Organisasi dan Arsitektur Komputer

Memory

A. Memory Hierarchy
Hierarki Memori atau Memory

Hierarchy dalam arsitektur komputer adalah
sebuah pedoman yang dilakukan oleh para
perancang demi menyetarakan kapasitas,
waktu akses, dan harga memori untuk tiap
bitnya. Secara umum, hierarki memori
terdapat dua macam yakni hierarki memori
tradisional dan hierarki memori kontemporer.

Hierarki memori memang disusun sedemikian rupa agar semakin ke bawah,
memori dapat mengalami hal-hal berikut:

• Peningkatan waktu akses (access time) memori (semakin ke bawah
semakin lambat, semakin ke atas semakin cepat)

• Peningkatan kapasitas (semakin ke bawah semakin besar, semakin ke atas
semakin kecil)

• Peningkatan jarak dengan prosesor (semakin ke bawah semakin jauh,
semakin ke atas semakin dekat)

• Penurunan harga memori tiap bitnya (semakin ke bawah semakin semakin
murah, semakin ke atas semakin mahal)

Memori yang lebih kecil, lebih mahal dan lebih cepat diletakkan pada urutan teratas.
Sehingga, jika diurutkan dari yang tercepat, maka urutannya adalah sebagai berikut:

➢ Register mikroprosesor. Ukurannya yang paling kecil tapi memiliki waktu akses

yang paling cepat, umumnya hanya 1 siklus CPU saja.
➢ Cache mikroprosesor, yang disusun berdasarkan kedekatannya dengan prosesor

(level-1, level-2, level-3, dan seterusnya). Memori cache mikroprosesor dikelaskan

ke dalam tingkatan-tingkatannya sendiri :

• Level-1 : level-1: memiliki ukuran paling kecil di antara semua

cache, sekitar puluhan kilobyte saja. Kecepatannya paling cepat di antara

semua cache.

• Level-2: memiliki ukuran yang lebih besar dibandingkan dengan cache

level-1, yakni sekitar 64 kilobyte, 256 kilobyte, 512 kilobyte, 1024

kilobyte, atau lebih besar. Meski demikian, kecepatannya lebih lambat

dibandingkan dengan level-1, dengan nilai latency kira-kira 2 kali hingga

10 kali. Cache level-2 ini bersifat opsional. Beberapa prosesor murah dan

prosesor sebelum Intel Pentium tidak memiliki cache level-2.

• Level-3: memiliki ukuran yang lebih besar dibandingkan dengan cache

level-2, yakni sekitar beberapa megabyte tapi agak lambat. Cache ini

bersifat opsional. Umumnya digunakan pada prosesor-prosesor server dan

workstation seperti Intel Xeon atau Intel Itanium. Beberapa prosesor

desktop juga menawarkan cache level-3 (seperti halnya Intel Pentium
Extreme Edition), meski ditebus dengan harga yang sangat tinggi.
➢ Memori utama: memiliki akses yang jauh lebih lambat dibandingkan dengan memori
cache, dengan waktu akses hingga beberapa ratus siklus CPU, tapi ukurannya
mencapai satuan gigabyte. Waktu akses pun kadang-kadang tidak seragam,
khususnya dalam kasus mesin-mesin Non-uniform memory access (NUMA).
➢ Cache cakram magnetis, yang sebenarnya merupakan memori yang digunakan dalam
memori utama untuk membantu kerja cakram magnetis.
➢ Cakram Magnetis, merupakan piranti penyimpanan sekunder yang paling banyak
dijumpai pada sistem komputer modern. Pada saat disk digunakan, motor drive
berputar dengan kecepatan yang sangat tinggi. Ada sebuah read-write head yang
ditempatkan di atas permukaan piringan tersebut. Permukaan disk terbagi atas
beberapa track yang masih terbagi lagi menjadi beberapa sektor. Cakram fixed-head
memiliki satu head untuk tiap-tiap track, sedangkan cakram moving-head (atau
sering dikenal dengan nama cakram keras ) hanya memiliki satu head yang harus
dipindah-pindahkan untuk mengakses dari satu track ke track yang lainnya.
➢ Tape Magnetis, adalah suatu medium untuk perekaman magnetis, dibuat dari suatu
mantel magnetizable tipis yang panjang. Kebanyakan audio, video dan penyimpanan
data komputer jenis ini dikembangkan Negara Jerman, berdasar pada konsep kawat
magnetis adalah Alat yang merekam dan memainkan kembali audio dan pita
perekam penggunaan video adalah alat perekam dan video recorder. Suatu alat yang
menyimpan data komputer pada pita perekam adalah suatu tape drive ( unit tape ).
➢ Cakram Optik, adalah suatu medium penyimpanan data komputer dapat berupa film
atau music dan data yang dapat dibaca dengan optic reader pada room dan setiap
cakram optic memiliki room yang berbeda utuk setiap jenis cakram optic tertentu.
B. Urutan Memori
1) 1 Bit = Binary Digit (b)
2) 8 Bits = 1 Byte (B)
3) 1024 Bytes = 1 Kilobyte (KB)
4) 1024 Kilobytes = 1 Megabyte (MB)
5) 1024 Megabytes = 1 Gigabyte (GB)
6) 1024 Gigabytes = 1 Terabyte (TB)
7) 1024 Terabytes = 1 Petabyte (PB)
8) 1024 Petabytes = 1 Exabyte (EB)
9) 1024 Exabytes = 1 Zettabyte (ZB)
10) 1024 Zettabytes = 1 Yottabyte (YB)
11) 1024Yottabytes = 1 Brontobyte
12) 1024 Brontobytes = 1 Geopbyte
13) 1024 Geopbyte=1 Saganbyte
14) 1024 Saganbyte=1 Pijabyte
15) Alphabyte = 1024 Pijabyte
16) Kryatbyte = 1024 Alphabyte
17) Amosbyte = 1024 Kryatbyte

18) Pectrolbyte = 1024 Amosbyte
19) Bolgerbyte = 1024 Pectrolbyte
20) Sambobyte = 1024 Bolgerbyte
21) Quesabyte = 1024 Sambobyte
22) Kinsabyte = 1024 Quesabyte
23) Rutherbyte = 1024 Kinsabyte
24) Dubnibyte = 1024 Rutherbyte
25) Seaborgbyte = 1024 Dubnibyte
26) Bohrbyte = 1024 Seaborgbyte
27) Hassiubyte = 1024 Bohrbyte
28) Meitnerbyte = 1024 Hassiubyte
29) Darmstadbyte = 1024 Meitnerbyte
30) Roentbyte = 1024 Darmstadbyte
31) Coperbyte = 1024 Roentbyte

Random Acces Memory

A. Random Acces Memory (RAM)
RAM yang adalah singkatan dari Random Access Memory adalah sebuah

perangkat keras komputer yang berfungsi menyimpan berbagai data dan instruksi
program. Berbeda dengan tape magnetik atau disk yang mengakses data secara
berurutan, isi dari RAM dapat diakses secara random atau tidak mengacu pada
pengaturan letak data. Data di dalam RAM bersifat sementara, dengan kata lain data
yang tersimpan akan hilang jika komputer dimatikan atau catu daya yang terhubung
kepadanya dicabut.RAM biasa juga disebut sebagai memori utama (main memory),
memori primer (primary memory), memori internal (internal memory), penyimpanan
utama (primary storage), memory stick, atau RAM stick. Bahkan terkadang orang
hanya menyebutnya sebagai memori meskipun ada jenis memori lain yang terpasang
di komputer. RAM merupakan salah satu jenis memori internal yang mendukung
kecepatan prosesor dalam mengolah data dan instruksi.

Fungsi RAM:
• Menyimpan data yang berasal dari piranti masuk sampai data dikirim ke
ALU untuk diproses.
• Menyimpan data hasil pemrosesan ALU sebelum dikirim ke piranti
keluaran.
• Menampung program atau intruksi yang berasal dari piranti masuk atau
dari piranti pengingat sekunder.
• Untuk membantu kinerja komputer anda agar bisa menyimpan data secara
sementara.

B. Jenis-jenis Random Acces Memory
1) RAM

RAM yang merupakan singkatan dari Random Access Memory ditemukan
oleh Robert Dennard dan diproduksi secara besar-besaran oleh Intel pada
tahun 1968, jauh sebelum PC ditemukan oleh IBM pada tahun 1981

2) DRAM

Pada tahun 1970, IBM
menciptakan sebuah memori
yang dinamakan DRAM.
DRAM sendiri merupakan
singkatan dari Dynamic Random
Access Memory. Dinamakan
Dynamic karena jenis memori
ini pada setiap interval waktu
tertentu, selalu memperbarui

keabsahan informasi atau isinya.

3) FP RAM

Memori jenis ini bekerja

layaknya sebuah indeks

ataudaftar isi. Arti Page itu

sendiri merupakan bagian

dari memori yang terdapat

padasebuah row address.

Ketika sistem

membutuhkan isi suatu

alamat memori, FPM tinggal mengambil informasi mengenainya berdasarkan

indeks yang telah dimiliki. FPM memungkinkan transfer data yang lebih cepat

pada baris (row) yang sama dari jenis memori sebelumnya.

Memori jenis ini bekerja layaknya sebuah indeks ataudaftar isi. Arti Page itu

sendiri merupakan bagian dari memori yang terdapat padasebuah row address.

Ketika sistem membutuhkan isi suatu alamat memori, FPM tinggal

mengambil informasi mengenainya berdasarkan indeks yang telah dimiliki.

FPM memungkinkan transfer data yang lebih cepat pada baris (row) yang

sama dari jenis memori sebelumnya.

4) EDO RAM

Pada tahun 1995,

diciptakanlah memori jenis

Extended Data Output Dynamic

Random Access Memory (EDO

DRAM) yang merupakan

penyempurnaan dari

FPM.Memori EDO dapat

mempersingkat read cycle-nya sehingga dapat meningkatkan kinerjanya

sekitar 20 persen.Walaupun EDO merupakan penyempurnaan dari FPM,

namun keduanya tidak dapatdipasang secara bersamaan, karena adanya

perbedaan kemampuan. Memori EDO DRAM banyak digunakan pada sistem

berbasis Intel 486 dan kompatibelnya serta Pentium generasi awal.

5) SD RAM PC 66

Pada peralihan tahun 1996 –

1997, Kingston menciptakan

sebuah modul memoridimana

dapat bekerja pada kecepatan

(frekuensi) bus yang sama /

sinkron denganfrekuensi yang

bekerja pada prosessor. Itulah

sebabnya mengapa Kingston

menamakan memori jenis ini

sebagai Synchronous Dynamic Random AccessMemory (SDRAM). SDRAM

ini kemudian lebih dikenal sebagai PC66 karena bekerja pada frekuensi bus
66MHz.
6) SD RAM PC 100

Selang kurun waktu
setahun setelah PC66
diproduksi dan digunakan
secara masal, Intel membuat
standar baru jenis memori yang
merupakan pengembangan dari
memori PC66. Standar baru ini
diciptakan oleh Intel untuk
mengimbangi sistem chipset
i440BX dengan sistem Slot 1 yang juga diciptakan Intel. Chipset ini di desain
untuk dapat bekerja pada frekuensi bus sebesar 100MHz. Chipset ini sekaligus
dikembangkan oleh Intel untuk dipasangkan dengan prosessor terbaru Intel
Pentium IIyang bekerja pada bus 100MHz. Karena bus sistem bekerja pada
frekuensi 100MHz sementara Intel tetap menginginkan untuk menggunakan
sistem memori SDRAM, maka dikembangkanlah memori SDRAM yang
dapat bekerja pada frekuensi bus 100MHz. Seperti pendahulunya PC66,
memori SDRAM ini kemudian dikenal dengan sebutan PC100. Dengan
menggunakan tegangan kerja sebesar 3,3 volt, memori PC100 mempunyai
access time sebesar 8ns, lebih singkat dari PC66. Selain itu memori PC100
mampu mengalirkan data sebesar 800 MB per detiknya.Hampir sama dengan
pendahulunya, memori PC100 telah membawa perubahan dalam sistem
komputer. Tidak hanya prosessor berbasis Slot 1 saja yang menggunakan
memori PC100, sistem berbasis Soket 7 pun diperbarui untuk dapat
menggunakan memori PC100. Maka muncullah apa yang disebut dengan
sistem Super Soket 7.Contoh prosessor yang menggunakan soket Super7
adalah AMD K6-2, Intel PentiumII generasi akhir, dan Intel Pentium II
generasi awal dan Intel Celeron II generasiawal.
7) DR RAM

Pada tahun 1999, Rambus
menciptakan sebuah sistem
memori dengan arsitektur
barudan revolusioner, berbeda
sama sekali dengan arsitektur
memori SDRAM. Oleh Rambus,
memori ini dinamakan Direct Rambus Dynamic Random Access Memory.
Dengan hanya menggunakan tegangan sebesar 2,5 volt, RDRAM yang
bekerja padasistem bus 800 MHz melalui sistem bus yang disebut dengan
Direct Rambus Channel, mampu mengalirkan data sebesar 1,6 GB per
detiknya! (1GB = 1000MHz). Sayangnya kecanggihan DRDRAM tidak dapat
dimanfaatkan oleh sistem chipset dan prosessor pada kala itu sehingga

memori ini kurang mendapat dukungan dari berbagai pihak. Satu lagi yang

membuat memori ini kurang diminati adalah karena harganyayang sangat

mahal.

8) RDRAM PC 800

Masih dalam tahun yang

sama, Rambus juga

mengembangkan sebuah

jenis memorilainnya dengan

kemampuan yang sama

dengan DRDRAM.

Perbedaannya hanyaterletak

pada tegangan kerja yang

dibutuhkan. Jika DRDRAM

membutuhkan tegangan sebesar 2,5 volt, maka RDRAM PC800 bekerja pada

tegangan 3,3 volt. Nasib memori RDRAM ini hampir sama dengan

DRDRAM, kurang diminati, jika tidak dimanfaatkan oleh Intel. Intel yang

telah berhasil menciptakan sebuah prosessor berkecepatan sangat tinggi

membutuhkan sebuah sistem memori yang mampu mengimbanginya dan

bekerjasama dengan baik. Memori jenis SDRAM sudah tidak sepadan lagi.

Intel membutuhkan yang lebih dari itu. Dengan dipasangkannya Intel Pentium

4, nama RDRAM melambung tinggi, dan semakin lama harganya semakin

turun.

9) SDRAM PC 133

Selain dikembangkannya

memori RDRAM PC800 pada tahun

1999, memori SDRAM belumlah

ditinggalkan begitu saja, bahkan

oleh Viking, malah semakin

ditingkatkan kemampuannya.

Sesuai dengan namanya, memori

SDRAM PC133 ini bekerja pada

bus berfrekuensi 133 MHz dengan access time sebesar 7,5 ns dan mampu

mengalirkan data sebesar 1,06 GB per detiknya. Walaupun PC133

dikembangkan untuk bekerja pada frekuensi bus 133 MHz, namun memori ini

juga mampu berjalan pada frekuensi bus 100MHz walaupun tidak sebaik

kemampuan yang dimiliki oleh PC100 pada frekuensi tersebut.

10) SDRAM PC 150

Perkembangan memori

SDRAM semakin menjadi-jadi

setelah Mushkin, pada tahun2000

berhasil mengembangkan chip

memori yang mampu bekerja

pada frekuensi bus 150MHz,

walaupun sebenarnya belum ada standar resmi mengenai frekunsi bussistem
atau chipset sebesar ini. Masih dengan tegangan kerja sebesar 3,3 volt,
memoriPC150 mempunyai access time sebesar 7ns dan mampu mengalirkan
data sebesar 1,28GB per detiknya. Memori ini sengaja diciptakan untuk
keperluan overclocker, namun pengguna aplikasi game dan grafis 3 dimensi,
desktop publishing, serta komputer server dapat mengambil keuntungan
dengan adanya memori PC150.
11) DDR RAM

Pada 1999 dua perusahaan
besar microprocessor INTEL dan
AMD bersaing ketat dalam
meningkatkan kecepatan clock
pada CPU. Namun menemui
hambatan, karena ketika meningkatkan memory bus ke 133 Mhz kebutuhan
Memory (RAM) akan lebih besar. Dan untuk menyelesaikan masalah ini
maka dibuatlah DDR RAM (double datarate transfer) yang awalnya dipakai
pada kartu grafis, karena sekarang anda bisa menggunakan hanya 32 MB
untuk mendapatkan kemampuan 64 MB. AMD adalah perusahaan pertama
yang menggunakan DDR RAM pada motherboardnya.
12) DDR SDRAM
Masih di tahun 2000, Crucial
berhasil mengembangkan kemampuan
memori SDRAM menjadi dua kali lipat.
Jika pada SDRAM biasa hanya mampu
menjalankan instruksi sekali setiap satu
clock cycle frekuensi bus, maka DDR
SDRAM mampu menjalankan dua
instruksi dalam waktu yang sama.
Teknik yang digunakan adalah dengan
menggunakan secara penuh satu gelombang frekuensi. Jika pada SDRAM
biasa hanya melakukan instruksi pada gelombang positif saja, maka DDR
SDRAM menjalankan instruksi baik pada gelombang positif maupun
gelombang negatif.
13) DDR 2 RAM

Ketika memori jenis
DDR (Double Data Rate)
dirasakan mulai melambat
dengan semakin cepatnya
kinerja prosesor dan prosesor
grafik, kehadiran memori
DDR2 merupakan kemajuan logis dalam teknologi memori mengacu pada
penambahan kecepatan serta antisipasi semakin lebarnya jalur akses segitiga
prosesor, memori, dan antarmuka grafik (graphic card) yang hadir dengan

kecepatan komputasi yang berlipatganda. Perbedaan pokok antara DDR dan
DDR2 adalah pada kecepatan data serta peningkatan latency mencapai dua
kali lipat. Perubahan ini memang dimaksudkan untuk menghasilkan kecepatan
secara maksimum dalam sebuah lingkungan komputasi yang semakin cepat,
baik di sisi prosesor maupun grafik. Selain itu, kebutuhan voltase DDR2 juga
menurun. Kalau pada DDR kebutuhanvoltase tercatat 2,5 Volt, pada DDR2
kebutuhan ini hanya mencapai 1,8 Volt. Artinya,kemajuan teknologi pada
DDR2 ini membutuhkan tenaga listrik yang lebih sedikit untuk menulis dan
membaca pada memori. Teknologi DDR2 sendiri lebih dulu digunakan pada
beberapa perangkat antarmuka grafik, dan baru pada akhirnya diperkenalkan
penggunaannya pada teknologi RAM. Dan teknologi DDR2 ini tidak
kompatibel dengan memori DDR sehingga penggunaannya pun hanya bisa
dilakukan pada komputer yang memang mendukung DDR2.
14) DDR 3 RAM

RAM DDR3 ini memiliki
kebutuhan daya yang berkurang
sekitar 16% dibandingkan dengan
DDR2. Hal tersebut disebabkan
karena DDR3 sudah menggunakan
teknologi 90 nm sehingga
konsusmsi daya yang diperlukan
hanya 1.5v, lebih sedikit jika dibandingkan dengan DDR2 1.8v dan DDR
2.5v. Secara teori, kecepatan yang dimiliki oleh RAM ini memang cukup
memukau. Ia mampu mentransfer data dengan clock efektif sebesar 800-1600
MHz. Pada clock 400-800 MHz, jauh lebih tinggi dibandingkan DDR2
sebesar 400-1066 MHz (200-533 MHz) dan DDR sebesar 200-600 MHz (100-
300 MHz). Prototipe dari DDR3 yang memiliki 240 pin. Ini sebenarnya sudah
diperkenalkan sejak lama pada awal tahun 2005. Namun, produknya sendiri
benar-benar muncul pada pertengahan tahun 2007 bersamaan dengan
motherboard yang menggunakan chipset Intel P35 Bearlake dan pada
motherboard tersebut sudah mendukung slot DIMM.

Extrenal Memory

External storage atau
penyimpanan eksternal merupakan
hardware atau perangkat keras
untuk melakukan pembacaan,
penulisan, serta penyimpanan data.
Secara singkat, external storage
adalah hardware yang bisa
digunakan untuk menyimpan data.
Beberapa media penyimpanan
yang bisa digunakan untuk mendukung operasi pembacaan, penulisan, maupun
penyimpanan data antara lain flashdisk, hard disk, dan juga SD Card. Selain itu, ada juga
perangkat keras yang masuk ke dalam external storage namun hanya digunakan untuk
sekali penulisan seperti DVD dan CD. Pengertian external storage juga bisa berupa media
penyimpanan yang dapat menyimpan data secara permanen. Data tersebut tidak akan
hilang meskipun komputer atau laptop dimatikan atau ketika media penyimpanan tersebut
dilepas dari komputer.

A. Magnetic Disc
Magnetic disk adalah DASD pertama
yang dibuat oleh industri komputer.
Penyimpanan magnetik (Magnetic disk)
merupakan piranti penyimpanan sekunder
yang paling banyak dijumpai pada sistem
komputer modern. Pada saat disk digunakan,
motor drive berputar dengan kecepatan yang
sangat tinggi. Ada sebuah read-write head
yang ditempatkan di atas permukaan piringan tersebut. Permukaan disk terbagi atas
beberapa track yang masih terbagi lagi menjadi beberapa sektor. Cakram fixed-head
memiliki satu head untuk tiap-tiap track, sedangkan cakram moving-head (atau sering
dikenal dengan nama cakram keras ) hanya memiliki satu head yang harus dipindah-
pindahkan untuk mengakses dari satu track ke track yang lainnya. Magnetik Disk
(Piringan Magnetik) terbuat dari satu atau lebih piringan hitam metal atau plastik dan
permukaannya dilapisi lapisan iron-oxide. Perekaman datanya disimpan pada
permukaan tersebut dalam bentuk kode binary. Piringan magnetik yang terbuat dari
plastik dan sebuah piringan disebut dengan floppy disk (micro disk dan mini disk),
yang terbuat dari metal dan banyak piringan disebut hard disk.Lapiran dasar biasanya
berbahan Alumunium-Alumunium Alloy Kaca.
Bahan kaca memberikan manfaat antara lain :

• Meningkatkan reliabilitas disk
• Mengurangi R/W error
• Kemampuan untuk mendukung kerapatan tinggi
• Kekakuan yang lebih baik untuk mengurangi dinamisasi disk
• Kemampuan menahan goncangan dan kerusakan

Beberapa memory yang tergolong pada magnetic disk ini sendiri adalah Flopy Disk, IDE
Disk, dan SCSI Disk. Magnetik disk sendiri terbuat dari piringan bundar yang terbuat dari logam
atau plastik dimana permukaan dari bahan tersebut mempunyai sifat magnetic sehingga nanti
bisa menghasilkan semacam medan magnet yang sangat diperlukan untuk proses baca tulis dari
memory tersebut karena saat proses baca/tulis menggunakan kepala baca yang disebut dengan
head.

B. Karakteristik Disc
• Disk Pack adalah jenis alat penyimpanan pada magnetic disk, yang terdiri dari
beberapa tumpukan piringan aluminium.
• Dalam sebuah pack/tumpukan umumnya terdiri dari 11 piringan. Setiap
piringan diameternya 14 inch (8 inch pada mini disk) dan menyerupai
piringan hitam.
• Permukaannya dilap isi dengan metal-oxide film yang mengandung
magnetisasi seperti pada magnetic tape
• Banyak track pada piringan menunjukkan karakteristik penyimpanan pada
lapisan permukaan, kapasitas disk drive dan mekanisme akses.
• Disk mempunyai 200-800 track per permukaan (banyaknya track pada
piringan adalah tetap). Pada disk pack yang terdiri dari 11 piringan
mempunyai 20 permukaan untuk mrnyimpan data.
• Kedua sisi dari setiap piringan digunakan untuk menyimpan data, kecuali
pada permukaan yang paling atas dan paling bawah tidak digunakan untuk
menyimpan data, karena pada bagian tersebut lebih mudah terkena kotoran /
debu dari pada permukaan yang di dalam. Juga arm pada permukaan luar
hanya dapat mengakses separuh data.
1. Metode Silinder
Metode silinder merupakan Pengalamatan berdasarkan nomor
silinder, nomor permukaan dan nomor record. Semua track dari disk pack
membentuk suatu silinder. Jadi bila suatu disk pack dengan 200 track per
permukaan, maka mempunyai 200 silinder. Bagian nomor permukaan dari
pengalamatan record menunjukkan permukaan silinder record yang
disimpan.Jika ada 11 piringan maka nomor permukaannya dari 0-19 atau
dari 1-20. Pengalamatan dari nomor record menunjukkan dimana record
terletak pada track yang ditunjukkan dengan nomor silinder dan nomor
permukaan.
2. Metode Sektor

Setiap track dari pack dibagi kedalam sektor-sektor. Setiap sektor
adalah storage area untuk banyaknya karakter yang tetap. Pengalamatan
recordnya berdasarkan nomor sektor, nomor track, nomor permukaan.
Nomor sektor yang diberikan oleh disk controller menunjukkan track
mana yang akan diakses dan pengalamatan record terletak pada track yang
mana. Setiap track pada setiap piringan mempunyai kapasitas
penyimpanan yang sama meskipun diameter tracknya berlainan.
Keseragaman kapasitas dicapai dengan penyesuaian density yang tepat
dari representasi data untuk setiap ukuran track. Keuntungan lain dari
pendekatan keseragaman kapasitas adalah file dapat ditempatkan pada
disk tanpa merubah lokasi nomor sektor (track atau cylinder) pada file.
a) Gerakan Head

Pada head tetap setiap
track memiliki kepala head
sendiri, sedangkan pada head
bergerak, satu kepala head
digunakan untuk beberapa track
dalam satu muka disk.Pada head
bergerak adalah lengan head
bergerak menuju track yang
diinginkan berdasarkan perintah dari disk drive-nya. Sistem kerja dari
head ini adalah ketika arus + ataupun arus – melewati head, maka akan
menimbulkan sebuah medan magnet yang nantinya akan menarik dari
head tersebut. Head akan bergerak ke kiri atau kekanan tergantung dari
polaritas arus drive tersebut. Untuk membacanya, ketika head tersebut
melewati sebuah daerah magnet maka sebuah arus + dan – dimunculkan
dari head dan ini memungkinkan untuk membaca bit-bit yang telah
disimpan sebelumnya. Urutan melingkar bit bit ditulis ketika disk
melakukan suatu putaran penuh yang disebut dengan track. Setiap track
dibagi dalam sektor-sektor yang memiliki panjang tetap dan berisi 512
byte data.Namun didahului dengan proses sinkronisasi head sebelum
menulis dan membaca. Semakin banyak data yang ditulis atau dibaca
maka putarannya juga akan semakin rapat. Namun dengan kondisi seperti
itu maka peluang error bacanya juga semakin tinggi.

Semua disk mempunyai lengan yang mampu bergerak keluar
masuk pada kumparan dan piringan yang berputar sehingga terbentuk
jarak-jarak radial yang berbeda. Pada setiap radial yang berbeda dapat
ditulis. Track-track itu sendiri merupakan serangkaian lingkaran
konsentrik di sekitar kumparan. Lebar sebuah track tergantung pada
headnya dan seberapa akurat head tersebut ditempatkan secara radial. Data
dikirim ke memori ini dalam bentuk blok, umumnya blok lebih kecil
kapasitasnya daripada track. Blok-blok data disimpan dalam disk yang

berukuran blok, yang disebut sektor. Track biasanya terisi beberapa sektor,
umumnya 10 hingga 100 sektor tiap tracknya.

b) Mekanisme Head
Head yang menyentuh

disk (contact) seperti pada
floppy disk, head yang
mempunyai celah utara tetap
maupun yang tidak tetap
tergantung medan magnetnya.
Celah atau jarak head dengan
disk tergantung kepadatan
datanya, semakin padat datanya
dibutuhkan jarak head yang
semakin dekat, namun semakin dekat head maka faktor resikonya semakin
besar, yaitu terjadinya kesalahan baca. Teknologi Winchester dari IBM
mengantisipasi masalah celah head diatas dengan model head
aerodinamik. Head berbentuk lembaran timah yang berada dipermukaan
disk apabila tidak bergerak, seiring perputaran disk maka disk akan
mengangkat headnya. Istilah Winchester dikenalkan IBM pada model disk
3340-nya. Model ini merupakan removable disk pack dengan head yang
dibungkus di dalam pack. Sekarang istilah Winchester digunakan oleh
sembarang disk drive yang dibungkus pack dan memakai rancangan head
aerodinamis. Istilah Winchester dikenalkan IBM pada model disk 3340-
nya. Model ini merupakan removable disk pack dengan head yang
dibungkus di dalam pack. Sekarang istilah Winchester digunakan oleh
sembarang disk drive yang dibungkus pack dan memakai rancangan head
aerodinamis.
C. Parameter performansi disc
1. Seek Time
Waktu yang diperlukan oleh head untuk menuju track = initial startup +
waktu untuk menuju track + settling time tidak linear dengan jumlah track rata-
rata < 10 ms
2. Rotational delay/latency
• Waktu yang diperlukan untuk menuju sektor yang diinginkan
• Kecepatan disk Rata-rata : ½ x (60x 1000)/rpm
3. Transfer time (T)
Waktu yang diperlukan untuktransfer data
T = b/rN
b = jumlah byte yang ditransfer
r = kecepatan rotasi (putaran per detik)
N = Jumlah byte pada track
4. Rata-rata akses disk (Ta)
Ta= Ts+ 1/2r + b/rN

Ts= rata-rata seek time

D. Optical Memory
Media Memori Optik (penyimpanan optik) adalah media penyimpanan data yang

menyimpan data sebagai pola titik-titik yang dapat dibaca dengan menggunakan
cahaya laser. Data yang disimpan dalam medium penyimpanan optik dibaca dengan
memantulkan sinar laser terhadap permukaan medium penyimpanan data. Bila
memang sinar tersebut mengenai titik di mana data disimpan, maka sinar tersebut
akan dipantulkan kembali secara berbeda, untuk memberitahukan bahwa di sana ada
titik yang berisi data.

Ciri-ciri optical memory :
• Menggunakan laser untuk menulis dan membaca data.
• Dapat digunakan untuk menyimpan data yang volumenya sangat besar.
• Dapat membaca lebih cepat

Media penyimpanan optic di bagi menjadi 2, yaitu :
1. Phase-change Disk

Disk ini dilapisi oleh bahan yang dapat mengkristal(beku) menjadi
crystalline(serpihan-serpihan kristal) atau menjadi amorphous state(bagian
yang tak berbentuk). Bagian crytalline ini lebih transparan, karenanya
tembakan laser yang mengenainya akan lebih terang melintasi bahan dan
memantul dari lapisan pemantul. Drive Phase-change disk ini menggunakan
sinar laser dengan kekuatan yang berbeda. Sinar laser dengan kekuatan tinggi
digunakan melelehkan disknya kedalam amorphous state, sehingga dapat
digunakan untuk menulis data lagi. sinar laser dengan kekuatan sedang
dipakai untuk menghapus data denga cara melelehkan permukaan disknya dan
membekukannya kembali ke dalam keadaan crytalline, sedangakan sinar laser
dengan kekuatan lemah digunakan untuk membaca data yang telah disimpan.
2. Dye-Polimer Disk

Dye-polimer merekam data dengan membuat bump(gelombang) disk
dilapisi dengan bahan yang dapat enyerap sinar laser. sinar laser ini membakar
spot hingga spot ini memuai dan membentuk bump(gelombang). bump ini
dapat dihilangakan atau didatarkan kembali dengan cara dipanasi lagi dengan
sinar laser.

Titik-titik tersebut dapat dibuat dengan menggunakan sinar laser pula,
untuk semua media penyimpanan optik yang mampu ditulisi, seperti halnya
Compact Disk Recordable (CD-R). Sinar ini umumnya menggunakan daya
yang tinggi agar dapat memberikan titik-titik data dalam medium yang hendak
ditulisi. Orang-orang menyebut proses ini sebagai proses “burning”, karena
memang kita sedang “membakar” medium dengan laser.

Jenis-jenis Optical Disk – Ada beberapa Jenis Optical disk saat ini,
dimulai dari CD, DVD, Blu Ray, hingga saat ini ada yang terbaru dari optical
disk yaitu FM DISK. Berikut penjelasan jenis-jenis Optical Disk.

1) CD (Compact Disc atau Laser Optic Disc)
CD merupakan jenis piringan

optic yang pertama kali muncul.
Pembacaan dan penulisan data pada
piringan melalui laser. CD berbentuk
lingkaran dengan diameter 120 mm
serta memiliki libang ditengahnya
yang berdiameter 15 mm. kapasitas
penyimpanan CD dapat mencapai
870 Mb yang dapat menyimpan data
hingga 99 menit.

2) DVD (Digital Video Disc / Digital Versatile Disc)

DVD adalah merupakan

pengembangan dari CD. DVD memiliki

kapasitas yang jauh lebih besar dari pada
CD biasa, yaitu sekitar 4,7 – 17 GB.

Kemampuan DVD dapat dilihat dari

jenisnya, yaitu :

• Single-side, single layer kapasitas 4,7 GB
• Double-side, single layer kapasitas 8,5 GB
• Single-sided, double layer kapasitas 9,4 GB
• Double-sided, double layer kapasitas 17 GB
3) Blu Ray

Teknologi Blu-ray adalah
merupakan format disc optic, yang
merupakan perkembangan dari CD dan
DVD. Keunggulan dari blu-ray yaitu pada
kapasitas lapisan-sided Blu-ray disc, dimana
lebih besar 35 kali dari CD dan lebih besar
lima kali dari DVD. Kapasitas Blu-Ray disc
dual layer memiliki kemampuan
menyimpan data sampai dengan 50 Gb per keping. Selain itu, spesifikasi
Blu-ray dalam kecepatan membaca tiga kali lipat lebih cepat dibandingkan
DVD. Ini mengarah ke video kualitas tinggi dan audio jernih, Khusus
yang penting dalam applikasi HDTV. Blu-ray disc menggunakan ultra-
short dengan panjang gelombang laser 405 nanometer, dimana lebih kecil

dari pada DVD yang mencapai 650 nanometer. Dengan begitu, maka bisa
menyorot objek dengan presisi lebih tinggi. Hasilnya, data bisa diikat
dengan lebih ketat dan disimpan di ruang yang lebih kecil. Inilah yang
membuat BD mampu menyimpan lebih banyak data meskipun ukuran
disknya sama dengan CD atau DVD.
4) Fluorescent Multilayer DISK(FM DISK)

Fluorescent Multilayer Disc
(FM Disc) adalah jenis optical disk
yang mampu menampung sampai 140
GB data sekaligus, dengan kecepatan
baca data sampai 1 GB per detik. FM
Disc berbeda dengan kepingan yang
beredar saat ini. Warnanya tidak
keperakan atau keemasan, melainkan
bening seperti sebuah plastik
transparan biasa. Ada tiga jenis FM
teknologi yang telah selesai dikembangkan
1. FM Disc ROM
Ini adalah jenis pertama yang akan = diperkenalkan. FM
Disc ROM nantinya akan banyak digunakan untuk kepentingan
produksi, baik film maupun pernati lunak. Dengan kapasitas yang
besar kualitas film dapat lebih baik. Karena ini berarti film akan
mengalami lebih sedikit proses kompesi. Sama halnya dengan
audio. Sedangkan untuk peranti lunak, kehadirannya akan sangat
berpengaruh khussnya untuk peranti lunak seperti game dan
peranti lunak pendidikan yang umumnya membuat banyak
informasi.
2. FM Disc WORM (Write Once Read Many)
FM Disc WORM disebut juga Rewritable FM Disc adalah
kepingan yang dapat diisi sendiri. Kepingan inilah yang nantinya
dipergunakan sebagai media back-up. Cara penulisannya hampir
sama dengan menulis pada rewritable CD, hanya saja ada sedikit
perbedaan pada penambahan material fluorescent. Ada dua metode
penulisan yang digunakan masing-masing terletak pada perbedaan
penambahan element fluorescent-nya. Denga metode pertama atau
yang dikenal dengan metode thermal, material fluorescent
diaplikasikan dari awal. Sedangkan pada metode kedua yang
chemical, material fluorescent diaplikasin pada tahap lanjut.
3. FM Card atau Clear Card
FM Card sebenarnya adalah sebuah FM Disc yang dilapisi
bagian luar berbentuk kartu kecil. Kepingan yang ada didalam
Clear Card adalah kepingan dengan diameter 50 mm, atau 5 cm.
Model pertama yang dikembangkan adalah dengan 20 lapisan data

– 10 GB data serta memiliki densitas recording sebesar 400
Mbytes/cm2.

5) Laser Disk (LD) atau cakram laser.
Cakram laser (LD) adalah sebuah piringan optical yang digunakan

untuk menyimpan video dan film, dan merupakan media penyimpan data
pada cakram optic komersial pertama. Cakram laser awalnya dinamakan
Discovision pada tahun 1978, teknologinya dilisensikan dan dijual dengan
nama Reflective Optical Video disc, laser Video disk, Laser vision,
discovision, dan MCA discovision sampai akhirnya pioneer electronis
memiliki sebagian format ini dan akhirnya dinamai Laser Disc pada
pertengahan dan akhir 1980-an.
6) Foto CD

Foto CD adalah sebuah system yang dirancang oleh Kodak untuk
mendigitalkan dan menyimpan foto dalam CD. Diluncurkan pada 1992,
cakram dirancang untuk menyimpan hampir 100 gambar berkualitas
tinggi, scan sidik jari dan slide dengan menggunakan pengkodean
eksklusif khusus. Foto CD disc didefinisikan dalam buku beige dan sesuai
dengan CD-ROM XACD-I dan spesifikasi bridge juga. Dimaksudkan
untuk bermain di CD-I pemain, foto pemutar CD (Apple Power CD
misalnya), dan computer manapun dengan software yang sesuai.
7) CD teks

CD-teks atau dikenal juga dengan Red Book Compact disc
merupakan spesifikasi standar untuk CD audio. Hal ini memungkinkan
untuk penyimpanan informasi tambahan (misalnya, nama album, nama
lagu, dan artis) pada CD audio standar-compliant. Informasi ini disimpan
baik dalam daerah lead-indari CD, dimana terdapat sekitar lima kilo byte
ruang yang tersedia, ataupun disub-kanal untuk RW pada disk, yang dapat
menyimpan sekitar 31 megabyte. Area terakhir ini tidak digunakan oleh
red book.
8) DVD-RDL

DVD+RDL(DL singkatan dari double layer) juga disebut
DVD+R9, adalah turunan dari format DVD+R, diciptakan oleh DVD+Rw
alliance. Secara umum, DVD bisa dapat menyimpan data sebesar 4,7
Gigabit. Penggunaanya didemonstrasikan pertama kali pada bulan
Oktober 2003. DVD+RDL disc mempekerjakan dua lapisan
recordabledye, yang masing-masing mampu menyimpan hampir 4,7Gb
dari disk single-layer, hampir dua kali lipat kapasitas total disk 8,55 GB
(7,99 GiB).
9) DVD-RW

DVD-RW adalah cakram optic yang dapat ditulis kembali dan
memiliki kapasitas sama dengan DVD-R, biasanya 4,7 GB. Format ini
dikembangkan oleh pioneer pada November 1999 dan telah disetujui oleh
DVD forum. Keuntungan utama DVD-R adalah kemampuan menghapus
dan menulis kembali sebuah cakram DVD-RW. Menurut pioneer cakram
DVD-RW dapat ditulis sekitar 1000 kali, sebanding dengan standar CD-
RW. Cakram DVD-RW biasanya digunakan untuk tujuan backup,
kumpulan berkas atau home DVD video record. Keuntungan lain adalah
bila ada kesalahan menulis, cakram masih dapat digunakan dengancara
menghapus data yang salah tersebut.
10) DVD+RW

DVD+RW adalah format rewritable untuk DVD dan dapat
menyimpan data sampai 4,7 GB. DVD+RW diciptakan oleh DVD+RW
allince, sebuah konsorsium industry dan produsen disk drive. Dari sisi
bisnis format DVD+RW yang diciptakan terutama untuk menghindari
pembayaran royalty kepada DVD forum yang menciptakan format DVD-
RW. Selain itu DVD+RW mendukung metode penulisan yang disebut
lossless linking yang membuatnya cocok untuk akses acak (random
access) dan meningkatkan kompatibilitas dengan pemutar DVD.
11) DVD-RAM

DVD-RAM (DVD-Random Access Memory) adalah disk khusus
yang diperkenalkan pada tahun 1996 oleh forum DVD, yang dikhususkan
untuk media DVD-RAM RW dan DVD write yang tepat. DVD-RAM
digunakan dalam computer serta cam corder dan perekam video pribadi
sejak tahun 1998.
12) BD-R dan BD-RE(Blu-ray Disc Recordable)

BD-R dan BD-RE adalah format Blue Ray Disk (BD) yang dapat
direkam dengan perekam optik. BD-R disc ditulis satu kali, sedangkan
BD-RE bisa dihapus dan direkam berulang kali. Kapasitas disk adalah 25
GB (2,31 GiB) untuk cakram single layer dan 50 GB (46,61 GiB) untuk
lapisan cakram ganda.
13) UniversalMediaDisk

Universal Media Disc (UMD) adalah sebuah media cakram optic
yang dikembangkan oleh Sony untuk penggunaan Play Station Portable.
UMD ini bisa menyimpan data sampai sebesar 1.8 GB (gigabyte),
termasuk permainan video, film, music atau kombinasinya.

Input/Output

A. Periferal
1. Periferal Input
Input device adalah alat yang digunakan untuk menerima input dari luar
sistem, dapat berupa signal input atau maintenance input. Di dalam sistem
komputer, signal input berupa data yang dimasukkan ke dalam sistem komputer.
a. Keyboard
Keyboard merupakan unit input yang
paling penting dalam suatu pengolahan
data dengan komputer. Keyboard dapat
berfungsi memasukkan huruf, angka,
karakter khusus serta sebagai media bagi
user (pengguna) untuk melakukan
perintah-perintah lainnya yang
diperlukan, seperti menyimpan file dan
membuka file.
Jenis-Jenis Keyboard :
• QWERTY
• DVORAK
• KLOCKENBERG
b. Mouse
Penunjuk (pointer) disebut dengan
mouse yang dapat digerakkan ke mana
saja berdasarkan arah gerakan bola
kecil yang terdapat dalam mouse. Jika
kita membuka dan mengeluarkan bola
kecil yang terdapat di belakang mouse,
maka akan terlihat dua pengendali
gerak, yaitu yang searah horizontal
(mendatar) dan satu lagi vertikal (atas dan bawah).
c. Digital camera dan
webcam
Salah satu input device yang sedang
marak belakangan ini adalah digital
camera. Dengan alat ini, untuk
memasukkan data berupa gambar apa saja
dengan ukuran relatif cukup besar ke
komputer terasa lebih mudah. Berbagai
jenis gambar dapat ditransfer, mulai dari
gambar statis atau foto maupun yang
dinamis atau bergerak seperti video.

d. SCANNER Scanner (bahasa Inggris: scanner)
sebagai data digital. merupakan suatu alat yang digunakan
untuk memindai suatu bentuk maupun
sifat benda, seperti dokumen, foto,
gelombang, suhu dan lain-lain. Hasil
pemindaian itu pada umumnya akan
ditransformasikan ke dalam komputer

e. TOUCH SCREEN
Adalah sebuah perangkat input

komputer yang bekerja dengan adanya
sentuhan tampilan layar menggunakan
jari atau pena digital. layar sentuh, di
mana pengguna mengoperasikan
sistem komputer dengan menyentuh
gambar atau tulisan di layar itu
sendiri, merupakan cara yang paling
mudah untuk mengoperasikan
komputer dan kini semakin banyak digunakan dalam berbagai aplikasi.

f. BARCODE
READER

Pembaca barcode (atau barcode
scanner) adalah perangkat elektronik
untuk membaca barcode cetak. Seperti
scanner flatbed, terdiri dari sumber
cahaya, lensa dan sensor cahaya
menerjemahkan impuls ke optik yang
listrik. Selain itu, hampir semua pembaca
barcode berisi sirkuit dekoder menganalisis gambar barcode data yang
diberikan oleh sensor dan mengirim konten barcode untuk output port
scanner.
2. Periferal Output
Alat Keluaran (Output Device) adalah perangkat keras komputer
yangberfungsi untuk menampilkan / mencetak keluaran sebagai hasil
pengolahandata.Alat keluaran terdiri atas hard copy, softcopy. Alat keluaran yang
termasuksoftcopy menghasilkan keluaran yang berupa tampilan pada monitor atau
berupasuara, sedangkan alat keluaran yang berupa hardcopy memberikan
keluaran berupabahan cetakan, entah berupa kertas, plastik transparan, microfilm,
atau microfiche.Contoh alat keluaran adalah printer, plotter, monitor, LCD
monitor, speaker, dan lain lain.

a. Printer
Printer merupakan peralatan

output pada komputer yang berfungsi
mencetak hasil dari proses komputer ke
dalam media kertas.Hasil cetakan dari
printer dapat berupa gambar maupun
tulisan. Printer merupakan komponen
komputer yang digolongkan ke dalam
peripheral yang sangat penting untuk
membantu kerja manusia. Berdasarkan
media cetaknya printer ada beberapa
macam, yaitu: printer inkjet, printer laserjet dan printer dotmatrik.
b. Monitor

Monitor merupakan peralatan
output pada komputer yang berfungsi
untuk menampilkan grafik atau
gambar sehingga informasi dapat
diterima oleh manusia. Monitor CRT
adalah monitor yang menggunakan
tabung sinar katoda.

c. LCD (Liquid Cristal Display)
Monitor LCD (Liquid Cristal

Display) adalah monitor yang berfungsi
degan prinsip menggunakan cairan kristal
khusus yang berpendar apabila dilalui oleh
sinyal lostrik sehingga manghasilkan
bentuk dan warna.

d. Speaker

Speaker adalah peralatan output
pada komputer yang berfungsi untuk
mengeluarkan output berupa suara.
Speaker akan terhunbung dengan
soudcard pada komputer agar bisa
menerima hasil proses berupa suara
dari komputer.

e. PLOTTER
Plotter adalah printer komputer

untuk grafis vektor pencetakan. Di
masa lalu, plotter digunakan dalam
aplikasi seperti desain dibantu
komputer, meskipun mereka umumnya
telah diganti dengan printer format
lebar konvensional. Hal ini sekarang
biasa untuk diganti seperti printer format lebar sebagai "plotters,"
meskipun mereka secara teknis tidak.
B. Modul I/O
Modul I/O adalah suatu komponen dalam sistem komputer yang bertanggung
jawab atas pengontrolan sebuah perangkat luar atau lebih dan bertanggung jawab pula
dalam pertukaran data antara perangkat luar tersebut dengan memori utama ataupun
dengan register – register CPU. Dalam mewujudkan hal ini, diperlukan antarmuka
internal dengan komputer (CPU dan memori utama) dan antarmuka dengan perangkat
eksternalnya untuk menjalankan fungsi – fungsi pengontrolan.
Fungsi dalam menjalankan tugas bagi modul I/O dapat dibagi menjadi beberapa
katagori, yaitu:
• Kontrol dan pewaktuan.
• Komunikasi CPU.
• Komunikasi perangkat eksternal.
• Pem-buffer-an data.
• Deteksi kesalahan.
Fungsi kontrol dan pewaktuan (control & timing) merupakan hal yang penting
untuk mensinkronkan kerja masing – masing komponen penyusun komputer. Dalam
sekali waktu CPU berkomunikasi dengan satu atau lebih perangkat dengan pola tidak
menentu dan kecepatan transfer komunikasi data yang beragam, baik dengan
perangkat internal seperti register – register, memori utama, memori sekunder,
perangkat peripheral. Proses tersebut bisa berjalan apabila ada fungsi kontrol dan
pewaktuan yang mengatur sistem secara keseluruhan. Contoh kontrol pemindahan
data dari peripheral ke CPU melalui sebuah modul I/O dapat meliputi langkah –
langkah berikut ini :
1. Permintaan dan pemeriksaan status perangkat dari CPU ke modul I/O.
2. Modul I/O memberi jawaban atas permintaan CPU.
3. Apabila perangkat eksternal telah siap untuk transfer data, maka CPU akan
mengirimkan perintah ke modul I/O.
4. Modul I/O akan menerima paket data dengan panjang tertentu dari peripheral.
5. Selanjutnya data dikirim ke CPU setelah diadakan sinkronisasi panjang data
dan kecepatan transfer oleh modul I/O sehingga paket – paket data dapat
diterima CPU dengan baik.

Transfer data tidak akan lepas dari penggunaan sistem bus, maka interaksi
CPU dan modul I/O akan melibatkan kontrol dan pewaktuan sebuah arbitrasi bus
atau lebih. Adapun fungsi komunikasi antara CPU dan modul I/O meliputi proses
– proses berikut :

• Command Decoding, yaitu modul I/O menerima perintah –
perintah dari CPU yang dikirimkan sebagai sinyal bagi bus kontrol.
Misalnya, sebuah modul I/O untuk disk dapat menerima perintah:
Read sector, Scan record ID, Format disk.

• Data, pertukaran data antara CPU dan modul I/O melalui bus data.
• Status Reporting, yaitu pelaporan kondisi status modul I/O maupun

perangkat peripheral, umumnya berupa status kondisi Busy atau
Ready. Juga status bermacam – macam kondisi kesalahan (error).
• Address Recognition, bahwa peralatan atau komponen penyusun
komputer dapat dihubungi atau dipanggil maka harus memiliki
alamat yang unik, begitu pula pada perangkat peripheral, sehingga
setiap modul I/O harus mengetahui alamat peripheral yang
dikontrolnya.

Fungsi selanjutnya adalah buffering. Tujuan utama buffering adalah
mendapatkan penyesuaian data sehubungan perbedaan laju transfer data dari
perangkat peripheral dengan kecepatan pengolahan pada CPU. Umumnya laju
transfer data dari perangkat peripheral lebih lambat dari kecepatan CPU maupun
media penyimpan.

Fungsi terakhir adalah deteksi kesalahan. Apabila pada perangkat
peripheral terdapat masalah sehingga proses tidak dapat dijalankan, maka modul
I/O akan melaporkan kesalahan tersebut. Misal informasi kesalahan pada
peripheral printer seperti: kertas tergulung, pinta habis, kertas habis, dan lain-lain.
Teknik yang umum untuk deteksi kesalahan adalah penggunaan bit paritas.

C. I/O Terprogram
Pada I/O terprogram, data saling dipertukarkan antara CPU dan modul I/O. CPU

mengeksekusi program yang memberikan operasi I/O kepada CPU secara langsung,
seperti pemindahan data, pengiriman perintah baca maupun tulis, dan monitoring
perangkat.

Kelemahan teknik ini adalah CPU akan menunggu sampai operasi I/O selesai
dilakukan modul I/O sehingga akan membuang waktu, apalagi CPU lebih cepat
proses operasinya. Dalam teknik ini, modul I/O tidak dapat melakukan interupsi
kepada CPU terhadap proses – proses yang diinteruksikan padanya. Seluruh proses
merupakan tanggung jawab CPU sampai operasi lengkap dilaksanakan.

Untuk melaksanakan perintah – perintah I/O, CPU akan mengeluarkan sebuah
alamat bagi modul I/O dan perangkat peripheralnya sehingga terspesifikasi secara
khusus dan sebuah perintah I/O yang akan dilakukan. Terdapat empat klasifikasi
perintah I/O, yaitu:

1. Perintah control.
Perintah ini digunkan untuk mengaktivasi perangkat peripheral dan

memberitahukan tugas yang diperintahkan padanya.
2. Perintah test.

Perintah ini digunakan CPU untuk menguji berbagai kondisi status modul
I/O dan peripheralnya. CPU perlu mengetahui perangkat peripheralnya dalam
keadaan aktif dan siap digunakan, juga untuk mengetahui operasi – operasi
I/O yang dijalankan serta mendeteksi kesalahannya.
3. Perintah read.

Perintah pada modul I/O untuk mengambil suatu paket data kemudian
menaruh dalam buffer internal. Proses selanjutnya paket data dikirim melalui
bus data setelah terjadi sinkronisasi data maupun kecepatan transfernya.
4. Perintah write.

Perintah ini kebalikan dari read. CPU memerintahkan modul I/O untuk
mengambil data dari bus data untuk diberikan pada perangkat peripheral
tujuan data tersebut.
Dalam teknik I/O terprogram, terdapat dua macam inplementasi perintah I/O yang
tertuang dalam instruksi I/O, yaitu: memory-mapped I/O dan isolated I/O.
Dalam memory-mapped I/O, terdapat ruang tunggal untuk lokasi memori dan
perangkat I/O. CPU memperlakukan register status dan register data modul I/O
sebagai lokasi memori dan menggunakan instruksi mesin yang sama untuk
mengakses baik memori maupun perangkat I/O. Konskuensinya adalah diperlukan
saluran tunggal untuk pembacaan dan saluran tunggal untuk penulisan. Keuntungan
memory-mapped I/O adalah efisien dalam pemrograman, namun memakan banyak
ruang memori alamat.
Dalam teknik isolated I/O, dilakukan pemisahan ruang pengalamatan bagi memori
dan ruang pengalamatan bagi I/O. Dengan teknik ini diperlukan bus yang dilengkapi
dengan saluran pembacaan dan penulisan memori ditambah saluran perintah output.
Keuntungan isolated I/O adalah sedikitnya instruksi I/O.
D. Interrup Driven I/O
Teknik interrupt – driven I/O memungkinkan proses tidak membuang – buang
waktu. Prosesnya adalah CPU mengeluarkan perintah I/O pada modul I/O, bersamaan
perintah I/O dijalankan modul I/O maka CPU akan melakukan eksekusi perintah –
perintah lainnya. Apabila modul I/O telah selesai menjalankan instruksi yang
diberikan padanya akan melakukan interupsi pada CPU bahwa tugasnya telah selesai.
Dalam teknik ini kendali perintah masih menjadi tanggung jawab CPU, baik
pengambilan perintah dari memori maupun pelaksanaan isi perintah tersebut.
Terdapat selangkah kemajuan dari teknik sebelumnya, yaitu CPU melakukan
multitasking beberapa perintah sekaligus sehingga tidak ada waktu tunggu bagi CPU.
Cara kerja teknik interupsi di sisi modul I/O adalah modul I/O menerima perintah,
misal read. Kemudian modul I/O melaksanakan perintah pembacaan dari peripheral

dan meletakkan paket data ke register data modul I/O, selanjutnya modul
mengeluarkan sinyal interupsi ke CPU melalui saluran kontrol. Kemudian modul
menunggu datanya diminta CPU. Saat permintaan terjadi, modul meletakkan data
pada bus data dan modul siap menerima perintah selanjutnya. Pengolahan interupsi
saat perangkat I/O telah menyelesaikan sebuah operasi I/O adalah sebagai berikut :

1. Perangkat I/O akan mengirimkan sinyal interupsi ke CPU.
2. CPU menyelesaikan operasi yang sedang dijalankannya kemudian merespon

interupsi.
3. CPU memeriksa interupsi tersebut, kalau valid maka CPU akan mengirimkal

sinyal acknowledgment ke perangkat I/O untuk menghentikan interupsinya.
4. CPU mempersiapkan pengontrolan transfer ke routine interupsi. Hal yang

dilakukan adalah menyimpan informasi yang diperlukan untuk melanjutkan
operasi yang tadi dijalankan sebelum adanya interupsi. Informasi yang
diperlukan berupa:

a. Status prosesor, berisi register yang dipanggil PSW (program status
word).

b. Lokasi intruksi berikutnya yang akan dieksekusi.
Informasi tersebut kemudian disimpan dalam stack pengontrol sistem.
5. Kemudian CPU akan menyimpan PC (program counter) eksekusi sebelum
interupsi ke stack pengontrol bersama informasi PSW. Selanjutnya
mempersiapkan PC untuk penanganan interupsi.
6. Selanjutnya CPU memproses interupsi sempai selesai.
7. Apabila pengolahan interupsi selasai, CPU akan memanggil kembali
informasi yang telah disimpan pada stack pengontrol untuk meneruskan
operasi sebelum interupsi. Terdapat bermacam teknik yang digunakan CPU
dalam menangani program interupsi ini, diantaranya :

a. Multiple Interrupt Lines.
b. Software poll.
c. Daisy Chain.
d. Arbitrasi bus.
Teknik yang paling sederhana adalah menggunakan saluran interupsi
berjumlah banyak (Multiple Interrupt Lines) antara CPU dan modul – modul
I/O. Namun tidak praktis untuk menggunakan sejumlah saluran bus atau pin
CPU ke seluruh saluran interupsi modul – modul I/O.
Alternatif lainnya adalah menggunakan software poll. Prosesnya, apabila
CPU mengetahui adanya sebuah interupsi, maka CPU akan menuju ke routine
layanan interupsi yang tugasnya melakukan poll seluruh modul I/O untuk
menentukan modul yang melakukan interupsi. Kerugian software poll adalah
memerlukan waktu yang lama karena harus mengidentifikasi seluruh modul
untuk mengetahui modul I/O yang melakukan interupsi.
Teknik yang lebih efisien adalah daisy chain, yang menggunakan
hardware poll. Seluruh modul I/O tersambung dalam saluran interupsi CPU
secara melingkar (chain). Apabila ada permintaan interupsi, maka CPU akan

menjalankan sinyal acknowledge yang berjalan pada saluran interupsi sampai
menjumpai modul I/O yang mengirimkan interupsi.

Teknik berikutnya adalah arbitrasi bus. Dalam metode ini, pertama – tama
modul I/O memperoleh kontrol bus sebelum modul ini menggunakan saluran
permintaan interupsi. Dengan demikian hanya akan terdapat sebuah modul I/O
yang dapat melakukan interupsi.

Bus System

Komputer tersusun atas beberapa komponen
penting seperti CPU, memori, perangkat I/O. Setiap
komponen saling berhubungan membentuk
kesatuan fungsi. Sistem bus adalah penghubung
bagi keseluruhan komponen komputer dalam
menjalankan tugasnya. Transfer data antar
komponen komputer sangatlah mendominasi kerja
suatu komputer. 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 sistem bus.

Era saat ini memerlukan saluran data atau bus yang handal. Kecepatan komponen
penyusun komputer tidak akan berarti kalau tidak diimbangi kecepatan dan manajemen bus yang
baik. Trend mikroprosesor saat ini adalah melakukan pekerjaan secara paralel dan program
dijalankan secara multitasking menuntut sistem bus tidak hanya lebar tapi juga cepat.

Dalam bab ini akan kita pelajari bagaimana interkoneksi komponen sistem komputer
dalam menjalankan fungsinya, interkoneksi bus dan juga pertimbangan – pertimbangan
perancangan bus. Bagian akhir akan disajikan contuh – contoh bus yang berkembang saat ini.

A. Koneksi pada Memori, CPU, dan Modul I/O
Komputer tersusun atas komponen-komponen atau modul-modul (CPU, memori

dan I/O) yang saling berkomunikasi. Kompulan lintasan atau saluran berbagai modul
disebut struktur interkoneksi. Rancanagan struktur interkoneksi sangat bergantung
pada jenis dan karakteristik pertukaran datanya.

1. Memori
Memori umumnya terdiri atas N word memori dengan panjang yang sama.

Masing – masing word diberi alamat numerik yang unik (0, 1, 2, …N-1).
Word dapat dibaca maupun ditulis pada memori dengan kontrol Read dan
Write. Lokasi bagi operasi dispesifikasikan oleh sebuah alamat.
2. CPU

CPU berfungsi sebagai pusat pengolahan dan eksekusi data berdasarkan
routine-routine program yang diberikan padanya. CPU mengendalikan seluruh
sistem komputer sehingga sebagai konsekuensinya memiliki koneksi ke
seluruh modul yang menjadi bagian sistem komputer.
3. Modul I/O

Operasi modul I/O adalah pertukaran data dari dan ke dalam komputer.
Berdasakan pandangan internal, modul I/O dipandang sebagai sebuah memori
dengan operasi pembacaan dan penulisan. Seperti yang telah dijelaskan bahwa

modul I/O dapat mengontrol lebih dari sebuah perangkat peripheral. Modul
I/O juga dapat mengirimkan sinyal interrupt.

Dari jenis pertukaran data yang diperlukan modul - modul komputer,
maka struktur interkoneksi harus mendukung perpindahan data berikut :

• Memori ke CPU : CPU melakukan pembacaan data maupun
instruksi dari memori.

• CPU ke Memori : CPU melakukan penyimpanan atau penulisan
data ke memori.

• I/O ke CPU : CPU membaca data dari peripheral melalui modul
I/O.

• CPU ke I/O : CPU mengirimkan data ke perangkat peripheral
melalui modul I/O.

• I/O ke Memori atau dari Memori : digunakan pada sistem DMA.
Sampai saat ini terjadi perkembangan struktur interkoneksi, namun yang
banyak digunakan saat ini adalah sistem bus. Sistem bus ada yang digunakan
secara tunggal dan ada secara jamak, tergantung karakteristik sistemnya.

B. Bus data, bus alamat dan bus control
1. Bus Data
Bus Data adalah jalur-jalur perpindahan data antar modul dalam sistem
komputer. Karena pada suatu saat tertentu masing-masing saluran hanya dapat
membawa 1 bit data, maka jumlah saluran menentukan jumlah bit yang dapat
ditransfer pada suatu saat. Lebar data bus ini menentukan kinerja sistem secara
keseluruhan. Sifatnya bidirectional, artinya CPU dapat membaca dan menirma
data melalui data bus ini. Data bus biasanya terdiri atas 8, 16, 32, atau 64 jalur
paralel.

2. Bus Alamat
Digunakan untuk menandakan lokasi sumber ataupun tujuan pada proses

transfer data. Pada jalur ini, CPU akan mengirimkan alamat memori yang akan
ditulis atau dibaca.Address bus biasanya terdiri atas 16, 20, 24, atau 32 jalur
paralel.

3. Bus Control
Bus Control digunakan untuk mengontrol penggunaan serta akses ke Data

Bus dan Address Bus. Terdiri atas 4 samapai 10 jalur paralel. INPUT DEVICE
Input device adalah alat yang digunakan untuk menerima input dari luar sistem,
dan dapat berupa signal input atau maintenance input. Signal input berupa data
yang dimasukkan ke dalam Handout Komputer, sedangkan maintenance input
berupa program yang digunakan untuk mengolah data yang dimasukkan. Alat
input selain digunakan untuk memasukkan data juga untuk memasukkan program.
Beberapa alat input mempunyai fungsi ganda, yaitu disamping sebagai alat input
juga berfungsi sebagai alat output sekaligus.

Bus System 2

A. Timing
Metode pewaktuan sinkron terjadinya

event pada bus ditentukan oleh sebuah
pewaktu (clock). Sebuah transmisi 1 - 0
disebut siklus waktu atau siklus bus dan
menentukan besarnya slot waktu. Semua
perangkat modul pada bus dapat
membaca atau pengetahui siklus clock.
Biasanya satu siklus untuk satu event.
Model ini mudah diimplementasikan dan
cepat namun kurang fleksibel menangani
peralatan yang beda kecepatan
operasinya. Biasanya digunakan untuk modul - modul tertentu yang sudah jelas
karakteristiknya. Dalam pewaktuan asinkron memungkinkan kerja modul yang tidak
serempak kecepatannya. Dalam pewaktuan asinkron, event yang terjadi pada bus
tergantung event sebelumnya sehingga diperlukan sinyal - sinyal validasi untuk
mengidentifikasi data yang ditransfer. Sistem ini mampu menggabungkan kerja
modul - modul yang berbeda kecepatan maupun teknologinya, asalkan aturan
transfernya sama.
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.
C. Computer Function
Fungsi paling utama dari komputer adalah agar bisa melakukan pengolahan data,
sehingga nantinya mampu menghasilkan output dalam bentuk informasi. Biasanya,
data yang diolah di dalam komputer tersedia dalam bentuk gambar, teks, audio,
grafik, dan lain-lain.

1. Data Input

Mesin komputer mampu menerima informasi ataupun data dari sumber

lain yang berasal dari luar. Data tersebut akan mudah diterima melalui

berbagai kegiatan pada keyboard, mouse ataupun dari komputer lain dan

peralatan lainnya.

2. Data Prossesing

Fungsi paling utama dari komputer adalah agar bisa melakukan

pengolahan data, sehingga nantinya mampu menghasilkan output dalam

bentuk informasi. Biasanya, data yang diolah di dalam komputer tersedia

dalam bentuk gambar, teks, audio, grafik, dan lain-lain.

3. Data Output

Fungsi selanjutnya dari komputer adalah agar bisa memberikan hasil

output setelah melalui berbagai proses pengolahan data. Informasi ini nantinya

bisa disajikan dengan menggunakan monitor, alat printer dan juga speaker.

4. Data Storage

Komputer juga bisa disajikan sebagai tempat dalam menyimpan data,

sehingga data tersebut bisa ditemukan secara mudah dan digunakan kembali

oleh penggunanya. Data tersebut nantinya bisa disimpan di dalam memori

komputer atau ke dalam memori eksternal.

5. Data Movement

Fungsi lainnya dari komputer adalah agar bisa memindahkan data yang

berasal dari komputer yang satu ke komputer yang lainnya atau berbagai

peralatan output lain.

➢ Komponen Komputer

1. Komponen Input

Komponen input adalah

komponen hardware yang

mempunyai tanggung jawab

dalam memberikan perintah

tugas yang nantinya akan

diberikan kepada komputer.

Beberapa contoh komponen

input pada komputer adalah

keyboard, mouse, trackpad,

pen, scanner, microphone, dll.

2. Komponen Proses

Komponen proses adalah

komponen yang memiliki tugas

dalam mengolah ataupun

memproses suatu perintah yang

diberikan oleh brainware agar

kemudian ditampilkan pada

komponen output komputer.

Beberapa contoh komponen proses adalah processor, motherboard, hardisk,
dan juga RAM.
3. Komponen Output

Komponen output adalah
komponen yang bertugas dalam
menampilkan informasi dari
suatu perintah yang sudah
diproses oleh komputer.
Beberapa komponen output
pada komputer antara lain
adalah monitor, speaker,
printer, dan masih banyak lagi.

Arsitektur Paralel

Arsitektur Komputer Paralel adalah sekumpulan elemen pemroses (Processing Elements)
yang bekerjasama dalam menyelesaikan sebuah masalah besar. Komputasi paralel adalah salah
satu teknik melakukan komputasi secara bersamaan dengan memanfaatkan beberapa komputer
secara bersamaan. Biasanya diperlukan saat kapasitas yang diperlukan sangat besar, baik karena
harus mengolah data dalam jumlah besar ataupun karena tuntutan proses komputasi yang
banyak.

Untuk melakukan aneka jenis komputasi paralel ini diperlukan infrastruktur mesin paralel
yang terdiri dari banyak komputer yang dihubungkan dengan jaringan dan mampu bekerja secara
paralel untuk menyelesaikan satu masalah. Untuk itu diperlukan aneka perangkat lunak
pendukung yang biasa disebut sebagai middleware yang berperan untuk mengatur distribusi
pekerjaan antar node dalam satu mesin paralel. Selanjutnya pemakai harus membuat
pemrograman paralel untuk merealisasikan komputasi. Untuk melakukan berbagai jenis
komputasi paralel diperlukan infrastruktur mesin paralel yang terdiri dari banyak komputer yang
dihubungkan dengan jaringan dan mampu bekerja secara paralel untuk menyelesaikan satu
masalah. Untuk digunakan perangkat lunak pendukung yang biasa disebut middleware yang
berperan mengatur distribusi antar titik dalam satu mesin paralel. Selanjutnya pemakai harus
membuat pemrograman paralel untuk merealisasikan komputasi.

A. Organisasi Multiple Processor

1. SISD

Single Instruction-Single Data

(SISD). Komputer ini memiliki hanya

satu prosesor dan satu intruksi yang

dieksekusi secara serial. Komputer ini

adalah tipe komputer konvensional.

Menurut mereka tipe komputer ini tidak

ada dalam praktik komputer paralel

karena mainframe pun tidak lagi

menggunakan paralel.

2. SIMD

Single Intruction – Multiple Data

(SIMD). Komputer ini memiliki lebih

dari satu prosesor, tetapi hanya

mengeksekusi satu intruksi secara

paralel pada data yang berbeda pada

level lock-step. Komputer vektor

adalah salah satu komputer paralel

yang menggunakan arsitektur ini. Beberapa contoh komputer yang

menggunakan model SIMD adalah ILLIAC IV, MasPar, Cray X-MP, Cray Y-

MP, Thingking Machine CM-2 dan Cell Processor (GPU).

3. MISD
Multiple Instructions-Single Data

(MISD). Teorinya komputer ini memiliki
satu prosesor dan mengeksekusi beberapa
instruksi secara paralel tetapi praktiknya
tidak ada komputer yang dibangun
dengan arsitektur ini karena sistemnya
tidak mudah dipahami. Sampai saat ini
belum ada komputer yang menggunakan
model MISD.
4. MIMD
Multiple Instructions-Multiple Data
(MIMD). Komputer ini memiliki lebih dari
satu prosesor dan mengeksekusi lebih dari
satu intruksi secara paralel. Tipe komputer
ini yang paling banyak digunakan untuk
membangun komputer paralel, bahkan
banyak supercomputer yang menerapkan
arsitektur ini. Beberapa komputer yang
menggunakan model MIMD adalah IBM POWER5, HP/Compaq
AlphaServer, Intel IA32, AMD Opteron, Cray XT3, dan IBM BG/L.
B. Multiprocessor Symetric

Multiprocessor Symetric adalah
proses di mana semua prosesor
menjalankan tugas dalam sistem
operasi. Ia tidak memiliki hubungan
master-slave seperti multiprosesor
asimetris. Semua prosesor di sini,
berkomunikasi menggunakan memori
bersama . Prosesor mulai menjalankan
proses dari antrian siap pakai. Setiap prosesor juga dapat memiliki antrian pribadi
untuk proses yang siap untuk dieksekusi. Harus dijaga oleh penjadwal bahwa
tidak ada dua prosesor yang menjalankan proses yang sama.
Symmetric Multiprocessing memiliki load balancing yang tepat, toleransi
kesalahan yang lebih baik dan juga mengurangi kemungkinan bottleneck CPU. Ini
rumit karena memori dibagi di antara semua prosesor. Dalam Symmetric
Multiprocessing, kegagalan prosesor menghasilkan kapasitas komputasi yang
berkurang .
Symmetric multiprocessing melibatkan arsitektur perangkat keras
komputer dan perangkat lunak multiprosesor di mana dua atau lebih prosesor
yang identik terhubung ke memori utama tunggal yang dibagikan, memiliki akses
penuh ke semua perangkat input dan output, dan dikendalikan oleh instance
sistem operasi tunggal yang memperlakukan semua prosesor sama, tidak

memesan untuk tujuan khusus. Sebagian besar sistem multiprosesor saat ini
menggunakan arsitektur SMP. Dalam kasus prosesor multi-inti , arsitektur SMP
berlaku untuk inti, memperlakukan mereka sebagai prosesor terpisah.
C. Cache Coherence

Cache coherence merupakan
teknik yang digunakan oleh
multiprosessor agar dapat menjaga
keutuhan dan kebenaran data ketika
cache saling berbagi. Adapun
penerapannya pada model SMP
(Shared Memori Prosessor) hingga
NUMA (Non Uniform Memori Access).Cache coherence diatur oleh sebuah
aturan atau protokol yang sering disebut dengan cache coherence protocol. Cache
coherence protocol berguna untuk membantu cache coherence tetap menjalankan
fungsinya dengan baik. Protokol ini diimplementasikan sebagai tatat aturan bagi
hardware komputer agar pengaksesan data yang dilakukan oleh cache menuju
pada lokasi memori yang seharusnya. Cache coherence protocol dibagi menjadi
dua macam snooping dan directory-based. Saat ini, directory-based yang sering
digunakan, salah satu contohnya MOESI.
D. Chip Multithreading dan Multiprosesor
• Chip Multithreading
Chip Multithreading adalah sebuah sistem yang memungkinkan setiap
program dapat dipecah ke dalam thread-thread yang kemudian dapat dijalankan
secara terpisah oleh sistem operasi komputer. Kemampuan seperti ini juga
termasuk dalam multitasking pada aplikasi. Selain itu multithreading juga
memungkinkan pengeksekusian beberapa thread dilakukan dala satu proses saling
berbagi sumber daya tetapi dijalankan secara independen.
Model Multithreading

1. Thread Pengguna
Thread pengguna adalah sebuah Thread yang pengaturannya dilakukan

oleh pustaka thread pada tingkatan pengguna. Karena pustaka yang
menyediakan fasilitas untuk pembuatan dan penjadwalan thread, thread
pengguna cepat dibuat dan dikendalikan.

2. Thread Kernel
Thread Kernel adalah sebuah thread yang didukung langsung oleh kernel.

Pembuatan, penjadwalan dan manajemen thread dilakukan oleh kernel pada
kernel space. Karena dilakukan oleh sistem operasi, proses pembuatannya
akan lebih lambat jika dibandingkan dengan thread pengguna.
Model-model Multi Threading pada computer :
1. Model Many-to-One

Pada komputerxModel Many-to-One dimana Model ini memetakan
beberapa thread tingkatan pengguna ke sebuah thread. tingkatan kernel.
Pengaturan thread dilakukan dalam ruang pengguna sehingga efisien. Hanya
satu thread pengguna yang dapat mengakses thread kernel pada satu saat. Jadi
Multiple thread tidak dapat berjalan secara paralel pada multiprosesor.
Contoh: Solaris Green Threads dan GNU Portable Threads.
2. Model One-to-One

Dimana model ini memetakan setiap thread tingkatan pengguna ke setiap
thread. Ia menyediakan lebih banyak concurrency dibandingkan model Many-
to-One. Keuntungannya sama dengan keuntungan thread kernel. Kelemahan
model ini ialah setiap pembuatan thread pengguna memerlukan tambahan
thread kernel. Karena itu, jika mengimplementasikan sistem ini maka akan
menurunkan kinerja dari sebuah aplikasi sehingga biasanya jumlah thread
dibatasi dalam sistem. Contoh: Windows NT/XP/2000 , Linux, Solaris 9.
3. Model Many-to-Many

Dimana model ini memultipleks banyak thread tingkatan pengguna ke
thread kernel yang jumlahnya sedikit atau sama dengan tingkatan pengguna.
Model ini mengizinkan developer membuat thread sebanyak yang ia mau
tetapi concurrency tidak dapat diperoleh karena hanya satu thread yang dapat
dijadwalkan oleh kernel pada suatu waktu. Keuntungan dari sistem ini ialah
kernel thread yang bersangkutan dapat berjalan secara paralel pada
multiprosessor.
• Multiprocessor

Multiprocessing adalah
istilah teknologi informasi
dalam bahasa Inggirs yang
merujuk kepada kemampuan
pemrosesan computer yang
dilakukan secara serentak. Hal
ini dimungkinkan dengan
menggunakan dua CPU atau
lebih dalam sebuah system
computer.

Jenis Jenis Multiprocessor

1. Asymmetric Multiprocessing (AMP)

Pendekatan pertama untuk

multiprocessor scheduling adalah

asymmetric multiproccesing

scheduling atau biasa disebut juga

sebagai penjadwalan master slave

multiprocessor. Dimana metode ini

satu prosesor bertindak sebagai master dan prosesor lainnya sebagai slave.

Master processor bertugas untuk menjadwalkan dan mengalokasikan

proses yang berhubungan dengan system, slave processor melayani user

requests dalam pengeksekusian program. Pemrosesan yang banyak tidak

menyebabkan penurunan performance.

2. Symmetric Multiprocessing (SMP)

Symmetric multiprocessing

melibatkan arsitektur perangkat

keras komputer dan perangkat lunak

multiprosesor di mana dua atau

lebih prosesor yang identik

terhubung ke memori utama tunggal

yang dibagikan, memiliki akses

penuh ke semua perangkat input

dan output, dan dikendalikan oleh instance sistem operasi tunggal yang

memperlakukan semua prosesor sama, tidak memesan untuk tujuan

khusus. Sebagian besar sistem multiprosesor saat ini menggunakan

arsitektur SMP. Dalam kasus prosesor multi-inti , arsitektur SMP berlaku

untuk inti, memperlakukan mereka sebagai prosesor terpisah.

3. Non-uniform memory access (NUMA) multiprocessing

Akses memori yang tidak

seragam adalah desain memori

komputer yang digunakan dalam multi-

pemrosesan, di mana waktu akses

memori tergantung pada lokasi memori

relatif terhadap prosesor. Di bawah

NUMA, prosesor dapat mengakses

memori lokalnya sendiri lebih cepat

daripada memori non-lokal.

Kelebihan Multiprocessor

1. Peningkatan throughput, karena lebih banyak proses/thread yang

berjalan dalam satu waktu sekaligus (jika proses yang antri di ready

queue sedikit). Perlu diingat hal ini tidak berarti daya komputasinya

menjadi meningkat sejumlah prosesornya. Yang meningkat adalah

jumlah pekerjaan yang bisa dilakukannya dalam waktu tertentu.

2. Economy of sale (ekonomis), ekonomis dalam devices yang dibagi

bersama-sama. Prosesor-prosesor terdapat dalam satu komputer dan

dapat membagi peripheral (ekonomis) seperti disk dan catu daya

listrik.

3. Peningkatan kehandalan (reliabilitas), jika satu prosesor mengalami

suatu gangguan, maka proses yang terjadi masih dapat berjalan dengan

baik karena tugas prosesor yang terganggu diambil alih oleh prosesor

lain. Hal ini dikenal dengan istilah Graceful Degradation. Sistemnya

sendiri dikenal bersifat fault tolerant atau failoft system.

• Cluster

Cluster computer adalah suatu

sistem perangkat keras dan perangkat

lunak yang menggabungkan beberapa

komputer dalam suatu jaringan

dimana komputer tersebut dapat

bekerjasama dalam pemrosesan suatu

masalah. dari penggabungan beberapa

komputer dalam satu jaringan tentu

komputer tersebut dapat

menghasilkan kecepatan yang sangat tinggi dalam prosesnya. Adapun

komponen yang terdapat pada cluster computer adalah :

1. Node,sistem komputer terdiri dari beberapa node paling

sederhananya terdiri atas dua node. node disini adalah

komputer yang mandiri artinya mampu memproses tugas

komputasi tanpa node lain.

2. Sistem operasi yang mendukung jaringan kumputer.

3. Cluster middleware ,perangkat yang memungkinkan node yang

ada bisa saling bekerjasama.

4. Aplikasi yang mendukung pemindahan tugas

Jenis-jenis Cluster computer :

a. High Availability Cluster

Pada sistem ini cluster

dibuat dengan tujuan untuk

meningkatkan unjuk kerja

komputasi dengan memecahkan

tugas tugas ke beberapa node.

b. High Performance Computing Cluster
Sistem ini bertujuan

agar sebuah layanan dapat
terus tersedia tidak terhalang
oleh SPOF (single poin of
failur, komponen sistem yang

yang jika gagal beroperasi mengakibatkan tidak tersedia
,contohnya kerusakan pada server,kerusakan HDD dll.
c. Load balancing Cluster

Tujuannya untuk
membagi operasi node ke
node lain sehingga semua
operasi tertangani dengan
baik dan sebuah node tidak
mempunyai Load yang
berlebihan.

Manfaat dari Cluster computer
a. Mengurangi biaya
b. Pengolahan power
Yang artinya kekuatan pemrosesan paralel dari cluster
kinerja tinggi dalam banyak kasus ,terbukti biaya lebih efektif
daripada mainframe dengan kekuatan yang sama harga lebih
rendah per unit daya memungkinkan perusahaan untuk
mendapatkan ROI yang lebih besar dari anggaran IT mereka.
c. Meningkatkan jaringan teknologi
Driving pengembangan cluster komputer telah mengalami
kemajuan besar dalam teknologi yang berhubungan dengan
jaringan bersama dengan penurunan harga teknologi tsb.
d. Skalabilitas
Mungkin keuntungan terbesar dari cluster komputer adalah
skalabilitasnya .cluster komputer dapat dengan mudah di perluas
sebagai perubahan persyaratan dengan menambahkan node
tambahan ke jaringan .
e. Ketersediaan
Ketika komputer mainframe gagal,seluruh sistem gagal dan
jika sebuah node dalam sebuah cluster komputer gagal, operasi
bisa dengan sederhana di transfer ke node lain dalam
cluster.memastikan bahwa tidak ada gangguan dalam pelayanan.

DAFTAR PUSTAKA

http://sosmk8.blogspot.com/2017/04/hierarki-memori.html

https://www.mangladatech.com/2020/07/urutan-satuan-memory-dari-yang-terkecil.html

https://www.dosenpendidikan.co.id/fungsi-ram/

https://www.nesabamedia.com/external-storage/

http://mangihot.blogspot.com/2016/12/pengertian-magnetic-disk.html#

https://www.coursehero.com/file/pp8p47/Disk-Drive-memutar-disket-atau-hard-disk-dengan-
kecepatan-tetap-Khusus-pada/

https://imambakti18.wordpress.com/memori-optik/

https://ilhammaul99.blogspot.com/2016/08/peripheral-input-dan-peripheral-output.html

https://node1.123dok.com/dt03pdf/123dok/003/614/3614682.pdf.pdf?X-Amz-Content-
Sha256=UNSIGNED-PAYLOAD&X-Amz-Algorithm=AWS4-HMAC-SHA256&X-Amz-
Credential=7PKKQ3DUV8RG19BL%2F20220115%2F%2Fs3%2Faws4_request&X-Amz-
Date=20220115T121817Z&X-Amz-SignedHeaders=host&X-Amz-Expires=600&X-Amz-
Signature=5fbf19843a5e8b6ef134534295ddaeb04f86d4d1ae11a20a412f6e35d93731f8

https://text-id.123dok.com/document/wyenmnn1y-data-bus-address-bus-control-bus.html

https://accurate.id/teknologi/pengertian-
komputer/#:~:text=Fungsi%20paling%20utama%20dari%20komputer,grafik%2C%20dan%20lai
n%2Dlain.

https://fakhrimahdi67.wordpress.com/2018/06/28/arsitektur-komputer-paralel/

https://id.gadget-info.com/difference-between-symmetric
113101140_resume.pdf

https://www.teorikomputer.com/2016/10/pengertian-multi-processing-dan-multi.html

https://socs.binus.ac.id/2020/11/16/multiprocessing/

http://arsipbertuah.blogspot.com/2013/05/pengertian-cluster-computer.html