Pengertian Sistem Bus, Cache Memory, Memory Internal Dan Memory Eksternal SISTEM BUS Bus adalah Jalur komunikasi yang dibagi pemakai Suatu set kabel tunggal yang digunakan untuk menghubungkan berbagai subsistem. Karakteristik penting sebuah bus adalah bahwa bus merupakan media transmisi yang dapat digunakan bersama. Sistem Bus bisa di bilang penghubung komponen-komponen utama computer (CPU, Memori, Media Input/Output) Beberapa contoh bus utama dalam sistem komputer modern adalah sebagai berikut: Bus prosesor. Bus ini merupakan bus tercepat dalam sistem dan menjadi bus inti dalam chipset dan motherboard.bus ini utamanya digunakan oleh prosesor untuk meneruskan informasi dari prosesor ke cache atau memori utama ke chipset kontrolir memori.bus ini juga terbagi atas beberapa macam, yakni Front-Side Bus, HyperTransport bus, dan beberapa bus lainnya. Bus AGP (Accelerated Graphic Port). Bus ini merupakan bus yang didesain secara spesifik untuk kartu grafis. Bus PCI (Peripherals Component Interconnect). Bus PCI tidak tergantung prosesor dan berfungsi sebagai bus peripheral. Bus ini memiliki kinerja tinggi untuk sistem I/O berkecepatan tinggi. Bus ISA (Industry Standard Architecture) Bus MCA (Micro Channel Architecture) Bus SCSI (Small Computer System Interface]]. Bus ini diperkenalkan oleh Macintosh pada tahun 1984. SCSI merupakan antarmuka standar untuk drive CD-ROM, peralatan audio, harddisk, dan perangkat penyimpanan eksternal berukuran besar Bus USB (Universal Serial Bus). Bus ini dikembangkan oleh tujuh vendor komputer, yaitu Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC, dan Northern Telecom. Bus 1394 / FireWire memiliki kecepatan tinggi diatas SCSI dan PCI. Bus disusun secara hierarkis, karena setiap bus yang memiliki kecepatan rendah akan dihubungkan dengan bus yang memiliki kecepatan tinggi. Setiap perangkat di dalam sistem juga dihubungkan ke salah satu bus yang ada. Sebagai contoh, kartu grafis AGP akan dihubungkan ke bus AGP. Beberapa perangkat lainnya (utamanya chipset atau kontrolir) akan bertindak sebagai jembatan antara bus-bus yang berbeda. Sebagai contoh, sebuah kontrolir bus SCSI dapat mengubah sebuah bus menjadi bus SCSI, baik itu bus PCI atau bus PCI Express. JENIS-JENIS BUS Berdasar jenis busnya, bus dapat dibedakan menjadi bus yang khusus menyalurkan data tertentu, contohnya paket data saja, atau alamat saja, jenis ini disebut Dedicated Bus. Namun apabila bus yang dilalui informasi yang berbeda baik data, alamat, dan sinyal kontrol dengan metode multipleks data maka bus ini disebut Multiplexed Bus. Kekurangan multiplexed bus adalah hanya memerlukan saluran sedikit sehingga menghemat tempat tapi kecepatan transfer data menurun dan diperlukan mekanisme yang komplek untuk mengurai data yang telah dimultipleks. Sedangkan untuk dedicated bus merupakan kebalikan dari multipexed bus. ORGANISASI BUS Jalur Kontrol -Berisi signal request dan sinyal untuk mendeteksi -Mengindikasikan tipe informasi pada jalur data. Jalur Data -Membawa informasi antara sumber dan tujuan data dan alamat dan perintah-perintah kompleks
STRUKTUR BUS Saluran Data Saluran data memberikan lintasan perpindahan data antara dua modul sistem. Saluran ini secara kolektif disebut bus data. Umumnya bus data terdiri dari 8, 16, 32 saluran, jumlah saluran diakitakan dengan lebar bus data. Karena pada suatu saat tertentu saluran hanya dapat membawa 1 bit, Misalnya, bila bus data lebarnya 8 bit, dan setiap instruksi panjangnya 16 bit, maka CPU harus dua kali mengakses modul memori dalam setiap siklus instruksinya. Saluran Alamat Saluran alamat digunakan untuk menandakan sumber atau tujuan data pada bus data. Misalnya, bila CPU akan membaca sebuah word data dari memori, maka CPU akan menaruh alamat word yang dimaksud pada saluran alamat. Lebar bus alamat akan menentukan kapasitas memori maksimum sistem. Selain itu, umumnya saluran alamat juga dipakai untuk mengalamati port-port input/outoput. Biasanya, bit-bit berorde lebih tinggi dipakai untuk memilih lokasi memori atau port I/O pada modul. Saluran Kontrol Saluran kontrol digunakan untuk mengntrol akses ke saluran alamat dan penggunaan data dan saluran alamat. Karena data dan saluran alamat dipakai bersama oleh seluruh komponen, maka harus ada alat untuk mengontrol penggunaannya. Sinyal-sinyal kontrol melakukan transmisi baik perintah maupun informasi pewaktuan diantara modul-modul sistem. Sinyal-sinyal pewaktuan menunjukkan validitas data dan informasi alamat. Sinyal-sinyal perintah mespesifikasikan operasi-operasi yang akan dibentuk. Umumnya saluran kontrol meliputi : memory write, memory read, I/O write, I/O read, transfer ACK, bus request, bus grant, interrupt request, interrupt ACK, clock, reset. CACHE MEMORY Cache memory adalah memori yang sangat cepat yang dibangun dalam sebuah central processing unit komputer (CPU), atau ditempatkan dalam chip yang terpisah. Fungsi memori cache untuk menyimpan instruksi yang berulang kali diperlukan dan dapat diakses sangat cepat untuk menjalankan program, memperbaiki sistem secara keseluruhan. Keuntungan dari memori cache 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. Setelah sebagian besar program terbuka dan berjalan, mereka menggunakan sumber daya yang sangat sedikit. Ketika sumber daya ini disimpan dalam cache, program dapat beroperasi lebih cepat dan efisien. Cache dalam system komputer yang menjalankan CPU dengan cache kecil bisa memiliki benchmark yang lebih rendah. 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 system. Letak cache memory L1 cache terintegrasi dengan chip prosesor, artinya letak L1 cache sudah menyatu dengan chip prosesor (berada di dalam keping prosesor). Sedangkan letak L2 cache, ada yang menyatu dengan chip prosesor, ada pula yang terletak di luar chip prosesor, yaitu di motherboard dekat dengan posisi dudukan prosesor. Pada era prosesor intel 80486 atau sebelumnya, letak L2 cache kebanyakan berada di luar chip prosesor. Chip cache terpisah dari prosesor, berdiri mandiri dekat chip prosesor. Sejak era prosesor Intel Pentium, letak L2 cache ini sudah terintegrasi dengan chip prosesor (menyatu dengan keping prosesor). Posisi L2 cache selalu terletak antara L1 cache dengan memori utama (RAM). Sedangkan L3 cache belum diimplementasikan secara umum pada semua jenis prosesor. Hanya prosesor-prosesor tertentu yang memiliki L3 cache. Cache memory yang letaknya terpisah dengan prosesor disebut cache memory non integrated atau diskrit (diskrit artinya putus atau terpisah). Cache memory yang letaknya menyatu dengan prosesor disebut cache memory integrated, on-chip, atau on-die (integrated artinya bersatu/menyatu/ tergabung, on-chip artinya ada pada chip). L1 cache (Level 1 cache) disebut pula dengan istilah primary cache, first cache, atau level one cache. L2 cache disebut dengan istilah secondary cache, second level cache, atau level two cache.
Stuktur sistem Cache Memori utama terdiri dari sampai dengan 2 n word beralamat, dengan masing-masing word mempunyai n-bit alamat yang unik. Untuk keperluan pemetaan, memori ini dinggap terdiri dari sejumlah blok yang mempunyai panjang K word masing-masing bloknya. Dengan demikian, ada M = 2 n /K blok. Cache terdiri dari C buah baris yang masing-masing mengandung K word, dan banyaknya baris jauh lebih sedikit dibandingkan dengan banyaknya blok memori utama (C << M). Di setiap saat, beberapa subset blok memori berada pada baris dalam cache. jika sebuah word di dalam blok memori dibaca, blok itu ditransfer ke salah satu baris cache. karena terdapat lebih banyak blok bila dibanding dengan baris, maka setiap baris tidak dapat menjadi unik dan permanen untuk dipersempahkan ke blok tertentu mana yang disimpan. Tag biasanya merupakan bagian dari alamat memori utama. Elemen rancangan cache Elemen-elemen penting dari rancangan memory cache adalah sebagai berikut: Ukuran cache, disesuaikan dengan kebutuhan untuk membantu kerja memori. Semakin besar ukuran cache semakin lambat karena semakin banyak jumlah gerbang dalam pengalamatan cache. Fungsi Pemetaan (Mapping), terdiri dari Pemetaan Langsung, Asosiatif, Asosiatif Set.Pemetaan langsung merupakan teknik yang paling sederhana, yaitu memetakkan masing-masing blok memori utama hanya ke sebuah saluran cache saja. Pemetaan asosiatif dapat mengatasi kekurangan pemetaan langsung dengan cara mengizinkan setiap blok memori utama untuk dimuatkan ke sembarang saluran cache.hal ini menurut artikel dari Yulisdin Mukhlis, ST., MT Algoritma Penggantian, terdiri dari Least Recently Used (LRU), First in First Out (FIFO), Least Frequently Used (LFU), Acak. Algoritma penggantian digunakan untuk menentukan blok mana yang harus dikeluarkan dari cache untuk menyiapkan tempat bagi blok baru. Ada 2 metode algoritma penggantian yaitu Writethrough dan Write-back.Write-through adalah Cache dan memori utama diupdate secara bersamaan waktunya. Sedangkan Write-back melakukan update data di memori utama hanya pada saat word memori telah dimodifikasi dari cache. Ukuran blok, blok-blok yang berukuran Iebih besar mengurangi jumlah blok yang menempati cache. Setiap pengambilan blok menindih isi cache yang lama, maka sejumlah kecil blok akan menyebabkan data menjadi tertindih setelah blok itu diambil. Dengan meningkatnya ukuran blok, maka jarak setiap word
tambahan menjadi lebih jauh dari word yang diminta,sehingga menjadi lebih kecil kemungkinannya untuk di perlukan dalam waktu dekat.(dikutip dari artilek milik Yulisdin "Mukhlis, ST., MT") Line size, Jumlah cache, Satu atau dua dua tingkat, kesatuan atau terpisah MEMORY INTERNAL Memori internal, adalah bahwa memori terpasang langsung pada motherboard yang dapat diakses secara langsung oleh prosesor. Pengertian internal memory terbagi menjadi : Read Only Memory (ROM), berfungsi untuk menyimpan berbagai program yang berasal dari pabrik computer. Sesuai dengen namanya, ROM, maka program yang tersimpan didalam ROM, hanya bisa dibaca oleh para pemakai. Random Access Memory (RAM), merupakan bagian memory yang bisa digunakan oleh para pemakai untuk menyimpan program dan data. ROM bisa diibaratkan sebuah tulisan yang sudah tercetak, dimana pemakai hanya bisa melakukan pembacaan data yang ada didalamnya tanpa bisa melakukan perubahan pada tulisan yang ada. ROM biasanya berisi instruksi atau program khusus yang bisa digunakan pemakai untuk memanfaatkan computer secara maksimal. RAM berfungsi untuk menyimpan program data dari pemakai computer dalam bentuk pulsa-pulsa elektrik, sehingga seandainya listrik yg ada dimatikan, maka program dan data yang tersimpan akan hilang. ROM menyimpan program yang berasal dari pabrik dalam bentuk komponen padat, sehingga tidak akan mengalami gangguan seandainya aliran listrik terputus. Isi RAM bias dihapus oleh pemakai computer, isi ROM tidak. Secara fisik, RAM berbentuk seperti sebuah chip yang sangat kecil, dan saat ini mampu menyimpan data antara 8 MB hingga 32 GB. Apabila pemakai computer ingin menambah kapasitas memory yang dimilikinya, pemakai tinggal menambahkan chip RAM pada tempat yang telah disediakan (chip-set). Secara prinsip, pengertian RAM terbagi menjadi: Input Area, tempat untuk menampung data-data input yang akan diolah. Program Area, tempat untuk menampung program yang akan dipergunakan untuk memproses data. Working Area, tempat untuk menampung kegiatan pengolahan data yang akan dikerjakan. Output Area, tempat untuk menampung hasil pengolahan data. ROM biasanya berisi: Program BIOS (Basic Input Output System), program ini berfungsi untuk mengendalikan perpindahan data antara microprocessor kekomponen lain yang meliputi keyboard, monitor, printer dan lainnya. Program BIOS juga mempunyai fungsi untuk self-diagnostik, atau memeriksa kondisi yang ada didalam dirinya. Program Linkage/Bootstrap, bertugas untuk memindahkan operating system yang tersimpan didalam disket untuk kemudian ditempatkan didalam RAM. MEMORY EKSTERNAL Memory Eksternal adalah memori yang menyimpan data dalam media fisik berbentuk kaset atau disk. agar tetap mengaliri transistor sehingga tetap dapat menyimpan data. External memory mempunyai fungsi yang hampir sama dengan internal memory. Hanya bedanya, internal memory terletak didalam CPU, external memory berada diluar CPU. Data-data yang tersimpan didalam external memory bersifat tetap, artinya data tersebut tidak akan hilang walaupun tidak ada listrik yang mengalirinya. Media yang digunakan biasanya merupakan media magnitic yang berfungsi sebagai tempat penyimpanan data dengan guratan-guratan magentic yang dimilikinya. Jenis external memory cukup banyak. Disket / Flopy disk Disket merupakan media penyimpanan yang sangat populer bagi personal komputer. Secara pisik, disket terbuat dari lempengan plastik yang berbentuk bundar dimana pada permukaannya dilapisi oleh magnit sebagai tempat untuk menyimpan guratan-guratan data. Untuk menjaga agar data ataupun program yang tersimpan didalam disket tetap terjaga kebersihannya, disket kemudian dibungkus oleh karton yang berbentuk segi empat.
Bagian-bagian dari disket adalah : Stress relief cutouts, berfungsi untuk membuka/tutup pengait drive. Read/Write Windows, merupakan jendela yang digunakan untuk membaca dan menulis dari mekanisme drive. Hub ring, berfungsi sebagai pegangan untuk memutar disket. Index Hole, apabila lubang yag ada pada karton/cover menumpuk dengan lubang pada disket, menandakan posisi sector 0. Write, lubang ini apabila dalam posisi terbuka, maka disket bisa dibaca dan ditulis; Apabila tertutup maka disket hanya bisa dibaca saja. Label, digunakan untuk menulis nama pemilik disket ataupun nama program/data yang tersimpan didalamnya. Tempat yang ada didalam disket terbagi menjadi beberapa track, dan setiap track akan terbagi menjadi beberapa sector. Sector merupakan bagian terkecil dimana data disimpan. Dalam hal ini, setiap sector sanggup menampung hingga 256 charakter. Setiap sector selalu ditandai dengan sebuah address sector, sehingga read/write head dengan cepat dapat menemukan data yang dimaksud. Jumlah sector untuk setiap track tidak sama, tergantung jenis komputer yang digunakan. Disket mempunyai ukuran: 8 inchi, 5.25 inchi dan 3.5 inchi. Pengertian density bisa diartikan sebagai kerapatan dalam menyimpan data, sehingga semakin tinggi density yang dimiliki oleh sebuah disket, maka daya tampung yang dimilikinya juga semakin tinggi. Hard Disk Harddisk merupakan salah media penyimpan data yang cukup populer bagi mainframe ataupun PC. Harddisk merupakan media penyimpanan yang memiliki bentuk pisik yang berbeda jika dibanding dengan disket. Secara umum hard disk biasanya terpasang dan menyatu didalam CPU (fixed disk). Mekanisme yang menyebabkan data yang tersimpan bisa dibaca ataupun ditulis didalam hard disk, disebut sebagai disk drive. Keunggulan dari hard disk adalah mampu menampung data dalam jumlah yang sangat besar serta memiliki kecepatan pada saat memanggil kembali data yang tersimpan. Harddisk dengan ukuran 3 Giga Byte pada saat ini sudah dianggap terlalu kecil, dan kini mulai beredar harddisk dengan ukuran yang jauh lebih besar. Compact Disk CD-ROM secara pisik mempunyai bentuk seperti halnya CD audio dan merupakan suatu hasil pengembangan teknologi baru pada tahun 1983, serta bisa digunakan sebagai tempat untuk menyimpan data dengan kapasitas tinggi. CD ROM secara umum dapat menyimpan data hingga 600 MB, tetapi kini banyak dipasarkan hingga ukuran gigabite. Harga CD ROM relative murah apabila dibanding dengan disket ataupun hard disk. Dengan kapasitas yang begitu besar, maka daya tampung sebuah CD-ROM pada saat ini, bisa disamakan dengan sekitar 430 disket yang berukuran 1.4 MB. Walapun demikian, harga sebuah CD-ROM saat ini, hampir sama dengan harga disket biasa. Magnetic Tape Magnetic tape merupakan media penyimpanan data yang biasanya digunakan untuk komputer jenis mini ataupun mainframe. Terdapat dua jenis magnetic tape yang biasanya digunakan oleh komputer. Jenis pertama mempunyai bentuk standart yang memiliki lebar pita 1/2 " (12.7 mm). Magnetic tape terbuat dari plastik tipis yang dilapisi magnetic pada permukaannya. Bentuk kedua adalah kaset ataupun catridge seperti halnya yang telah kita kenal pada kaset yang terdapat di audio tape recorder. Data yang ada disini juga disimpan dalam bentuk kode-kode tertentu seperti halnya yang terdapat dalam pita magnetic ukuran standart. Kaset ataupun catridge banyak digunakan pada komputer jenis homekomputer.