Dalam bidang teknik komputer, arsitektur komputer adalah konsep perencanaan dan struktur pengoperasian dasar dari suatu sistem komputer. Arsitektur komputer ini merupakan rencana cetak-biru dan deskripsi fungsional dari kebutuhan bagian perangkat keras yang didesain (kecepatan proses dan sistem interkoneksinya). Dalam hal ini, implementasi perencanaan dari masing–masing bagian akan lebih difokuskan terutama, mengenai bagaimana CPU akan bekerja, dan mengenai cara pengaksesan data dan alamat dari dan ke memori cache, RAM, ROM, cakram keras, dll). Beberapa contoh dari arsitektur komputer ini adalah arsitektur Von Newmann, CISC, RISC, blue Gene, dll.
Arsitektur komputer juga dapat didefinisikan dan dikategorikan sebagai ilmu dan sekaligus seni mengenai cara interkoneksi komponen-komponen perangkat keras untuk dapat menciptakan sebuah komputer yang memenuhi kebutuhan fungsional, kinerja, dan target biayanya.
Arsitektur komputer ini paling tidak mengandung 3 sub-kategori:
- Set Intruksi (ISA)
- Aksitektur Mikro dari ISA, dan
- Sistem desain dari seluruh komponen dalam perangkat keras komputer ini.
Seperti yang kita semua tahu tentang gerbang sirkuit elektronik digital yang berlaku untuk arsitektur komputer juga, ini bagian dari buku ini diabaikan di sinopsis disajikan di sini. Kita mulai dengan mengganggu dan prioritas sebagai berikut:
Interrupt prioritas: Transfer data antara CPU dari komputer dan I / O perangkat ini diprakarsai oleh CPU. Namun, CPU tidak dapat memulai transfer, kecuali jika perangkat sudah siap untuk berkomunikasi dengan CPU. Kesiapan pada perangkat dapat ditentukan dari mengganggu sinyal.
J prioritas mengganggu adalah sistem yang membentuk sebuah prioritas melalui berbagai sumber untuk menentukan kondisi yang akan dilayani pertama bila dua atau lebih permintaan simultaneously.Devices tiba tinggi dengan kecepatan transfer, contoh, disk magnetis adalah prioritas tinggi, lambat perangkat seperti keyboard mempunyai prioritas rendah.
Perangkat pemungutan: mendirikan prioritas interrupts bersamaan dapat dilakukan dengan perangkat lunak atau perangkat keras. J prosedur pemungutan pemungutan dikenal sebagai perangkat yang digunakan untuk mengidentifikasi prioritas utama oleh perangkat lunak sumber berarti. Prioritas utama yang diuji adalah sumber pertama, dan jika mengganggu sinyal yang aktif, kontrol cabang ke layanan rutin untuk sumber ini. Jika tidak, berikut adalah sumber prioritas rendah diuji dan sebagainya.
Mikro diprogram dan kontrol unit operasi:
Microprogramming merupakan metode kontrol unit desain di mana kontrol sinyal pilihan sequencing dan informasi yang tersimpan dalam RAM atau ROM yang disebut kontrol memori.
Diterjemahkan ke dalam virtual alamat alamat fisik dari komputer yang menggunakan memori virtual:
Hal ini dilakukan oleh pemetaan menggunakan alamat halaman. Fisik memori dirobohkan ke dalam kelompok yang sama disebut ukuran blok. Halaman merujuk ke kelompok ruang alamat yang sama ukurannya. Pemetaan ruang alamat dari ke ruang memori yang difasilitasi jika setiap alamat maya dianggap diwakili oleh 2 nos. - Alamat dan nomor halaman sesuai dengan halaman. Ketika program dimulai pelaksanaan, satu atau lebih halaman yang ditransfer ke memori utama dan halaman set meja untuk menunjukkan posisi mereka. Program ini dijalankan dari memori utama sampai upaya rujukan ke halaman yang masih dalam memori penolong. Kondisi ini dikenal sebagai halaman kesalahan. Kemudian pelaksanaan program ini dihentikan sementara sampai program ini dibawa ke dalam memori utama. Bila terjadi kesalahan di halaman virtual memori, ia menandakan bahwa halaman yang dirujuk oleh CPU tidak ada di dalam memori utama. Dengan demikian halaman baru sekarang penolong ditransfer dari memori ke memori utama. Jika memori utama sudah penuh, maka akan sangat diperlukan untuk menghapus halaman dari memori blok untuk memberikan ruang bagi sebuah halaman baru. Penggantian kebijakan ini akan digunakan untuk FIFO dan LRU. Sedangkan algoritma FIFO untuk memilih pengganti halaman yang telah lama di dalam memori waktu, dalam LRU, sedikit berbagi halaman adalah halaman dengan nilai count.
Asosiatif memori ---- apa yang digunakan dalam pemetaan alamat dalam cache memori sistem
Waktu yang diperlukan untuk menemukan item yang disimpan dalam memori dapat dikurangi secara besar jika data yang disimpan dapat diidentifikasi untuk akses oleh isi data diri daripada oleh alamat. Seperti unit memori diakses oleh konten disebut memori asosiatif atau CAM (content addressable memori). Asosiatif memori paralel dapat melakukan pencarian data oleh asosiasi. Hal ini lebih mahal daripada RAM. Asosiatif memori yang digunakan dalam aplikasi dimana cari waktu adalah penting dan harus sangat singkat.
Pemetaan asosiatif: asosiatif memori yang digunakan dalam alamat pemetaan dalam cache memori sistem. Asosiatif memori yang baik alamat toko dan konten (data) dari memori kata, jadi ini izin lokasi di cache untuk menyimpan setiap kata dari memori utama.
Kernel yang O.S
OS memiliki master program yang disebut supervisor atau lalu lintas controller atau kernel. Kernel adalah bagian dari OS yang kontrol yang lainnya, dan selalu berada dalam memori utama. Kernel menjalankan mesin utama dan melaksanakan program-program pengelolaan sumber daya utama. Dimulai pada komputer, kernel yang dimuat dalam memori dan kontrol dari mesin.
Fungsi yang loader ---------- bootstrap loader
Loader alamat toko waktu. It menghasilkan alamat pada saat penyimpanan sekunder dari penyimpanan ke dalam memori utama. Bootstrap loader loader adalah mutlak. Ini merupakan awal program yang dimuat ke memori pada saat booting.
Single pass assembler memproses sebuah program assembly
Dengan algoritma untuk satu pass assembler adalah sebagai berikut:
Pass satu
Langkah 1 ------- lokasi initialize counter ke nol
Langkah 2 -------- membaca baris kode sumber
Langkah 3 ------- menganalisis pernyataan
Proses terjemahan ------- tahap analisis dan sintesis
Analisa sumber teks + sintesis dari sumber = terjemahan dari teks sumber ke teks sasaran.
Direct Memory Access (DMA):
Mentransfer data antara perangkat penyimpanan yang cepat dan memori yang sering dibatasi oleh kecepatan CPU. Mengeluarkan CPU dari jalan dan membiarkan pinggiran mengelola perangkat memori bis langsung meningkatkan kecepatan transfer. Transfer ini adalah teknik diistilahkan sebagai DMA. Selama transfer DMA, CPU yang menganggur dan tidak memiliki kontrol dari memori bus.
Interrupt prioritas: Transfer data antara CPU dari komputer dan I / O perangkat ini diprakarsai oleh CPU. Namun, CPU tidak dapat memulai transfer, kecuali jika perangkat sudah siap untuk berkomunikasi dengan CPU. Kesiapan pada perangkat dapat ditentukan dari mengganggu sinyal.
J prioritas mengganggu adalah sistem yang membentuk sebuah prioritas melalui berbagai sumber untuk menentukan kondisi yang akan dilayani pertama bila dua atau lebih permintaan simultaneously.Devices tiba tinggi dengan kecepatan transfer, contoh, disk magnetis adalah prioritas tinggi, lambat perangkat seperti keyboard mempunyai prioritas rendah.
Perangkat pemungutan: mendirikan prioritas interrupts bersamaan dapat dilakukan dengan perangkat lunak atau perangkat keras. J prosedur pemungutan pemungutan dikenal sebagai perangkat yang digunakan untuk mengidentifikasi prioritas utama oleh perangkat lunak sumber berarti. Prioritas utama yang diuji adalah sumber pertama, dan jika mengganggu sinyal yang aktif, kontrol cabang ke layanan rutin untuk sumber ini. Jika tidak, berikut adalah sumber prioritas rendah diuji dan sebagainya.
Mikro diprogram dan kontrol unit operasi:
Microprogramming merupakan metode kontrol unit desain di mana kontrol sinyal pilihan sequencing dan informasi yang tersimpan dalam RAM atau ROM yang disebut kontrol memori.
Diterjemahkan ke dalam virtual alamat alamat fisik dari komputer yang menggunakan memori virtual:
Hal ini dilakukan oleh pemetaan menggunakan alamat halaman. Fisik memori dirobohkan ke dalam kelompok yang sama disebut ukuran blok. Halaman merujuk ke kelompok ruang alamat yang sama ukurannya. Pemetaan ruang alamat dari ke ruang memori yang difasilitasi jika setiap alamat maya dianggap diwakili oleh 2 nos. - Alamat dan nomor halaman sesuai dengan halaman. Ketika program dimulai pelaksanaan, satu atau lebih halaman yang ditransfer ke memori utama dan halaman set meja untuk menunjukkan posisi mereka. Program ini dijalankan dari memori utama sampai upaya rujukan ke halaman yang masih dalam memori penolong. Kondisi ini dikenal sebagai halaman kesalahan. Kemudian pelaksanaan program ini dihentikan sementara sampai program ini dibawa ke dalam memori utama. Bila terjadi kesalahan di halaman virtual memori, ia menandakan bahwa halaman yang dirujuk oleh CPU tidak ada di dalam memori utama. Dengan demikian halaman baru sekarang penolong ditransfer dari memori ke memori utama. Jika memori utama sudah penuh, maka akan sangat diperlukan untuk menghapus halaman dari memori blok untuk memberikan ruang bagi sebuah halaman baru. Penggantian kebijakan ini akan digunakan untuk FIFO dan LRU. Sedangkan algoritma FIFO untuk memilih pengganti halaman yang telah lama di dalam memori waktu, dalam LRU, sedikit berbagi halaman adalah halaman dengan nilai count.
Asosiatif memori ---- apa yang digunakan dalam pemetaan alamat dalam cache memori sistem
Waktu yang diperlukan untuk menemukan item yang disimpan dalam memori dapat dikurangi secara besar jika data yang disimpan dapat diidentifikasi untuk akses oleh isi data diri daripada oleh alamat. Seperti unit memori diakses oleh konten disebut memori asosiatif atau CAM (content addressable memori). Asosiatif memori paralel dapat melakukan pencarian data oleh asosiasi. Hal ini lebih mahal daripada RAM. Asosiatif memori yang digunakan dalam aplikasi dimana cari waktu adalah penting dan harus sangat singkat.
Pemetaan asosiatif: asosiatif memori yang digunakan dalam alamat pemetaan dalam cache memori sistem. Asosiatif memori yang baik alamat toko dan konten (data) dari memori kata, jadi ini izin lokasi di cache untuk menyimpan setiap kata dari memori utama.
Kernel yang O.S
OS memiliki master program yang disebut supervisor atau lalu lintas controller atau kernel. Kernel adalah bagian dari OS yang kontrol yang lainnya, dan selalu berada dalam memori utama. Kernel menjalankan mesin utama dan melaksanakan program-program pengelolaan sumber daya utama. Dimulai pada komputer, kernel yang dimuat dalam memori dan kontrol dari mesin.
Fungsi yang loader ---------- bootstrap loader
Loader alamat toko waktu. It menghasilkan alamat pada saat penyimpanan sekunder dari penyimpanan ke dalam memori utama. Bootstrap loader loader adalah mutlak. Ini merupakan awal program yang dimuat ke memori pada saat booting.
Single pass assembler memproses sebuah program assembly
Dengan algoritma untuk satu pass assembler adalah sebagai berikut:
Pass satu
Langkah 1 ------- lokasi initialize counter ke nol
Langkah 2 -------- membaca baris kode sumber
Langkah 3 ------- menganalisis pernyataan
Proses terjemahan ------- tahap analisis dan sintesis
Analisa sumber teks + sintesis dari sumber = terjemahan dari teks sumber ke teks sasaran.
Direct Memory Access (DMA):
Mentransfer data antara perangkat penyimpanan yang cepat dan memori yang sering dibatasi oleh kecepatan CPU. Mengeluarkan CPU dari jalan dan membiarkan pinggiran mengelola perangkat memori bis langsung meningkatkan kecepatan transfer. Transfer ini adalah teknik diistilahkan sebagai DMA. Selama transfer DMA, CPU yang menganggur dan tidak memiliki kontrol dari memori bus.
ALU
Arithmetic Logical Unit merupakan unit penalaran secara logic. ALU ini adalah merupakan Sirkuit CPU berkecepatan tinggi yang bertugas menghitung dan membandingkan. Angka-angka dikirim dari memori ke ALU untuk dikalkulasi dan kemudian dikirim kembali ke memori.
Jika CPU diasumsikan sebagai otaknya komputer, maka ada suatu alat lain di dalam CPU tersebut yang kenal dengan nama Arithmetic Logical Unit (ALU), ALU inilah yang berfikir untuk menjalankan perintah yang diberikan kepada CPU tersebut.
ALU sendiri merupakan suatu kesatuan alat yang terdiri dari berbagai komponen perangkat elektronika termasuk di dalamnya sekelompok transistor, yang dikenal dengan nama logic gate, dimana logic gate ini berfungsi untuk melaksanakan perintah dasar matematika dan operasi logika.
Kumpulan susunan dari logic gate inilah yang dapat melakukan perintah perhitungan matematika yang lebih komplit seperti perintah “add” untuk menambahkan bilangan, atau “devide” atau pembagian dari suatu bilangan. Selain perintah matematika yang lebih komplit, kumpulan dari logic gate ini juga mampu untuk melaksanakan perintah yang berhubungan dengan logika, seperti hasil perbandingan dua buah bilangan.
Instruksi yang dapat dilaksanakan oleh ALU disebut dengan instruction set. Perintah yang ada pada masing-masing CPU belum tentu sama, terutama CPU yang dibuat oleh pembuat yang berbeda, katakanlah misalnya perintah yang dilaksanakan oleh CPU buatan Intel belum tentu sama dengan CPU yang dibuat oleh Sun atau perusahaan pembuat mikroprosesor lainnya. Jika perintah yang dijalankan oleh suatu CPU dengan CPU lainnya adalah sama, maka pada level inilah suatu sistem dikatakan compatible.
Sehingga sebuah program atau perangkat lunak atau software yang dibuat berdasarkan perintah yang ada pada Intel tidak akan bisa dijalankan untuk semua jenis prosesor, kecuali untuk prosesor yang compatible dengannya.
Seperti halnya dalam bahasa yang digunakan oleh manusia, instruction set ini juga memiliki aturan bahasa yang bisa saja berbeda satu dengan lainnya. Bandingkanlah beda struktur bahasa Inggris dengan Indonesia, atau dengan bahasa lainnya, begitu juga dengan instruction set yang ada pada mesin, tergantung dimana lingkungan instruction set itu digunakan.
Jika CPU diasumsikan sebagai otaknya komputer, maka ada suatu alat lain di dalam CPU tersebut yang kenal dengan nama Arithmetic Logical Unit (ALU), ALU inilah yang berfikir untuk menjalankan perintah yang diberikan kepada CPU tersebut.
ALU sendiri merupakan suatu kesatuan alat yang terdiri dari berbagai komponen perangkat elektronika termasuk di dalamnya sekelompok transistor, yang dikenal dengan nama logic gate, dimana logic gate ini berfungsi untuk melaksanakan perintah dasar matematika dan operasi logika.
Kumpulan susunan dari logic gate inilah yang dapat melakukan perintah perhitungan matematika yang lebih komplit seperti perintah “add” untuk menambahkan bilangan, atau “devide” atau pembagian dari suatu bilangan. Selain perintah matematika yang lebih komplit, kumpulan dari logic gate ini juga mampu untuk melaksanakan perintah yang berhubungan dengan logika, seperti hasil perbandingan dua buah bilangan.
Instruksi yang dapat dilaksanakan oleh ALU disebut dengan instruction set. Perintah yang ada pada masing-masing CPU belum tentu sama, terutama CPU yang dibuat oleh pembuat yang berbeda, katakanlah misalnya perintah yang dilaksanakan oleh CPU buatan Intel belum tentu sama dengan CPU yang dibuat oleh Sun atau perusahaan pembuat mikroprosesor lainnya. Jika perintah yang dijalankan oleh suatu CPU dengan CPU lainnya adalah sama, maka pada level inilah suatu sistem dikatakan compatible.
Sehingga sebuah program atau perangkat lunak atau software yang dibuat berdasarkan perintah yang ada pada Intel tidak akan bisa dijalankan untuk semua jenis prosesor, kecuali untuk prosesor yang compatible dengannya.
Seperti halnya dalam bahasa yang digunakan oleh manusia, instruction set ini juga memiliki aturan bahasa yang bisa saja berbeda satu dengan lainnya. Bandingkanlah beda struktur bahasa Inggris dengan Indonesia, atau dengan bahasa lainnya, begitu juga dengan instruction set yang ada pada mesin, tergantung dimana lingkungan instruction set itu digunakan.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar