Sistem Bus dan Hubungan Struktur Komputer

 (Jelaskan struktur antar hubungan dan beri contohnya.)

Sistem komputer terdiri dari sejumlah bus yang berlainan yang menyediakan jalan antara dua buah komponen pada bermacam-macam tingkatan hirarki sisterm komputer. Sebuah bus yang menghubungkan komponen-komponen utama komputer (CPU, memori, input/output) disebut bus sistem. Struktur interkoneksi komputer yang umum didasarkan pada penggunaan satu bus sistem atau lebih.Secara umum, I/O Hardware terdapat beberapa jenis seperti device penyimpanan (disk,tape) transmission device (network card, modem), dan human-interface device (screen, keyboard, mouse). Device tersebut dikendalikan oleh instruksi I/O. Alamat-alamat yang dimiliki oleh device akan digunakan oleh direct I/O instruction dan memory-mapped I/O. Beberapa konsep yang umum digunakan ialah port, bus (daisy chain/ shared direct access), dan controller  (host adapter).

o   Port adalah koneksi yang digunakan oleh device untuk berkomunikasi dengan mesin.

o   Bus adalah koneksi yang menghubungkan beberapa device menggunakan kabel-kabel.

o   Controller adalah alat-alat elektronik yang berfungsi untuk mengoperasikan port, bus, dan device.

Apa itu Sistem Bus?

Sistem Bus merupakan lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih komponen computer dan sebagai media transmisi yang dapat digunakan bersama oleh sejumlah perangkat yang terhubung padanya. Diperlukan aturan main agar tidak terjadi tabrakan data atau kerusakan data yang ditransmisikan. Walaupun digunakan bersama namun dalam satu waktu hanyaada sebuah perangkat yang dapat menggunakan bus. Berikut adalah macam – macam system bus pada computer :

A.      Saluran Data ( Data Bus )

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 diakitakan denang lebar bus data. Karena pada suatu saat tertentu masing-masing 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. 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.

B.       Saluran Alamat ( Address Bus )

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.

C.      Saluran Kontrol ( Control Bus )

Saluran kontrol digunakan untuk mengntrol akses ke saluran alamat dan penggunaan data dan saluran alamat. Karena data dan saluran alamat dipakai bersama oleh seluruh komponen, maka harus ada alat untuk mengontrol penggunaannya. Sinyal-sinyal kontrol melakukan transmisi baik perintah maupun informasi pewaktuan diantara modul-modul sistem. Sinyal-sinyal pewaktuan menunjukkan validitas data dan informasi alamat. Sinyal-sinyal perintah mespesifikasikan operasi-operasi yang akan dibentuk. Umumnya saluran kontrol meliputi : memory write, memory read, I/O write, I/O read, transfer ACK, bus request, bus grant, interrupt request, interrupt ACK, clock, reset.

JENIS DATA

o   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

o   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 telah dijelaskan pada bab 6 bahwa modul I/O dapat mengontrol lebih dari sebuah perangkat peripheral. Modul I/O juga dapat mengirimkan sinyal interrupt.

o   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. Dari jenis pertukaran data yang diperlukan modul–modul komputer, maka struktur interkoneksi harus mendukung perpindahan data.

·    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

(Bila terlalu banyak modul atau perangkat dihubungkan pada bus maka akan terjadi penurunan kinerja, sebutkan penyebabnya?)

Scheduling dapat meningkatkan kemampuan sistem secara keseluruhan, dapat membagi device secara rata di antara roses-proses, dan dapat mengurangi waktu tunggu rata-rata untuk menyelesaikan I/O. Ini adalah contoh sederhana untuk menggambarkan definisi di atas. Jika sebuah arm disk terletak di dekat permulaan disk, dan ada tiga aplikasi yang memblokir panggilan untuk membaca untuk disk tersebut. Aplikasi 1 meminta sebuah blok dekat akhir disk, aplikasi 2 meminta blok yang dekat dengan awal, dan aplikasi 3 meminta bagian tengah dari disk. Sistem operasi dapat mengurangi jarak yang harus ditempuh oleh arm disk dengan  melayani aplikasi tersebut dengan urutan 2, 3, 1. Pengaturan urutan pekerjaan kembali dengan cara ini merupakan inti dari I/O scheduling. Sistem operasi  mengembangkan  implementasi scheduling dengan menetapkan antrian permintaan untuk tiap device. Ketika sebuah aplikasi meminta sebuah blocking sistem I/O, permintaan tersebut dimasukkan ke dalam antrian untuk device tersebut. Scheduler I/O mengatur urutan antrian untuk meningkatkan efisiensi dari sistem dan waktu respon rata-rata yang harus dialami oleh aplikasi. Sistem operasi juga mencoba untuk bertindak secara adil, seperti tidak ada aplikasi yang menerima service yang buruk, atau dapat seperti memberi prioritas service untuk permintaan penting yang ditunda. Contohnya, pemintaan dari subsistem mungkin akan mendapatkan prioritas lebih tinggi daripada permintaan dari aplikasi. Beberapa algoritma scheduling untuk disk I/O akan dijelaskan ada bagian Disk Scheduling.Satu cara untuk meningkatkan efisiensi I/O subsistem dari sebuah computer adalah dengan mengatur operasi I/O. Cara lain adalah dengan menggunakan tempat penyimpanan pada memori utama atau pada disk, melalui teknik yang disebut buffering, caching, dan spooling.

(Umumnya perangkat berprioritas paling rendah memiliki waktu tunggu rata-rata yang paling singkat. Dengan dasar ini biasanya CPU diberi perioritas tertinggi pada SBI. Sebutkan alasan perangkat berprioritas 16 memiliki waktu tunggu rata-rata paling rendah? Dibawah kondisi seperti apa keadaan diatas tidak berlaku?)

Bus data : Saluran yang memberikan lintasan bagi perpindahan data antara dua modul system. Umumnya Bus data terdiri dari 8, 16, 32 saluran, jumlah saluran dikaitkan dengan lebar Bus data, jalur-jalur data adalah dua arah (bidirectional). Karena pada suatu saat tertentu masing-masing saluran hanya dapat membawa 1 bit, maka jumlah saluran menentukan jumlah bit yang dapat diindahkan pada suatu saat. Lebar Bus data merupakan faktor penting dalam menentukan kinerja system secara keseluruhan. Bila Bus data lebarnya 8 bit, dan setiap instruksi panjangnya 16 bit, maka CPU harus 2 kali mengakses modul memori dalam setiap siklus instruksinya.

Source : 

http://dedensyahruddin.blogspot.co.id/2014/01/jenis-bus-pada-sistem-komputer-dan.html

https://masterimulya.wordpress.com/2015/01/10/3-5-memahami-kinerja-io-bus-komputer-terapan-jaringan/