MATA KULIAH: ORGANISASI KOMPUTER SISTEM MEMORI MEMORI CHACE, MEMORI VIRTUAL, PENYIMPANAN SEKUNDER PRODI PENDIDIKAN TEKNIK INFORMATIKA DAN KOMPUTER JURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI MAKASSAR 2011 H_092904010 1
CREATED BY: AYU ANGGRIANI H 092904010 PTIK A 2009 H_092904010 2
MEMORI CHACE H_092904010 3
Kecepatan memori utama sangat rendah dibandingkan dengan kecepatan prosesor modern. Untuk performa yang baik, prosesor tidak dapat membuang waktunya dengan menunggu untuk mengakses instruksi dan data pada memori utama. Karenanya, sangat penting untuk memikirkan suatu skema yang mengurangi waktu dalam mengakses informasi. Karena kecepatan unit memori utama dibatasi oleh batasan elektronik dan packaging, maka solusinya harus dicari dalam pengaturan arsitektur yang berbeda. Solusi yang efisien adalah menggunakan memori cache cepat yang sebenarnya membuat memori utama tampak lebih cepat bagi prosesor daripada sebenarnya. H_092904010 4
Penggunaan memori cache. H_092904010 5
FUNGSI MAPPING H_092904010 6
Untuk membahas metode yang mungkin untuk menetapkan dimana blok memori ditempatkan di dalam cache, kita menggunakan contoh kecil yang spesifik. Perhatikanlah suatu cache dengan 128 blok yang masing-masing terdiri dari dari 16 word, sehingga total 2048 (2K) word, dan asumsikan bahwa memori utama adalah addressable dengan alamat 16-bit. Memori utama memiliki 64K word, yang akan kita tampilkan sebagai blok 34K yang masing-masing trdiri dari 16 word. Untuk penyederhanaan, kita mengasumsikan bahwa alamat yang berurutan mengacu pada word yang berurutan. H_092904010 7
Direct Mapping H_092904010 8
Cache direct-mapped H_092904010 9
Associative Mapping H_092904010 10
Cache Associative-mapped H_092904010 11
Set-associative mapping H_092904010 12
Cache set-associative-mapped dengan dua blok per BY set AYU ANGGRIANI H_092904010 13
ALGORITMA PENGGANTIAN H_092904010 14
Dalam cache direct mapped, posisi tiap blok ditetapkan sebelumnya; karenanya tidak ada strategi penggantian. Dalam cache associative dan set associative terdapat beberapa fleksibilitas. Pada saat blok baru dibawa ke dalam cache dan semua posisi yang mungkin untuk dipergunakannya telah penuh, maka controller cache harus memutuskan blok lama mana yang di over-write. Ini merupaka persoalan penting karena keputusan tersebut dapat menjadi factor penentu yang kuat dalam performa system. Secara umum, tujuannya adalah memepertahankan blok di dalam cache yang tampakknya akan direferensi dalam waktu singkat. H_092904010 15
CONTOH TEKNIK MAPPING H_092904010 16
Contoh detil mengilustrasikan efek teknik mapping cache yang berbeda. Asumsikan bahwa prosesor memiliki cache instruksi dan data terpisah. Agar contoh tersebut tetap sederhana, asumsikan cache data hanya memiliki ruang untuk delapan blok data. Asumsikan juga bahwa tiap blok hanya terdiri dari 16 bit word data dan memori word addressable dengan 16 bit alamat. Cache Direct - Mapped Cache Associative-Mapped H_092904010 17
CONTOH CACHE DALAM PROSESOR KOMERSIAL H_092904010 18
Cache 68040 68040 Motorola memiliki dua cache yang disertakan pada chip prosesor - satu digunakan untuk instruksi dan yang lain untuk data. Cache ARM710AT Famili ARM terdiri dari prosesor yang memiliki arsitektur RISC-type efisien, yang dikarakterisasi dengan biaya rendah dan konsumsi daya rendah. ARM710T adalah salah satu dari prosesor dalam famili ini. Prosesor ini memiliki cache tunggal untuk instruksi dan data. Cache Pentium III Pentium III adalah prosesor performa tinggi. Karena performa tinggi tergantung pada akses cepat ke instruksi dan data, maka Pentium III menggunakan dua tingkat cache. Cache Pentium 4 Prosesor Pentium 4 dapat mempunyai hingga tiga tingkat cache. Cache L 1 terdiri dari cache data dan instruksi terpisah. Cache data memiliki kapasitas 8K byte, diatur dalam cara 4-way set-associative. H_092904010 19
PERTIMBANGAN PERFORMA H_092904010 20
Dua faktor kunci dalam kesuksesan komersial komputer adalah performa dan biaya; tujuannya adalah performa terbaik yang dimungkinkan pada harga terendah. Tantangan dalam menetapkan alternatif desain adalah untuk meningkatkan performa tanpa meningkatkan biaya. Pengukuran umum kesuksesan adalah rasio harga/performa. Dalam bagian ini, kita membahas fitur khusus desain memori yang menghasilkan performa tinggi. H_092904010 21
Performa tergantung pada seberapa cepat instruksi mesin dapat dibawa ke dalam prosesor untuk eksekusi dan seberapa cepat instruksi tersebut dapat dieksekusi. Interleaving Hit Rate DAN Miss Penalty Cache dalam Chip Prosesor Pengembangan Lainnya Write Buffer Prefetching Cache Lookup-Free H_092904010 22
MEMORI VIRTUAL H_092904010 23
Teknik yang secara otomatis memindahkan program dan blok data ke dalam memori utama fisik pada saat diperlukan untuk eksekusi disebut teknik memori-virtual. Program dan prosesor, mereferensi instruksi dan ruang data yang bebas dari ruang memori utama fisik yang tersedia. Translasi Alamat Transisi alamat memori-virtual H_092904010 24
PERSYARATAN MANAJEMEN MEMORI H_092904010 25
Routine manajemen adalah bagian dari sistem operasi komputer. Sangat baik untuk menggabungkan routine sistem operasi ke dalam ruang alamat virtual, disebut ruang sistem, yang terpisah dari ruang virtual dimana terdapat program aplikasi user. Ruang berikutnya disebut ruang user Persyaratan penyimpanan besar kebanyakan sistem komputer secara ekonomis direalisasikan dalam bentuk disk magnetik, disk optik, dan tape magnetik, yang biasanya disebut sebagai perangkat penyimpanan sekunder. H_092904010 26
PENYIMPANAN SEKUNDER H_092904010 27
Media penyimpanan dalam sistem disk-magnetik terdiri dari satu atau lebih disk yang dipasangkan pada kumparan bersama. Film magnetik tipis disimpan pada tiap disk, biasanya pada kedua sisi. Disk tersebut diletakkan dalam drive berputar sehingga permukaan termagnetisasi bergerak sangat dekat dengan head baca/tulis Harddisk H_092904010 28
Floppy disk adalah unit disk yang lebih kecil, sederhana, dan murah yang terdiri dari disket (diskette) plastik, yang fleksibel dan removable yang dilapisi dengan bahan magnetik. Disket diwadahi dalam selubung plastik, yang memiliki bukaan di mana head baca/tulis kontak dengan disket. Floppy Disk H_092904010 29
Compact disk (CD) lazim, yang digunakan dalam sistem audio, merupakan aplikasi praktis pertama dari teknologi ini. Segera sesudahnya, teknologi optik diadaptasi ke lingkungan komputer untuk menyediakan penyimpanan read-only kapasitas-tinggi yang disebut CD-ROM. Disk Optik H_092904010 30
Tape magnetik biasanya digunakan untuk tujuan backup harddisk dan media penyimpanan arsip. Perekaman magnetic-tape menggunakan prinsip yang sama dengan yang digunakan dalam perekaman magnetic-disk. Tape Magnetik H_092904010 31
Hamacher, Carl dkk. Organisasi Komputer edisi 5. Penerbit Andi. Yogyakarta. 2004 REFERENSI H_092904010 32
THANK S H_092904010 33