Harlita Victura_1155201038

• Konsep Program
  
  • Pemrograman (hardware) merupakan proses penghu-bungan berbagai komponen logik pada konfigurasi yang diinginkan untuk membentuk operasi aritmatik dan logik pada data tertentu
  • Hardwired program tidak flexibel
  • General purpose hardware dapat mengerjakan berbagai macam tugas tergantung sinyal kendali yang diberikan
  • Daripada melakukan re-wiring, Lebih baik menambah-kan sinyal-sinyal kendali yang baru
  
  
• Program ?
  
  • Adalah suatu deretan langkah-langkah
  • Pada setiap langkah, dikerjakan suatu operasi arithmetic atau logical
  • Pada setiap operasi, diperlukan sejumlah sinyal kendali tertentu
  
  
• Fungsi Control Unit
  
  • Untuk setiap operasi disediakan kode yang unik
    
    • Contoh: ADD, MOVE
  • Bagian hardware tertentu menerima kode tersebut kemudian menghasilkan sinyal-sinyal kendali
  • Jadilah komputer!
  
  
• Komponen yang diperlukan
  
  • Control Unit (CU) dan Arithmetic and Logic Unit (ALU) membentuk Central Processing Unit (CPU)
  • Data dan instruksi harus diberikan ke sistem dan dikeluarkan dari sistem
    
    • Input/output
  • Diperlukan tempat untuk menyimpan sementara kode instruksi dan hasil operasi.
    
    • Main memory
    
    
• Komponen Komputer: Top Level View
  
  
  
  
• Siklus Instruksi
  
  
  
• Fetch Cycle
  
  • Program Counter (PC) berisi address instruksi berikutnya yang akan diambil
  • Processor mengambil instruksi dari memory pada lokasi yang ditunjuk oleh PC
  • Naikkan PC
    
    • Kecuali ada perintah tertentu
  • Instruksi dimasukkan ke Instruction Register (IR)
  • Processor meng-interpret dan melakukan tindakan yang diperlukan
  
  
• Execute Cycle
  
  • Processor-memory
    
    • Transfer data antara CPU dengan main memory
  • Processor I/O
    
    • Transfer data antara CPU dengan I/O module
  • Data processing
    
    • Operasi arithmetic dan logical pada data tertentu
  • Control
    
    • Mengubah urutan operasi
    • Contoh: jump
  • Kombinasi diatas
  
  
• Contoh Eksekusi Program
  
  
  
  
• Diagram Keadaan Siklus Instruksi
  
  
  
• Interrupt
  
  • Suatu mekanisme yang disediakan bagi modul-modul lain (mis. I/O) untuk dapat meng-interupsi operasi normal CPU
  • Program
    
    • Misal: overflow, division by zero
  • Timer
    
    • Dihasilkan oleh internal processor timer
    • Digunakan dalam pre-emptive multi-tasking
  • I/O
    
    • dari I/O controller
  • Hardware failure
    
    • Misal: memory parity error
    
    
• Program Flow Control
  
  
  
  
• Sambungan
  
  • Semua unit harus tersambung
  • Unit yang beda memiliki sambungan yang beda
    
    • Memory
    • Input/Output
    • CPU
    
    
• Sambungan Memori
  
  • Menerima dan mengirim data
  • Menerima addresses
  • Menerima sinyal kendali
    
    • Read
    • Write
    • Timing
    
    
• Sambungan Input/Output
  
  • Serupa dengan sambungan memori
  • Output
    
    • Menerima data dari computer
    • Mengirimkan data ke peripheral
  • Input
    
    • Menerima data dari peripheral
    • Mengirimkan data ke computer
  • Menerima sinyal kendali dari computer
  • Mengirimkan sinyal kendali ke peripherals
    
    • Contoh: spin disk
  • Menerima address dari computer
    
    • Contoh: nomor port
  • Mengirimkan sinyal interrupt
  
  
• CPU Connection
  
  • Membaca instruksi dan data
  • Menuliskan data (setelah diproses)
  • Mengirimkan sinyal kendali ke unit-unit lain
  • Menerima (& menanggapi) interrupt
  
  
• Bus
  
  • Ada beberapa kemungkinan interkoneksi sistem
  • Yang biasa dipakai: Single Bus dan multiple BUS
  • PC: Control/Address/Data bus
  • DEC-PDP: Unibus
  
  
• What is a Bus?
  
  • Jalur komunikasi yang menghubungkan beberapa device
  • Biasanya menggunakan cara broadcast
  • Seringkali dikelompokkan
    
    • Satu bus berisi sejumlah kanal (jalur)
    • Contoh bus data 32-bit berisi 32 jalur
  • Jalur sumber tegangan biasanya tidak diperlihatkan
  
  
• Data Bus
  
  • Membawa data
    
    • Tidak dibedakan antara “data” dan “instruksi”
  • Lebar jalur menentukan performance
    
    • 8, 16, 32, 64 bit
    
    
• Address bus
  
  • Menentukan asal atau tujuan dari data
  • Misalkan CPU perlu membaca instruksi (data) dari memori pada lokasi tertentu
  • Lebar jalur menentukan kapasitas memori maksimum dari sistem
    
    • Contoh 8080 memiliki 16 bit address bus maka ruang memori maksimum adalah 64k
    
    
• Control Bus
  
  • Informasi kendali dan timing
    
    • Sinyal read/write memory (MRD/MWR)
    • Interrupt request (IRQ)
    • Clock signals (CK)
    
    
• Skema Interkoneksi Bus
  
  
  
• Bentuk Fisik Bus
  
  • Jalur-jalur parallel PCB
  • Ribbon cables
  • Strip connectors pada mother boards
    
    • contoh PCI
  • Kumpulan kabel
  
  
• Problem pada Single Bus
  
  • Banyak devices pada bus tunggal menyebabkan:
    
    • Propagation delays
      
      • Jalur data yg panjang berarti memerlukan koordinasi pemkaian shg berpengaruh pada performance
      • If aggregate data transfer approaches bus capacity
  • Kebanyakan sistem menggunakan multiple bus
  
  
• Bus Traditional (ISA (menggunakan cache)
  
  
  
• High Performance Bus
  
  
  
• Jenis Bus
  
  • Dedicated
    
    • Jalur data & address terpisah
  • Multiplexed
    
    • Jalur bersama
    • Address dan data pada saat yg beda
    • Keuntungan
      
      • jalur sedikit
    • Kerugian
      
      
      • Kendali lebih komplek
      • Mempengaruhi performance
  
  
• Arbitrasi Bus
  
  • Beberapa modul mengendalikan bus
  • contoh CPU dan DMA controller
  • Setiap saat hanya satu modul yg mengendalikan
  • Arbitrasi bisa secara centralised atau distributed
  
  
• Arbitrasi Centralised
  
  • Ada satu hardware device yg mengendalikan akses bus
    
    • Bus Controller
    • Arbitrer
  • Bisa berupa bagian dari CPU atau terpisah
  
  
• Arbitrasi Distributed
  
  • Setiap module dapat meng-klaim bus
  • Setiap modules memiliki Control logic
  
  
• Timing
  
  • Koordinasi event pada bus
  • Synchronous
    
    • Event ditentukan oleh sinyal clock
    • Control Bus termasuk jalur clock
    • Siklus bus ( bus cycle) transmisi 1 ke 0
    • Semua devices dpt membaca jakur clock
    • Biasanya sinkronisasi terjadi pada tepi naik (leading edge)
    • Suatu event biasanya dimualai pada awal siklus
    
    
  
  
• Synchronous Timing Diagram
  
  
  
• Asynchronous Timing Diagram
  
  
  
• Bus PCI
  
  • Peripheral Component Interconnection
  • Dikeluarkan oleh Intel sebagai public domain
  • 32 atau 64 bit
  • 50 Jalur
  
  
• Jalur pada Bus PCI (yg harus)
  
  • Jalur System
    
    • clock and reset
  • Address & Data
    
    • 32 jalur multiplex address/data
    • Jalur validasi
  • Interface Control
  • Arbitrasi
    
    • Not shared
    • Direct connection to PCI bus arbiter
  • Error lines
  
  
• Jalur Bus PCI (Optional)
  
  • Interrupt lines
    
    • Not shared
  • Cache support
  • 64-bit Bus Extension
    
    • Additional 32 lines
    • Time multiplexed
    • 2 lines to enable devices to agree to use 64-bit transfer
  • JTAG/Boundary Scan
    
    • For testing procedures
    
    
• Command pada PCI
  
  • Transaksi antara initiator (master) dg target
  • Master pegang kendali bus
  • Master menentukan jenis transaksi
    
    • Misal I/O read/write
  • Fase Address
  • Fase Data