kontrol berdasarkan jenis instruksinya (yaitu gerbang OR).  Keempat jenis instruksi adalah “R-format” (berhubungan dengan register), “lw” (membaca memori), “sw” (menulis ke memori), dan “beq” (branching). Sinyal kontrol yang dihasilkan bergantung pada jenis instruksinya.  Misalnya jika melibatkan memori ”R-format” atau ”lw” maka akan sinyal ”Regwrite” akan aktif.  Hal lain jika melibatkan memori “lw” atau “sw” maka akan diberi sinyal kontrol ke ALU, yaitu “ALUSrc”.  Desain single-cycle ini lebih dapat bekerja dengan baik dan benar tetapi cycle ini tidak efisien.
2. Multi-Cycle CU
Berbeda dengan unit kontrol yang single-cycle, 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-masingnya akan menjadi fungsi dari 10 buah input logic. Jadi akan terdapat banyak fungsi boolean,  dan masing-masingnya 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.

SET REGISTER
Register prosesor, dalam arsitektur komputer, 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. Umumnya nilai-nilai yang umum  digunakan adalah nilai yang sedang dieksekusi dalam waktu tertentu.
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.  Register juga digunakan sebagai cara yang paling cepat dalam sistem komputer untuk melakukan manipulasi data. 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. Istilah register saat ini dapat merujuk kepada kumpulan register yang dapat diindeks secara langsung untuk melakukan input/output terhadap sebuah instruksi yang didefinisikan oleh set instruksi. untuk istilah ini, digunakanlah kata “Register Arsitektur”. Sebagai contoh set instruksi Intel x86 mendefinisikan sekumpulan delapan buah register dengan ukuran 32-bit, tapi CPU yang mengimplementasikan set instruksi x86 dapat mengandung lebih dari delapan register 32-bit.
jenis-jenis register antara lain :
Register data, yang digunakan untuk menyimpan angka-angka dalam bilangan bulat (integer).
Register alamat, yang digunakan untuk menyimpan alamat-alamat memori dan juga untuk mengakses memori.
Register general purpose, yang dapat digunakan untuk menyimpan angka dan alamat secara sekaligus.
Register floating-point, yang digunakan untuk menyimpan angka-angka bilangan titik mengambang (floating-point).
Register konstanta (constant register), yang digunakan untuk menyimpan angka-angka tetap yang hanya dapat dibaca (bersifat read-only), semacam phi, null, true, false dan lainnya.
Register vektor, yang digunakan untuk menyimpan hasil pemrosesan vektor yang dilakukan oleh prosesor SIMD.
Register special purpose yang dapat digunakan untuk menyimpan data internal prosesor, seperti halnya instruction pointer, stack pointer, dan status register.
Register yang spesifik terhadap model mesin (machine-specific register), dalam beberapa arsitektur tertentu, digunakan  untuk menyimpan data atau pengaturan yang berkaitan dengan prosesor itu sendiri. Karena arti dari setiap  register langsung dimasukkan ke dalam desain prosesor tertentu saja, mungkin register jenis ini tidak menjadistandar antara generasi prosesor.

MEMORY

Memori merupakan media penyimpanan program maupun data. Memori semikonduktor dapat dibedakan menjadi Read Only Memory (ROM) dan Random Access Memory (RAM). ROM adalah memori non-volatil yang digunakan untuk menyimpan data secara permanen. Data yang disimpan hanya dapat dibaca, tidak dapat diubah, dan isinya tidak hilang ketika catuan dimatikan. Sedangkan RAM adalah tempat penyimpanan sementara yang berisi alamat yang isinya dapat dibaca dan dimodifikasi.

Memori ini bersifat volatil, isinya akan hilang ketika catuan dimatikan.
Memori program merupakan ruang memori yang digunakan untuk menyimpan program yang akan dijalankan oleh prosesor. Memori program bersifat read only memory (ROM). Prosesor hanya bisa membaca isi dari memori program tetapi tidak bisa mengubah isinya. Memori data pada prosesor digunakan untuk menyimpan data-data hasil pemrosesan dari instruksi-instruksi yang dijalankan oleh prosesor. Pada mikrokontroler 8051, memori data internal sebesar 128 byte. Didalamnya terdapat bank register, Spesial Function Register (SFR), dan general-purpose register.

CACHE MEMORY
Cache berasal dari kata cash yakni sebuah tempat menyembunyikan atau tempat menyimpan sementara.  Sesuai definisi tersebut Cache Memory adalah tempat menyimpan data sementara. Cara ini dimaksudkan untuk meningkatkan  transfer data dengan menyimpan data yang pernah diakses pada cache tersebut, sehingga apabila ada data yang ingin diakses adalah data yang sama maka maka akses akan dapat dilakukan lebih cepat. Cache memori ini terletak antara register dan  memory utama sehingga pemrosesan data tidak langsung mengacu pada memori utama. Penggunaan cache ditujukan untuk meminimalisir terjadinya bottleneck dalam aliran data antara processor dan RAM.  Sedangkan dalam terminologi software, istilah ini merujuk pada tempat penyimpanan sementara untuk beberapa file yang sering  diakses (biasanya diterapkan dalam network).
Jenis – Jenis Cache Memory
Cache umumnya terbagi menjadi beberapa jenis, seperti L1 cache, L2 cache dan L3 cache. Cache yang dibangun ke dalam CPU  itu sendiri disebut sebagai Level 1 (L1) cache. Cache yang berada dalam sebuah chip yang terpisah di sebelah CPU disebut  Level 2 (L2) cache. Beberapa CPU memiliki keduanya, L1 cache dan L2 built-in dan menugaskan chip terpisah sebagai cache  Level 3 (L3) cache. Cache yang dibangun dalam CPU lebih cepat daripada cache yang terpisah. Namun, cache terpisah masih  sekitar dua kali lebih cepat dari Random Access Memory (RAM). Cache lebih mahal daripada RAM tetapi motherboard dengan built-in cache sangat baik untuk memaksimalkan kinerja sistem.
Fungsi dan Manfaat Cache Memory
Cache berfungsi sebagai tempat penyimpanan sementara untuk data atau instruksi yang diperlukan oleh processor. Secara gampangnya, cache berfungsi untuk mempercepat akses data pada komputer karena cache menyimpan data/informasi yang telah diakses oleh suatu buffer, sehingga meringankan kerja processor. Manfaat lain dari cache memory adalah bahwa CPU tidak harus menggunakan sistem bus motherboard untuk mentransfer data. Setiap kali data harus melewati bus sistem, kecepatan transfer data memperlambat kemampuan motherboard. CPU dapat memproses data lebih cepat dengan menghindari hambatan yang diciptakan oleh sistem bus.

VIRTUAL MEMORY
Virtual Memori adalah sebuah sistem yang digunakan oleh sistem operasi untuk menggunakan sebagian dari Memori Sekunder yaitu Harddisk seolah-olah ia menggunakannya sebagai memori internal/utama (RAM) fisik yang terpasang di dalam sebuah sistem komputer. Sistem ini beroperasi dengan cara memindahkan beberapa kode yang tidak dibutuhkan ke sebuah berkas di dalam hard drive yang disebut dengan page file. Proses pemakaian Virtual memori di windows umumnya dapat dilihat di Task manager.

 

http://winssuye.blogspot.co.id/2012/11/arsitektur-set-instruksi-central-logic.html

Iklan

ARSITEKTUR SET INSTRUKSI

 

ARSITEKTUR SET INSTRUKSI

 

didefinisikan sebagai suatu aspek dalam arsitektur computer yang dapat dilihat oleh para pemrogram.

Dua bagian utama arsitektur komputer:

  •  Instruction set architecture (ISA) / arsitektur set instruksi

ISA meliputi spesifikasi yang menentukan bagaimana programmer bahasa mesin akan                          berinteraksi oleh computer. ISA menentukan sifat komputasional computer.

  • Hardware system architecture (HSA) / arsitektur system hardware

HAS berkaitan dengan subsistem hardware utama computer (CPU, system memori dan IO). HSA mencakup desain logis dan organisasi arus data dari subsistem.
Elemen-elemen dari instruksi mesin (set instruksi) :

·         Operation Code(opcode) : menentukan operasi yang akan dilaksanakan
·         Source Operand Reference : merupakan input bagi operasi yang akan dilaksanakan
·         Result Operand Reference : merupakan hasil dari operasi yang dilaksanakan
·         Next instruction Reference : memberitahu CPU untuk mengambil (fetch) instruksi berikutnya
setelah instruks yang dijalankan selesai

 

JENIS INSTRUKSI

– Data processing/pengoahan data : instruksi aritmetika dan logika.

– Data storage/penyimpanan data : instruksi-instruksi memori.

– Data movement/perpindahan data : instruksi I/O.

– Control/control : instruksi pemeriksaan dan percabangan.

Instruksi aritmetika memiliki kemampuan untuk mengolah data numeric. Sedangkan instruksi logika beroperasi pada bit-bit word sebagai bit, bukan sebagai bilangan. Operasi-operasi tersebut dilakukan teutama untuk data di register CPU.

Instruksi-instruksi memori diperlukan untuk memindah data yang terdapat di memori dan register.

Instruksi-instruksi I/O diperlukan untuk memindahkan program dan data kedalam memori dan mengembalikan hasil komputasi kepada pengguna.

TEKNIK PENGALAMATAN

Ada 3 teknik dasar untuk pengalamatan, yaitu:

  1. Pemetaan langsung (direct mapping), terdiri dari dua cara yakni Pengalamatan Mutlak (absolute addressing) dan Pengalamatan relatif (relative addressing).

– Pengalamatan Mutlak

Untuk teknik pengalamatan ‘alamat mutlak’ ini, tidak terlalu mempermasalahkan kunci atribut karena diminta langsung menuliskan di mana alamat record yang akan di masukkan. Jika kita menggunakan hard disk atau magnetic drum, ada dua cara dalam menentukan alamat memorinya, yaitu (1) cylinder addressing dan (2) sector addressing. Jika kita menggunakan cylinder addressing, maka kita harus menetapkan nomor-nomor dari silinder (cylinder), permukaan (surface), dan record, sedangkan bila kita menggunakan sector addressing, maka kita harus menetapkan nomor-nomor dari sektor (sector), lintasan (track), dan permukaan (surface). Teknik ini mudah dalam pemetaan (pemberian) alamat memorinya. Sulitnya pada pengambilan (retrieve) data kembali, jika data yang kita masukkan banyak, kita bisa lupa di mana alamat record tertentu.

-pengalamatan relatif

Teknik ini menjadikan atribut kunci sebagai alamat memorinya, jadi, data dari NIM dijadikan bertipe numeric(integer) dan dijadikan alamat dari record yang bersangkutan. Cara ini memang sangat efektif untuk menemukan kembali record yang sudah disimpan, tetapi sangat boros penggunaan memorinya. Tentu alamat memori mulai dari 1 hingga alamat ke sekian juta tidak digunakan karena nilai dari NIM tidak ada yang kecil. Pelajari keuntungan dan kerugian lainnya.Teknik ini termasuk dalam katagori address space dependent.

  1. Pencarian Tabel (directory look-up)

Teknik ini dilakukan dengan cara mengambil seluruh kunci atribut dan alamat memori yang ada dan dimasukkan ke dalam tabel tersendiri. Jadi tabel itu (misal disebut dengan tabel INDEX) hanya berisi kunci atribut (misalkan NIM) yang telah disorting (diurut) dan alamat memorinya. Jadi, sewaktu dilakukan pencarian data, tabel yang pertama dibaca adalah tabel INDEX itu, setelah ditemukan atribut kuncinya, maka data alamat yang ada di sana digunakan untuk meraih alamat record dari data (berkas/ file/ tabel) yang sebenarnya. Pencarian yang dilakukan di tabel INDEX akan lebih cepat dilakukan dengan teknik pencarian melalui binary search (dibagi dua-dua, ada di mata kuliah Struktur dan Organisasi Data 2 kelak) ketimbang dilakukan secara sequential. Nilai key field (kunci atribut) bersifat address space independent (tidak terpengaruh terhadap perubahan organisasi file-nya), yang berubah hanyalah alamat yang ada di INDEX-nya.

  1. Kalkulasi (calculating).

Kalau pada teknik pencarian tabel kita harus menyediakan ruang memori untuk menyimpan tabel INDEX-nya, maka pada teknik ini tidak diperlukan hal itu. Yang dilakukan di sini adalah membuat hitungan sedemikian rupa sehingga dengan memasukkan kunci atribut record-nya, alamatnya sudah dapat diketahui. Tinggal masalahnya, bagaimana membuat hitungan dari kunci atribut itu sehingga hasilnya bisa efisien (dalam penggunaan memori) dan tidak berbenturan nilainya (menggunakan alamat yang sama).

DESAIN SET INSTRUKSI

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

  1. kelengkapan set instruksi
  2. ortogonalitas (sifat indepedensi instruksi)
  3. kompatibilitas :

– source code compatibility

– object code compatibility

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

  1. Operation Repertoire: Berapa banyak dan operasi apa saja yang disediakan, dan berapa sulit
  2. operasinya
  3. Data Types : tipe/jenis data yang dapat diolah.
  4. Instruction Format : panjangnya, banyaknya alamat, dsb.
  5. Register : Banyaknya register yang dapat digunakan .
  6. e.Addressing : Mode pengalamatan untuk operand.

Sumber : http://slowisnotsmart.blogspot.co.id/2014/11/arsitektur-set-instruksi-desain-set.html

Organisasi Komputer Dasar

Organisasi komputer dasar adalah sebuah perangkat yang terkait dengan unit-unit yang terinterkoneksi antara komponen penyusun sistem komputer untuk merealisasikan aspek. Contoh aspek dari organisasi komputer adalah teknologi hardware, perangkat antarmuka, teknologi memori, siatem memori, dan sinyal-sinyal kontrol.

  • input Device (Alat Masukan)
    Adalah perangkat keras komputer yang berfungsi sebagai alat untuk memasukan data atau perintah ke dalam komputer. Input device adalah alat yang digunakan untuk menerima input dari luar sistem, dan dapat berupa signal input atau maintenance input. Di dalam sistem komputer, signal input berupa data yang dimasukkan ke dalam system komputer, sedangkan maintenance input berupa program yang digunakan untuk mengolah data yang dimasukkan. Dengan demikian, alat input selain digunakan untuk memasukkan data juga untuk memasukkan program.
  • Output Device (Alat Keluaran)
    Adalah perangkat keras komputer yang berfungsi untuk menampilkan keluaran sebagai hasil pengolahan data. Keluaran dapat berupa hard-copy (ke kertas), soft-copy (ke monitor), ataupun berupa suara. Output yang dihasilkan dari pemroses dapat digolongkan menjadi empat bentuk, yaitu tulisan (huruf, angka, simbol khusus), image (dalam bentuk grafik atau gambar), suara, dan bentuk lain yang dapat dibaca oleh mesin (machine-readable form)
  •  I/O Ports
    Bagian ini digunakan untuk menerima ataupun mengirim data ke luar sistem. I/O Port juga biasa disebut dengan bagian interface (antar muka) karena peralatan input dan output di atas terhubung melalui port ini.
  • CPU (Central Processing Unit)
    CPU merupakan otak sistem komputer, dan memiliki dua bagian fungsi operasional, yaitu: ALU (Arithmetical Logical Unit) sebagai pusat pengolah data, dan CU (Control Unit) sebagai pengontrol kerja komputer.

 

  • Memori

-Random Access Memory (RAM)
Semua data dan program yang dimasukkan melalui alat input akan disimpan terlebih dahulu di memori utama, khususnya RAM, yang dapat diakses secara acak (dapat diisi/ditulis, diambil, atau dihapus isinya) oleh pemrogram

-Read Only Memory (ROM)
Dari namanya, ROM hanya dapat dibaca sehingga pemrogram tidak bisa mengisi sesuatu ke dalam ROM. ROM sudah diisi oleh pabrik pembuatnya berupa sistem operasi yang terdiri dari program-program pokok yang diperlukan oleh sistem komputer, seperti misalnya program untuk mengatur penampilan karakter di layar, pengisian tombol kunci papan ketik untuk keperluan kontrol tertentu, dan bootstrap program

  •  Data Bus
    Adalah jalur-jalur perpindahan data antar modul dalam sistem komputer. Karena pada suatu saat tertentu masing-masing saluran hanya dapat membawah 1 bit data, maka jumlah saluran menetukan jumlah bit yang dapat ditransfer pada suatu saat. Lebar data bus ini menetukan kinerja sistem secara keseluruhan. Sifatnya bldirectional, artinya CPU dapat membaca dan menerima data melalui data bus ini. Data bus biasanya terdiri atas 8, 16, 32, atau 64 paralel.
  • Address Bus
    Digunakan untuk menandakan lokasi sumber ataupun tujuan pada proses transfer data. Pada jalur ini, CPU akan mengirimkan alamat memori yang akan ditulis atau dibaca. Address bus biasanya terdiri atas 16, 20, 24, atau 32 jalur paralel.
  • Control Bus
    Control Bus digunakan untuk mengontrol penggunaan serta akses ke Data Bus dan Address Bus. terdiri dari 4 sampai 10 jalur paralel.

kesimpulannya : Organisasi Komputer mempelajari bagian yang terkait dengan unit-unit operasional komputer dan hubungan antara komponen sistem komputer, seperti teknologi hardware, sinyal kontrol, interface, teknologi memori.

referensi : http://www.anekamakalah.com/2016/10/makalah-tentang-arsitektur-organisasi.html?m=0

Evolusi Arsitektur Komputer

– adapun Evolusi komputer yang ada selama ini didasarkan pada :

  • Peningkatan Processor Speed
  • Penurunan ukuran fisik komponen
  • peningkatan ukuran memori utama
  • peningkatan kapasitas dan kecepatan Input Output (I/O) sistem

– Faktor utama yang menentukan pada peningkatan kecepatan proses processor :

  • Jarak antara komponen satu dengan yang lainnya didalam sistem processor yang ada
  • penggunaan teknik pemrosesan data seperti pipelineng dan paralel processing

– Balancing Performance antar semua komponen dalam komputer

EVOLUSI SINGKAT KOMPUTER

sejarah awal komputer modern dimulai dari project ENIAC (Electronics Numerical Integrator And Computer) yg dibuat oleh John Mauchly dan Presper Eckert dari Pensylvania untuk keperluan  Trajectory tables of weapons pada Army Ballistics Research Laboratory pada tahun 1943. pengoprasian komputer masih menggunakan Desimal, bukan binary

 

gam

Pada zaman ENIAC komputer tidak dapat menyimpan data, lalu dilakukan penyempurnaan, penggagasnya adalah Jhon Van Neumann dengan komputernya dikenal dengan sebutan IAS Computer. pada generasi IAS ini dikenal dengan istilah “Stored Programmed Concepts” yang mampu menyimpan data.

gam

  • Memory Utama sebagai penyimpan instruksi dan data
  • ALU berfungsi untuk melakukan data Processing dalam format binary data
  • Control Unit berfungsi untuk meng-interprestasikan instruksi mana yang akan menentukan bentuk pemrosesan data
  • Input Output berfungsi untuk mengatur lalu lintas data dengan pengguna / user

“Stored Program Concept” yaitu konsep Arsitektur komputer modern yang terdiri dari 3 prinsip utama :

  • Data dan Instruksi disimpan di suatu lokasi yang disebut Memory
  • Memory di akses berdasarkan “Address” lokasinya
  • Program di eksekusi secara berurutan dari satu instruksi ke instruksi berikutnya.

Analogi Memory Utama :

  • Memory utama adalah tempat untuk menyimpan Opcode dan Operand
  • Memory Utama seperti Filing Cabinet atau Loker
  • Nomor Laci melambangkan alamat memory
  • Jumlah laci melambangkan kapasitas memory utama
  • Besar / kecilnya tiap laci melambangkan kemampuan memory utama dalam menyimpan bit-bit data

gam

  • Register : merupakan memori internal processor
  • Accumulator : register utama yang tercepat yang berfungsi untuk data masuk pertama kali dan untuk menyimpan hasil proses dari ALU, jumlahnya 1 untuk setiap ALU
  • Multiplier Quoteint / Temporary Register : register pembantu Accumulator, jumlahnya bervariasi
  • Arithmatic and Logic Unit (ALU) : sebagai unit pemrosesan data yang diproses tergantung dari instruksi
  • Instruction Buffer Register : register penyimpan instruksi sementara
  • Instruction Register : penterjemah / peng-interprestasi instruksi yang masuk

APA ITU INSTRUKSI ?

instruksi terdiri dari Opcode dan Operand.

  • Opcode : Operation Code, berupa kombinasi biner sebagai penentu / perintah suatu proses yang akan dilakukan oleh prosesor
  • Operand : berupa data atau variabel yang akan diproses prosesor.

contoh instruksi dengan analogi bahasa JAVA : System.out.print(“ceritama”);

System.out.print = contoh Opcode,

ceritama =contoh Operand.

Hubungan Processor, Memory, dan I/O :

Generasi Pertama :

gam

Generasi Kedua :

gam

Generasi Ketiga :

gam

Hal – hal utama yang ingin dicapai dari penggunaan teknologi perangkat keras terkini :

  • Dimensi fisik semakin kecil
  • Daya listrik semakin kecil
  • Multimedia Real time semakin baik

referensi : http://ceritama.com/kuliah-ti/arsitektur-komputer/pertemuan-ke-2-evolusi-kinerja-komputer/

 

TUGAS V-CLASS saluran transmisi

1.  Sebuah beban 100 Ω dihubungkan dengan saluran transmisi 50 Ω tak meredam sepanjang λ/2. hitung :

a. Koefisien pantul di beban
b. Koefisien pantul berjarak λ/4 dari beban
c. Impedansi input
d. Impedansi input pada jarak λ/4 dari beban
e. VSWR

antonius lklpntolantonius fak

2. Sebuah beban 100 Ω dihubungkan dengan saluran transmisi 50 Ω tak meredam sepanjang λ/2. hitung :

a. Koefisien pantul di beban
b. Koefisien pantul berjarak λ/4 dari beban
c. Impedansi input
d. Impedansi input pada jarak λ/4 dari beban
e. VSWR

antonius anjing

TUGAS SELFTEST ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI HALAMAN 107-108

  1. Linear power amplifiers are used to raise the power level of Low Level AM and SSB Signals.
  2. Mosfet power amplifier is used to increase the power level of an FM signal.
  3.  Linear power amplifier operate class A,B, and AB
  4.  A class A transistor power amplifier has an efficiency of 50 percent. The output power is 27W. The power dissipated in the transistor is 13.5 W
  5. Class A amplifier conduct for 360 degrees of a sine wave input.
  6. True or false. With no input, a class B amplifier does not conduct. FALSE
  7. Class B RF power amplifiers normally used a(n) Broadband configuration.
  8. A class C amplifier conducts for approximatly 90 degrees to 150 degrees of the input signal.
  9. In a class C amplifier, collector current flows in the form of positive pulses.
  10. In a class C amplifier, a complete sinusoidal output signal is produced by a(n) Timed Circuit.
  11. The efficiency of a class C amplifier is in the range of 60 to 85 percent.
  12. The tuned circuit in the collector of a class C amplifier acts as a filter to eliminate Induced Voltage.
  13. A class C amplifier whose output tuned circuit resonates at some integer multiple of the input frequency is called a(n) Flywheel effect.
  14. Frequency multipliers with factors of 2, 3, 4, and 5 are cascaded. The input is 1.5MHz. The output is 120 MHz.
  15. A class C amplifier has DC supply voltage of 28 V and an average collector current of 1.8A. The power input is 50.4 W

RANGKUMAN TUGAS ELEKTRONIKA – TELEKOMUNIKASI (AMPLIFIER)

5.4          AMPLIFIER COMMON-EMITTER (CE)

merupakan Konfigurasi penguat tegangan yang paling banyak digunakan untuk menguatkan sinyal kecil dan frekuensi rendah biasa disebut penguat emitor ditanahkan atau emitor bersama (CE). Pada penguat emitor bersama sinyal masukan dikenakan pada basis-emitor dan sinyal keluaran dikenakan pada kolektor-emitor.

Amplifier common-emitter biasa disebut penguat emitor bersama. Dalam proses melakukan pengecekan rangkaian penguat emitor bersama, bahwa untuk meng-crosscheck sudah berfungsi apa belum yaitu dengan cara mengecek pada bagian transistornya. Dapat kita lihat pada Gambar 5.4.1(a) merupakan rangkaian Amplifier CE beserta input dan outputnya. Pada gambar tersebut dapat kita ketahui bahwa C₃ dan C₄ merupakan kapasitor pemblokir DC.

1

Pada lain gambar yaitu pada Gambar 5.4.1(b) dapat kita lihat pula gambar rangkaian ekivalen atau rangkaian pengganti pada Amplifier CE. Pada Gambar 5.4.1(b) dapat kita lihat bahwa keadaan resistansi output transistor dan resistansi bebannya berada dalam keadaan paralel. Jika indukor pada output mempunyai resistansi seri r₂ dan induktansi L₂,maka rangkaian dapat disederhanakan lagi seperti pada yang ditunjukkan pada gambar 5.4.1.(c). Pada komponen outputnya dapat dikelompokkan dalam satu bentuk admintansi (Y) sebagai :

1

Pada gambar 5.4.1(c) dapat kita analisa bahwa pada admintansi Y₁ mewakilkan lambing admintansi ₨,rb’e,dan Cb’e yang terletak paralel dengan rangkaian input. Sedangkan Y₂ berposisi sebagai admintansi output sebagaimana telah dijelaskan pada rumus diatas. Umpan balik / feedback admintansinya adalah Yɟ = jωCcb’. Persamaan arus untuk simpul outputnya adalah

1

Dapat pula kita tentukan Gain Voltagenya (Av) dengan rumus :

1

5.6          AMPLIFIER COMMON-BASE (CB)1.png

Pada gambar 5.6.1 dapat kita lihat rangkaian ekivalen untuk transistor common-base (CB) beserta versi yang disederhanakannya. Dalam gambar dapat kita lihat juga Ccb’ tampak paralel dengan kapasitansi output Cc dan karena itu tidak menyumbang kepada kapasitansi input. Disimpulkan pula bahwa resistansi input untuk rangkaian Common Base (CB) lebih kecil daripada untuk rangkaian Common Emitter (CE). Input daripada common base sendiri terletak pada emitter and base, sedangkan outputnya berada diantara collector and base. Berdasarkan gambar rangkaian,dapat kita ketahui  pula Gain Arus hubung pendek (Aisc) pada amplifier Common Base (CB) dapat dirumuskan :

1

Pada gambar 5.6.2 dapat kita lihat sebuah rangkaian Common Base (CB) dengan beban kolektor tertala,rangkaian ekivalennya,dan rangkaian yang sudah disederhanakan. Berdasarkan gambar 5.6.2,dapat kita tarik kesimpulan untuk rumus Penguat Tegangan (Av) pada suatu rangkaian amplifier Common Base (CB) yang mengacu pada terminal E-B :

1

5.7          PENGUATAN DAYA YANG TERSEDIA (Gav)

pada penguatan daya tinggi diperlukan amplifier cascade (formula friis) untuk mempertahankan faktor noise. Pada penguatan daya yang tersedia sendiri untuk kedua rangkaian (Common Base dan Common Emitter),didapatkan rumus sebagai berikut :

1

Penguatan daya pada Common Emitter dan Common Base tentunya berbeda antara satu dengan yang lain. Perhitungan rumus perbandingan ratio penguatan daya antara Common Emitter dengan Common Base dijelaskan pada rumus dibawah ini

1.png

 

5.8          AMPLIFIER CASCODE

Amplifier cascode adalah suatu kombinasi amplifier Common Emitter dan Common Base yang mempunyai  penguatan daya yang tinggi dan stabil.

1

Pada  gambar diatas Amplifier Cascode mempunyai 2 transistor pada rangkaiannya. Kedua transistor itu membawa arus kolektor (Ic) yang sama karena itu akan mempunnyai transkonduktans yang sama. Pada Amplifier Cascode,input resistans tahap Common Base (CB)  adalah rbe. Maka keseluruhan Amplifier Cascode ini memiiki ciri kinerja yang sama seperti amplifier Common Emitter (CE) tetapi dengan kestabilan dengan ketidak adaannya perubahan fasa 180o.

 

5.9          RANGKAIAN EKIVALEN HIBRIDA-π UNTUK FET

FET merupakan singkatan dari Field Effect  Transistor. Dalam banyak hal,field effect transistor memiliki kelebihan yang lebih sederhana dibandingkan dengan bipolar junction transistor (BJT) dikarenakan sangat tingginya impedansi input yang diberikan oleh gerbang kontrol. Pada FET,eksternal terminal diberi label G (Gate/Gerbang), S (Source/Sumber), dan D (Drain/Pembuangan)

1

 

Dari gambar 5.9.2(a) diatas menunjukkan amplifier CS sederhana. Dimana komponen bias dibuang.

5.10        RANGKAIAN PENCAMPUR(MIXER)

Mixer digunakan untuk mengubah sinyal dari 1 frekuensi ke frekuensi lain. Ada beberapa alasan mengapa perubahan frekuensi diperlukan. Selain itu pada kenyataannya beberapa proses mixing digunakan dalam penerapan khusus yang tampil dengan nama yang berbeda. Beberapa nama tersebut ialah modulasi, demodulasi, dan multiplikasi frekuensi. Istilah mixer sendiri pada umumnya dicadang kepada rangkaian yang mengubah sinyal frekuensi radio pada kesuatu nilai intermediate frekuensi(IF).

Contoh beberapa mixer adalah yang tersedia dalam bentuk unit packet, dengan masukan berlabel RF(Radio Frekuensi) dan output berlabel IF(Intermediate Frekuensi) dalam aplikasi penerima tentu rangkaian Oscilator merupakan suatu bagian yang menyatu dari rangkaian Mixer. berikut rumus Oscilator beserta  nilai RF-nya

1.png

Pada rumus diatas suku yang mengandung frekuensi  adalah yang biasa dipilih dengan filter, sebagai sinyal IF(Intermediate Frekuensi).

6.2 LINEAR AMPLIFIER, AMPLIFIER KELAS C, DAN FREKUENSI MULTIPLE

Pada dasarnya ada 2 tipe power amplifier yang dipakai pada transmitter,yaitu linear dan kelas C. Pada amplifier linear menghasilkan sinyal output yang sama yaitu replica dari input tetapi hanya diperbesar.  Linear amplifier terdiri dari 3 kelas yaitu kelas A,AB dan B. dan pada Tiap-tiap kelas mengindikasikan tentang bagaimana cara pembiasannya.

Pada kelas A,amplifier dibiaskan sehingga terhubung secara kelanjutan dan bekerja pada daerah aktif.

Berbeda dengan kelas A, amplifier kelas B dibiaskan pada daerah cut-off sehingga tidak ada tegangan collector (C) yang mengalir dengan tanpa adanya input.

Berbeda pula dengan kelas A ataupun dengan kelas B,Kelas AB dibiaskan didepan daerah cut-off dengan sedikit tegangan Collector (C). Kelas AB sendiri akan mengalirkan lebih dari 1800 tetapi kurang dari 3600 dari sebuah inputnya.

Diketahui bahwa amplifier kelas B dan C lebih efisien karena tegangan yang mengalir hanya untuk bagian daripada sinyal input. Jika kedua amplifier tersebut dibandingkan,Amplifier kelas C-lah yang yang menjadi amplifier yang paling efisien.

1.png

Pada gambar 6.8 merupakan gambar sirkuit broadband. Sirkuit ini akan mengamplifikasikan sinyal lebih dari jarak frekuensi broadnya. Jenis dari jarak yang memungkinkan adlaah 2 sampai 30 MHz. Power AM yang rendah atau Sinyal SSB dapat dibuat pada frekuensi yang diinginkan, kemudian diaplikasikan ke power amplifiernya untuk dikirim ke antenna.

Berbeda dengan gambar 6.8, dibawah ini merupakan rangkaian dari power amplifier push-pull RF yang berbeda. Pada rangkaian dibawah ini,menggunakan 2 power MOSFET dan dapat menghasilakn output lebih dari 1kW pada jarak frekuensi lebih dari 90MHz dengan penguatan sebesar 12 dB. Trafo yang digunakan pada input dan output adalah trafo Toroidal yang berfungsi untuk impedansi matching. Kunci dasar dari circuit transmitter AM dan FM adalah pada kelas C amplifier. Amplifier C pada AM dan FM ini sendiri digunakan pada power amplifier dalam bentuk driver, pengganda frekuensi serta amplifier akhir.

1.png

Metode pembiasan lain pada amplifier kelas C dapat kita lihat pada gambar 6.11. Dapat kita lihat pada gambar 6.11(c) disebut sebagai metode self-bias yang diturunkan langsung dari 6.11(a). Ketika tegangan mengalir pada transistor,tegangan ini dikembangkan oleh R1. Kapasitor C1 diisi dan memegang tegangan konstan. Hal ini akan dapat membuat emitter lebih positif dibandingan base.

7.4       TIPE SIRKUIT PENERIMA

Pada bab sebelumna kita sudah membahas mixer dan demodulator,jadi kita tidak akan membahas hal tersebut pada bab ini. Melainkan pada bab ini kita akan fokus membahas pada RF dan IF amplifier,AGC dan AFC sirkuit, dan sirkuit spesial lainnya yang dapat ditemukan pada receiver / penerima.

Dalam kebanyakan suatu komunikasi penerima,RF amplifier tidaklah lagi digunakan. Hal ini dapat dibuktikan pada receiver yang didesign untuk frekuensi dibawah 30MHz. Dalam hal ini penguat tegangan kurang berpengaruh dan jika berpengaruh akan menambahkan noise.

Receiver yang digunakan pada kebanyakan frekuensi berada pada kisaran 100Mhz yang berdasarkan tipe RF amplifier. Tujuan utama dari amplifier ini adalah memperkuat sinyal amplitudo yang lemah untuk mixing. Pada kebanyakan receiver,1 tahap RF biasanya menghasilkan penguat tengangan yang berkisar antara 10-30dB. Hal ini juga dapat di perkuat kembali dengan 1 transistor. Bipolar transistor digunakan pada frekuensi rendah, ketika FET sendiri lebih mengarah pada frekuensi VHF,UHF dan microwave. Pada dasarnya, FET mempunyai noise yang lebih rendah dibandingkan bipolar transistor serta memberikan performa yang lebih baik.

1.png

RF amplifier sendiri biasannya berbentuk sirkuit kelas A. Dapat kita lihat pada gambar diatas bahwa pada 7.11(a) menunjukkan contoh rangkaian dari sirkuit bipolar,sedangkan pada gambar 7.11(b) merupakan gambar rangkaian dari FET sirkuit. Perlu anda catat bahwa pada sirkuit bipolar tidak mempunyai input tuner. Antenna terhubung langsung kepada base transistor. Hal lain yang perlu anda perhatikan ialah collector ditala (tuned) dengan rangkaian resonansi paralel yang kita tau terdiri atas komponen kapasitor dan induktor untuk input mixer. Sirkuit FET sangatlah efektif dikarenakan input impedansi yang tinggi meminimalisir loading pada sirkut yang ditala (tuned).

Seperti amplifier RF, IF amplifier kapak disetel kelas A amplifier mampu memberikan keuntungan dalam 10 sampai 30 jangkauan. Biasanya dua atau lebih IF amplifier digunakan untuk memberikan keuntungan penerima secara keseluruhan memadai.

Dalam merancang sebuah penguat IF, perawatan harus diambil sehingga selektivitas tidak terlalu tajam. Jika JIKA bandwidth terlalu sempit, akan menyebabkan pemotongan sideband. ini berarti bahwa frekuensi modulasi yang lebih tinggi akan sangat berkurang dalam amplitudo, sehingga mendistorsi sinyal yang diterima.

Hal ini kadang-kadang diperlukan ketika menerima sinyal band yang sangat luas untuk memperlebar bandwidth dari amplifier IF. Ada beberapa cara untuk melakukan hal ini. Pertama, nilai tinggi resistensi dapat terhubung di sirkuit paralel disetel sehingga menurunkan Q mereka ke nilai yang akan menghasilkan band-tepat Teknik lain adalah dengan menggunakan overcoupled sirkuit disetel. Kopling antara IF amplifier stagbs di beberapa penerima dilakukan dengan dua transformator inti ferit disetel seperti ditunjukkan pada Gambar. 7-13.

1.png

Dalam banyak penerima komunikasi di mana selektivitas unggul diperlukan, sangat peka filter kristal yang digunakan untuk mendapatkan selektivitas yang diinginkan. filter kristal ini biasanya dari berbagai kisi dibahas sebelumnya dalam bab tentang SSB. Ccramic dan filter mekanik juga digunakan. filter tersebut biasanya dikemas sebagai sebuah unit dan terhubung langsung pada output dari mixer tetapi sebelum pertama IF tahap.

limiter bukanlah sirkuit khusus. Biasanya tidak lebih dari kelas konvensional A JIKA amplifier.Dengan mengemudi saturasi transistorbetween dan cutoff, puncak positif dan negatif dari sinyal input secara efektif pipih atau terpotong. Setiap variasi amplitudo yang essentidlly- dihapus. Sinyal output pada kolektor, oleh karena itu, adalah gelombang persegi.pemilihan gain keseluruhan penerima komunikasi biasanya didasarkan pada sinyal terlemah tg diterima. Dalam kebanyakan penerima komunikasi modern keuntungan individu adalah sebagai berikut: gain tegangan antara antena dan demodulator biasanya lebih dari 100 dB; penguat RF biasanya memiliki keuntungan dalam kisaran 5 sampai 15-dB; keuntungan mixer adalah dalam 6 sampai 10 rentang dB; amplifier IF memiliki keuntungan tahap individu 20 sampai 30 dB; detektor dapat memperkenalkan kerugian khas -2 ke -5 dB jika dari jenis dioda; dan gain dari tahap penguat audio dalam 20 sampai 40-dB rentang. Sebagai contoh, asumsikan keuntungan rangkaian berikut:

1.png

Penggunaan AGC menyebabkan penerima memiliki berbagai dyndmic sangat luas. rentang dinamis mengacu pada ukuran kemampuan penerima untuk menerima kedua sinyal yang sangat kuat dan sangat lemah tanpa inhoducing distorsi dan rasio sinyal terbesar yang dapat ditangani dengan terendah, dinyatakan dalam desibel Rangkaian AGC mengambil signaleither diterima di outptt dari sebuah penguat IF atau output dari demodulator dan meluruskan menjadi arus searah. Gambar 7-17 menunjukkan dua cara khas menerapkan AGC ke amplifier IF. Pada Gambar. 7-17 (a), emitor umum IF amplifier bias berasal dari pembagi tegangan terdiri dari R1 dan R2 dan emitor resistor R3. Resistor Ra diterapkan ke basis menerima tegangan dc negatif dari rangkaian AGC.

1

Rangkaian pada Gambar. 7-l7 (b) adalah serupa, tetapi bias untuk panggung berasal dari emitor resistor R, dan sirkuit AGC itu sendiri.

1.png