KATA PENGANTAR 1 KATA PENGANTAR Puji beserta syukur kehadirat Allah SWT, atas segala limpahan taufiq serta hidayah-Nya yang telah memberi penulis kesempatan untuk menyelesaikan Tugas Organisasi dan Arsitektur Komputer ini. Adapun tujuan penulisan Paper ini adalah untuk melengkapi tugas perkuliahan Organisasi dan Arsitektur Komputer. Melalui makalah ini, penulis akan membahas tentang “Sistem Bus”. Dan terima kasih kepada Bapak Ragel Tri Sudarmo M,kom. selaku dosen Organisasi dan Organisasi dan Sistem Komputer yang memberikan ilmunya dan selalu mengajari kami hal-hal yang berkaitan dengan arsitektur komputer dan organisasinya. Penulis menyadari bahwa baik dari segi penulisan maupun isi, Paper ini masih memiliki kekurangan, oleh karena itu penulis sangat mengharapkan kritik yang membangun dan saran dari pembaca agar terbentuknya kesempurnaan paper ini. Atas partisipasinya penulis mengucapkan terima kasih. Kuningan, 5 Desember 2023 Penyusun
KATA PENGANTAR 2 DAFTAR ISI KATA PENGANTAR ............................................................................................................. 1 PENDAHULUAN .................................................................................................................. 3 A. LATAR BELAKANG ................................................................................................. 3 B. RUMUSAN MASALAH............................................................................................. 3 BAB II................................................................................................................................... 5 PEMBAHASAN .................................................................................................................... 5 A. PENGERTIAN SISTEM BUS.................................................................................. 5 B. PERKEMBANGAN SISTEM BUS .......................................................................... 5 C. CARA KERJA SISTEM BUS.................................................................................. 9 D. JENIS JENIS BUS................................................................................................ 10 1. Dedicated bus ................................................................................................... 10 2. Multiplexed bus ................................................................................................. 10 E. STRUKTUR INTERKONEKSI BUS ........................................................................... 10 1. CPU .................................................................................................................. 11 2. Memory ............................................................................................................. 11 3. Input dan Output (I/O)........................................................................................ 11 4. Prosesor............................................................................................................ 12 F. INTERKONEKSI BUS ................................................................................................ 12 1. STRUKTUR SISTEM BUS ................................................................................ 13 2. PRINSIP OPERASI ........................................................................................... 15 3. HIERARKI MULTIPLE BUS.................................................................................. 16 4. ARSITEKTUR BUS JAMAK ................................................................................. 16 5. ARSITEKTUR BUS JAMAK KINERJA TINGGI.................................................. 17 G. DATA BUS................................................................................................................. 18 H. ADRESS BUS .......................................................................................................... 18 I. ELEMEN-ELEMEN RANCANGAN BUS.................................................................... 18 3. Timing ............................................................................................................... 19 4. Lebar Bus.......................................................................................................... 20 5. Jenis Transfer Data ........................................................................................... 20 J. SISTEM CONTROL BUS........................................................................................... 21 K. CONTOH CONTOH BUS........................................................................................... 22 BAB III................................................................................................................................ 28 PENUTUP........................................................................................................................... 28 KESIMPULAN................................................................................................................ 28 DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................................... 29
PENDAHULUAN 3 BAB I PENDAHULUAN A. LATAR BELAKANG Komputer tersusun atas beberapa komponen penting seperti CPU,memori, perangkat I/O. System bus atau bus sistem dalam arsitektur komputer menuju pada bus yang digunakan oleh sistem komputer untuk menghubungkan semua komponennya dalam menjalankan tugasnya. Sebuah bus adalah sebutan untuk jalur di mana data dapat mengalir dalam komputer. Jalur-jalur ini digunakan untuk komunikasi dan dapat dibuat antara dua elemen atau lebih. Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan dieksekusi oleh CPU melalui perantara sistem bus. B. RUMUSAN MASALAH 1. Apa pengertian sistem bus 2. Bagaimana perkembangan sistem bus 3. Cara Kerja sistem bus 4. Apa saja Jenis-Jenis bus 5. Apa itu struktur interkoneksi pada sistem bus 6. Apa saja elemen-elemen rancangan sistem bus 7. Apa saja contoh sistem bus 8. Apa kekurangan sistem bus 9. Apa kelebihan sistem bus
PENDAHULUAN 4 C. TUJUAN 1. Mengetahui pengertian sistem bus 2. Mengetahui perkembangan sistem bus 3. Mengetahui cara kerja sistem bus 4. Mengetahui apa saja jenis-jenis bus 5. Mengetahui stuktur interkoneksi pada sistem bus 6. Menngetahui elemen-elemen rancangan sistem bus 7. Mengetahui apa saja contoh sistem bus 8. Mengetahui kekurangan sistem bus 9. Mengetahui kelebihan sistem bus D. MANFAAT Manfaat bagi penulis dan pembaca untuk mempermudah dalam memahami materi dalam mata kuliah organisasi dan sistem komputer, penulis dan pembaca dapat meningkatkan pemahaman tentang sistem bus.penulis dapat mengasah keterampilan, dalam membuat e-book. Pembaca dan penulis dapat memperluas pengetahuan tentang perkembangan teknologi pada komputer pada era 4.0 juga meningkatkan pengetahuan terhadap sistem bus pada komputer.
BAB II 5 BAB II PEMBAHASAN A. PENGERTIAN SISTEM BUS Sistem 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 komputer terdiri dari sejumlah bus yang berlainan yang menyediakan jalan antara dua buah komponen pada bermacam-macam tingkatan hirarki sistem komputer. Suatu Komputer tersusun atas beberapa komponen penting seperti CPU, memori, perangkat Input/Output. setiap computer saling berhubungan membentuk kesatuan fungsi. Sistem bus adalah penghubung bagi keseluruhan komponen computer dalam menjalankan tugasnya. Transfer data antar komponen komputer sangatlah mendominasi kerja suatu computer. Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan dieksekusi CPU melalui perantara bus, begitu juga kita dapat melihat hasil eksekusi melalui monitor juga menggunakan system bus. B. PERKEMBANGAN SISTEM BUS 1. Omnibus (PDP-8) Omnibus(PDP-8) merupakan sistem bus yang diciptakan pada tahun 1964.Omnibus adalah jenis bus yang digunakan pada computer DEC PDP-8. Sistem ini terdiri atas 96 buah lintasan dengan sinyal yang terpisah, lintasan ini digunakan untuk membawa sinyal – sinyal kontrol, alamat maupun data. Semua komponen yang menggunakan jalur Bus Omnibus penggunaannya dikontrol oleh CPU. 2. Unibus (PDP-11) PDP-11 adalah serangkaian 16-bit minicomputer yang dijual oleh Digital Equipment Corp dari tahun 1970, salah satu suksesi produk di PDP seri ke 1990-an. The-PDP 11 menggantikan PDP-8 di banyak aplikasi real-time , walaupun kedua lini produk tinggal di paralel selama lebih dari 10 tahun. TPDP 11 memiliki fitur unik beberapa inovatif, dan lebih mudah untuk program dibandingkan pendahulunya dengan penggunaan dari register umum.
PEMBAHASAN 6 3. Multibus (8086) Multibus adalah komputer bus standar yang digunakan dalam sistem industri. Ini dikembangkan oleh Intel Corporation dan diadopsi sebagai IEEE bus 796Spesifikasi Multibus itu penting karena itu kuat, dipikirkan dengan baik distandardkan dengan industri yang faktor bentuk relatifnya besar sehingga perangkat yang kompleks dapat dirancang di atasnya. Standar industri yang jelas dan terdokumentasi dengan baik memungkinkan industri Multibuskompatibel untuk tumbuh di bidang itu. Ada banyak perusahaan membuat kandang kartu dan lampiran untuk itu. Banyak orang lain membuat CPU , memori, dan papan perifer lainnya. Pada tahun 1982 ada lebih dari 100 Multibus board dan sistem produsen . Sistem yang kompleks ini dibangun dari rak komersial off-- hardware. Hal ini juga memungkinkan perusahaan untuk berinovasi dengan merancang sebuah board Multibus eksklusif dan kemudian mengintegrasikannya dengan vendor hardware lain untuk menciptakan sebuah sistem. 4. Bus PC IBM (PC/XT) IBM PC/XT adalah sebuah komputer mikro buatan IBM yang dirilis pada tanggal 8 Maret 1983. Komputer ini diperkuat dengan menggunakan hard disk berkapasitas 10 Megabyte. IBM PC XT memiliki fitur-fitur yang tidak dimiliki oleh IBM PC standar (5150). IBM PC XT memiliki delapan buah slot sehingga meningkatkan kemampuan ekspansinya, kapasitas power-supply yang lebih besar, memori yang dapat dibongkar/pasang (karena semuanya berupa soket), dan dapat mendukung hingga 640 KB RAM tanpa slot ekspansi memori, selain tentunya sebuah hard disk. Desain motherboard IBM PC/XT berbeda dengan desain motherboard IBM PC yang asli. IBM PC/XT ini menawarkan beberapa perangkat keras yang masih digunakan hingga saat ini, yakni keyboard 101 tombol (Enhanced Keyboard) yang menggantikan model keyboard IBM 83 tombol. 5. Bus ISA (PC/AT) Bus ISA adalah sebuah arsitektur bus dengan bus data selebar 8-bit yang diperkenalkan dalam IBM PC 5150 pada tanggal 12 Agustus 1981. Bus ISA diperbarui dengan menambahkan bus data selebar menjadi 16-bit pada IBM PC/AT pada tahun 1984, sehingga jenis bus ISA yang beredar pun terbagi menjadi dua bagian, yakni ISA 16-bit dan ISA 8-bit. ISA merupakan bus dasar dan paling umum digunakan dalam komputer IBM PC hingga tahun 1995, sebelum akhirnya digantikan oleh bus PCI yang diluncurkan pada tahun 1992.
PEMBAHASAN 7 6. Bus EISA (80386) Bus EISA pada dasarnya adalah versi 32-bit dari bus ISA yang biasa. Tidak seperti MCA dari IBM yang benar-benar baru (arsitektur serta desain slotnya), pengguna masih dapat menggunakan kartu ISA 8-bit atau 16-bit yang lama ke dalam slot EISA, sehingga hal ini memiliki nilai tambah: kompatibilitas ke belakang (backward compatibility). Seperti halnya bus MCA, EISA juga mengizinkan konfigurasi kartu EISA secara otomatis dengan menggunakan perangkat lunak, sehingga bisa dibilang EISA dan MCA adalah pelopor "plug-and-play", meski masih primitif. 7. Microchannel (PS/2) Arsitektur Mikro Channel adalah milik 16 - atau 32-bit parallel bus komputer diciptakan oleh IBM pada tahun 1980 untuk digunakan pada baru mereka PS / 2 komputer. Arsitektur MicroChannel dirancang oleh insinyur IBM Chet Heath dan pertama kali diperkenalkan pada akhir high PS / 2 seri mesin pada tahun 1987, perlahan-lahan menyebar ke IBM line. Pada tahun 1988 Intel membuat chipset i82310KKL. Untuk sementara waktu, MCA dapat ditemukan di PS / 2, RS/6000 , AS/400 , dan bahkan beberapa System/370 mainframe . Namun, sebagian besar sistem ini kemudian didesain ulang untuk menggabungkan PCI . MCA tidak lagi digunakan dalam desain baru. 8. Bus PCI Pengertian PCI (Peripheral Component Interconnect) adalah bus yang didesain untuk menangani beberapa perangkat keras. PCI juga adalah suatu bandwidth tinggi yang populer, prosesor independent bus itu dapat berfungsi sebagai bus mezzenine atau bus periferal. Standar bus PCI ini dikembangkan oleh konsorsium PCI Special Interest Group yang dibentuk oleh Intel Corporation dan beberapa perusahaan lainnya, pada tahun 1992. Tujuan dibentuknya bus ini adalah untuk menggantikan Bus ISA/EISA yang sebelumnya digunakan dalam komputer IBM PC atau kompatibelnya. Komputer lama menggunakan slot ISA, yang merupakan bus yang lamban. Sejak kemunculan-nya sekitar tahun 1992, bus PCI masih digunakan sampai sekarang, hingga keluar versi terbarunya yaitu PCI Express. 9. Bus SCSI Bus SCSI adalah sebuah antarmuka bus berkinerja tinggi yang didefinisikan oleh panitia ANSI X3T9.2 (American National Standarts Institute). Antarmuka ini digunakan untuk menangani perangkat input / output atau perangkat media penyimpanan. Perangkat yang umum menggunakan SCSI adalah hard disk, CD-ROM, scanner atau printer.
PEMBAHASAN 8 10. Nubus (macintosh) NuBus adalah sebuah bus komputer paralel 32-bit, yang aslinya dikembangkan di MIT sebagai bagian dari proyek stasiun kerja NuMachine, dan digunakan oleh Apple Computer, NeXT Computer dan Texas Instruments. Bus ini sekarang tidak terlalu luas lagi digunakan di luar pasar embedded. 11. USB Universal Serial Bus (USB) adalah salah satu standar interkoneksi antara komputer dengan peralatan eksternal yang mampu mendukung kecepatan di atas 1 Mbps. (bandingkan dengan serial yang cumin 20 Kbps) - USB mempunyai beberapa kelebihan, diataranya : penggunaannya mudah, mendukung 3 tipe kecepatan, adanya powerdown, USB mensuply daya ke peralatan USB dengan arus sebesar 500 mA, USB bersifat multiplatform. 12. Firewire FireWire adalah adalah merek dagang Apple sekaligus nama yang paling populer untuk standar kabel data antar-muka berseri IEEE 1394. Sony memperkenalkan IEEE 1394 dengan nama i.Link. Meski namanya berbeda-beda, ketiganya (FireWire, IEEE 1394 dan i.Link) samasama menunjuk pada jenis kabel data yang mampu mengirim data dengan kecepatan sangat cepat, sampai pada rata-rata 400 megabit per detik (Mbps). FireWire diklaim sebagai saluran penghantar data yang paling cepat dan stabil diantara saluran lain seperti USB. 13. Bus VME VMEbus adalah bus komputer standar, awalnya dikembangkan untuk Motorola 68000 garis CPU , tetapi kemudian banyak digunakan untuk banyak aplikasi dan standar oleh IEC sebagai ANSI / IEEE 1014-1987.Hal ini secara fisik berdasarkan Eurocard ukuran, mekanis dan konektor ( DIN 41612 ), tetapi menggunakan sistem sinyal sendiri, yang Eurocard tidak mendefinisikan.Ini pertama kali dikembangkan pada tahun 1981 dan terus untuk melihat secara luas saat ini. VME adalah sebuah arsitektur komputer. Istilah VME adalah singkatan dari VERSAmodule Eurocard dan didefinisikan pertama kalinya oleh suatu grup manufaktur pada tahun 1980. Grup ini terdiri dari Motorola, Mostek, dan Signetics yang bekerja sama mendefinisikan standar bus VME
PEMBAHASAN 9 14. Bus Camac CAMAC (Computer Automated Measurement and Control) adalah standar bus untuk akuisisi data dan kontrol yang digunakan dalam nuklir dan fisika partikel eksperimen dan industri. Bus memungkinkan pertukaran data antara plug-in modul dan controller , yang kemudian interface ke PC atau ke-CAMAC antarmuka VME. C. CARA KERJA SISTEM BUS Setiap byte memori yang disimpan dalam RAM memiliki alamat unik yang terkait dengannya, yang mirip dengan alamat IP. Ketika CPU ingin mengakses data yang disimpan dalam memori, ia menempatkan alamat data pada bus alamat, dan kemudian mengatur bus kontrol untuk menunjukkan bahwa ia sedang menunggu data. Kontroler memori utama akan menempatkan data yang diminta pada bus data dan mengubah bus kontrol untuk menunjukkan bahwa data sudah siap. CPU kemudian bebas membaca data dari bus data. Pada jalur sistem bus terdapat control bus, address bus, dan data bus yang akan menyalurkan ke setiap komponen pada komputer.
PEMBAHASAN 10 D. JENIS JENIS BUS Jenis bus bisa dibedakan menjadi 2 macam, yaitu dedicated bus dan multiplexed bus. Adapun penjelasannya adalah sebagai berikut. 1. Dedicated bus Dedicated bus merupakan bus yang khusus menyalurkan data tertentu saja. Bus ini mempunyai kelebihan yaitu kepatannya yang tinggi, akan teapi juga mempunyai kelemahan yaitu membutuhkan saluran yang banyak. 2. Multiplexed bus Multiplexed bus merupakan bus yang menyalurkan data melalui informasi yang berbeda, baik itu data, alamat, dan sinyal kontrol dengan cara multipleks. Keunggulan dari bus ini yaitu tidak memerlukan saluran yang banyak, akan tetapi juga mempunyai kelemahan yaitu kecepatan rendah dan perlunya mekanisme yang kompleks untuk mengurangi data yang multipleks E. STRUKTUR INTERKONEKSI BUS Komputer terdiri dari satu set komponen atau modul dari tiga tipe dasar (prosesor, memori, input dan output) yang berkomunikasi satu sama lain. Pada dasarnya, komputer adalah jaringan modul basis. Sehingga harus ada jalan untuk menghubungkan modul. Koleksi jalan yang menghubungkan berbagai modul disebut struktur interkoneksi. Desain struktur ini akan tergantung pada pertukaran yang harus dilakukan antara modul. Jenis pertukaran yang dibutuhkan oleh yang menunjukkan bentuk utama dari input dan output untuk setiap jenis modul struktur interkoneksi adalah kumpulan lintasan yang menghubungkan berbagai komponen-komponen seperti CPU, Memory dan I/O, yang saling berkomunikasi satu dengan lainnya.
PEMBAHASAN 11 1. CPU CPU membaca instruksi dan data, menulis data setelah diolah, dan menggunakan sinyal-sinyal kontrol untuk mengontrol operasi sistem secara keseluruhan. CPU juga menerima sinyal-sinyal interupt. 2. Memory Memory umumnya modul memory terdiri dari n word yang memiliki panjang yang sama. Masing-masing word diberi alamat numerik yang unik(0,1…,N-1). Sebuah word data dapat dibaca dari memory atau ditulis ke memori. Sifat operasinya ditandai oleh signal-signal control read dan write. Lokasi bagi operasi dispesifikasikan oleh sebuah alamat. 3. Input dan Output (I/O) I/O berfungsi sama dengan memory.Terdapat dua buah operasi, baca dan tulis. Selain itu, modul-modul I/O dapat mengontrol lebih dari 1 perangkat eksternal. Kita dapat mengaitkan interface ke perangkat eksternal sebagai sebuah port dan memberikan alamat yang unik (misalnya0,1,…,M-1) ke masing-masing port tersebut. Di samping itu, terdapat juga lintasanlintasan data internal bagi input dan output data dengan suatu perangkat eksternal. Terakhir, modul I/O dapat mengirimkan sinyal-sinyal interupt ke CPU.
PEMBAHASAN 12 4. Prosesor Prosesor membaca dalam instruksi dan data, menulis data setelah keluar pengolahan, dan menggunakan sinyal kontrol untuk mengendalikan keseluruhan sistem operasi. Juga menerima sinyal interupt. Dari jenis pertukaran data yang diperlukan modul-modul komputer, maka struktur interkoneksi harus mendukung perpindahan data berikut : a. Memori ke CPU CPU melakukan pembacaan data maupun instruksi dari memori. b. CPU ke Memori CPU melakukan penyimpanan atau penulisan data ke memori. c. I/O ke CPU CPU membaca data dari peripheral melalui modul I/O d. CPU ke I/O CPU mengirimkan data ke perangkat peripheral melalui modul I/O. e. I/O ke Memori atau dari Memori ke I/O Digunakan pada sistem DMA. Saat ini terjadi perkembangan struktur interkoneksi, namun yang banyak digunakan adalah sistem bus. Sistem bus ada yang digunakan yaitu sistem bus tunggal dan struktur sistem bus campuran, tergantung karakteristik sistemnya F. INTERKONEKSI BUS Bus merupakan lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih komponen komputer.Karakteristik utama dari bus yaitu sebagai media transmisi yang dapat digunakan bersama oleh sejumlah perangkat yang terhubung padanya. Karena digunakan bersama, diperlukan pengaturan agar tidak terjadi tabrakan data atau kerusakan data yang ditransmisikan. Walaupun digunakan secara bersamaaan, dalam satu waktu hanya ada sebuah perangkat yang dapat menggunakan bus.
PEMBAHASAN 13 1. STRUKTUR SISTEM BUS Sebuah bus sistem terdiri dari 50 hingga 100 saluran yang terpisah. Masing-masing saluran ditandai dengan arti dan fungsi khusus. Walaupun terdapat sejumlah rancangan bus yang berlainan, fungsi saluran bus dapat diklasifikasikan menjadi tiga kelompok, yaitu saluran data, saluran alamat, dan saluran kontrol. Selain itu, terdapat pula saluran distribusi daya yang memberikan kebutuhan daya bagi modul yang terhubung. a. Data Bus ( Saluran Data ) Saluran data memberikan lintasan bagi perpindahan data antara dua modul sistem. Saluran ini secara kolektif disebut bus data. Umumnya bus data terdiri dari 8, 16, 32 saluran. Jumlah saluran diaktifkan dengan lebar bus data. Karena pada suatu saat tertentu masingmasing saluran hanya dapat membawa 1 bit, maka jumlah saluran menentukan jumlah bit yang dapat dipindahkan pada suatu saat. Lebar bus data merupakan faktor penting dalam menentukan kinerja sistem secara keseluruhan. Contohnya bila bus data lebarnya 8 bit dan setiap instruksi panjangnya 16 bit, maka CPU harus dua kali mengakses modul memori dalam setiap siklus instruksinya. Lintasan bagi perpindahan data antar modul. Secara kolektif lintasan ini disebut bus data. Umumnya jumlah saluran terkait dengan panjang word, misalnya 8, 16, 32 saluran. Tujuan : agar mentransfer word dalam sekali waktu. Jumlah saluran dalam bus data dikatakan lebar bus, dengan satuan bit, misal lebar bus 16 bit. b. Address Bus ( 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. Digunakan untuk menspesifikasi sumber dan tujuan data pada bus data. ➢ Digunakan untuk mengirim alamat word pada memori yang akan diakses CPU. ➢ Digunakan untuk saluran alamat perangkat modul komputer saat CPU mengakses suatu modul. ➢ Semua peralatan yang terhubung dengan sistem komputer, agar dapat diakses harus memiliki alamat. Contoh : mengakses port I/O, maka port I/O harus memiliki alamat hardware-nya. c. Control Bus ( Saluran Kontrol )
PEMBAHASAN 14 Saluran kontrol digunakan untuk mengntrol akses ke saluran alamat dan penggunaan data. 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. Sinyalsinyal pewaktuan menunjukkan validitas data dan informasi alamat. Sinyal-sinyal perintah menspesifikasikan 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. Berikut ini adalah fungsi-fungsi yang terdapat pada control bus ( saluran control ): • Digunakan untuk menspesifikasi sumber dan tujuan data pada bus data. • Digunakan untuk mengirim alamat word pada memori yang akan diakses CPU. • Digunakan untuk saluran alamat perangkat modul komputer saat CPU mengakses suatu modul. • Semua peralatan yang terhubung dengan sistem komputer, agar dapat diakses harus memiliki alamat. Contoh : mengakses port I/O, maka port I/O harus memiliki alamat hardware-nya Di sistem komputer berbasis mikroprosesor, terdapat 3 jalur yang menjadi tempat mengalirnya proses. 1. Bus Data yang berfungsi mengalirkan data dari/ke mikroprosesor 2. Bus Alamat/Address yang berfungsi mengalamati suatu proses dari/ke memori atau I/O 3. Bus Kontrol yang berfungsi mengatur proses instruksi yang terjadi dari/ke mikroprosesor.
PEMBAHASAN 15 Diilustrasikan pada gambar berikut : Bus Alamat meminta alamat memori dari sebuah memori atau alamat I/O dari suatu peranti I/O. Jika I/O dialamati, maka bus alamat akan memiliki 16 bit alamat dari 0000H sampai FFFFH. Alamat ini disebut juga port number. Port number akan memilih 1 dari 64K (65535) peranti I/O yang berbeda. Jika alamat memori dialamati, maka Bus Alamat akan berisi alamat memori tersebut. Lebar alamat memori tergantung dari tipe mikroprosesor yang dipakai (sekali lagi dalam satuan bit). Bus Data berfungsi mengalirkan data dari/ke mikroprosesor ke/dari alamat memori tujuan atau alamat I/O tujuan. Besar kecepatan transfer bus data bervariasi sesuai dengan mikroprosesor yang dipakai. Bus Kontrol berisikan instruksi yang mengatur operasi apakah itu read atau write. Ada 4 tipe kontrol yaitu : • MRDC (Memory Read Control) yang menyatakan transfer data dari memori ke mikroprosesor. • MWTC (Memory Write Control) yang menyatakan transfer data dari mikroprosesor ke memori. • IORC (I/O Read Control) yang menyatakan transfer data dari peranti I/O ke mikroprosesor. • IOWC (I/O Write Control) yang menyatakan transfer data dari mikroprosesor ke peranti I/O. Hubungan ketiganya adalah, misalnya jika kita ingin mentransfer data dari mikroprosesor ke memori. Pertama, bus alamat akan mengalamati address tujuan. Lalu bus kontrol akan memberi sinyal MWTC = 0. Barulah bus data akan mentransfer data ke alamat tujuan. 2. PRINSIP OPERASI Prinsip operasi bus adalah sebagai berikut: a. Operasi pengiriman data ke modul lainnya:
PEMBAHASAN 16 1. Meminta penggunaan bus. 2. Apabila telah disetujui, modul akan memindahkan data yang diinginkan ke modul yang ditujui. b. Operasi meminta data dari modul lainnya: 1. Meminta penggunaan bus. 2. Mengirim request ke modul yang dituju melalui saluran kontrol dan alamat yang sesuai. 3. Menunggu modul yang dituju mengirimkan data yang diinginkan. 3. HIERARKI MULTIPLE BUS Bila terlalu banyak modul atau perangkat dihubungkan pada bus maka akan terjadi penurunan kinerja. Faktor-faktor: a. Semakin besar delay propagasi untuk mengkoordinasikan penggunaan bus. b. Antrian penggunaan bus semakin panjang. c. Dimungkinkan habisnya kapasitas transfer bus sehingga memperlambat data. 4. ARSITEKTUR BUS JAMAK Prosesor, cache memori dan memori utama terletak pada bus tersendiri pada level tertinggi karena modul-modul tersebut memiliki karakteristik pertukaran data yang tinggi. Pada arsitektur berkinerja tinggi, modul – modul I/O diklasifikasikan menjadi dua, yaitu: a. Memerlukan transfer data berkecepatan tinggi Modul dengan transfer data berkecepatan tinggi disambungkan dengan bus berkecepatan tinggi pula.
PEMBAHASAN 17 b. Memerlukan transfer data berkecepatan rendah Modul yang tidak memerlukan transfer data cepat disambungkan pada bus ekspansi. 5. ARSITEKTUR BUS JAMAK KINERJA TINGGI Keuntungan hierarki bus jamak kinerja tinggi, yaitu: a. Bus berkecepatan tinggi lebih terintegrasi dengan prosesor. b. Perubahan pada arsitektur prosesor tidak begitu mempengaruhi kinerja bus.
PEMBAHASAN 18 G. DATA BUS Data bus terdiri dari empat jalur 8,16, 32 dan 64. Data ini mempunyai transmisi dua arah, dari CPU/mikroprosesor ke memori/modul Input-Output atau sebaliknya. Semakin lebar bus maka semakin cepat data yang terikirim. Data bus berfungsi untuk mentransferkan data. ➢ Saluran data memberikan lintasan bagi perpindahan data antara dua modul sistem, saluran ini secara kolektif disebut bus data. ➢ Umumnya bus data terdiri dari 8, 16, 32 saluran, jumlah saluran diartikan dengan lebar bus data. Lebar bus data merupakan faktor penting dalam menentukan kinerja sistem secara keseluruhan. ◦ 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 H. ADRESS BUS Address bus merupakan alamat dari modul data. Address bus bersifat dua arah, seperi cpu memberikan alamat yang hendak dituju. Semakin besar bus alamat, semakin banyak lokasi yang diberi alamat. Address bus berfungsi untuk menentukan lokasi yang ingin dibaca. Selain itu juga mentukan data yang ingin dituju ➢ 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. I. ELEMEN-ELEMEN RANCANGAN BUS Rancangan suatu bus dapat dibedakan atau diklasifikasikan oleh elemen-elemen sebagai berikut: 1. Jenis Bus
PEMBAHASAN 19 Jenis bus dapat dibedakan atas dua yaitu: a. Dedicated Merupakan metode di mana setiap bus (saluran) secara permanen diberi fungsi atau subset fisik komponen komputer. Sifat-sifatnya: 1. Data Bus dan Address Bus memiliki jalur terpisah 2. Rancangan lebih mahal 3. Kecepatan transfer data lebih tinggi b. Time Multiplexed Merupakan metode penggunaan bus yang sama untuk berbagai keperluan,sehingga menghemat ruang dan biaya. Sifat-sifatnya: 1. Jalur Data dan Address dijadikan satu 2. Rancangan lebih murah 3. Kecepatan transfer data lebih lambat 2. Metode Arbitrasi Metode arbitrasi adalah metode pengaturan dari pengguna bus, dan dapat dibedakan menjadi dua yaitu: a. Tersentralisasi yaitu menggunakan arbiter sebagai pengatur sentral b. Terdistribusi yaitu setiap bus memiliki accesscontrollogic. 3. Timing Timing berkaitan dengan cara terjadinya event yang diatur pada sistem bus, dan dapat dibedakan atas: a. Synchronous yaitu terjadinya event pada bus ditentukan oleh clock (pewaktu) b. Asynchronous yaitu terjadinya sebuah event pada bus mengikuti dan tergantung pada event sebelumnya
PEMBAHASAN 20 4. Lebar Bus Semakin lebar bus data, semakin besar bit yang dapat ditransfer pada suatu saat. Semakin besar bus alamat, akan semakinbanyak range lokasi yang dapat direfensikan. 5. Jenis Transfer Data Dalam sistem komputer, operasi transfer data adalah pertukaran data antar modul sebagai tindak lanjut atau pendukung operasi yang sedang dilakukan. Saat operasi baca (read), terjadi pengambilan data dari memori ke CPU, begitu juga sebaliknya pada operasi penulisan maupun operasi – operasi kombinasi. Bus harus mampu menyediakan layanan saluran bagi semua operasi komputer. Transfer data yang menggunakan bus di antaranya adalah: a. Operasi Read Operasi Penulisan (Write) yaitu operasi pengalihan atau transfer data baru ke dalam sel-sel memori. b. Operasi Write
PEMBAHASAN 21 Operasi Pembacaan (Read) adalah operasi pengalihan atau transfer data dari selsel memori ke luar. c. Operasi Read Modify Write Operasi read yang di ikuti operasi write ke alamat yang sama, tujuannya untuk melindungi sumber daya memori yang dapat dipakai bersama di dalam multi programming. d. Operasi Read After Write Operasi yang tidak dapat di bagi, yang berisi operasi write di ikuti operasi read dari alamat yang sama. e. Operasi Block Sebuah siklus alamat di ikuti oleh banyaknya siklus data, transfer data antar komponen. J. SISTEM CONTROL BUS Bus kontrol adalah bus komputer yang digunakan oleh CPU untuk berkomunikasi dengan perangkat yang terdapat di dalam komputer. Ini terjadi melalui koneksi fisik seperti kabel atau sirkuit cetak. CPU mentransmisikan berbagai sinyal kontrol ke komponen dan perangkat untuk mengirimkan sinyal kontrol ke CPU menggunakan bus kontrol. Salah satu tujuan utama bus adalah untuk meminimalkan jalur yang diperlukan untuk komunikasi. Bus individual memungkinkan komunikasi antar perangkat menggunakan satu saluran data. Bus kontrol adalah dua arah dan membantu CPU dalam menyinkronkan sinyal kontrol ke perangkat internal dan komponen eksternal. Ini terdiri dari garis interupsi, byte memungkinkan garis, membaca / menulis sinyal dan garis status. Meskipun CPU dapat memiliki sinyal kontrol yang berbeda, beberapa kontrol umum untuk semua CPU: Garis Interrupt Request (IRQ): Garis perangkat keras yang digunakan oleh perangkat untuk menyela sinyal ke CPU. Ini memungkinkan CPU untuk mengganggu pekerjaannya saat ini untuk memproses permintaan saat ini.
PEMBAHASAN 22 System Clock Control Line: Menghadirkan pengaturan waktu internal untuk berbagai perangkat pada motherboard dan CPU. Mayoritas bus sistem terdiri dari 50 hingga 100 jalur berbeda untuk komunikasi. Bus sistem terdiri dari tiga jenis bus: Bus Data: Membawa data yang perlu diproses Bus Alamat: Menentukan ke mana data harus dikirim Control Bus: Menentukan pemrosesan data Komunikasi antara CPU dan bus kontrol diperlukan untuk menjalankan sistem yang mahir dan fungsional. Tanpa bus kontrol, CPU tidak dapat menentukan apakah sistem menerima atau mengirim data. Ini adalah bus kontrol yang mengatur ke arah mana informasi menulis dan membaca harus pergi. Bus kontrol berisi garis kontrol untuk instruksi tulis dan jalur kontrol untuk instruksi baca. Ketika CPU menulis data ke memori utama, CPU mengirimkan sinyal ke baris perintah tulis. CPU juga mengirim sinyal ke baris perintah baca ketika perlu membaca. Sinyal ini memungkinkan CPU untuk menerima atau mengirim data dari memori utama. K. CONTOH CONTOH BUS Sebuah komputer memiliki beberapa bus agar dapat berjalan. Banyaknya bus yang terdapat dalam sistem, tergantung dari arsitektur sistem komputer yang digunakan. Sebagai contoh, sebuah komputer PC denganprosesor umumnya Intel Pentium 4 memiliki bus prosesor (Front-Side Bus), bus AGP, bus PCI, bus USB, bus ISA (yang digunakan oleh keyboard dan mouse), dan bus-bus lainnya. 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. Contoh sebuah kontrolir bus SCSI dapat mengubah sebuah bus menjadi bus SCSI, baik itu bus PCI atau bus PCI Express.
PEMBAHASAN 23 a. Bus ISA Ketika IBM memperkenalkan PC/AT yang berbasiskan CPU 80286, perusahaan ini menghadapi masalah besar. Jika IBM telah memulai sejak awal dan merancang sebuah bus 16 bit yang seluruhnya baru, banyak konsumen potensial akan bergegas membeli mesin tersebut karena tidak ada satupun dari begitu banyak papan plug-in PC yang disediakan oleh paa vendor pihak ketiga dapat bekerja dengan menggunakan mesin baru tersebut. Di sisi lain, dengan tetap berpegang pada bus PC dan 20 jalur alamatnya serta 8 jalur data tidak akan memperoleh manfaat dari keunggulan CPU 80286 untuk mengalamatkan 16 M memori dan mentransfer word 16 bit. Solusi yang dipilih adalah mengembangkan PC. Kartu-kartu plug-in PC memiliki sebuah konektor sisi dengan 62 kontak, tetapi operasi konektor sisi ini tidak menjangkau seluruh papan ini. Solusi PC/AT adalah menempatkan sebuah konektor sisi kedua pada bagian dasar papan tersebut, dekat dengan konektor sisi utama, dan merancang sirkuit AT untuk beroperasi dengan kedua jenis papan ini. Konektor kedua pada bus PC/AT memiliki 36 jalur. Dari ke-36 jalur ini, 31 disediakan untuk jalur-jalur alamat tambahan, jalur-jalur data tambahan, jalur-jalur interupsi tambahan, serta untuk daya dan ground. Sisanya digunakan untuk mengatasi perbedaan-perbedaan antara transfer 8 bit dan 16 bit. Industri komputer personal lainnya merespon perkembangan ini dengan mengadopsi standarnya sendiri, bus ISA (Industry Standar Architecture), yang pada dasarnya adalah bus PC/AT yang beroperasi pada 8,33 MHz. Keuntungannya adalah bahwa pendekatan ini tetap mempertahankan kompatibilitas dengan mesin-
PEMBAHASAN 24 mesin dan kartukartu yang ada. Pendekatan ini juga didasarkan pada sebuah bus yang telah dilisensikan secara bebas oleh IBM kepada banyak perusahaan dalam rangka untuk menjamin bahwa sebanyak mungkin pihak ketiga dapat memproduksi kartu-kartu untuk PC pertama, sesuatu yang kembali menghantui IBM. Setiap PC yang berbasiskan Intel masih menggunakan bus jenis ini, meskipun biasanya juga disertai dengan satu atau lebih bus lain. b. Bus PCI Peripheral Component Interconnect (PCI) adalah bus yang tidak tergantung prosesor dan berfungsi sebagai bus mezzanine atau bus peripheral. PCI memiliki kinerja tinggi untuk sistem I/O berkecepatan tinggi seperti : video adaptor, NIC, disk controller, sound card, dan lain-lain. Standard PCI adalah 64 saluran data pada kecepatan 33 MHz, laju transfer data 264 MB per detik atau 2,112 Gbps. Keunggulan PCI tidak hanya pada kecepatannya saja tetapi murah dengan keping yang sedikit. Intel mulai menerapkan PCI pada tahun 1990 untuk sistem pentiumnya. Untuk mempercepat penggunaan PCI, Intel mempatenkan PCI bagi domain publik sehingga vendor dapat mengeluarkan produk dengan PCI tanpa royalti.
PEMBAHASAN 25 c. Bus USB Semua perangkat peripheral tidak efektif apabila dipasang pada bus berkecepatan tinggi PCI, sedangkan banyak peralatan yang memiliki kecepatan rendah seperti keyboard, mouse, dan printer. Sebagai solusinya tujuh vendor komputer (Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC, dan Northern Telecom) bersama-sama merancang bus untuk peralatan I/O berkecepatan rendah. Standard yang dihasilkan dinamakan Universal Standard Bus (USB). Keuntungan yang didapatkan dan tujuan dari penerapan USB adalah sebagai berikut : 1. Pemakai tidak harus memasang tombol atau jumper pada PCB atau peralatan. 2. Pemakai tidak harus membuka casing untuk memasang peralatan I/O baru. 3. Hanya satu jenis kabel yang diperlukan sebagai penghubung. 4. Dapat mensuplai daya pada peralatan-peralatan I/O. 5. Memudahkan pemasangan peralatan-peralatan yang hanya sementara dipasang pada komputer. 6. Tidak diperlukan reboot pada pemasangan peralatan baru dengan USB. 7. Harganya murah Bandwidth total USB adalah 1,5 MB per detik. Bandwidth itu sudah mencukupi peralatan I/O berkecepatan rendah seperti keyboard, mouse, scanner, telepon digital, printer, dan sebagainya. Kabel pada bus terdiri dari 4 kawat, 2 untuk data, 1 untuk power (+5 volt), dan 1untuk ground. Sistem pensinyalan mentransmisikan sebuah bilangan nol sebagai transisi tegangan dan sebuah bilangan satu bila tidak ada transmisi tegangan.
PEMBAHASAN 26 d. Bus SCSI Small Computer System Interface (SCSI) adalah perangkat peripheral eksternal yang dipopulerkan oleh macintosh pada tahun 1984. SCSI merupakan interface standard untuk drive CD-ROM, peralatan audio, hard disk, dan perangkat penyimpanan eksternal berukuran besar. SCSI menggunakan interface paralel dengan 8, 16, atau 32 saluran data. Konfigurasi SCSI umumnya berkaitan dengan bus, walaupun pada kenyataannya perangkat-perangkat tersebut dihubungkan secara daisy-chain. Perangkat SCSI memiliki dua buah konektor, yaitu konektor input dan konektor output. Seluruh perangkat berfungsi secara independen dan dapat saling bertukar data misalnya hard disk dapat mem-back up diri ke tape drive tanpa melibatkan prosesor. Terdapat beberapa macam versi SCSI. SCSI-1 dibuat tahun 1980 memiliki 8 saluran data, dan beroperasi pada kecepatan 5 MHz. Versi ini memungkinkan sampai 7 perangkat dihubungkan secara daisychain. SCSI-2 diperkenalkan tahun 1992 dengan spesifikasi 16 atau 32 saluran data pada kecepatan 10 MHz. SCSI-3 yang mendukung kecepatan yang lebih tinggi sampai saat ini masih dalam tahap penelitian.
PEMBAHASAN 27 e. Bus P1394 / Fire Wire Semakin pesatnya kebutuhan bus I/O berkecepatan tinggi dan semakin cepatnya prosesor saat ini yang mencapai 1 GHz, maka perlu diimbangi dengan bus berkecapatan tinggi juga. Bus SCSI dan PCI tidak dapat mencukupi kebutuhan saat ini. Sehingga dikembangkan bus performance tinggi yang dikenal dengan Fire Wire (P1394 standard IEEE). P1394 memiliki kelebihan dibandingkan dengan interface I/O lainnya, yaitu sangat cepat, murah, dan mudah untuk diimplementasikan. Pada kenyataanya P1394 tidak hanya populer pada sistem komputer, namun juga pada peralatan elektronik seperti pada kamera digital, VCR, dan televisi. Kelebihan lain adalah penggunaan transmisi serial sehingga tidak memerlukan banyak kabel.
BAB III 28 BAB III PENUTUP KESIMPULAN Bus adalah satu lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih perangkat. Ciri utama suatu bus adalah bahwa bus merupakan suatu medium transmisi bersama. Berbagai perangkat yang terhubung ke bus dan suatu sinyal yang di pancarkan oleh tiap perangkat dapat diterima oleh semua perangkat lain yang terhubung ke bus. Jika dua perangkat melakukan transmisi sepanjang periode waktu yang sama, sinyalnya akan tumpang- tindih dan menjadi rusak. Dengan demikian, hanya satu perangkat yang akan berhasil melakukan transmisi pada saat tertentu. Jadi, bus adalah penghubung bagi keseluruhan komponen komputerdalam menjalankan tugasnya. Elemen-elemen rancangan bus terdiri dari jenis bus, metode arbitrase, timing, lebar bus dan jenis transfer data. Jenis bus ada dua yaitu Dedicated dan Multiplexed. Metode arbitrasi juga ada dua yaitu tersentralisasi dan terdistribusi. Timing ada dua yaitu synchronous dan asynchronous. Contoh-contoh dari bus diantaranya yaitu bus ISA, bus PCI, bus USB, bus SCSI dan bus P1394 / Fire Wire . Semua memiliki keunggulan, kelemahan, harga, dan teknologiyang berbeda sehingga akan mempengaruhi jenis-jenis penggunaannya.
DAFTAR PUSTAKA 29 DAFTAR PUSTAKA Baehaqi, I. (2018). BUS Pada Sistem Komputer. Diakses dari https://www.academia.edu/34544977/BUS_Pada_Sistem_Komputer (N.d.). Diakses dari https://www.researchgate.net/publication/318815310_Sistem_Bus mfnice01. (2022). ebook bus system - Flip eBook Pages 1-7: AnyFlip: mfnice01. Diakses dari https://anyflip.com/zdvpv/gqhe/basic (N.d.). Diakses dari https://repositori.uinalauddin.ac.id/19492/1/11.%20Buku%20editor%3B%20ORGANISASI%20%26%20ARSITE KTUR%20KOMPUTER.pdf
DAFTAR PUSTAKA 30