DASAR KOMPUTER Memory
Overview Point pertimbangan Hirarki Memory RAM & ROM Error Detection
Memori.???
Point Pertimbangan Lokasi memori Memory prosesor Internal (main memory) Eksternal (Secondary memory) Kapasitas Word Size Jumlah Word Transfer Unit Word : Block : Metode Akses Sequential Direct Random Associative Kinerja Access Time Cycle Time Transfer Rate Tipe Bahan Semiconduktor Magnetic Optical Magneto Optical Karakteristik Fisik Volatile : Data hilang apabila tidak ada alira listrik (catu daya) Non-volatile : Data tidak bisa hilang apabila memory kehilangan catu daya. Erasable : Isi memory dapat dihapus Non-erasable : Isi memory tidak dapat dihapus
Hirarki Memory Parameter memory yang saling bertolak belakang yaitu Harga Kapasitas access time. Access time semakin cepat harga semakin mahal Kapasitas semakin besar harga per bit semakin murah Kapasitas semakin besar access time semakin lama. Komputer butuh memory waktu akses cepat kapasitas yang besar harga yang murah. Solusi : menggunakan memory bertingkat/hirarki memory
Hirarki Memory
Hirarki Memory Semakin ke bawah dari hirarki memory tersebut maka: harga per bit semakin rendah Kapasitas semakin besar. Waktu akses yang semakin lama Akses memory ke prosesor semakin berkurang. Kunci keberhasilan dari hirarki memory adalah pada point 4 data/instruksi yang sering diakses oleh prosesor diletakkan pada hirarki yang paling atas sehingga waktu yang dibutuhkan oleh prosesor semakin singkat.
Mahal..????
Memory Semikonduktor Memory komputer : Dulu : cincin ferromagetik/core. Sekarang : bahan semikonduktor
Jenis Memory Semikonduktor
RAM Tipe RAM (Random Access Memory) umum digunakan Jenis memori RAM : Static RAM : Nilai 0 dan 1 disimpan pada konfigurasi gerbang logika flip-flop. Lebih cepat dalam akses data. Dynamic RAM : Terbuat dari cell yang menyimpan data berdasarkan muatan pada kapasitor. Jika kapasitor memiliki muatan maka dinyatakan sebagai 1 dan jika sebaliknya dinyatakan sebagai 0. Ukuran dynamic RAM lebih kecil Harganya lebih mahal. Butuh rangkaian refresh (penyegar).
ROM (Read Only Memory) Menyimpan data secara permanen. Data tidak bisa dihapus dan diubah. Biasanya hanya digunakan untuk menyimpan aplikasi microprogramming dan aplikasi penting seperti : Pustaka fungsi /prosedur yang biasa diakses oleh Program sistem Table fungsi Permasalahan : Proses penyimpanan data memakan biaya yang cukup besar Jika terjadi error, maka semua ROM harus dibuang.
Programmable Read Only Memory PROM bisa ditulis ulang dengan menggunakan perangkat khusus. EPROM, EEPROM dan flash memory merupakan memory yang dapat dihapus dan ditulis kembali. EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory) Proses penghapusan data menggunakan sinar ultraviolet dan proses pembacaan menggunakan arus listrik. EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) Proses penghapusan dan pembacaan data dapat dilakukan secara elektrikal.
Organisasi Memory
Struktur Memori Komponen utama : memory cell. Sifat dari memory cell adalah sebagai berikut : Memiliki 2 kondisi yang dapat digunakan untuk merepresentasikan 0 dan 1. Cell tersebut bisa ditulis (walaupun hanya sekali) untuk menset kondisi. Cell dapat dibaca. Tiap cell memory memiliki 3 terminal Select : memilih operasi yang akan dilakukan (read atau write) Control : memberikan sinyal kontrol penulisan /pembacaan data Data : data sebagai terminal data yang akan ditulis atau data yang dibaca
Error Correction Memory semiconduktor rentan terhadap error Jenis Error pada memory semikonduktor Hard Error Error yang disebabkan oleh kerusakan permanent memory secara fisik yang menyebabkan cell tidak mampu menyimpan data dengan benar. Soft Error Error yang bersifat acak dan hanya menyebabkan kerusakan konten yang disimpan dalam cell. Butuh rangkaian logika untuk error detecting dan error correction.
Proses Deteksi Error Proses Penulisan Data : perhitungan dilakukan terhadap data yang akan disimpan dengan menggunakan sebuah fungsi yang akan menghasilkan sebuah code. Data dan code hasil perhitungan tersebut disimpan pada memory. Proses pembacaan data Data yang dihasilkan tersebut dibandingkan dengan data yang tersimpan yang akan menghasilkan 3 kemungkinan : Tidak ada error. Ada error, tapi data bisa direcovery Ada error, tapi data tidak bisa direcovery(diselamatkan) Metode error correction sederhana yang digunakan adalah metode Hamming Code Hamming Code ditemukan oleh Richard Hamming dari Bell Laboratories.
Hamming Code
Hamming Code Prinsip hamming code digunakan dalam proses deteksi dan koreksi error di memory komputer. Bit code yang digunakan disebut juga dengan nama check bit. Check bit digunakan menghasilkan syndrome error yang dapat menentukan lokasi error.
Hamming Code Jumlah bit yang dibutuhkan untuk check bit error dapat dilihat pada tabel dibawah ini.
Hamming Code Untuk mencapai karakteristik ini, data dan check bit disusun berdasarkan 12 posisi seperti tabel. Check bit diletakkan pada posisi dimana hanya ada 1 buah bit 1 pada nilai binary posisi tersebut. Misalnya check bit kedua (C2) diletakkan pada posisi 2 (2 = 0010 hanya ada 1 bit 1 yaitu pada bit ke-2). Posisi sangat menentukan dalam proses penghitungan check bit.
Hamming Code C1 = D1 D2 D4 D5 D7 C2 = D1 D3 D4 D6 D7 C3 = D2 D3 D4 D8 C4 = D5 D6 D7 D8 C1 D1 D2 D4 D5 D7 C2 D1 D3 D4 D6 D7 C4 D2 D3 D4 D8 C8 D5 D6 D7 D8
Penggunaan Check Bit Check bit dihitung dan disimpan bersamaan dengan proses penyimpanan data. Pada saat data dibaca, check bit dihitung lagi dengan menggunakan persamaan diatas dan kemudian dibandingkan dengan check bit yang tersimpan dengan menggunakan logika EXCLUSIVE OR. Hasil perbandingan disebut sebagai syndrome Karakteristik syndrome : Jika semua bit syndrome error adalah 0 Tidak ada error Jika syndrome error memiliki 1 dan hanya 1 bit 1, Ada error pada check bit Tidak diperlukan koreksi. Jika syndrome error memiliki lebih dari 1 bit 1 ada error pada data nilai dari syndrome error menunjukkan lokasi bit yang mengalami error.
Tugas