MEMORI INTERNAL KOMPUTER

Memori internal adalah memori yang menyimpan program dan data yang sedang dikerjakan oleh CPU komputer. Dalam sebuah komputer, yang digunakan sebagai CPU adalah satu atau beberapa mikroprosessor. Kalau komputer menjalankan suatu program, memori internal akan terus-menerus berhubungan dengan CPU. Karena itu, memori yang digunakan sebagai memori internal harus cukup cepat agar mampu mengimbangi kecepatan CPU .

Memori jenis ini dapat diakses secara langsung oleh prosesor. Memori internal memiliki fungsi sebagai pengingat. Dalam hal ini yang disimpan di dalam memori utama dapat berupa data atau program. Secara lebih rinci, fungsi dari memori inernal adalah :

1. Menyimpan data yang berasal dari peranti masukan sampai data dikirim ke ALU (Arithmetic and Logic Unit) untuk diproses
2. Menyimpan daya hasil pemrosesan ALU sebelum dikirimkan ke peranti keluaran
3. Menampung program/instruksi yang berasal dari peranti masukan atau dari peranti pengingat sekunder

Memori biasa terbagi dibedakan menjadi dua macam: ROM dan Ram. Selain itu, terdapat pula memori yang disebut cache memory.

1.      ROM

ROM (Read-Only-Memory a.k.a firmware) adalah jenis memori yang isinya tidak hilang ketika tidak mendapat aliran listrik dan pada awalnya isinya hanya bisa dibaca. ROM pada komputer disediakan oleh vendor komputer dan berisi program atau data. Di dalam PC, ROM biasa disebut BIOS (Basic Input/Output System) atau ROM-BIOS. Instruksi dalam BIOS inilah yang akan dijalankan oleh mikroprosesor ketika komputer mulai dihidupkan. Umumnya proses yang terkandung dalam BIOS secara berurutan adalah sebagai berikut:

a)     Memeriksa isi CMOS

CMOS (Compmentary Meta-Oxyde Semiconductor) adalah jenis cip yang memerlukan daya listrik dari baterai. Cip ini berisi memori 64-byte yang isinya dapat diganti. Pada CMOS inilah berbagai pengaturan dasar komputer dilakukan, misalnya peranti yang digunakan untuk memuat sistem operasi dan termasuk pula tanggal dan jam sistem.

b)   Memuat penanganan interupsi (interupt handlers) dan pengendali peranti (device driver).

Penanganan  interupsi adalah program kecil yang menjadi penerjemah antara perangkat keras dan sistem operasi. Sebagai contoh , jika pemakai menekan tombol keyboard maka isyarat ini dikirimkan melalui penaganan interupsi keyboard.
Pengendali peranti adalah program yang bertindak sebagai pemberi identitas bagi perangkat keras tertentu (misalnya scanner) sehingga bisa dikenali oleh sistem operasi.

c)    Menginisialisasi register dan manajemen daya listrik

d)    Melakukan pengujian perangkat keras (POST atau the power-on self-test) untuk memastikan bahwa  semua perangkat keras dalam keadaan baik

e)   Menampilkan pengaturan-pengaturan pada system

f)   Menentukan peranti yang akan digunakan untuk menjalankan program (ex. : hard disk)

g)   Mengambil isi boot sector. Boot sector juga merupakan sebuah program kecil. Oleh BIOS program ini dimuat ke RAM dan kemudian mikroprosesor akan mengeksekusi perintah-perintah yang sudah berada dalam RAM tersebut.
Melalui prosedur di atas inilah, kemudian sistem operasi (windows, linux, solaris, dll) dimuat.

Sesuai dengan namanya, ROM adalah memori yang hanya dapat dibaca. Meskipun demikian, dalam perkembangannya, istilah memori hanya baca tidak lagi sesuai saat ini dengan hadirnya MPROM, PROM, EPROM, EPROM, EAPROM, dan Flash PEROM.

a.      MROM (Mask Programmed ROM)

Sering hanya disebut ROM, hanya dapat ditulisi (diprogram) satu kali. Pemrograman ini biasanya dilakukan oleh pabrik pembuat. Disebut mask programmed ROM, karena proses pemrograman  dilakukan dengan menggunakan sejumlah mask (penutup). Sekali telah diprogram, sebuah MROM hanya dapat dibaca dan program di dalamnya tidak dapat diubah lagi. Pembuatan MROM sangat mahal. Karena itu MROM hanya digunakan kalau jumlah yang diperlukan sangat besar, sehingga harga dapat ditekan.

b.      PROM (Programmable ROM)

Adalah jenis ROM yang dapat diprogram sendiri oleh pemakai dengan bantuan arus listrik untuk memutuskan sambungan yang dapat lebur (fuseable link) dalam array sel memori, sesuai dengan program yang diinginkan. Namun demikian, sebuah PROM juga tidak dapat dihapus dan diprogram ulang, karena sambungan yang sudah putus tidak dapat dipulihkan. PROM lebih murah dibandingkan dengan MROM.

c.       EPROM (Erasable Programmable ROM)

Adalah jenis ROM yang juga dapat diprogram sendiri secara elektrik oleh pemakai. EPROM dapat dihapus dan diprogram ulang secara berkali-kali dengan menggunakan pemrogram EPROM. Penghapusan isi EPROM dilakukan dengan memberikan cahaya ultraviolet melalui jendela kecil yang terdapat pada permukaan chip EPROM.

Penghapusan ini tidak efektif, sehingga jika dilakukan penghapusan, seluruh informasi yang tersimpan dalam EPROM akan terhapus. Karena sinar matahari dan cahaya lampu TL juga mengandung sinar ultraviolet, maka jendela kecil tersebut harus ditutup dengan bahan yang tidak tembus cahaya agar informasi yang tersimpan dalam EPROM tidak hilang atau cacat. Karena dapat dihapus dan diprogram ulang dengan mudah, EPROM sering digunakan untuk aplikasi-aplikasi percobaan.

d.      EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM)

Adalah jenis ROM yang dapat diprogram, dihapus, dan diprogram ulang secara elektrik oleh pemakai. Jadi, proses penghapusan tidak menggunakan sinar ultraviolet, tetapi arus listrik. Karena itu, EEPROM dapat dihapus dan diprogram ulang secara selektif.

e.       EAROM (Electrically Alterable ROM)

Adalah jenis ROM yang mirip dengan EEPROM. Memori jenis ini, isinya dapat dihapus dan ditulis secara elektrik dan selektif oleh pemakai.

EPROM, EEPROM, dan EAROM sebenarnya merupakan read-mostly memory (RMM) atau memori komputer yang dapat diprogram lebih dari satu kali. Tetapi operasi tulis untuk RMM jauh lebih rumit dibandingkan dengan operasi bacanya, dan jarang dilakukan. Semua jenis ROM di atas adalah jenis memori non-volatile. Artinya, informasi yang tersimpan dalam sebuah ROM tidak akan hilang jika catu daya listrik terputus atau dihentikan sehingga digunakan untuk menyimpan informasi (program dan data) yang bersifat tetap, misalnya prosedur-prosedur BIOS.

f.       FLASH PEROM (Flash Programmable and Erasable Read Only Memory)

Merupakan memori dengan teknologi nonvolatile memory. Isi memori dapat ditulis ulang ataupun dihapus berkali-kali dengan sangat mudah hingga ribuan kali. Teknologi ini sekarang banyak diterapkan untuk memori di dalam single chip microcontroller dan microcomputer.

2.      RAM

Random Access Memory (RAM) adalah jenis memori yang memiliki waktu akses sama untuk setiap alamat memori. Kebanyakan memori semikonduktor (termasuk ROM) dan memori magnetic core, sebelum ada memori semikonduktor, yang banyak digunakan sebagai memori utama komputer adalah RAM.

Karena itu, nama RAM untuk memori kerja komputer, sebetulnya salah kaprah. Nama memori baca/tulis (Read/Write memory) atau RWM sebenarnya lebih tepat. Namun karena sudah digunakan secara luas, dalam artikel ini akan tetap digunakan sebutan RAM untuk memori kerja komputer. Ada dua jenis RAM, yaitu RAM statik (disingkat SRAM) dan RAM dinamik (disingkat DRAM). Keduanya adalah memori semikonduktor.

a.      RAM Statik

Sel-sel RAM jenis ini berupa flip-flop dengan transistor-transistor bipolar sehingga SRAM dapat menyimpan informasi tanpa memerlukan penyegaran (refresh). Artinya, selama diberi daya listrik, sebuah SRAM dapat tetap menyimpan informasi. Jika catu daya listrik terputus atau dihentikan, semua informasi yang tersimpan akan hilang. Jadi, SRAM bersifat volatile. Ada juga RAM yang tidak volatile, yaitu NVRAM (Non Volatile RAM). RAM jenis ini terdiri atas SRAM dan EEPROM dengan kapasitas yang identik, dan digabungkan diatas satu Chip. Data dapat dipindahkan secara dua arah antara SRAM dan EEPROM dengan operasi-operasi store dan recall.

Jika catu daya listrik terputus, data yang tersimpan secara otomatis akan dipindahkan ke EEPROM yang non-volatile, sehingga tetap tersimpan dengan aman. Kalau sumber daya listrik pulih kembali, data yang tersimpan di EEPROM secara otomatis akan di-recall ke SRAM. Cara lain untuk mencegah hilangnya informasi yang tersimpan dalam RAM jika catu daya listrik terputus adalah dengan bantuan UPS (Uninterruptable Power Supply). Ketika catu daya listrik terputus, pemberian catu daya akan diambil sementara alih oleh baterai UPS dengan lama waktu sesuai jenis dan kapasitas UPS). Dengan demikian, pemakai masih mempunyai kesempatan untuk menyimpan informasi yang ada di RAM ke harddisk atau flashdisk.

Memperlihatkan lambang RAM biasa. RAM tersebut memiliki 12¹² = 4096 (4k) kata biner. Karena ada delapan saluran data (D7 – D0), kata biner ini disimpan sebagai kata 8 bit. Jadi kapasitas RAM ini sama dengan 4k x 8. Selama operasi baca, saluran D7 – D0 berfungsi sebagai keluaran, dan selama operasi tulis berlaku sebagai masukan. Selain itu, RAM tersebut memiliki satu masukan Chip Enable dan satu masukan read/write (R/W). Masukan Enable digunakan untuk mengaktifkan RAM untuk operasi baca atau tulis. Untuk operasi baca, masukan R/W harus diberi logika 1, dan untuk operasi tulis, masukan R/W harus diberi logika 0.

b.      RAM Dinamik

RAM jenis ini menyimpan informasi dalam bentuk muatan kapasitor-kapasitor semikonduktor kecil. Karena isolasi kapasitor ini tidak sempurna, muatan yang tersimpan akan cepat hilang. Agar informasi yang tersimpan tidak hilang, sel-sel DRAM harus ditulis ulang. Penulisan ulang ini disebut penyegaran (refresh) dan harus dilakukan secara berkala (sekitar 2 milidetik sekali). DRAM dibuat dengan teknologi MOS. Kecepatan memori komputer MOS lebih lambat dibandingkan memori bipolar. Selain itu, DRAM juga memerlukan penyegaran yang membuat RAM jenis ini menjadi lambat dibandingkan dengan SRAM. Tetapi DRAM memiliki beberapa keunggulan dibanding SRAM. Struktur sel DRAM jauh lebih sederhana dibandingkan struktur sel SRAM, sehingga DRAM dapat dibuat dengan kerapatan sel jauh lebih tinggi. Dengan kata lain, untuk ukuran fisik yang sama, kapasitas chip DRAM akan jauh lebih besar dibandingkan SRAM. Karena itu, harga per bit sebuah DRAM jauh lebih murah. Selain itu, karena dibuat dengan teknologi MOS, maka konsumsi daya DRAM juga lebih rendah.

Dewasa ini, karena pertimbangan ekonomi, untuk memori kerja (RAM) komputer, hampir selalu digunakan DRAM. Pemakaian SRAM hanya digunakan jika kecepatan yang diutamakan, bukan harga dan konsumsi daya.

3.      MEMORY CACHE

Contoh penggunaan SRAM adalah untuk memori cache. Memori cache (sering disebut cache saja) adalah RAM kecil yang cepat dan ditempatkan sedekat mungkin dengan CPU (mikroprosesor), terletak antara CPU dan memori utama (DRAM). Dengan teknik-teknik tertentu, dapat diperhitungkan instruksi mana yang akan segera diperlukan CPU. Instruksi-instruksi ini dipindahkan dari DRAM ke memori cache sebelum CPU benar-benar memerlukannya. Dengan demikian, ketika diperlukan, CPU dapat mengambil langsung dari memori cache. Dengan teknik “caching” ini, kecepatan operasi sistem dapat ditingkatkan secara signifikan. Kombinasi memori cache yang kecil, cepat, dan mahal dengan memori utama yang besar dan murah tetapi lambat, menghasilkan sistem memori dengan kecepatan operasi mendekati memori cache dan dengan kapasitas DRAM. Harga per bit nya tidak jauh berbeda dengan harga DRAM.

Kecepatan operasi kombinasi memori cache dengan DRAM lebih rendah dari memori cache, karena kadang-kadang CPU tidak dapat menemukan instruksi yang diperlukannya di dalam cache (cache miss). Dalam hal ini, CPU harus mencari instruksi tadi di dalam DRAM kemudian memindahkannya ke memori cache sebelum dibaca. Harga per bit untuk kombinasi memori cache dan DRAM hanya sedikit lebih tinggi dari memori utama, karena memori cache yang digunakan biasanya kecil (bervariasi aantara 1 kBytes dan 256 kBytes), meskipun pada beberapa ada yang berkapasitas 512 kBytes sampai 1 MBytes. Dewasa ini, hampir semua golongan komputer dilengkapi dengan memori cache, bahkan ada yang memiliki lebih dari satu cache. Kemajuan dalam teknologi IC bahkan telah berhasil mengintegrasikan cache pada chip mikroposesor meskipun kapasitasnya masih terbatas. Cache pada chip mikroprosesor dapat diakses lebih cepat karena tidak perlu melintasi batas mikroprosesor.

Karena harus disegarkan secara periodik, DRAM memerlukan rangkaian penyegaran. Ada juga RAM dinamik yang sudah dilengkapi rangkaian penyegaran. RAM ini disebut integrated RAM (iRAM). Secara eksternal, iRAM bekerja seperti SRAM.

Di dalam microprocessor sebuah komputer, masih ada register yang juga dapat digunakan untuk menyimpan informasi. Register ini terdiri atas sejumlah flip-flop, dan merupakan jenis memori dalam komputer yang paling cepat. Register dalam CPU digunakan secara ekstendif untuk operasi internal. Ketika komputer menjalankan suatu program, informasi yang tersimpan dalam register secara terus-menerus akan dipindahkan dari register yang satu ke register atau lokasi yang lain.

Sumber :
http://firmanh34.blogspot.com/p/memori-internal-komputer.html
http://oprekzone.com/memori-internal-komputer-rom/
http://oprekzone.com/memori-internal-komputer-ram/ 

SISTEM BUS

Pengertian Bus

Bus merupakan lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih perangkat komputer. Karakteristik penting sebuah bus adalah bus merupakan media transmisi yang dapat digunakan bersama. Sejumlah perangkat yang terhubung ke bus dan suatu sinyal yang ditransmisikan oleh salah satu perangkat ini dapat ditermia oleh salah satu perangkat yang terhubung ke bus. Bila dua buah perangkat melakukan transmisi dalam waktu yang bersamaan, maka sinyal-sinyalnya akan bertumpang tindih dan menjadi rusak. Dengan demikain, hanya sebuah perangkat saja yang akan berhasil melakukan transimi pada suatu saat tertentu.

Umumnya sebuah bus terdiri dari sejumlah lintasan komunikasi atau saluran. Masing-masing saluran dapat mentransmisikan sinyal yang menunjukkan biner 1 dan biner 0. Serangkaian digit biner dapat ditransmisikan melalui saluran tunggal. Dengan mengumpulkan beberapa saluran dari sebuah bus, dapat digunakan mentransmisikan digit biner secra bersamaan (paralel). Misalnya sebuah satuan data 8 bit dapat ditransmisikan melalui bus delapan saluran.

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.

System bus atau bus system adalah bus yang digunakan oleh sistem komputer agar dapat berjalan. 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.

            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 dengan prosesor 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.

Struktur 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.

1. 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 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.

2. 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.

3. Saluran Kontrol

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

Contoh - Contoh Bus

Banyak perusahaan yang mengembangakan bus-bus antarmuka terutama untuk perangkat peripheral. Diantara jenis bus yang beredar di pasaran saat ini adalah, PCI, ISA, USB, SCSI, FuturaBus+, FireWire, dan lain-lain. Semua memiliki keunggulan, kelemahan, harga, dan teknologi yang berbeda sehingga akan mempengaruhi jenis-jenis penggunaannya.

Bus ISA : Industri computer 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-mesin dan kartu-kartu yang ada.

Bus PCI : Peripheral Component Interconect (PCI) adalah bus yang tidak tergantung prosesor dan berfungsi sebagai bus mezzanine atau bus peripheral. Standar PCI adalah 64 saluran data pada kecepatan 33MHz, laju transfer data 263 MB per detik atau 2,112 Gbps. Keunggulan PCI tidak hanya pada kecepatannya saja tetapi murah dengan keping yang sedikit.

Bus USB : Semua perangkat peripheral tidak efektif apabila dipasang pada bus kecepatan tinggi PCI, sedangkan banyak peralatan yang memiliki kecepatan rendah seperti keyboard, mouse, dan printer. Sebagai solusinya tujuh vendor computer (Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC, dan Northen Telecom) bersama-sama meranccang bus untuk peralatan I/O berkecepatan rendah. Standar yang dihasilakan dinamakan Universal Standard Bus (USB).

Bus SCSI : Small Computer System Interface (SCSI) adalah perangkat peripheral eksternal yang dipo[ulerkan oleh macintosh pada tahun 1984. SCSI merupakan interface standar untuk drive CD-ROM, peralatan audio, hard disk, dan perangkat penyimpanan eksternal berukuan besar. SCSI menggunakan interface paralel dengan 8,16, atau 32 saluran data.

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 berkecepatan tinggi juga. Bus SCSI dan PCI tidak dapat mencukupi kebutuhan saat ini. Sehingga dikembangkan bus performance tinggi yang dikenal dengan FireWire (P1393 standard IEEE). P1394 memiliki kelebihan dibandingkan dengan interface I/O lainnya, yaitu sangat cepat, murah, dan mudah untuk diimplementasikan. Pada kenyataan P1394 tidak hanya popular pada system computer, namun juga pada peralatan elektronik seperti pada kamera digital, VCR, dan televise. Kelebihan lain adalah penggunaan transmisi serial sehingga tidak memerlukan banyak kabel.

http://www.kiosbisnis.com/2012/04/pengertian-dan-karakteristik-sistem-bus.html

http://plongplongan.files.wordpress.com/2011/09/hari_100533406919.docx